KR20020030714A

KR20020030714A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20020030714A
Application number: KR1020010063594A
Authority: KR
Inventors: 모리시타순스케; 야베히로카즈; 우라시마요시유키
Original assignee: 가나이 쓰토무; 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼; 야스나가 히데아키; 히다찌 일렉트로닉 디바이시즈 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2002-04-25
Also published as: TWI224695B; JP2002122863A; JP3808301B2; KR100399826B1; US20020057405A1; US6654088B2

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서 액정표시소자의 표시면에 발생하는 휘도얼룩을 저감하기 위하여 액정표시소자의 표시면과 반대측에 배치되는 복수의 광원과 반사부재를 갖추는 액정표시장치에 있어서, 상기 반사부재의 상기 복수의 광원간에 위치하는 영역에 돌기부를 설치하고 상기 돌기부의 상기 복수의 광원의 연장방향과 직교하는 면에서 절단할 때의 단면형태를 삼각형으로 하는 직하형 백라이트유니트를 채용하는 액정표시장치의 기술을 제공한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 퍼스널 컴퓨터, 워크스테이션등에 이용되는 액정표시장치에 관한 것이고 특히, 액정표시장치에 이용되는 직하형 백라이트유니트에 적용하기에 유효한 기술에 관한 것이다.

STN(Super Twisted Nematic) 방식 혹은 TFT(Thin Film Transister)의 액정표시모듈은 노트형 퍼스널 컴퓨터등의 표시장치로 폭넓게 사용되고 있다.

이들의 액정표시장치 모듈은 주위에드레인 드라이버 및 게이트 드라이버가 배치된 액정표시판넬과, 해당 액정표시판넬을 조사하는 백라이트유니트로 구성된다.

이 백라이트유니트는 사이드 라이트형의 백라이트 유니트와 직하형 백 라이트 유니트로 크게 구분된다.

노트형 퍼스널 컴퓨터 액정표시 모듈의 표시장치로서 사용되는 액정표시모듈의 경우는 주로 사이드라이트형의 백라이트유니트가 채용되고 있다.

최근, 액정표시모듈은 대형화 대화면화 되고 모니터용의 표시장치로서도 사용되고 있고 이와 같이 대형, 대화면의 모니터용 액정표시모듈에서는 고휘도가 구해지는 직하형의 백라이트유니트가 적합하고 있다.

또한, 직하형 백라이트 유니트를 채용한 액정표시모듈은 예를들면, 일본국 특개평5-257141호 공보에 기재되어 있다.

직하형 백라이트 유니트에서는 복수의 광원(냉음극형광등)을 갖추고 복수의 광원으로부터 조사된 빛이 입사되는 확산판을 포함하는 광학부재와, 복수의 광원에서 액정표시판넬과 반대측에 조사된 빛을 액정표시판넬측에 반사하는 반사면을 갖추는 리플렉터(reflector;반사부재)를 구비하고 있다.

한편, 최근, 대화면의 모니터용 액정표시모듈에서는 노트용 액정표시모듈과 동일한 박형화, 협틀화의 요구가 강력해지고 있다.

그런데, 대화면의 모니터용 액정표시모듈의 박형화를 위하여 직하형 백라이트를 박형화, 즉, 광학부재와 리플렉터와의 사이의 거리를 짧게하면 각 광원에서 조사되는 빛으로 광학부재의 각 광원간에 위치하는 영역에 입사되는 광량이 감소한다.

이로 인하여, 액정표시판넬의 표면상의 각 광원간의 영역의 휘도가 액정표시판넬의 표면상의 각 광원의 직상부에 위치하는 영역의 휘도에 비하여 작아지고 액정표시판넬의 표시면에 휘도얼룩이 발생하는 문제점이 있었다.

이것을 방지하고 액정표시판넬의 표시면상의 휘도의 균일화를 도모하기 위해서는 라이트 카텐(예를들면, 광학부재의 확산판으로의 도트 패턴인쇄)을 이용할 필요가 있지만, 라이트카텐은 피크휘도를 내리는 것으로 휘도의 균일화를 도모하고 있기 때문에 휘도의 저하를 일으키는 결점이 있었다.

또한, 각 광원의 위치와 라이트카텐을 구성하는 각 도트패턴과의 위치맞춤 정밀도등의 제조분산에 의해 휘도의 균일화가 불충분해지는 결점이 있었다.

본 발명은, 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이고 본 발명의 목적은 직하형 백라이트유니트를 채용하는 액정표시장치에 있어서, 액정표시소자의 표시면에 발생하는 휘도얼룩을 저감하는 것이 가능 해지는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 그 외의 목적과 신규특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면에 의해 명확해질 것이다.

본원에 있어서 개시되는 발명가운데 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 하기와 같다.

