(57)【要約】【課題】偏光変換及び偏光分離が可能な導光板を提供する。【解決手段】  本発明による導光板は、導光板本体７４１、導光板本体７４１の一面に積層され、導光板を通じて出射する光の偏光成分を変換させる偏光変換層７４３、及び偏光変換層上に積層された偏光分離層７４５を含む。【選択図】図３
2006350336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板本体と、
前記導光板本体の一面に積層され、前記導光板本体を通じて出射する光の偏光成分を変換させる偏光変換層と、
前記偏光変換層上に積層された偏光分離層と、
を含む導光板。
【請求項２】
前記偏光変換層は、光のＰ偏光成分をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに変換させる、請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記偏光変換層は光を複屈折させる、請求項１に記載の導光板。
【請求項４】
前記偏光変換層は補償フィルムである、請求項１に記載の導光板。
【請求項５】
前記補償フィルムは、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択された一つ以上の樹脂を含む、請求項４に記載の導光板。
【請求項６】
前記導光板本体の一面に、相互離隔して一方向に複数の屈折パターンが突出する、請求項１に記載の導光板。
【請求項７】
前記屈折パターンの一方向に突出する長さは５μｍ〜１２μｍである、請求項６に記載の導光板。
【請求項８】
前記屈折パターンの頂角は３０゜〜７０゜である、請求項６に記載の導光板。
【請求項９】
前記複数の屈折パターンの間隔幅は１０μｍ〜１００μｍである、請求項６に記載の導光板。
【請求項１０】
前記屈折パターンの一方向に突出する長さは前記偏光変換層の厚さより大きい、請求項６に記載の導光板。
【請求項１１】
前記偏光変換層は方向によって相異なる複数の屈折率を有する、請求項１に記載の導光板。
【請求項１２】
前記偏光分離層は複数の液晶高分子を含む、請求項１に記載の導光板。
【請求項１３】
前記偏光分離層はＳ偏光のみを通過させる、請求項１に記載の導光板。
【請求項１４】
前記偏光分離層上に積層されて前記偏光分離層を保護する保護層をさらに含む、請求項１に記載の導光板。
【請求項１５】
光を供給する光源と、
前記光源から出射した光を案内する導光板と、を含み、
前記導光板は、
導光板本体と、
前記導光板本体の一面に積層され、前記導光板本体を通じて出射する光の偏光成分を変換させる偏光変換層と、
前記偏光変換層上に積層された偏光分離層と、
を含むバックライトアセンブリ。
【請求項１６】
前記偏光変換層は、光のＰ偏光成分をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに変換させる、請求項１５に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項１７】
前記偏光変換層は光を複屈折させる、請求項１５に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項１８】
前記偏光変換層は補償フィルムである、請求項１５に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項１９】
前記補償フィルムは、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択された一つ以上の樹脂を含む、請求項１８に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２０】
前記導光板本体の一面に、相互離隔して一方向に複数の屈折パターンが突出した、請求項１５に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２１】
前記屈折パターンの一方向に突出する長さは５μｍ〜１２μｍである、請求項２０に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２２】
前記屈折パターンの頂角は３０゜〜７０゜である、請求項２０に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２３】
前記複数の屈折パターンの間隔幅は１０μｍ〜１００μｍである、請求項２０に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２４】
前記屈折パターンの一方向に突出する長さは前記偏光変換層の厚さより大きい、請求項２０に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２５】
前記光源と前記複数の屈折パターンとは同一の方向にのびている、請求項２０に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２６】
前記偏光変換層は方向によって相異なる複数の屈折率を有する、請求項１５に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２７】
前記複数の屈折率のうちの第１屈折率と第２屈折率との差は０．０１〜０．５０である、請求項２６に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２８】
前記第１屈折率は１．０〜２．０である、請求項２６に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２９】
前記第２屈折率は１．０〜２．５である、請求項２６に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３０】
前記偏光分離層は複数の液晶高分子を含む、請求項２９に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３１】
