(57)【要約】  【課題】本発明は、液晶表示装置の輝度を向上させるためのバックライトユニットに関する。  【解決手段】バックライトユニットは、輝度向上のための光学シートを含み、前記光学シートは鈍角の頂角を有する多数のプリズムが形成されたプリズムシートと、前記プリズムシートから出射された光が偏光成分によって反射および透過されるようにする反射偏光フィルムが含まれ構成される。  【選択図】図６
2006147566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が放出されるランプと、前記ランプから放出された光をガイドする導光板と、前記導光板から出射された光の経路に位置する光学シートとが含まれて構成され、
前記光学シートは鈍角の頂角を有する多数のプリズムが形成されたプリズムシートと、前記プリズムシートから出射された光が偏光成分によって反射および透過されるようにする反射偏光フィルムと、が含まれ構成されることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記プリズムの頂角は、９０°より大きく１１０°以下であることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記プリズムの頂角は、９２°以上９７°以下であることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記反射偏光フィルムは、相違する屈折率を有する多数の層で形成された薄膜多層反射偏光フィルムであることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記薄膜多層反射偏光フィルムの少なくとも一面には、拡散層が形成されたことを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記プリズムシートはボディ部とプリズムとで形成され、前記プリズムは導光板に対面する方向に形成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ユニット。
【請求項７】
前記プリズムシートはボディ部とプリズムとで形成され、前記プリズムは反射偏光フィルムに対面する方向に形成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ユニット。
【請求項８】
光源と、ＬＣＤパネルと、前記光源とＬＣＤパネルとの間に位置するプリズムシートと、前記プリズムシートとＬＣＤパネルとの間に位置する反射偏光フィルムとが含まれて構成され、
前記プリズムシートの表面は多数の平行なプリズムで形成され、
前記プリズムの頂角は９０°より大きく１１０°以下であることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項９】
前記プリズムの頂角は９２°以上９７°以下であることを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記反射偏光フィルムは、相違する屈折率を有する多数の層で形成された薄膜多層反射偏光フィルムであることを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記薄膜多層反射偏光フィルムの少なくとも一面には、拡散層が形成されたことを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、陰極線管(Cathode Ray Tube)の短所である重量と体積を低減できる各種のフラットパネル表示装置が開発されている。
【０００３】
フラットパネル表示装置としては、液晶表示装置(Liquid Crystal Display、ＬＣＤ)、電界放出表示装置(Field Emission Display)、プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel、ＰＤＰ)およびエレクトロルミネセンス(Electro-Luminescence、ＥＬ)表示装置などがある。このようなフラットパネル表示装置において表示品質を上げ、大画面化を試みる研究が活発に行われている。
【０００４】
前記フラットパネル表示装置のうち、液晶表示装置(ＬＣＤ)は、ランプのような光源を用いて画像を表現する非発光型表示装置である。
【０００５】
前記液晶表示装置は、小型、軽量化および低消費電力などの長所を有し、液晶表示パネルの内部に注入された液晶の電気、光学的性質を用いて情報を表示する装置である。
【０００６】
