(57)【要約】【課題】液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールを公開する。【解決手段】当該液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールは、導光板と、反射型偏光板とを備え、上記反射型偏光板は金属回折格子で構成され、前記導光板の光射出面に直接配置される。前記バック・ライトモジュールは導光板内に光反射循環を形成でき、反射光を完全に循環的に利用し、光の利用率を大いに向上させる。本発明は液晶ディスプレイ装置を更に開示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイ装置に用いられるバック・ライトモジュールであって、
１つ以上の光入射面と、１つの光射出面とを有する導光板と、
前記導光板の光射出面の対面に配置された反射膜と、
前記導光板の光射出面に直接配置され、且つ金属回折格子で構成された反射型偏光板と、を備えることを特徴とするバック・ライトモジュール。
【請求項２】
前記反射型偏光板の金属回折格子の間隔は０ｎｍよりも大きく、且つ３００ｎｍよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のバック・ライトモジュール。
【請求項３】
前記反射型偏光板は、薄膜工程により導光板の光射出面に直接形成された金属回折格子で構成された反射型偏光板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバック・ライトモジュール。
【請求項４】
前記反射型偏光板は、導光板の光射出面に直接配置された透明基板を更に備え、前記金属回折格子が前記透明基板に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバック・ライトモジュール。
【請求項５】
反射膜と導光板の間に配置された拡散ビーズを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のバック・ライトモジュール。
【請求項６】
前記導光板内に拡散ビーズが配置されたことを特徴とする請求項１に記載のバック・ライトモジュール。
【請求項７】
前記導光板は多層の導光膜で構成され、隣接する２層の導光膜の間に拡散ビーズが配置されたことを特徴とする請求項１に記載のバック・ライトモジュール。
【請求項８】
反射型偏光板に配置されたプリズム膜を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のバック・ライトモジュール。
【請求項９】
液晶ディスプレイ装置であって、
請求項１〜８のいずれかに記載のバック・ライトモジュールと、
バック・ライトモジュールの前記反射型偏光板の上部にある液晶パネルと、
前記液晶パネルに配置された他の偏光板と、を備えることを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自ら光反射循環を有するバック・ライトモジュール、及び当該バック・ライトモジュールを使用した液晶ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置は、自ら発光しないディスプレイ装置であり、バック・ライトモジュールの配置により光源を提供することが必要である。バック・ライトモジュールにおける光源の異なる位置により、バック・ライトモジュールは、サイド・ライト型バック・ライトモジュールと直下型バック・ライトモジュールに分かれる。サイド・ライト型バック・ライトモジュールのほうが軽量化・薄型化の設計によりよく寄与できるため、本分野では、液晶ディスプレイ装置の製造に、サイド・ライト型バック・ライトモジュールが幅広く採用されている。
【０００３】
図１は普通のサイド・ライト型バック・ライトモジュールが採用された液晶ディスプレイ装置の断面図である。当該液晶ディスプレイ装置は、ケース４と、パネル２と、偏光板と、バック・ライトモジュール１とを備える。偏光を形成するための偏光板は液晶ディスプレイ装置のパネル２の上側と下側に配置され、上部偏光板３と、下部偏光板（図示していない）とを備える。バック・ライトモジュール１は、フレーム１１と、光源１２（例えば冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）、或いは発光ダイオード（ＬＥＤ））と、導光板（ＬＧＰ）１５と、光学薄膜２０と、反射膜１４と、反射板１３となどを備える。具体的には、バック・ライトモジュール１のフレーム１１内部の片側に光源１２が配置され、光源１２周囲のフレーム１１の内壁に反射板１３が配置され、光源１２の片側は、光源１２から射出する線光源、或いは点光源を面光源に変えてパネル２へ均一に射出させる導光板１５であり、導光板１５の上部に、光を拡散して中心に集光するための光学薄膜２０が配置され、導光板１５の下部に反射膜１４が配置される。上記光学薄膜２０は、例えばＰＥＴ薄膜で形成され、拡散板とプリズム膜（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｆｉｌｍ  ｏｒ  ｐｒｉｓｍ  ｓｈｅｅｔ）とを必要に応じて含むことができる。