前記偏光分離層はＳ偏光のみを通過させる、請求項２９に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３２】
前記導光板は、前記偏光分離層上に積層されて前記偏光分離層を保護する保護層をさらに含む、請求項２９に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３３】
前記導光板本体の一面に対向する他面に複数のプリズムが形成された、請求項２９に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３４】
前記光源はランプである、請求項１５に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３５】
前記光源は発光ダイオードを含む線光源である、請求項１５に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３６】
画像を表示するパネルユニットと、
前記パネルユニットに光を供給する光源と、
前記光源から出射した光を案内する導光板と、
を含む表示装置であって、
前記導光板は、
導光板本体と、
前記導光板本体の一面に積層され、前記導光板本体を通じて出射する光の偏光成分を変換させる偏光変換層と、
前記偏光変換層上に積層された偏光分離層と、
を含む表示装置。
【請求項３７】
前記偏光変換層は、光のＰ偏光成分をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに変換させる、請求項３６に記載の表示装置。
【請求項３８】
前記偏光変換層は光を複屈折させる、請求項３６に記載の表示装置。
【請求項３９】
前記偏光変換層は補償フィルムである、請求項３６に記載の表示装置。
【請求項４０】
前記補償フィルムは、ポリエチレンテレフタレー及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択された一つ以上の樹脂を含む、請求項３９に記載の表示装置。
【請求項４１】
前記導光板本体の一面に、相互離隔して一方向に突出した複数の屈折パターンを備えた、請求項３６に記載の表示装置。
【請求項４２】
前記屈折パターンの一方向に突出する長さは５μｍ〜１２μｍである、請求項４１に記載の表示装置。
【請求項４３】
前記屈折パターンの頂角は３０゜〜７０゜である、請求項４１に記載の表示装置。
【請求項４４】
前記複数の屈折パターンの間隔幅は１０μｍ〜１００μｍである、請求項４１に記載の表示装置。
【請求項４５】
前記偏光変換層は方向によって相異なる複数の屈折率を有する、請求項３６に記載の表示装置。
【請求項４６】
前記偏光分離層は複数の液晶高分子を含む、請求項３６に記載の表示装置。
【請求項４７】
前記パネルユニットは液晶表示パネルである、請求項３６に記載の表示装置。
【請求項４８】
前記パネルユニットは前記導光板と直接対向する、請求項３６に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバックライトアセンブリ及びこれを備えた表示装置に係わり、より詳しくは、導光板を改善したバックライトアセンブリ及びこれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、急速に発展している半導体技術を中心として、小型化及び軽量化がされつつ、性能がさらに向上した液晶表示装置の需要が爆発的に増えている。
【０００３】
最近、脚光を浴びている液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）は小型化、軽量化及び低電力消費化などの利点を有しているので、既存のブラウン管（ＣＲＴ：ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ）の短所を克服することができる代替手段として次第に注目されてきている。その結果、液晶表示装置は、現在はディスプレイ装置が必要なほとんど全ての情報処理機器に装着されて用いられている。
【０００４】
一般的な液晶表示装置は、液晶の特定の分子配列に電圧を印加して他の分子配列に変換し、このような分子配列によって発光する液晶セルの複屈折性、旋光性、２色性、及び光散乱の特性などの光学的性質の変化を視覚変化に変換するものであって、液晶セルによる光の変調を利用して情報を表示する受光型ディスプレイ装置である。
【０００５】
液晶表示装置には液晶表示パネルを使用するが、光を偏光させるために液晶表示パネルの両面に偏光板を付着する。偏光板は予め設定された方向の偏光だけを通過させる。偏光はＰ偏光とＳ偏光とに分けることができる。Ｐ偏光は格子構造体の形成方向に対して垂直である偏光を意味し、Ｓ偏光は格子構造体の形成方向に対して水平である偏光を意味する。液晶表示パネルの入射光の半分は偏光板によって除去されるので、液晶表示パネルは予め設定された方向の偏光のみを使用する。従って、液晶表示パネルに入射される光を１００％使用できないため、光効率が大きく低下するという問題点があった。
【０００６】
このような問題点を解決するために、光学シートを変形して偏光による光効率の低下を改善するための研究が行なわれてきた。偏光を変換させることによって光効率を向上させることができるように、光学シートを変形して使用すると、複数の光学シートが共に組立てられることで、光学シート間に微細なギャップ（ｇａｐ）が形成されるので、偏光変換に限界があった。すなわち、微細なギャップによって光が複屈折されるので、偏光変換が容易に行われないため、偏光変換機能を有する光学シートを使用しても、微細なギャップによって偏光変換効率がそれほど高くはならない問題点があった。
【０００７】
また、厚さが薄い複数の光学シートを共に組立てることが依然として困難であり、液晶表示装置の生産効率が向上し得ないという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述した問題点を解決するためのものであって、偏光変換及び偏光分離が可能な導光板を提供する。
【０００９】
また、本発明は、前述した導光板を備えたバックライトアセンブリを通じて偏光成分を有効に利用することによって、光効率を大きく向上させる。