前記液晶表示装置は陰極線管とは異なって、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間に注入された液晶物質が自体発光する発光性物質でなく、外部から入る光の量を調節して画面に表示する受光性物質であるため、液晶表示パネルに光を照射するための別途の装置、すなわちバックライトユニットを必ず必要とする。
【０００７】
前記バックライトユニットは、収納空間が形成されたモールドフレームと、前記収納空間の基底面に設けられ液晶表示パネルの方に光を反射する反射シートと、前記反射シートの上部面に設けられ光を案内する導光板と、前記導光板と収納空間の側壁との間に設けられ光を発散するランプユニットと、前記導光板の上部面に積層され光を拡散し集光する複数の光学シートと、前記モールドフレームの上部に設けられ液晶表示パネルの縁部の所定部分からモールドフレームの側面までを覆うトップシャーシと、で構成される。
【０００８】
前記液晶表示パネルの上、下部には入射される光のうち特定偏光のみ透過されるようにする偏光板がそれぞれ備えられており、前記それぞれの偏光板を透過する光は互いに９０度の位相差を有するように設計される。
【０００９】
なお、前記複数の光学シートは、光を拡散させる拡散シートと、前記拡散シートの上部面に積層され、拡散された光を集光して液晶表示パネルに伝達するプリズムシート、および前記拡散シートとプリズムシートとを保護するための保護シートとで構成される。
【００１０】
図１および図２は、従来の液晶表示装置のバックライトユニットに備えられるプリズムシートの断面図および斜視図である。
【００１１】
図１および図２を参照すると、従来のプリズムシート１００は、導光板および拡散シートにより拡散された光が最初入射されるボディ部１１０と、前記拡散された光の経路を一定に進行させる９０°の頂角を有する多数のプリズム１２０とで構成とで構成される。前記プリズム１２０は、前記ボディ部１１０上にストライプ形態に線形配列されている。
【００１２】
前記のような構成を有する液晶表示装置の場合、最初にランプユニットから出射された光の強度は、最終的に液晶表示パネルに入射されるまで、導光板および複数の光学シートを経ながら少しずつ相殺され、実際に画面上にディスプレイされる輝度は、最初の光源の数百分の一程度に減少する問題点がある。
【００１３】
すなわち、近年高輝度のディスプレイ装置が要求されるが、前述した従来の液晶表示装置バックライトユニット構造ではこのような最近の傾向を充足できない短所がある。
【００１４】
これを克服する方案の一つとして、図１と図２に図示されたプリズムシート１００上に備えられる保護シートとして薄膜多層反射偏光フィルム(thin multi-layer reflective polarizer film)を使用することが提示されている。
【００１５】
前記薄膜多層反射偏光フィルムは、前記プリズムシート１００を通過する光のうち、液晶表示パネルの下部に備えられる下側偏光板により透過される特定偏光の透過効率を増加させる。
【００１６】
すなわち、前記薄膜多層反射偏光フィルムは、プリズムシート１００を通過した光のうち特定偏光は透過させ、他の偏光は反射させ前記プリズムシート１００で特定偏光に変換されてから、前記薄膜多層反射偏光フィルムを透過するようにすることによって、前記下側偏光板を透過する光の量を増加させる。
【００１７】
このとき、前記特定偏光は前記下部偏光板を透過する偏光になり、これは縦波(Ｐ波)または横波(Ｓ波)にもなり、これに対して他の偏光はそれぞれ横波(Ｓ波)または縦波(Ｐ波)になる。
【００１８】
これによって従来のバックライトユニットは、捨てられる偏光を再使用して、全体的な輝度の向上効果を有することができる。
【００１９】
しかし、従来のプリズムシートのようにプリズムの頂角が９０°に形成され、前記プリズムシートから出射される光が殆ど薄膜多層反射偏光フィルムに垂直に入射される場合、前記薄膜多層反射偏光フィルムで反射されるべき偏光のうち多くの量が透過される問題点があった。図３を参照してこれについてより詳しく説明する。
【００２０】
図３は、薄膜多層反射偏光フィルムが採用されたバックライトユニットの特定部分に対する光透過/反射状態を示す図面である。
【００２１】
但し、図３はバックライトユニットにおいて、プリズムシート１００、薄膜多層反射偏光フィルム１３０および液晶表示パネルの下部偏光板１４０のみ図示されている。
【００２２】
前記薄膜多層反射偏光フィルム１３０の下部に備えられたプリズムシート１００は、図１と図２に図示されたようにプリズムの頂角が９０°になっている。そして、前記下部偏光板１４０を透過する偏光を縦波(Ｐ波)として説明する。
【００２３】
図３を参照すると、前記プリズムシート１００を通過した光は、殆ど垂直に前記薄膜多層反射偏光フィルム１３０に入射される。