【０００４】
光源から射出する光は限られているので、液晶ディスプレイ装置の輝度を向上させるために、光源から射出する光を充分に利用しなければならない。即ち、光の利用率をできる限り向上させることが必要である。
【０００５】
偏光板は、一般的光線を、方向が精密に制御された偏光に変える光学素子である。最も一般的な偏光板は吸収型偏光板であり、その原理は、偏光軸と同方向の光を透過させ、その他の光を吸収するものである。それにより、バック・ライトモジュールから射出する光の一部しか透過せず、その他の光は吸収されて消える。光源から射出する光を殆ど失うため、液晶ディスプレイ装置の光学効率は極めて低く、少なくとも５０％損失する。
【０００６】
従来技術には、偏光板に対して提案された光の利用率を向上させる幾つかの技術案がある。その中の１つは、ＤＢＥＦ膜（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ）を偏光板にするものである。ＤＢＥＦ膜とは、結晶方向の異なる多種の結晶で構成された多層膜であり、結晶の方向により、最上層は偏光性を有し、最上層結晶を透過しない光は最上層結晶により下へ反射され、その後、下層の結晶薄膜により再度上へ反射され、循環を形成し、それで光が充分に利用でき、光学効率が向上する。しかし、ＤＢＥＦ膜の製造コストは非常に高く、普及型液晶ディスプレイ装置に使用するのに適さない。
【０００７】
また、もう１つの反射型偏光板技術があり、当該反射型偏光板は、間隔が光の波長よりも小さい金属回折格子を有する。この反射型偏光板を利用した液晶ディスプレイ装置はＫＲ２００６−０１１９６７８号韓国特許出願に公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国特許出願第２００６−０１１９６７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、液晶ディスプレイ装置及びそのバック・ライトモジュールを提供し、その内部で光反射の循環を形成し、光の利用率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施例において、液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールを提供する。当該液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールは、１つ以上の光入射面と、１つの光射出面とを有する導光板と、前記導光板の光射出面の対面に配置された反射膜と、前記導光板の光射出面に直接に配置され、且つ金属回折格子で構成された反射型偏光板と、を備える。
【００１１】
前記バック・ライトモジュールにおいて、前記反射型偏光板の金属回折格子の間隔は０ｎｍよりも大きく、且つ３００ｎｍよりも小さいことが望ましい。
【００１２】
前記バック・ライトモジュールにおいて、前記反射型偏光板は、薄膜工程により導光板の光射出面に直接形成された金属回折格子で構成された反射型偏光板であることが望ましい。
【００１３】
前記バック・ライトモジュールにおいて、前記反射型偏光板は、導光板の光射出面に直接配置された透明基板を更に備え、前記金属回折格子が前記透明基板に形成されていることが望ましい。
【００１４】
前記バック・ライトモジュールは、反射膜と導光板との間に配置された拡散ビーズを更に備えることが望ましい。
【００１５】
前記バック・ライトモジュールにおいて、前記導光板内に拡散ビーズが配置されていることが望ましい。
【００１６】
前記バック・ライトモジュールにおいて、前記導光板は多層の導光膜で構成され、隣接する２層の導光膜の間に拡散ビーズが配置されていることが望ましい。
【００１７】
前記バック・ライトモジュールは、反射型偏光板に配置されたプリズム膜を更に備えることが望ましい。
【００１８】
上記目的を実現するために、本発明の実施例は、上記バック・ライトモジュール、及び前記バック・ライトモジュールの前記反射型偏光板の上部に順次配置された液晶パネルと、他の偏光板で構成された液晶ディスプレイ装置を更に提供する。
【００１９】
次は図面と実施例に基づき、本発明の技術案に対して更に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のサイド・ライト型バック・ライトモジュールの液晶ディスプレイ装置の断面図である。
【図２】本発明に係る液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールの第１実施例の断面図である。
【図３】本発明に係る液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールの第２実施例の断面図である。
【図４】本発明に係る液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールの第３実施例の断面図である。