즉, 본 발명은 상호 대향하여 배치되는 2매의 기판과, 상기 2매의 기판간에 끼워지는 액정층을 갖추는 액정표시소자와, 상기 액정표시소자의 표시면과 반대측에 배치되고, 상기 액정표시소자에 조사광을 조사하는 복수의 광원과, 상기 액정표시소자와 상기 복수의 광원과의 사이에 배치되는 광학부재와, 상기 복수의 광원이 상기 액정표시소자측과 반대측에 배치되는 반사부재를 갖추는 액정표시장치에 있어서, 상기 반사부재는 상기 복수 광원의 연장방향을 따라서 설치되는 돌기부를 갖추고, 상기 돌기부는 상기 복수 광원의 연장방향과 직교하는 면에서 절단되었을 때단면형태가 삼각형태이고, 상기 복수 광원의 중심부간의 거리를 L, 상기 반사부재로부터 상기 복수광원의 중심부까지의 거리를 d1, 상기 돌기부의 높이를 h, 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변에서 끼워지는 협각의 각도를 θ로 할 때,

hd1, tan^-1(2(h+d1)/L)90°-θ

가 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태로는 상기 돌기부의 상기 단면형태는 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌기하는 2변이 동일한 길이의 2등변 삼각형태인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태로는 상기 돌기부의 상기 단면형태는 정점이 원을 이루는 삼각형태인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태로는 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변이 교차하는 정점은 상기 복수의 광원의 중심부간의 중심부에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태로는 상기 반사부재와 상기 광학부재와의 사이의 거리를 D로 할 때 10mm<D<20mm를 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태로는 상기 광학부재는 휘도를 균일하게 하기 위한 패턴이 인쇄된 확산판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태로는 상기 돌기부는 변형방지 수단을 갖추는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태로는 상기 변형방지수단은 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변간에 복수의 광원의 연장방향과 직교하는 방향으로 설치되는 복수의 박판(薄板)인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태로는 상기 변형방지수단은 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변이 교차하는 정점부에 설치되는 노치(notch)를 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시형태로는 상기 반사부재는 합성수지로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 기술의 수단에 의하면 직하형 백라이트 유니트에 있어서의 반사부재의 각 광원간의 영역에 삼각형 형태의 반사용 돌기부를 설치하고 각 광원에서 반사부재측에 조사되는 빛을 효율적으로 광학부재의 각 광원간의 영역에 입사하도록 하므로 액정표시소자의 표시면에 발생하는 휘도얼룩을 종래의 액정표시장치보다 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 이 삼각형 형태의 돌기부에 변형방지수단을 설치하도록 하였으므로 반사부재의 변형을 방지하고 강도를 높이는 것이 가능해진다.

도 1 은 본 발명의 실시형태 1의 TFT방식의 액정표시모듈(LCM)의 개략구성을 나타내는 분해사시도이다.

도 2 는 본 발명의 실시형태 1의 직하형 백라이트유니트를 채용하는 액정표시모듈의 주요부 단면구조를 나타내는 단면도이다.

도 3 은 본 발명의 실시형태 1의 직하형 백라이트유니트에 있어서의 냉음극형광등으로부터 조사되는 조사광의 광로를 설명하기 위한 도이다.

도 4 는 본 발명의 실시형태 1의 돌기부의 높이, 돌기부의 정점의 각도(θ)를 설명하기 위한 도이다.

도 5 는 계산에 의해 구해진 액정표시판넬상의 휘도분포의 일례를 나타내는 그래프이다.

도 6 은 계산에 의해 구해진 액정표시판넬상의 휘도분포의 다른 예를 나타내는 그래프이다.

도 7 은 본 발명의 실시형태 1의 돌기부의 변형예를 나타내는 도이다.

도 8 은 종래의 직하형 백라이트유니트를 채용하는 액정표시모듈의 주요부단면구조를 나타내는 단면도이다.

도 9 는 종래의 직하형 백라이트유니트에 있어서의 냉음극 형광등(2)으로부터 조사되는 조사광의 광로를 설명하기 위한 도이다.

도 10 은 광량 조정용의 라이트카텐의 일례를 나타내는 도이다.

도 11A 에서 도 11C 는 본 발명의 실시형태 2 의 백라이트유니트의 리플렉터의 개략 구성을 나타내고, 도 11A는 리플렉터(3)를 냉음극 형광등측으로부터 본 평면도, 도 11B는 도 11A의 A-A'선을 따라 절단한 단면도, 도 11C는 리플렉터(3)을 냉음극 형광등(2)과 반대측에서 본 평면도이다.

도 12A 에서 도 12C는 본 발명의 실시형태 2의 리플렉터의 돌기부만을 나타내고, 도 12A는 돌기부(30)를 측면에서 본 측면도, 도 12B는 돌기부(30)를 냉음극 형광등(2)과 반대측에서 본 후면평면도, 도 12C는 도 12A에 나타나는 B방향에서 본 정면도이다.

도 13A 및 도 13B 는 본 발명의 실시형태 1의 리플렉터의 돌기부만을 나타내고 도 13A는 돌기부(30)를 측면에서 본 측면도, 도 13B는 도 13A에 나타나는 A방향에서 본 정면도이다.

도 14A 에서 도 14C 는 본 발명의 실시형태 3의 리플렉터의 돌기부만을 나타내고 도 14A는 돌기부(30)를 측면에서 본 측면도, 도 14B는 돌기부(30)를 냉음극 형광등(2)과 반대측에서 본 평면도, 도 14C는 도 14A에 나타나는 C방향에서 본 정면도이다.

<주요부분을 나타내는 도면부호의 설명>

1 : 플렉시블 배선기판 2 : 복수의 냉음극형광등(CFL)

3 : 리플렉터 4 : 상프레임

5 : 액정표시판넬 6 : 중간프레임

7 : 광학부재 8, 11 : 냉음극형광등의 보유유지체

9 : 고압측 케이블 10 : 고무누름체

12 : 저압측 커넥터 13 : 구동회로기판

14 : 인버터 회로기판 15 : 저압측 케이블 커넥터

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다,

또한, 실시형태를 설명하기 위한 전도에 있어서, 동일기능을 갖추는 것은 동일 부호를 부여하고 그 반복설명은 생략한다.