【００１０】
さらに、本発明は、前述したバックライトアセンブリを備えた表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による導光板は、導光板本体、導光板本体の一面に積層され、導光板本体を通じて出射する光の偏光成分を変換させる偏光変換層、及び偏光変換層上に積層された偏光分離層を含む。
【００１２】
本発明による導光板において、偏光変換層は、光のＰ偏光成分をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに変換させることが好ましい。
【００１３】
本発明による導光板において、偏光変換層は光を複屈折させることができる。
【００１４】
本発明による導光板において、偏光変換層は補償フィルムであることが好ましい。
【００１５】
本発明による導光板において、補償フィルムはポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択された一つ以上の樹脂を含むことができる。
【００１６】
本発明による導光板において、本発明による導光板は、導光板本体の一面に相互離隔して一方向に複数の屈折パターンが突出することができる。
【００１７】
本発明による導光板において、屈折パターンの一方向に突出する長さは５μｍ〜１２μｍであることが好ましい。
【００１８】
本発明による導光板において、屈折パターンの頂角は３０゜〜７０゜であることが好ましい。
【００１９】
本発明による導光板において、複数の屈折パターンの間隔幅は１０μｍ〜１００μｍであることができる。
【００２０】
本発明による導光板において、屈折パターンの一方向に突出する長さは偏光変換層の厚さより大きいことが好ましい。
【００２１】
本発明による導光板において、光源と複数の屈折パターンは同一の方向にのびていることができる。
【００２２】
本発明による導光板において、偏光変換層は方向によって相異なる複数の屈折率を有することが好ましい。
【００２３】
本発明による導光板において、偏光分離層は複数の液晶高分子を含むことが好ましい。
【００２４】
本発明による導光板において、偏光分離層はＳ偏光のみを通過させることが好ましい。
【００２５】
本発明による導光板は、偏光分離層上に積層されて偏光分離層を保護する保護層をさらに含むことができる。
【００２６】
本発明によるバックライトアセンブリは、光を供給する光源と、光源から出射した光を案内する導光板とを含み、導光板は、導光板本体、導光板本体の一面に積層され、導光板本体を通じて出射する光の偏光成分を変換させる偏光変換層、及び偏光変換層上に積層された偏光分離層を含む。
【００２７】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、偏光変換層は、光のＰ偏光成分をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに変換させることが好ましい。
【００２８】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、偏光変換層は光を複屈折させることができる。
【００２９】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、偏光変換層は補償フィルムであることが好ましい。
【００３０】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、補償フィルムは、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択された一つ以上の樹脂を含むことができる。
【００３１】
本発明によるバックライトアセンブリは、導光板本体の一面に相互離隔して一方向に突出した複数の屈折パターンを備えることができる。
【００３２】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、屈折パターンの一方向に突出する長さは５μｍ〜１２μｍであることが好ましい。
【００３３】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、屈折パターンの頂角は３０゜〜７０゜であることが好ましい。
【００３４】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、複数の屈折パターンの間隔幅は１０μｍ〜１００μｍであることができる。
【００３５】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、屈折パターンの一方向に突出する長さは偏光変換層の厚さより大きいことが好ましい。
【００３６】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、光源と複数の屈折パターンは同一の方向にのびていることができる。
【００３７】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、偏光変換層は方向によって相異なる複数の屈折率を有することが好ましい。
【００３８】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、複数の屈折率のうちの第１屈折率と第２屈折率との差は０．０１〜０．５０であることが好ましい。
【００３９】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、第１屈折率は１．０〜２．０であり得る。
【００４０】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、第２屈折率は１．０〜２．５であり得る。
【００４１】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、偏光分離層は複数の液晶高分子を含むことが好ましい。
【００４２】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、偏光分離層はＳ偏光のみを通過させることが好ましい。