【図５】本発明に係る液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールの第４実施例の断面図である。
【図６】本発明に係る液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールの第５実施例の断面図である。
【図７】本発明に係る液晶ディスプレイ装置の第１実施例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図２は、本発明の第１実施例にかかる液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールの断面図である。本発明の第１実施例のバック・ライトモジュール１００は、ケースの下部に配置されたフレーム１１と、フレーム１１内の片側に配置された光源１２と、光源１２の周囲に配置された反射板１３と、光源１２の片側に配置された、１つ以上の光入射面と１つの光射出面を有する導光板１５と、導光板１５の下方、即ち光射出面の対面に配置された反射膜１４と、を備える。本発明の第１実施例のバック・ライトモジュール１の導光板の上方に光学薄膜（拡散板とプリズム膜など）が配置されることなく、金属回折格子で構成された反射型偏光板１６が導光板に直接配置されている。
【００２２】
当該反射型偏光板１６は薄膜工程により製造できる。例えば、金属薄膜を導光板の光射出面に堆積した後、フォトリソグラフィ工程により間隔が光波長の半分以下、即ち０ｎｍよりも大きく、且つ３００ｎｍよりも小さい回折格子パターンを形成する。又は、透明基板に金属薄膜を堆積した後、薄膜工程により金属回折格子パターンを形成し、そして、それを導光板の光射出面に貼り付ける。勿論、他の技術で金属回折格子を製造することもできる。
【００２３】
導光板１５の光射出面に直接反射型偏光板１６を形成することにより、反射型偏光板１６に反射された光線は全て導光板１５に入射し、その後、導光板１５下方の反射膜１４により反射されて戻る。その結果、導光板１５内に光反射循環を形成し、反射光を完全に循環的に利用し、光の利用率を大いに向上させた。吸収型偏光板を採用した液晶ディスプレイ装置と比べ、この構造において、従来技術における光学薄膜（拡散板とプリズム膜など）が取り除かれ、約２５％の輝度が損失するが、反射型偏光板と光反射循環により光の利用率を大いに向上させたため、液晶ディスプレイ装置の輝度は約５０％向上した。従って、全体的に言えば、本実施例のバック・ライトモジュールは液晶ディスプレイ装置の輝度を約２５％向上させた。
【００２４】
図３は、本発明の第２実施例の液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールの断面図である。本実施例のバック・ライトモジュール２００と、第１実施例のバック・ライトモジュール１００との違いは、反射膜１４と導光板１５との間に拡散ビーズ１７を提供し、拡散膜を形成することである。また、拡散ビーズ１７を反射膜内に配置することもできる。
【００２５】
このように、反射型偏光板と反射膜により反射された光線は拡散ビーズ１７に拡散されるため、光の分布はより均一になり、第１実施例において拡散板がないことによって輝度が損失する問題点を克服し、液晶ディスプレイ装置の表示性能を更に向上させた。
【００２６】
図４は、本発明の第３実施例の液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールの断面図である。本実施例のバック・ライトモジュール３００と、第１実施例のバック・ライトモジュール１００との違いは、導光板１５内に拡散ビーズ１７を添加し、導光と拡散機能を有する導光板１５を形成することである。
【００２７】
このように、導光板１５内で循環する光線は拡散ビーズ１７により拡散されるため、光の分布はより均一になり、第１実施例において拡散板がないことによって輝度が損失する問題点を大いに克服し、液晶ディスプレイ装置の表示性能を大いに向上させた。
【００２８】
図５は、本発明の第４実施例の液晶ディスプレイ装置のバック・ライトモジュールの断面図である。本実施例のバック・ライトモジュール４００と、第１実施例のバック・ライトモジュール１００との違いは、導光板１５が複数の薄い層である導光膜１５１で構成され、隣接する２層の導光膜１５１の間に拡散ビーズ１７を配置することである。
【００２９】
このように、導光板１５内で循環する光線は拡散ビーズ１７により拡散されるため、光の分布はより均一になり、第１実施例において拡散板がないことによって輝度が損失する問題点を大いに補い、液晶ディスプレイ装置の表示性能を大いに向上させた。
【００３０】
図６は、本発明に係るバック・ライトモジュールの第５実施例の断面図である。本実施例のバック・ライトモジュール５００と、第１実施例のバック・ライトモジュール１００との違いは、反射型偏光板１６にプリズム膜１８を更に配置することである。
【００３１】