[실시형태 1]

<본 실시형태의 TFT방식의 액정표시모듈의 기본구성>

도 1은 본 실시형태의 TFT방식의 액정표시모듈(LCM)의 개략구성을 나타내는 분해사시도이다.

본 실시형태의 액정표시모듈(LCM)은 금속판으로 이루어지는 틀형의 상프레임(4), 액정표시판넬(LCD; 본 발명의 액정표시소자)(5), 직하형 백라이트유니트로 구성된다.

액정표시판넬(5)은 화소전극, 박막트랜지스터등이 형성되는 TFT기판과 대향전극 칼라필터등이 형성되는 필터기판을 소정의 간격으로 중복하여 그 양쪽 기판간의 주변부 근방에 틀형으로 설치된 씰재에 의해 양기판을 접합하고 씰재의 일부에 설치된 액정봉입구로부터 양쪽 기판간의 씰재의 일부에 설치한 액정봉입구로부터 양쪽기판간의 씰재의 내측에 액정을 봉입하고, 봉합하고 또한, 양쪽 기판의 외측에 편광판을 접합하여 구성된다.

여기에서, TFT기판의 유리기판상에는 반도체 집적회로장치(IC)로 구성되는 복수의 드레인 드라이버 및 게이트드라이버가 탑재되어 있다.

이 드레인드라이버에는 플렉시블 프린트배선기판(1)을 매개하여 구동전원, 표시데이터 및 제어신호가 공급되고 게이트드라이버에는 플렉시블 프린트배선기판(1)을 매개하여 구동전원 및 제어신호가 공급된다.

플렉시블 프린트배선기판(1)은 백라이트 유니트의 후측에 설치되는 구동회로기판(TCON기판)(13)에 접속된다.

본 실시형태의 액정표시모듈의 백라이트 유니트는 금속판으로 이루어지는 틀형의 중간프레임(6)과 리플렉터(본 발명의 반사부재)(3)와의 사이에 복수의 냉음극 형광등(CFL 2) 광학부재(확산 씨트, 렌즈 씨트)(7)가 도 1에 나타나는 순서로 배치되어 구성된다.

또한, 도 1에 있어서, 8, 11은 냉음극 형광등(2)의 보유유지체, 9는 고압측케이블 커넥터, 10은 고무누르개, 12는 저압측 커넥터, 14는 냉음극 형광등(2)을 구동하는 인버터회로기판, 15는 저압측 케이블 커넥터이다.

본 실시형태에 있어서, 그 내면이 백색 또는 은색의 리플렉터(3)는 금속판 혹은 합성수지로 구성되고 하프레임을 겸용한다.

<종래의 직하형 백라이트 유니트의 구성>

도 8은 종래의 직하형 백라이트 유니트를 채용하는 액정표시모듈의 주요부 단면구조를 나타내는 단면도이다.

또한, 본 도 8은 냉음극 형광등(2)의 연장방향과 직교하는 면으로 절단한 단면구조를 나타내는 도이고, 또한, 이 도 8에 있어서, 20은 리플렉터(3)의 하면에 부착된 회로기판(구동 회로기판(13), 인버터 회로기판(14))을 보호하기 위한 케이싱이다.

도 8에 나타나는 바와 같이 종래의 직하형 백라이트유니트에서는 리플렉터(3)는 그 표면이 평탄면으로 구성되어 있다.

도 9는 종래의 직하형 백라이트 유니트에 있어서의 냉음극 형광등(2)으로부터 조사되는 조사광의 광로를 설명하기 위한 도이다.

도 9에 나타나는 바와 같이 냉음극 형광등(2)으로부터 광학부재(7)측에 조사된 빛은 광로(51)에 의해 광학부재(7)(보다 상세하게는 확산판)로 입사되고, 냉음극 형광등(2)으로부터 리플렉터(3)측에 조사된 빛은 광로(52)에 의해 광학부재(7)로 입사된다.

상기 기술한 바와 같이 대화면의 모니터용 액정표시모듈의 박형화를 위하여 직하형 백라이트를 박형화, 즉, 광학부재(7)와 리플렉터(3)와의 사이의 거리(도 9에 나타나는 D)가 각 냉음극형광등(2)의 중심부간의 거리(L)에 비하여 충분하게 작아지면 각 냉음극 형광등(2)으로부터 조사되는 빛으로 광학부재(7)의 각 냉음극 형광등간에 위치하는 영역에 입사되는 광량이 감소하고 액정표시판넬의 표면상의 각 냉음극 형광등간의 영역의 휘도가 액정표시판넬의 표면상의 각 냉음극 형광등(2)의 직상부에 위치하는 영역의 휘도에 비하여 작아지고 액정표시판넬의 표시면에 휘도얼룩이 발생하는 문제점이 있었다.

이것을 방지하기 위하여 액정표시판넬의 표시면상이 휘도의 균일화를 도모하기 위해서는 예를들면, 도 10에 나타나는 바와 같은 광량 조정용의 라이트카텐을 사용할 필요가 있지만 라이트 카텐은 피크휘도를 내리는 것으로 휘도의 균일화를 도모하고 있기 때문에 휘도의 저하를 일으키는 결점이 있었다.

이 도 10에 나타나는 라이트 카텐은 광학부재(7)의 확산판에 도 10에 나타나는 바와 같은 도트패턴(25)을 인쇄한 것이다.

또한, 이 라이트카텐은 각 냉음극 형광등(2)의 위치와 라이트카텐을 구성하는 각 도트패턴과의 위치맞춤 정밀도도등 제조분산에 의해 휘도의 균일화가 불충분해지는 결점이 있었다.