【００４３】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、導光板は、偏光分離層上に積層されて偏光分離層を保護する保護層をさらに含むことができる。
【００４４】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、導光板本体の一面に対向する他面に複数のプリズムが形成されることができる。
【００４５】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、光源はランプであり得る。
【００４６】
本発明によるバックライトアセンブリにおいて、光源は発光ダイオードを含む線光源であり得る。
【００４７】
本発明による表示装置は、画像を表示するパネルユニット、パネルユニットに光を供給する光源、及び光源から出射した光をガイドする導光板を含む。導光板は、導光板本体、導光板本体の一面に積層されて導光板を通じて出射する光の偏光成分を変換させる偏光変換層、及び偏光変換層上に積層された偏光分離層を含む。
【００４８】
本発明による表示装置において、偏光変換層は、光のＰ偏光成分をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに変換させることができる。
【００４９】
本発明による表示装置において、偏光変換層は光を複屈折させることができる。
【００５０】
本発明による表示装置において、偏光変換層は補償フィルムであり得る。
【００５１】
本発明による表示装置において、補償フィルムはポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートからなる群より選択された一つ以上の樹脂を含むことができる。
【００５２】
本発明による表示装置は、導光板本体の一面に相互離隔して一方向に突出した複数の屈折パターンを備えることが好ましい。
【００５３】
本発明による表示装置において、屈折パターンの一方向に突出する長さは５μｍ〜１２μｍであることが好ましい。
【００５４】
本発明による表示装置において、屈折パターンの頂角は３０゜〜７０゜であることが好ましい。
【００５５】
本発明による表示装置において、複数の屈折パターンの間隔幅は１０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【００５６】
本発明による表示装置において、偏光変換層は方向によって相異なる複数の屈折率を有することができる。
【００５７】
本発明による表示装置において、偏光分離層は複数の液晶高分子を含むことが好ましい。
【００５８】
本発明による表示装置において、パネルユニットは液晶表示パネルであり得る。
【００５９】
本発明による表示装置において、パネルユニットは導光板と直接対向することができる。
【発明の効果】
【００６０】
本発明によれば、バックライトアセンブリに具備された導光板は、偏光変換層と偏光分離層とを含むので、用いられなかった偏光を１００％利用することができ、光効率が大きく向上する。
【００６１】
導光板本体の一面に複数の屈折パターンが突出するので、光の複屈折がさらに容易に行われる。従って、偏光変換層における偏光変換が容易に行われる。
【００６２】
偏光変換層は方向によって相異なる複数の屈折率を有するので、偏光変換が容易に行われる。
【００６３】
偏光分離層は複数の液晶高分子層を含むので、Ｓ偏光のみを通過させて光効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
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７０を分解して示す。図１の拡大した円には導光板７４の下部エッジを拡大して示している。
【００６５】
図１に示したように、バックライトアセンブリ７０は、光源７７、光源カバー７８、導光板７４、及び反射シート７９などを含む。その他に必要に応じて他の部品を含むことができる。これら部品はボトムシャーシ（ｂｏｔｔｏｍ  ｃｈａｓｓｉｓ）７５に受納される。バックライトアセンブリ７０の上部及び下部には各々上部モールドフレーム（ｕｐｐｅｒ  ｍｏｌｄ  ｆｒａｍｅ）７３及び下部モールドフレーム（ｌｏｗｅｒ  ｍｏｌｄ  ｆｒａｍｅ）６５が備えられる。これらはバックライトアセンブリ７０を固定する。
【００６６】
光源７７は光を出射する。図１には、光源７７としてランプを図示したが、これは単に本発明を例示したものに過ぎず、本発明がこれに限られるわけではない。従って、他の種類の光源を用いることもできる。
【００６７】
光源７７はインバータ（ｉｎｖｅｒｔｅｒ）（図示せず）と電気接続されて、駆動電圧の印加を受ける。インバータは、外部電圧を一定のレベルに変換して光源７７に供給することによって、光源７７を駆動させる。
【００６８】
光源カバー７８は光源７７を保護する。光源カバー７８の内部には光反射物質が塗布されることで、光源７７から出射した光の損失を最小化することができる。
【００６９】
光源７７から出射した光は、導光板７４に入射する。導光板７４は一般にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート：ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）素材からなる。またこれ以外にも他の素材を用いることもできる。導光板７４に入射した光は均一に拡散して上部方向（ｚ軸方向）に出射する。つまり、導光板７４の一面である光出射面７４ａを通じて光を出射する。導光板７４に入射した光のうちの一部は、反射シート７９によって反射されるので、光損失を最小化することができる。
【００７０】
図１の拡大した円に示すように、導光板７４の光出射面７４ａに対向する他面７４ｂには複数のプリズム７４１ｂを形成する。プリズム７４１ｂは集光効率を向上させる。すなわち、光源７７から出射した光を集めて光効率を向上させる。このために、プリズム７４１ｂを光源７７の長さ方向と交差する方向に設ける。プリズム７４１ｂには煙霧（ｈａｚｅ）を形成することもできる。