このように、プリズム膜１８によって光の集光度を向上し、光の輝度を向上し、液晶ディスプレイ装置の輝度を向上した。勿論、上記バック・ライトモジュールの第２〜４実施例に記載のバック・ライトモジュールの反射型偏光板にプリズム膜を配置し、輝度を向上することもできる。
【００３２】
図７は本発明に係る液晶ディスプレイ装置の第１実施例の断面図である。
【００３３】
図７に示すように、本実施例の液晶ディスプレイ装置は、ケース４と、ケース４上部に挟まれるように配置された液晶ディスプレイ装置のパネル２と、パネル２の上方に配置された上部偏光板３と、ケース４の下部に固定された上記本発明のバック・ライトモジュールの第１実施例のバック・ライトモジュール１００と、を備える。
【００３４】
図１に示された従来の液晶ディスプレイ装置と比べ、本実施例の液晶ディスプレイ装置は下部偏光板、及び光学薄膜を有さない。その原因は本発明の実施例のバック・ライトモジュール構造の改良にある。具体的に、本発明の実施例では、光の利用率を向上するために、パネルの下方に貼り付けられた従来の吸収型偏光板の代わりに反射型偏光板が使用される。しかし、偏光板を依然としてパネルの下方に配置すれば、光学薄膜の存在により、反射型偏光板により反射された光線は光学薄膜に阻害され、循環的に利用できない。そのため、反射型偏光板を導光板に直接配置し、導光板下方の反射膜を利用し、光反射循環を形成する。この際、従来の光学薄膜を反射型偏光板の上方に配置すれば、偏光板によって得た偏光は光学薄膜に散乱され、偏光板の意味がなくなる。従って、光学薄膜を偏光板の上方に配置してはいけない。そのため、従来技術における光学薄膜（拡散板など）が取り除かれ、約２５％の輝度が損失するが、反射型偏光板と光反射循環によって光の利用率が大いに向上したため、液晶ディスプレイ装置の輝度を約５０％向上させた。従って、全体的に言えば、本実施例のバック・ライトモジュールは約２５％の液晶ディスプレイ装置の輝度を向上させた。
【００３５】
また、本発明に係る液晶ディスプレイ装置は上記バック・ライトモジュールの第２〜５実施例に記載のバック・ライトモジュールを採用してもよく、バック・ライトモジュールの第２〜５実施例に記載のバック・ライトモジュールの採用により、本発明に係る液晶ディスプレイ装置の表示性能を更に向上させることもできる。
【００３６】
上記技術案から分かるように、本発明に係る液晶ディスプレイ装置、及びそのバック・ライトモジュールは、以下のような有益な効果を有する。
【００３７】
第１に、本発明は、導光板に直接反射型偏光板を形成することにより、反射型偏光板により反射された光線は全て導光板に入射され、その後、導光板下方の反射膜に反射されて戻る。そのため、導光板内で光反射循環を形成し、反射光を完全に循環的に利用し、光の利用率を大いに向上させる。吸収型偏光板を採用した液晶ディスプレイ装置と比べ、この構造において、従来技術における光学薄膜（拡散板とプリズム膜など）が取り除かれ、約２５％の輝度が損失するが、反射型偏光板と光反射循環によって光の利用率が大いに向上するため、液晶ディスプレイ装置の輝度を約５０％向上させる。従って、全体的に言えば、本実施例のバック・ライトモジュールは約２５％の液晶ディスプレイ装置の輝度を向上させる。
【００３８】
第２に、本発明の実施例において、導光板と反射膜の間に拡散ビーズを更に配置することができる。このように、反射型偏光板と反射膜により反射された光線は拡散ビーズに拡散されるため、光の分布はより均一になり、液晶ディスプレイ装置の表示性能を更に向上させる。
【００３９】
第３に、本発明は、拡散機能を有する導光板により、導光板内で循環する光線を拡散ビーズで拡散させるため、光の分布はより均一になり、液晶ディスプレイ装置の表示性能を大いに向上させ、液晶ディスプレイ装置の輝度を大いに向上させる。
【００４０】
第４に、本発明は、反射型偏光板にプリズム膜を形成することにより、液晶ディスプレイ装置の輝度を大いに向上させる。
【００４１】
上記実施例は何れも本発明の具体的な実施形態であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。最良な実施形態を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者にとって、必要に応じて異なる材料や設備などをもって本発明を実現できる。即ち、その精神を逸脱しない範囲内において種種の形態で実施しえるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１  バック・ライトモジュール
２  パネル
３  上部偏光板
４  ケース
１１  フレーム
１２  光源
１３  反射板
１４  反射膜
１５  導光板
１６  反射型偏光板
１７  拡散ビーズ
１８  プリズム膜
２０  光学薄膜
１５１  導光膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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