<본 실시형태의 직하형 백 라이트유니트의 특징적 구성>

도 2는 본 실시형태의 직하형 백라이트 유니트를 채용하는 액정표시모듈의 주요부단면구조를 나타내는 단면도이다.

또한, 이 도 2는 냉음극 형광등(2)의 연장방향과 직교하는 면에서 절단한 단면구조를 나타내는 도이다.

도 2에 나타나는 바와 같이, 본 실시형태에서는 리플렉터(3)의 냉음극형광등간에 위치하는 영역에 복수의 냉음극 형광등측으로 돌출하고 또한, 복수의 냉음극 형광등(2)의 연장방향을 따라서 설치되고 복수의 냉음극 형광등(2)의 연장방향과 직교하는 면에서 절단될 때의 단면형태(이하, 단순히 단면형태로 지칭함)가 삼각형태의 반사용의 돌기부(30)가 설치된다.

도 3은 본 실시형태의 직하형 백라이트 유니트에 있어서의 냉음극 형광등(2)으로부터 조사되는 조사광의 광로를 설명하기 위한 도이다.

도 3에 나타나는 바와 같이 본 실시형태에서도 냉음극 형광등(2)으로부터 광학부재(7)측으로 조사된 빛은 광학부재(7)(보다 상세하게는 확산판)로 입사되지만 냉음극 형광등(2)으로부터 리플렉터(3)측에 조사된 빛의 일부는 광로(53) 및 광로(54)에 나타나는 바와 같이 리플렉터(3) 및 돌기부(30)에서 반사되어 광학부재(7)로 입사된다.

그리고, 광로(53) 및 광로(54)에서 광학부재(7)에 입사되는 조사광은 광학부재(7)에 있어서의 각 냉음극 형광등간의 중심부에서 돌기부(30)에서 반사되는 조사광을 조사하는 자(自)냉음극 형광등측의 영역(도 3의 화살인 A로 나타내는 영역)에 입사되므로 액정표시판넬의 전표면상의 휘도를 향상시키는 것이 가능하다.

특히, 액정표시판넬의 표면상의각 냉음극 형광등간의 영역의 휘도를 향상시킬 수 있다.

따라서, 대화면의 모니터용 액정표시모듈의 박형화를 위하여 직하형 백라이트를 박형화 즉, 광학부재(7)와 리플렉터(3)와의 사이의 거리(도 9에 나타내는 D)를 각 냉음극 형광등(2)의 중심부간의 거리(L)에 비하여 매우 작게하여도 액정표시판넬 표면상의 각 냉음극 형광등간의 영역의 휘도를 향상시켜 액정표시판넬의 표면상의 휘도를 균일화하는 것이 가능하므로 액정표시판넬의 표시면에 휘도얼룩이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능 해진다.

또한, 상기 기술의 효과를 보다 효율적으로 발휘하기 위해서는 돌기부(30)의 정점(31)이 리플렉터(3)에 근접하는 냉음극 형광등의 중심부에 위치하도록 배치하는 것이 바람직하다.

이하, 이 돌기부(30)의 높이 돌기부(30)의 정점의 각도(θ)에 대해서 도 4를 이용하여 설명한다.

여기에서, 도 4에 나타나는 바와 같이 냉음극 형광등(2a)의 중심부와 냉음극 형광등(2b)의 중심부와의 사이의 거리를 L, 냉음극 형광등(2a, 2b)의 중심부와 리플렉터(3)와의 사이의 거리를 d1, 또한, 돌기부(30)의 단면형태가 냉음극 형광등측에 돌출하는 2변의 길이가 동일한 2등변 삼각형으로 하고 그 정점(31)의 각도를 θ, 돌기부(30)의 높이를 h로 한다.

또한, 편의상 냉음극 형광등(2a)의 중심부를 O, 냉음극 형광등(2a)의 중심부를 통하는 리플렉터(3)에 수직의 수직선과 리플렉터(3)와의 교점을 R, 냉음극 형광등(2a)으로부터 조사되는 조사광의 광로(55)가 리플렉터(3)에서 반사하는 점을 P, 돌기부(30)의 정점(31)을 Q, 돌기부(30)의 상승부를 S, 돌기부(30)의 정점(31)을 통하는 리플렉터(3)에 수직의 수직선(W)과 리플렉터(3)의 연장선과의 교점을 T, 광로(55)에서 광학부재(7)에 입사되는 점을 U로 한다.

상기 기술한 효과를 이루기 위해서는 냉음극 형광등(2a)으로부터 조사된 조사광 안에서 리플렉터(3)의 P점에서 일회 반사된 후 돌기부(30)의 정점(31)에서 반사된 조사광(도 4의 광로(44)에서 나타나는 영역)이 광학부재(7)의 수직선(W)의 냉음극 형광등(2b)측(도 4에 나타나는 화살인 B측)에 입사되도록 하면 수월하다.

이것을 수식으로 표현하면 하기 (1) 식 (2)식과 같이 된다.

d1

180°

여기에서 ∠OPR을로 하면 ∠SQT , ∠PQS 및 ∠UQP는 하기(3)식과 같이 표현된다.

∠SQT = θ/2

∠PQS = 90°--θ/2

∠UQP = θ+ 2

따라서, 상기 (2)식은 하기 (4)식과 같이 표현된다.

-θ/2) + (θ+ 2 ) = 90°+ θ+

θ+ 90°

90°-θ

또한,와 d1 및와 h와의 사이에는 하기 (5)식에 관계가 있다.