【００２４】
すなわち、前記プリズムシート１００を通過する光が全て垂直に前記薄膜多層反射偏光フィルム１３０に入射するのではないが、プリズムの頂角が９０°である場合、図示されたように殆どの光は垂直に入射される。
【００２５】
図３に図示されたように、光が垂直に薄膜多層反射偏光フィルム１３０に入射される場合、前記光を構成する縦波(Ｐ波)および横波(Ｓ波)のうち縦波が前記薄膜多層反射偏光フィルム１３０を透過するだけでなく、前記薄膜多層反射偏光フィルム１３０で反射されてから縦波に変換され再び前記薄膜多層反射偏光フィルム１３０を透過すべき横波も、多量透過されることが分かる。
【００２６】
このように透過された横波は、最終的に液晶表示パネルの下部偏光板１４０を透過できなくなるので、透過された横波の量の分輝度が下がる結果となる。
【００２７】
なお、この場合、反射される横波(Ｓ′)の量が少なくて、結果的に再使用される縦波(Ｐ′)がその分少なくなるので、輝度の向上に大きい影響を与えられなくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明の目的は、反射偏光フィルムに入射される光の入射角が垂直でなく所定角度傾くように具現して、特定偏光(一例として縦波(Ｐ波))の透過度および他の偏光(一例として横波(Ｓ波))の反射度を上げ、再使用される光の量を増加させることによって、ディスプレイされる画面の輝度を向上させるようにする液晶表示装置のバックライトユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の実施例に係るバックライトユニットは、光が放出されるランプと、前記ランプから放出された光をガイドする導光板と、前記導光板から出射された光の経路に位置する光学シートとが含まれて構成され、前記光学シートは鈍角の頂角を有する多数のプリズムが形成されたプリズムシートと、前記プリズムシートから出射された光が偏光成分によって反射および透過されるようにする反射偏光フィルムとが含まれ構成されることを特徴とする。
【００３０】
本発明の実施例に係るディスプレイ装置は、光源と、ＬＣＤパネルと、前記光源とＬＣＤパネルとの間に位置するプリズムシートと、前記プリズムシートとＬＣＤパネルとの間に位置する反射偏光フィルムとが含まれて構成され、前記プリズムシートの表面は多数の平行なプリズムで形成され、前記プリズムの頂角は９０°より大きく１１０°以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の実施例に係るバックライトユニットは、プリズムの頂角を鈍角に形成することによって、反射偏光フィルムの透過度および反射度を向上させ、ディスプレイされる画面の輝度を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３３】
図４は、本発明の実施例に係るバックライトユニットが含まれた液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【００３４】
図４を参照すると、本発明の実施例に係る液晶表示装置６０は、光を発生するバックライトユニット５０と、前記バックライトユニット５０から光を供給され映像を表示するディスプレイユニット４０とが含まれ構成される。
【００３５】
前記バックライトユニット５０は、光を発生するランプユニット５１と、前記ランプユニット５１からの光を液晶表示パネル１０の方にガイドするための導光ユニットとを備える。
【００３６】
一方、前記ディスプレイユニット４０は、液晶表示パネル１０および前記液晶表示パネル１０の上側に備えられる上側偏光板３０および下側に備えられる下側偏光板２０が含まれ構成される。
【００３７】
そして、前記液晶表示パネル１０は、電極が形成されたＴＦＴ基板１１およびカラーフィルタ基板１２と、前記ＴＦＴ基板１１およびカラーフィルタ基板１２の間に注入された液晶層(図示せず)とが含まれ構成される。
【００３８】
具体的に、前記ランプユニット５１は、光を発生するランプ５１ａおよび前記ランプ５１ａを包むランプ反射板５１ｂを含む。前記ランプ５１ａから発生した光は後述する導光板５２に入射されるが、前記ランプ反射板５１ｂは前記ランプ５１ａから発生した光を導光板５２の方に反射させ、前記導光板５２に入射される光の量を増加させる。
【００３９】
前記導光板５２は前記ランプユニット５１の一側に備えられ、前記ランプユニット５１から出射された光の経路を変更して、前記液晶表示パネル１０の方にガイドする。
【００４０】
前記導光板５２の下部には、前記導光板５２から漏れた光を再び前記導光板５２の方に反射するための反射板５４が備えられる。