【００７１】
図１には導光板７４の他面７４ｂに複数のプリズム７４１ｂを設けているが、これは単に本発明を例示するものに過ぎず、本発明がこれに限られるわけではない。従って、プリズム７４１ｂを設けないこともある。
【００７２】
図２には、図１に示したバックライトアセンブリ７０を組立てた図を示す。図２に示したように、上部モールドフレーム７３が下部モールドフレーム６５の内部に受納されてバックライトアセンブリ７０が組立てられる。導光板７４はバックライトアセンブリ７０の外部に露出されて光を出射する。
【００７３】
図３には、図２に示したバックライトアセンブリ７０をＡＡ線に沿って切断した断面の一部を示した。
【００７４】
図３に示した導光板７４は、導光板本体７４１、偏光変換層７４３、及び偏光分離層７４５を含む。必要に応じて偏光分離層７４５を保護するために、導光板７４は保護層７４７をさらに含むことができる。
【００７５】
導光板本体７４１は、導光板をなす主構成要素であって、ＰＭＭＡ素材からなる。その他にも他の素材を用いて導光板本体７４１を形成することもできる。
【００７６】
偏光変換層７４３は、導光板本体７４１の一面に積層される。偏光変換層７４３は、導光板７４を通じて出射する光の偏光成分を変換させる。偏光変換層７４３は方向によって相異なる複数の屈折率を有する。すなわち、偏光変換層７４３は異方性を有する。
【００７７】
複数の屈折率のうちの第１屈折率と第２屈折率との差は０．０１〜０．５０であることが好ましい。第１屈折率と第２屈折率との差が０．０１未満であれば、複屈折が容易に起こらないために光の偏光成分を変換することが困難である。また、第１屈折率と第２屈折率との差が０．５０を超えれば、屈折率の差が大きくて光の損失が大きくなる。第１屈折率は１．０〜２．０であることが好ましく、第２屈折率は１．０〜２．５であることが好ましい。このような屈折率の範囲で偏光変換の効率を最大限に高めることができる。
【００７８】
偏光変換層７４３に入射した光は複屈折される。光が複屈折されながら偏光成分が変換される。偏光変換層７４３としては補償フィルムを使用することができる。補償フィルムはＰＥＴ（ｐｏｌｙ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタレート）及びＰＥＮ（ｐｏｌｙ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンナフタレート）からなる群より選択された一つ以上の樹脂を含むことができる。これら樹脂は異方性を有しているので、光を複屈折させるのに有利である。
【００７９】
偏光変換層７４３で偏光成分が容易に変換されるように、導光板本体７４１の一面に複数の屈折パターン７４１１を形成する。屈折パターン７４１１は相互離隔して一方向に突出する。屈折パターン７４１１は光源と同一の方向にのびている。光は屈折パターン７４１１に入射しながらいろいろな方向に複屈折される。従って、偏光変換層７４３で偏光成分の変換が容易に行われる。
【００８０】
偏光分離層７４５は偏光変換層７４３上に積層され、予め設定された方向の偏光のみを分離させる。つまり、予め設定された方向の偏光はそのまま通過させ、残り偏光は全反射させる。偏光分離層７４５は光を複屈折させて偏光を容易に分離させる。偏光分離層７４５は異方性を有するので、偏光を容易に分離することができる。偏光分離層７４５は複数の液晶高分子（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）を含むことができ、液晶高分子を用いて光を容易に分離することができる。
【００８１】
保護層７４７は、偏光分離層７４５上に積層され、偏光分離層７４５を保護する。複数の液晶高分子で偏光分離層７４５を形成する場合、これを固定するために保護層７４７を使用することができる。
【００８２】
図４は、図３の上部部分を拡大した図面であって、光の進行方向を矢印で示す。
【００８３】
図４に示した屈折パターン７４１１の高さ（一方向に突出する長さ）ｈ１は、５μｍ〜１２μｍであることが好ましい。屈折パターン７４１１の高さｈ１が５μｍ未満であれば、光の複屈折が容易に起こらないため、偏光成分の変換が難しい。また、屈折パターン７４１１の高さｈ１が１２μｍを超えることは、導光板７４の設計上不可能である。
【００８４】
屈折パターン７４１１の頂角αは３０゜〜７０゜であることが好ましい。屈折パターン７４１１の頂角αが３０゜未満であれば、屈折パターン７４１１に光がほとんど角度差なしで入射するので、光の屈折が微小である。屈折パターン７４１１の頂角αが７０゜を超えれば、光の全反射が起きて導光板本体７４１を抜け出す光の量が減少する。
【００８５】
複数の屈折パターン７４１１のピッチ（間隔幅）ｐは、１０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。屈折パターン７４１１のピッチｐが１０μｍ未満であれば、屈折パターン７４１１によって光が過度に屈折して光損失が大きくなる。また、屈折パターン７４１１のピッチｐが１００μｍを超えれば、屈折パターン７４１１による光の複屈折が微小になる。一方、ピッチｐを変化させることによって、輝度を向上させることもできる。
【００８６】
屈折パターン７４１１の高さｈ１を偏光変換層７４５の高さｈ２より大きく形成することで、屈折パターン７４１１による光の複屈折効果を最大化することができる。偏光変換層７４５の高さｈ２は、光波長の０．２５倍程度であることが好ましい。
【００８７】
図４に、光の進行方向Ｌ１を矢印で示す。このような光の進行方向は、単に本発明を例示するために過ぎず、本発明がこれに限られるわけではない。従って、光の進行方向を他の形態で示すこともできる。また、必ず屈折パターン７４１１を経なくても、偏光変換層７４３及び偏光分離層７４５を用いて予め設定された方向の偏光のみを出射させることができる。
【００８８】
図４には図示しなかったが、光源から出射した光は導光板７４に入射する。導光板７４に入射した光は導光板７４内部で拡散した後、上部方向に進行する。導光板７４の光出射面に対向する他面には複数のプリズムが形成され、光を集めた後に光出射面に出射させる。従って、図４に示した方向に光Ｌ１が進行する。