= d1/L1

tan= h/L2

여기에서, L1은 R점과 P점과의 사이의 거리 L2 는 T점과의 거리이고 하기(6)식에 관계가 있다.

L1 + L2 = L/2

(6)식에 (5)식을 대입하여 하기 (7)가 구해진다.

= L/2

tan= 2(d1 + h)/L

따라서, 상기 (4)식은 하기 (8)식과 같이 표현된다.

90°-θ

이와 같이 상기 (1) 식 및 (8)식을 만족하는 경우에 상기 기술한 효과를 구하는 것이 가능하다.

즉, 대화면의 모니터용 액정표시모듈의 박형화를 위하여 직하형 백 라이트를 박형화 한 경우에 액정표시판넬의 표면상의 각 냉음극 형광등간의 영역의 휘도를 향상시켜 액정표시판넬의 표면상의 휘도를 균일화하는 것이 가능 하고 액정표시판넬의 표시면에 휘도얼룩이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에 있어서, 계산에 의해 구해진 액정표시판넬상의 휘도분포의 일례를 도 5에 나타낸다.

이 도 5에 있어서 횡축(x)은 근접하는 냉음극 형광등(2) 사이의 거리를 표현하고 종축(y)은 근접하는 냉음극 형광등(2) 사이의 각 위치에서의 각 냉음극 형광등(2)의 직상부의 휘도를 1로 한 경우의 상대적인 휘도를 나타낸다.

또한, 이 도 5에 있어서의 계산모델은 이하와 같다.

(1) 냉음극 형광등(2)은 2개.

(2) 리플렉터(3) 및 돌기부(30)에서의 반사율은 90%, 리플렉터(3) 및 돌기부(30)에서의 입사광의 입사각과 출사각은 동일.

(3) 냉음극 형광등(2)의 중심부간의 거리(L)는 L=29.5mm

(4) 리플렉터(3)와 광학부재(7)와의 사이의 거리(D)는 D=12mm.

(5) 냉음극 형광등(2)의 관지름(r1)은 r1 = 3mm.

(6) 냉음극 형광등(2)의 중심부에서 리플렉터(3)까지의 거리(d1)는 d1 = 3.5mm.

(7) 돌기부(30)은 단면형태가 2등변 삼각형 형태로 높이(h)는 h=4mm, 정점(31)의 각도(θ)는 θ=64°.

(8) 냉음극 형광등(2)은 냉음극 형광등(2)의 표면에서 모든방향으로 균일하게 발광한다.

또한, 이 도 5에 있어서 (a)가 본 실시형태의 액정표시모듈의 휘도분포를 나타내고 (b)가 종래의 액정표시모듈의 휘도분포를 나타낸다.

도 5에서 알수 있듯이, (b)에 나타나는 종래의 액정표시모듈의 휘도분포를 비교하면 (a)에 나타나는 본 실시형태의 액정표시모듈의 휘도분포에서는 액정표시판넬의 전체 표면상의 휘도가 향상하고 있고 특히, 액정표시판넬의 표면상의 각 냉음극 형광등간의 영역의 휘도가 향상하고 있다.

또한, (a)에 나타나는 그래프에 있어서, 휘도의 밝은 부분이 발생하고 있지만 이것은 도 3에 나타나는 광로(53)와 광로(54)가 오버랩하고 있는 부분이기 때문이고, 실제는 리플렉터(3) 및 광학부재(7)의 확산판에 있어서, 빛의 확산이 발생하기 때문에 피크가 작아진다.

또한, x=0 및 x=29.5부근의 휘도저하는 냉음극 형광등 2개로 계산하고 있기 때문이고 실제는 x=-14.75 및 x=44.25인 돌기부(30)에서의 반사에 의해 휘도의 심도(deep)가 작아진다.

또한, 본 발명은 리플렉터(3)와 광학부재(7)와의 거리(D)가 10mm < D < 20mm의 경우에 특히 효과가 있다.

리플렉터(3)와 광학부재(7)와의 사이의 거리(D)가 D=20mm이상의 직하형 백 라이트에서는 도 6의 (c)에 나타나는 바와 같이 x=7 및 x=22부근에 휘도의 심도부분을 나타내고 휘도향상이 불가능한 부분이 발생한다.

도 6의 (d)에 나타나는 종래의 액정표시모듈의 휘도분포와 비교하여 평균휘도의 향상을 도모할 수 있는 휘도가 향상되지 않는 장소에 있기 때문에 효과는 구할 수 없다.

또한, 리플렉터(3)와 광학부재(7)와의 사이의 거리(D)가 D=10mm이하의 직하형 백라이트에서는 전체 영역에서 휘도가 향상되는 피크의 휘도가 커지고 예를들면 도 10에 나타나는 라이트카텐과 같이 휘도를 균일화하는 수법이 필요해진다.

또한, 도 6은 계산에 의해 구해진 액정표시판넬상의 휘도분포의 다른 예를 나타내는 그래프이고 이 도 6에 나타나는 그래프에 있어서 계산모델은 리플렉터(3)와 광학부재(7)와의 사이의 거리(D)를 D=20mm로 한 이외에는 도 5에 나타나는 계산모델과 동일하다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에서는 직하형 백라이트 유니트에 있어서의 리플렉터(3)의 각 냉음극 형광등간의 위치에 삼각형 형태의 반사용 돌기부(30)를 설치하고 각 냉음극 형광등에서 리플렉터측에 조사되는 빛을 효율적으로 광학부재(7)의 각 광원간의 영역에 입사하도록 한 것으로 액정표시판넬의 표시면에 발생하는 휘도얼룩을 종래의 액정표시장치에서 저감하는 것이 가능 해진다.