【００４１】
前記導光ユニットは、反射板５４、導光板５２、および多数の光学シート５３を含む。
【００４２】
前記導光板５２の上部には、前記導光板５２から出射された光の効率を向上させるための多数の光学シート５３が備えられる。具体的に、前記光学シートは拡散シート５３ａ、プリズムシート５３ｂおよび反射偏光フィルム５３ｃからなり、前記導光板５２の上部に順に積層される。
【００４３】
前記拡散シート５３ａは、前記導光板５２から入射される光を散乱させて光の輝度分布を均一にし、前記プリズムシート５３ｂの上部面には三角柱状のプリズムが平行に多数形成される。
【００４４】
本発明の実施例において、前記プリズムシート５３ｂは、前記拡散シート５３ａにより拡散され前記反射偏光フィルム５３ｃに入射される光が、特定入射角で入射されるようにする。
【００４５】
図面にはプリズムシート５３ｂのプリズムが反射偏光フィルム５３ｃと対面する方向に形成されているが、他の実施例として、前記プリズムシート５３ｂのプリズムが導光板５２と対面する方向に形成されることもできる。
【００４６】
すなわち、前記プリズムシート５３ｂを通過する光は、その上部に備えられた反射偏光フィルム５３ｃに対して、所定の傾斜角で入射される。
【００４７】
これのために、本発明によるプリズムシート５３ｂには、プリズムの頂角が垂直でなく鈍角を有する二等辺三角柱がストライプ形態に配列される。
【００４８】
なお、前記鈍角(α)は９０°＜α≦１１０°の範囲に含まれ、前記鈍角が９２°≦α≦９７°であることが最も好ましい。
【００４９】
なお、前記プリズムシート５３ｂの上部に備えられる反射偏光フィルム５３ｃは、前記プリズムシート５３ｂを通過する光のうち、液晶表示パネルの下部に備えられる下側偏光板２０により透過される特定偏光は透過させ、他の偏光は反射させて特定偏光に変換されてから透過されるようにする。
【００５０】
このとき、前記特定偏光は前記下部偏光板２０を透過する偏光になり、これは縦波(Ｐ波)または横波(Ｓ波)にもなり、これに対して他の偏光はそれぞれ横波(Ｓ波)または縦波(Ｐ波)になる。
【００５１】
前記反射偏光フィルム５３ｃは、薄膜多層反射偏光フィルム(thin multi-layer reflective polarizer film)または拡散反射偏光フィルムを使用することができる。
【００５２】
前記薄膜多層反射フィルムは相違する屈折率を有する多数の層で形成され、入射光がその偏光によって透過または反射されるようにする。そして、前記拡散反射偏光フィルムは、前記薄膜多層反射フィルムの少なくとも一面に拡散層が形成されたものである。
【００５３】
前記薄膜多層反射偏光フィルムまたは拡散反射偏光フィルムを使用する場合、４０〜７０％の輝度向上の効果がある。
【００５４】
なお、本発明の実施例で、前記反射偏光フィルム５３ｃに入射される光の入射角(β)は２０°＜β＜６０°の範囲に含まれ、特に２０°＜β＜５５°の範囲を有すように入射されることが好ましい。これを以下、図５を参照してより明確に説明する。
【００５５】
図５は、反射偏光フィルムに入射される光の入射角および偏光反射度を示すグラフである。
【００５６】
図５に図示されたように、反射偏光フィルム５３ｃに入射される光の入射角(β)が０°から２０°の間である場合、縦波(Ｐ波)、横波(Ｓ波)に関わらず反射度が低くて殆ど透過されることが分かる。
【００５７】
反対に、前記反射偏光フィルム５３ｃに入射される光の入射角が２０°より大きく６５°より小さい場合、縦波(Ｐ波)は反射度がほぼ０に近くて殆ど透過され、横波は反射度が０．１から０．３まで分布して多くの量が反射されることが分かる。
【００５８】
すなわち、反射偏光フィルム５３ｃに入射される光の入射角が２０°＜β＜６５°特に２０°＜β＜５５°の範囲に含まれる場合、縦波(Ｐ波)は透過され、横波(Ｓ波)は反射され、前述した反射偏光フィルム５３ｃの効果を最大限に活用できるようになる。
【００５９】
図６は、本発明の実施例に係る輝度向上シートが採用されたバックライトユニットの特定部分に対する光透過/反射状態を示す図面である。
【００６０】
但し、図６はバックライトユニットにおいて、プリズムシート５００、反射偏光フィルム５３０および液晶表示パネルの下部偏光板５４０のみ図示されており、前記反射偏光フィルム５３０の下部に備えられたプリズムシート５００は図３で説明したようにプリズムの頂角が鈍角になっている。
【００６１】
なお、前記反射偏光フィルム５３０は、前述したように、薄膜多層反射偏光フィルムまたは拡散反射偏光フィルムで構成されることができる。
【００６２】
前記下部偏光板５４０を透過する偏光を縦波(Ｐ波)として説明する。