【００８９】
光源から出射した光Ｌ１は、導光板本体７４１を経て偏光変換層７４３に入射する。偏光変換層７４３は異方性を有するので、偏光変換層７４３に入射した光Ｌ１は複屈折されながら各々光Ｌ１１及び光Ｌ１２に分けられる。光Ｌ１は複屈折されながら位相差が変わるので、偏光成分の変換が行われる。
【００９０】
光Ｌ１１はＳ偏光成分のみを有するので、偏光変換層７４３をそのまま通過して上部方向に出射する。一方、光Ｌ１２はＰ偏光成分とＳ偏光成分とを有するが、偏光変換層７４３内で屈折しながら光の偏光成分が変換される。つまり、光のＰ偏光成分が回転してＳ偏光成分になりながら偏光変換が起こる。偏光変換が起こりながら、光のＰ偏光成分が次第にＰ偏光成分とＳ偏光成分とに変換される。したがって、光のＰ偏光成分が、偏光変換層７４３によってＰ偏光成分とＳ偏光成分とを含んだ光となる。
【００９１】
偏光変換された光のうちのＰ偏光成分を有する光Ｌ１２２は、偏光分離層７４５で全反射されて再び導光板７４の内部に入射する。一方、偏光変換された光のうちのＳ偏光成分を有する光Ｌ１２１は、偏光分離層７４５を通過して上部に出射する。このように偏光分離層７４５を用いてＳ偏光成分のみを上部に出射させる。
【００９２】
前述したように、Ｐ偏光成分を全てＳ偏光成分に変換した後、光を出射する。従って、従来は用いなかった光の偏光成分を抽出することができるので、光効率が大きく向上する。
【００９３】
図５には、本発明の第２実施形態によるバックライトアセンブリ８０を分解して示す。図５に示した本発明の第２実施形態によるバックライトアセンブリ８０の構造は、本発明の第１実施形態によるバックライトアセンブリの構造と類似しているので、同一の部分には同一の図面符号を付け、その詳細な説明を省略する。
【００９４】
本発明の第２実施形態によるバックライトアセンブリ８０においては、光源として発光ダイオードを含む線光源８７を使用する。金属コア印刷回路基板（ｍｅｔａｌ  ｃｏｒｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ：ＭＣＰＣＢ）８７３上に、複数の赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂ、及び白色Ｗからなる複数の発光ダイオード８７１を実装して線光源８７を形成する。線光源８７は複数の発光ダイオード８７１を用いるので、発熱量が少なくて相対的に寿命が長い。
【００９５】
一方、導光板７４の上部に形成した偏光変換層及び偏光分離層を保護するために、バックライトアセンブリ８０は保護シート７２をさらに含むことができる。保護シート７２は、外部衝撃から導光板７４を保護する役割を果たす。
【００９６】
図６には、本発明の第３実施形態によるバックライトアセンブリ９０を分解して示す。図６に示した本発明の第３実施形態によるバックライトアセンブリ９０の構造は、本発明の第１実施形態によるバックライトアセンブリの構造と類似しているので、同一の部分には同一の図面符号を付け、その詳細な説明を省略する。
【００９７】
本発明の第３実施形態によるバックライトアセンブリ９０は楔型であって、導光板９４が傾いた構造になっている。光源７７は導光板９４の一側にだけ備えられ、導光板９４側に光を出射する。
【００９８】
図６の拡大した円に示したように、導光板９４の光出射面（上部の拡大した円）及びこれに対向する他面（下部の拡大した円）の構造は、図１に示した導光板の構造と同一である。従って、導光板９４を利用して光効率を大きく向上させることができる。
【００９９】
導光板９４の下面に複数のプリズム７４１ｂを形成して光を集めることができる。集光による光分布グラフによれば、水平方向の角度分布の半値幅が８３゜であり、垂直方向の角度分布の半値幅が２７゜になって、垂直方向への集光が効率的に行われることができる。
【０１００】
図７には、本発明の第１実施形態によるバックライトアセンブリ７０を備えた表示装置１００を示した。図７には図１に示したバックライトアセンブリ７０を図示したが、これは単に本発明を例示するために過ぎず、本発明がこれに限られるわけではない。従って、本発明の第２実施形態及び第３実施形態によるバックライトアセンブリを使用することもできる。
【０１０１】
パネルユニット５０としては液晶表示パネルを使用することができる。これは単に本発明を例示するために過ぎず、本発明がこれに限られるわけではない。
【０１０２】
表示装置１００は、パネルユニット５０とバックライトアセンブリ７０とを含む。トップシャーシ（ｔｏｐ  ｃｈａｓｓｉｓ）６０を用いてパネルユニット５０をバックライトアセンブリ７０上に安定的に固定する。パネルユニットアセンブリ４０は、パネルユニット５０、駆動ＩＣパッケージ（ｄｒｉｖｅｒ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｐａｃｋａｇｅ：ｄｒｉｖｅｒ  ＩＣ  ｐａｃｋａｇｅ）４１，４２、及び印刷回路基板４４を含む。駆動ＩＣパッケージとしては、ＣＯＦ（ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｆｉｌｍ：チップオンフィルム）またはＴＣＰ（ｔａｐｅ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｐａｃｋａｇｅ：テープキャリアパッケージ）などを使用することができる。印刷回路基板４４は、トップシャーシ６０の側面に受納することができる。
【０１０３】
パネルユニット５０は、複数のＴＦＴ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）からなるＴＦＴパネル５１と、ＴＦＴパネル５１の上部に位置するカラーフィルタパネル５３、及びこれらパネルの間に注入される液晶（図示せず）を含む。カラーフィルタパネル５３の上部とＴＦＴパネル５１の下部には偏光板を付着して、パネルユニット５０を通過する光を偏光させる。
【０１０４】