또한, 직하형 백라이트 유니트에 있어서의 리플렉터의 각 냉음극 형광등간의 위치에 삼각형 형태의 중간반사체를 설치하는 것이 예를들면 일본국 특개평 6-27463 호공보(이하, 문헌으로 지칭함.)에 기재되어 있다.

그런데, 이 문헌에서는 중간반사체의 높이에 대해서는 고찰되어 있지만 본 실시형태와 같이 돌기부의 정점의 각도(θ)에 대해서는 어떤 고찰도 되어 있지 않고 또한, 이 문헌에 기재되어 있는 것은 액정표시장치의 박형화(즉, 직하형 백라이트유니트의 박형화)를 위하여 중간반사체를 설치하는 것은 아니다.

또한, 본 실시형태에서는 도 7에 나타나는 바와 같이 돌기부(30)의 정점(31)에 원을 부착하도록 하여도 용이하다.

이 단면형태에서는 도 3에 나타나는 광로(53)와 광로(54)가 오버랩하고 있는 부분의 각각의 광량을 좌우로 분산하는 것이 가능 하고 피크를 작게할 수 있다.

또한, 상기 기술한 바와 같이 본 실시형태에 있어서 휘도분포의 피크를 작게하기 위하여 라이트카텐을 이용하여도 용이하다.

본 실시형태에서는 액정표시판넬의 표시면상의 휘도는 전체로서 향상하고 있고 또한, 액정표시판넬의 표시면상의 휘도영역은 종래예보다 저하되어 있기 때문에휘도분포의 피크를 작게하기 위하여 라이트카텐을 이용하여도 액정표시판넬의 표시면상이 휘도를 향상시키는 것이 가능해진다.

[실시형태 2]

<본 실시형태의 직하형 백라이트 유니트의 특징적 구성>

도 11A에서 도 11C는 본 발명의 실시형태 2의 백라이트 유니트의 리플렉터(3)의 구성을 나타내는 도이고, 도 11A는 리플렉터(3)를 냉음극 형광등측에서 본 정면평면도, 도 11B는 도 11A 나타나는 A-A' 절단선으로 절단한 단면을 나타내는 주요부 단면도, 도 11C는 리플렉터(3)를 냉음극 형광등(2)과 반대측에서 본 후면평면도이다.

도 12A에서 도 12C는 본 실시형태의 리플렉터(3)의 돌기부(30)만을 취출하여 나타내고 도 12A는 돌기부(30)를 측면에서 본 측면도, 도 12B는 돌기부(30)를 냉음극 형광등(2)과 반대측에서 본 후면 평면도, 도 12C는 도 12A에 나타나는 B방향에서 본 정면도이다.

도 11A에서 도 11C, 도 12A에서 도 12C에 나타나는 바와 같이 본 실시형태에서는 리플렉터(3)에 설치된 돌기부(30)의 내측(돌기부(30)의 냉음극 형광등측에 돌출하는 2변에서 끼워진 공간)에 리플렉터(3) 및 돌기부(30)의 변형을 방지하는 복수의 박판(32)이 형성된다.

도 13A 및 도 13B는 상기 기술의 실시형태 1의 리플렉터(3)의 돌기부(30)만을 취출하여 나타내고 도 13A는 돌기부(30)를 측면에서 본 측면도, 도 13B는 도 13A에 나타나는 A방향에서 본 정면도이다.

본 출원의 발명자들은 상기 기술의 리플렉터(3) 및 돌기부(30)를 합성수지(예를들면, 폴리카보네이트등)의 취출성형으로 형성하는 경우에 도 13A 및 13B에 나타나는 c방향 d방향으로의 변형이 발생하고 지정공차내의 수치가 구해지지 않는 문제점을 견출하였다.

이것은, 돌기부(30)가 중공(中空)·산형태의 두께의 차이에 의해 성형 후의 수축정도에 차가 발생하여 변형을 일으키는 원인이다.

즉, 돌기부(30)는 도 13B에 나타나는 바와 같은 중공의 산형이고 사출성형에 의해 성형하면 냉각과정에서 산형태의 b측이 먼저 응결(solidification)되고 a측이 늦게 응결한다.

그리고 돌기부(30)의 정점(31)의 부분은 두께가 다른 부분보다도 두꺼우므로 먼저 돌기부(30)의 정점부의 표면측에서 응결하고 돌기부(30)의 정점부의 내부는 늦게 응결하고 이것에 의해 늦게 고화하는 돌기부(30)의 정점부의 내부측이 수축하고 도 13A 및 13B에 나타나는 c방향 및 d방향으로 변형이 발생한다.

상기 기술한 바와 같이 본 실시형태에서는 돌기부(30)의 내측에 돌기부(30)의 연장방향과 직교하는 방향으로 돌기부(30)의 두께(t)보다도 두께(t1 ; t1 < t)가 얇은 복수의 박판(32)을 설치하도록 하고 있다.

이것에 의해 돌기부(30)의 냉각응결에 의해 시간차가 발생하여도 도 13B에 나타나는 c방향의 수축변형에 대한 반력을 구동하는 것이 가능하므로 수축변형을 저지하는 것이 가능하고 또한, 박판(32)을 복수배치하는 것에 의해 d방향의 변형에 대해 부합하는 역활을 이루는 것이 가능 하고 리플렉터(3)의 운반변형을 저지하는 것이 가능하다.