【００６３】
図６を参照すると、前記プリズムシート５００を通過した光は、垂直でなく所定の角度で傾いて前記反射偏光フィルム５３０に入射され、前記所定の角度は前述したように２０°から６５°の間に含まれる。
【００６４】
このように所定の角度で傾いた状態で反射偏光フィルム５３０に光が入射される場合、図示されたように、前記縦波は殆ど前記反射偏光フィルム５３０を透過し、反対に横波は殆ど前記反射偏光フィルム５３０で反射される。
【００６５】
図６に図示された反射偏光フィルム５３０は、薄膜多層反射偏光フィルム５３１の両面に拡散フィルム５３２が形成された拡散反射偏光フィルムが例示されている。
【００６６】
一方、前記拡散フィルム５３２により前記薄膜多層反射偏光フィルム５３１に入射される光がより傾いて入射され、前記反射偏光フィルム５３０の縦波(Ｐ波)透過効率および横波(Ｓ波)反射効率を増加させる。
【００６７】
このように反射偏光フィルム５３０で反射された横波(Ｓ′)は、プリズムシート５００により再反射され縦波(Ｐ′)に変換されてから再び反射偏光フィルム５３０を透過するので、最終的に前記反射偏光フィルム５３０を透過する縦波(Ｐ′)は既存の場合よりずっと多くなる。
【００６８】
図７は、プリズムシートだけ使用した場合と、プリズムシートおよび反射偏光フィルムを使用した場合の、プリズムの頂角による輝度分布を説明するための図面である。
【００６９】
但し、図７にはプリズムシートだけ使用した場合の最高輝度を１と表示し、同じくプリズムシートおよび反射偏光フィルムを使用した場合の最高輝度を１と表示した。
【００７０】
図７を参照すると、プリズムシートだけ使用した場合、最高輝度はプリズムの頂角が９０°であるが、プリズムシートおよび反射偏光フィルムを使用した場合、最高輝度はプリズムの頂角が９５°である。
【００７１】
これは反射偏光フィルムを使用する場合、プリズムの頂角が鈍角 (α)に形成されることが最大輝度を示すことを意味する。
【００７２】
前記鈍角(α)は９０°＜α≦１１０°の範囲に含まれ、前記鈍角が９２°≦α≦９７°であることが最も好ましい。  
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来の液晶表示装置のバックライトユニットに備えられるプリズムシートの断面図。
【図２】従来の液晶表示装置のバックライトユニットに備えられるプリズムシートの斜視図。
【図３】従来のプリズムシートと薄膜多層反射偏光フィルムの作動を説明するための図面である。
【図４】本発明の実施例に係るバックライトユニットが含まれた液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例に係るバックライトユニットにおいて、反射偏光フィルムに入射される光の入射角および偏光反射度を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例に係る輝度向上シートが採用されたバックライトユニットの特定部分に対する光透過/反射状態を示す図面である。
【図７】本発明の実施例に係るバックライトユニットにおいて、プリズムシートだけを使用した場合と、プリズムシートおよび反射偏光フィルムを使用した場合のプリズムの頂角による輝度分布を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００７４】
１０：液晶表示パネル           １１：ＴＦＴ基板
１２：カラーフィルタ基板       ２０：下側偏光板
３０：上側偏光板               ４０：ディスプレイユニット
５０：バックライトユニット     ５１：ランプユニット
５１ａ：ランプ                 ５１ｂ：ランプ反射板
５２：導光板                   ５３：光学シート
５３ａ：拡散シート                    ５３ｂ：プリズムシート
５３ｃ：反射偏光フィルム       ５４：反射板
６０：液晶表示装置                    ５００：プリズムシート
５３０：反射偏光フィルム       ５３１：薄膜多層反射偏光フィルム
５３２：拡散フィルム           ５４０：下部偏光板
【図１】
2006147566.tif 000003
【図２】
2006147566.tif 000004
【図３】
2006147566.tif 000005
【図４】
2006147566.tif 000006
【図５】
2006147566.tif 000007
【図６】
2006147566.tif 000008
【図７】
2006147566.tif 000009