ＴＦＴパネル５１は、マトリックス状の薄膜トランジスタが形成されている透明なガラス基板であり、ソース端子にはデータラインが連結され、ゲート端子にはゲートラインが連結されている。そして、ドレイン端子には導電性材質として透明なＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）からなる画素電極が形成される。
【０１０５】
前述したパネルユニット５０のゲートライン及びデータラインに各々印刷回路基板４４から電気的な信号を入力すれば、ＴＦＴのゲート端子とソース端子に電気的な信号が入力され、これら電気的な信号の入力によってＴＦＴはターンオンまたはターンオフされて、画素形成に必要な電気的な信号がドレイン端子に出力される。
【０１０６】
一方、ＴＦＴパネル５１に対向して、その上にカラーフィルタパネル５３が配置されている。カラーフィルタパネル５３は、光が通過しながら所定の色が発現される色画素であるＲＧＢ画素が薄膜工程によって形成されたパネルであって、全面にＩＴＯからなる共通電極が塗布されている。ＴＦＴのゲート端子及びソース端子に電源が印加されて薄膜トランジスタが導通すれば、画素電極とカラーフィルタパネルの共通電極との間には電界が形成される。このような電界によってＴＦＴパネル５１とカラーフィルタパネル５３との間に注入された液晶分子の配列が変化し、変化した液晶分子の配列によって光透過度が変更されて所望の画素を得るようになる。
【０１０７】
パネルユニット５０の外部から映像信号を受信してゲートラインとデータラインとに各々駆動信号を印加する印刷回路基板４４は、パネルユニット５０に付着されたデータ駆動ＩＣパッケージ４２と接続する。表示装置１００を駆動するために、印刷回路基板４４はデータ駆動信号及びゲート駆動信号を伝送する。従って、ゲート駆動信号とデータ駆動信号をそれぞれの駆動ＩＣパッケージ４１，４２を通じてパネルユニット５０のゲートライン及びデータラインに印加する。バックライトアセンブリ７０の背面にはコントロールボード（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｂｏａｒｄ）（図示せず）を設置する。コントロールボードは、印刷回路基板４４と接続してアナログデータ信号をデジタルデータ信号に変換した後、パネルユニット５０に供給する。
【０１０８】
以下、図８及び図９を参照して、パネルユニット５０の動作原理についてさらに詳細に説明する。
【０１０９】
ＴＦＴパネル５１は複数の表示信号線Ｇ１〜Ｇｎ，Ｄ１〜Ｄｍを含み、カラーフィルタパネル５３及びＴＦＴパネル５１は、表示信号線Ｇ１〜Ｇｎ，Ｄ１〜Ｄｍに連結されていて、ほぼ行列状に配列された複数の画素を含む。
【０１１０】
表示信号線Ｇ１〜Ｇｎ，Ｄ１〜Ｄｍは、ゲート信号（“走査信号”とも言う）を伝達する複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｎと、データ信号を伝達するデータ線Ｄ１〜Ｄｍとを含む。ゲート線Ｇ１〜Ｇｎは、ほぼ行方向にのびていて互いにほとんど平行し、データ線Ｄ１〜Ｄｍは、ほぼ列方向にのびていて互いにほとんど平行する。
【０１１１】
各画素は、表示信号線Ｇ１〜Ｇｎ，Ｄ１〜Ｄｍに連結されたスイッチング素子Ｑと、これに連結された液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）ＣＬＣ及びストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）ＣＳＴを含む。ストレージキャパシタＣＳＴは必要に応じて省略できる。
【０１１２】
薄膜トランジスタなどスイッチング素子ＱはＴＦＴパネル５１に備えられていて、３端子素子であって、その制御端子及び入力端子は各々ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及びデータ線Ｄ１〜Ｄｍに連結されており、出力端子は液晶キャパシタＣＬＣ及びストレージキャパシタＣＳＴに連結されている。
【０１１３】
液晶キャパシタＣＬＣは、ＴＦＴパネル５１の画素電極１９０とカラーフィルタパネル５３の共通電極２７０とを二つの端子とし、二つの電極１９０，２７０の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９０はスイッチング素子Ｑに連結され、共通電極２７０はカラーフィルタパネル５３の全面に形成されていて、共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。これとは異なって、共通電極２７０がＴＦＴパネル５１に備えられる場合もあり、この時には二つの電極１９０，２７０のうちの少なくとも一つが線状または棒状で作られることができる。
【０１１４】
液晶キャパシタＣＬＣの補助的な役割を果たすストレージキャパシタＣＳＴは、ＴＦＴパネル５１に具備された別個の信号線（図示せず）と画素電極１９０とが絶縁体を介在して重畳して形成され、この別個の信号線には共通電圧Ｖｃｏｍなどの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタＣＳＴは、画素電極１９０が絶縁体を媒介としてすぐ上の前段ゲート線と重畳して形成されることができる。
【０１１５】
信号制御部６００は、外部のグラフィック制御器（図示せず）から入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂ及びその表示を制御する入力制御信号、例えば、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、メインクロックＭＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥなどの提供を受ける。信号制御部６００は、入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂと入力制御信号に基づいて映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂをパネルユニット５０（図７に図示）の動作条件に合うように適切に処理し、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１及びデータ制御信号ＣＯＮＴ２などを生成した後、次いでゲート制御信号ＣＯＮＴ１をゲート駆動部４００に送出し、データ制御信号ＣＯＮＴ２と処理した映像信号ＤＡＴはデータ駆動部５００に送出する。