또한, 이 복수의 박판(32)은 예를들면, 20mm간격으로 설치되고 또한, 박판자체가 강하게 수축력을 일으키고 돌기부(30)의 표면에 요철이 발생하지 않는 두께가 된다.

이것에 의해, 본 실시형태에서는 리플렉터(3) 및 돌기부(30)를 합성수지의 사출성형으로 형성하는 경우에 변형을 방지하고 지정공차내의 수치로 리플렉터(3) 및 돌기부(30)를 형성하는 것이 가능하다.

즉, 본 실시형태에서는 리플렉터(3)의 돌기부(30)의 형태로서 대개가 설계값의 형태로 구해지므로 냉음극 형광등(2)으로부터의 반사·확산으로 실시한 기능이 설계값으로 조립성을 구하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시형태에서는 돌기부(30)의 내측에 설치한 복수의 박판(32)이 교차대역활을 이루므로 리플렉터(3)의 강도를 향상시키는 것이 가능하다.

이것은 리플렉터(3) 및 돌기부(30)를 금속판으로 작성하는 경우도 동일하다.

[실시형태 3]

<본 실시형태의 직하형 백라이트유니트의 특징적 구성>

도 14A에서 도 14C는 본 발명의 실시형태 리플렉터(3)의 돌기부(30)만을 취출하여 나타내고 도 14A는 돌기부(30)를 측면에서 본 측면도, 도 14B는 돌기부(30)를 냉음극 형광등(2)과 반대측에 본 후면 평면도, 도 14C는 동도 도 14A에 나타는 B방향에서 본 정면도이다.

도 14C에 나타나는 바와 같이 본 실시형태에서는 리플렉터(3)에 설치된 돌기부(30)의 정점부분에 내측으로 리플렉터(3) 및 돌기부(30)의 변형을 방지하는 노치(33)가 형성된다.

여기에서, 이 노치(33)의 부분의 두께(t2)가 돌기부(30)의 두께(t;t2<t)보다도 얇게 된다.

이것에 의해, 성형 후의 수축방향이 도 13B에 나타나는 c방향과는 역방이 되므로 돌기부(30)가 중공·산형태와 두께의 차이에 의해 성형 후의 수축정도에 차가 발생하여 변형이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 이 노치(33)에 의해 돌기부(30)의 연장방향의 강도도 증가하고 변형을 저지하는 것이 가능 하다.

이와 같이 본 실시형태에 있어서도 리플렉터(3) 및 돌기부(30)를 합성수지의 사출성형으로 형성하는 경우에 변형을 방지하고 지정공차내의 수치로 리플렉터(3) 및 돌기부(30)를 형성하는 것이 가능하다.

즉, 본 실시형태에서는 리플렉터(3)의 돌기부(30)의 단면형태로서 대개의 설계치에서의 곡면형태가 구해지므로 냉음극 형광등(2)에서의 조사광의 반사·확산의 기능이 설계치상태로 발휘되고 설계치상태로 조립성을 구할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 돌기부(30)의 정점부분의 내측에 설치된 노치(33)가 교차대의 역활을 가지므로 리플렉터(3)의 강도를 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 본 실시형태 및 상기 기술형태(2)에서는 돌기부(30)의 단면형태는 냉음극 형광등측에 돌출하는 2변이 직선이 아니라 내측으로 완곡하는 곡선으로 구성되는 삼각형 형태이지만 이 돌기부(30)의 단면형태는 상기 실시형태 1과 같은 냉음극 형광등측으로 돌출하는 2변이 직선으로 구성되는 삼각형 형태라도 상기 기술한 바와 같은 효과를 구하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시형태 및 상기 실시형태 2에서도 상기 기술한 (1)식 및 (8)식을만족하도록 되어 있고 상기 실시형태 1에서 기술한 효과가 구해지는 것은 물론이다.

또한, 상기 각 실시형태에서는 본 발명은 TFT방식의 액정표시모듈에 적용한 실시형태에 대해서 주로 설명하였지만 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니고 본 발명은 STN방식의 액정표시모듈에도 적용가능한 것은 물론이다.

이상 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 상기 실시형태에 의거하여 구체적으로 설명하였지만 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다.

본 원에 있어서 개시되는 발명가운데 대표적인 것에 의해 이루어지는 효과를 간단하게 설명하면 하기와 같다.

(1) 본 발명에 의하면 직하형 백라이트유니트를 채용하는 액정표시장치에 있어서, 액정표시소자의 표시면에 발생하는 휘도얼룩을 저감하는 것이 가능해진다.

(2) 본 발명에 의하면 직하형 백라이트 유니트를 채용하는 액정표시장치에 있어서, 반사부재의 변형을 방지하고 강도를 높이는 것이 가능해진다.

본 발명에 관계하는 몇개의 실시예를 나타내고 이들에 대해서 기술하였지만, 동발명은 이들에 한정되는 것은 아니고 당업자의 식견범위에 있어서 이루어지는 다양한 변형 및 개선도 허용하는 것으로 이해되는 것이고, 따라서 본원 명세서에 부여된 청구항 범위는 여기에 나타나는 또한 기재되는 상세에 구속되는 것이 아니라 이와같은 변형 및 개선도 모두 포함하는 것을 의도하는 것이다.