【０１１６】
ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、ゲートオン電圧Ｖｏｎの出力開始を指示する走査開始信号ＳＴＶ、ゲートオン電圧Ｖｏｎの出力時期及び出力電圧を制御する少なくとも一つのクロック信号などを含む。
【０１１７】
データ制御信号ＣＯＮＴ２は、映像データＤＡＴの伝送開始を知らせる水平同期開始信号ＳＴＨと、データ線Ｄ１〜Ｄｍにデータ電圧の印加を指示するロード信号ＬＯＡＤ、共通電圧Ｖｃｏｍに対するデータ電圧の極性（以下、共通電圧に対するデータ電圧の極性を略して“データ電圧の極性”と言う。）を反転させる反転信号ＲＶＳ、及びデータクロック信号ＨＣＬＫなどを含む。
【０１１８】
信号制御部６００は、これら制御信号ＣＯＮＴ１、ＣＯＮＴ２以外にも、バックライトアセンブリ７０の動作を制御するための制御信号やクロック信号などをバックライトアセンブリ７０に送出することができる。
【０１１９】
データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２によって、一つの行の画素に対する映像データＤＡＴを順次に受信してシフトさせ、階調電圧生成部８００からの階調電圧のうちの各映像データＤＡＴに対応する階調電圧を選択することによって、映像データＤＡＴを該当データ電圧に変換した後、これを該当データ線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。
【０１２０】
ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号ＣＯＮＴ１によってゲートオン電圧Ｖｏｎをゲート線Ｇ１〜Ｇｎに印加して、このゲート線Ｇ１〜Ｇｎに連結されたスイッチング素子Ｑを導通させ、これによってデータ線Ｄ１〜Ｄｍに印加されたデータ電圧が導通したスイッチング素子Ｑを通じて該当画素に印加される。
【０１２１】
画素に印加されたデータ電圧と共通電圧Ｖｃｏｍとの差は、液晶キャパシタＣＬＣの充電電圧、つまり、画素電圧として現れる。液晶分子は画素電圧の大きさによってその配列を異にする。
【０１２２】
１水平周期（または１Ｈ）（水平同期信号Ｈｓｙｎｃの一周期）が経過すれば、データ駆動部５００とゲート駆動部４００は次行の画素に対して同一の動作を繰り返す。このような方式によって、１フレームの間に全てのゲート線Ｇ１〜Ｇｎに対して順次にゲートオン電圧Ｖｏｎを印加し、全ての画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終了すれば次のフレームが開始し、各画素に印加されるデータ電圧の極性が以前フレームでの極性と反対になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号ＲＶＳの状態が制御される（フレーム反転）。この時、１フレーム内でも反転信号ＲＶＳの特性によって一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が変わったり（行反転、ドット反転）、一つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なることがある（列反転、ドット反転）。
【０１２３】
本発明を上述したように説明したが、添付した特許請求の範囲の概念と範囲を逸脱しない限り、多様な修正及び変形が可能であるということを本発明の属する技術分野に従事する者は容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】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２】図１に示したバックライトアセンブリの結合斜視図である。
【図３】図２のＡＡ線に沿って切断した拡大断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】本発明の第２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６】本発明の第３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７】本発明の第１実施形態によるバックライトアセンブリを備えた表示装置の分解斜視図である。
【図８】図７の表示装置に具備されたパネルユニットの駆動ブロック図である。
【図９】パネルユニットの一つの画素に対する等価回路図である。
【符号の説明】
【０１２５】
４４    印刷回路基板、
５０    パネルユニット、
５１    ＴＦＴパネル、
５３    カラーフィルタパネル、
６５    下部モールドフレーム、
７０    バックライトアセンブリ、
７３    上部モールドフレーム、
７４    導光板、
７５    ボトムシャーシ、
７７    光源、
７８    光源カバー、
７９    反射シート、
１９０    画素電極、
２７０    共通電極、
４００    ゲート駆動部、
５００    データ駆動部、
６００    信号制御部、
ＣＬＣ    液晶キャパシタ、
ＣＳＴ    ストレージキャパシタ、
Ｖｃｏｍ    共通電圧。
【図１】
2006350336.tif 000003
【図２】
2006350336.tif 000004
【図３】
2006350336.tif 000005
【図４】
2006350336.tif 000006
【図５】
2006350336.tif 000007
【図６】
2006350336.tif 000008
【図７】
2006350336.tif 000009
【図８】
2006350336.tif 000010
【図９】
2006350336.tif 000011