Claims

칼라필터가 형성된 제 1 주요면을 갖추는 제 1 기판을 준비하는 공정과,

상기 제 1 기판과 제 2 주요면을 갖추는 제 2 기판을 상기 제 1 주요면과 상기 제 2 주요면이 격리하여 대향하도록 중복시켜 제 1 기판 주위와 제 2 기판주위를 씰재로 접합시키는 공정과, 제 1 주요면, 제 2 주요면 및 씰재에 의해 포위된 공간에 액정물질을 봉입하는 공정을 포함하고,

상호 대향하여 배치되는 2매의 기판과, 상기 2매의 기판간에 끼워지는 액정층을 갖추는 액정표시소자와,

상기 액정표시소자의 표시면과 반대측에 배치되고, 상기 액정표시소자에 조사광을 조사하는 복수의 광원과,

상기 액정표시소자와 상기 복수의 광원과의 사이에 배치되는 광학부재와,

상기 복수의 광원이 상기 액정표시소자측과 반대측에 배치되는 반사부재를 갖추는 액정표시장치에 있어서,

상기 반사부재는 상기 복수 광원간에 위치하는 영역에 상기 복수의 광원측으로 돌출하고, 또한, 상기 복수의 광원의 연장방향을 따라서 설치되는 돌기부를 갖추고,

상기 돌기부는 상기 복수 광원의 연장방향과 직교하는 면에서 절단되었을 때 단면형태가 삼각형태이고,

상기 복수 광원의 중심부간의 거리를 L, 상기 반사부재로부터 상기 복수광원의 중심부까지의 거리를 d1, 상기 돌기부의 높이를 h, 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변에서 끼워지는 협각의 각도를 θ로 할 때,

hd1, tan^-1(2(h+d1)/L)90°-θ

가 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 1 에 있어서,

상기 돌기부의 상기 단면형태는 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변이 동일한 길이의 2등변 삼각형태인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 2 에 있어서,

상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변이 교차하는 정점은 상기 복수 광원의 중심부간의 중간부에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 3 에 있어서,

상기 반사부재와 상기 광학부재와의 사이의 거리를 D로 할 때 10mm<D<20mm를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 3 에 있어서,

상기 광학부재는 휘도를 균일하게 하기 위한 패턴이 인쇄된 확산판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 1 에 있어서,

상기 돌기부의 상기 단면형태는 정점이 원을 가지는 삼각형태인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
상호 대향하여 배치되는 2매의 기판과 상기 2매의 기판간에 끼워지는 액정층을 갖추는 액정표시소자와,

상기 액정표시소자의 표시면과 반대측에 배치되고 상기 액정표시소자에 조사광을 조사하는 복수의 광원과,

상기 복수 광원의 상기 액정표시소자측과 반대측에 배치되는 반사부재를 갖추는 액정표시장치에 있어서,

상기 반사부재는 상기 복수의 광원간에 위치하는 영역에 상기 복수의 광원측으로 돌출하고 또한, 상기 복수의 광원의 연장방향을 따라서 설치되는 돌기부를 갖추고,

상기 돌기부는 변형방지수단을 갖추는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 7 에 있어서,

상기 변형방지수단은 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변간에 복수의 광원의 연장방향과 직교하는 방향으로 설치되는 것이 복수의 박판(薄板)인것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 7 에 있어서,

상기 변형방지수단은 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변이 교차하는 정점부에 설치되는 노치(notch)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 7 에 있어서,

상기 반사부재는 합성수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
상호 대향하여 배치되는 2매의 기판과, 상기 2매의 기판간에 끼워지는 액정층을 갖추는 액정표시소자와,

상기 액정표시소자의 표시면과 반대측에 배치되고, 상기 액정표시소자에 조사광을 조사하는 복수의 광원과,

상기 액정표시소자와 상기 복수의 광원과의 사이에 배치되는 광학부재와,

상기 복수의 광원이 상기 액정표시소자측과 반대측에 배치되는 반사부재를 갖추는 액정표시장치에 있어서,

상기 반사부재는 상기 복수 광원간에 위치하는 영역에 상기 복수의 광원측으로 돌출하고, 또한, 상기 복수의 광원의 연장방향을 따라서 설치되는 돌기부를 갖추고,

상기 돌기부는 변형방지수단을 갖추고 상기 복수 광원의 연장방향과 직교하는 면에서 절단되었을 때 단면형태가 삼각형태이고,

상기 복수 광원의 중심부간의 거리를 L, 상기 반사부재로부터 상기 복수광원의 중심부까지의 거리를 d1, 상기 돌기부의 높이를 h, 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변에서 끼워지는 협각의 각도를 θ로 할 때,

hd1, tan^-1(2(h+d1)/L)90°-θ

가 되는 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 11 에 있어서,

상기 돌기부의 상기 단면형태는 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변이 동일한 길이의 2등변 삼각형태인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 12 에 있어서,

상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변이 교차하는 정점은 상기 복수 광원의 중심부간의 중간부에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 13 에 있어서,

상기 반사부재와 상기 광학부재와의 사이의 거리를 D로 할 때 10mm<D<20mm를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 13 에 있어서,

상기 광학부재는 휘도를 균일하게 하기 위한 패턴이 인쇄된 확산판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 11 에 있어서,

상기 변형방지수단은 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변간에 복수의 광원의 연장방향과 직교하는 방향으로 설치되는 복수의 박판(薄板)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 11 에 있어서,

상기 변형방지수단은 상기 돌기부의 상기 복수의 광원측에 돌출하는 2변이 교차하는 정점부에 설치되는 노치(notch)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
청구항 11 에 있어서,

상기 반사부재는 합성수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.