(57)【要約】【課題】液晶表示パネルに均一かつ高輝度な光を供給できる、バックライトユニットの導光板を提供する。【解決手段】第１面には、第１方向に延びる複数の第１Ｖ型溝１３６が形成され、第１面に対向する第２面には、第２方向に延びる複数の第２Ｖ型溝１３７と、第２Ｖ型溝と交差するように第２方向と異なる第３方向に延びる複数の第３Ｖ型溝１３８とが形成される、導光板１３１が提供される。かかる構成によれば、導光板の第２面には、互いに交差するように形成された第２および第３のＶ型溝によりピラミッド状のパターンが形成されるので、入射光の反射特性が向上するとともに、出射光の均一性および輝度が向上する。【選択図】図３
2008016428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面には、第１方向に延びる複数の第１Ｖ型溝が形成され、
前記第１面に対向する第２面には、第２方向に延びる複数の第２Ｖ型溝と、前記第２Ｖ型溝と交差するように前記第２方向と異なる第３方向に延びる複数の第３Ｖ型溝とが形成されることを特徴とする、バックライトユニットの導光板。
【請求項２】
前記第１Ｖ型溝の断面形状を構成する両傾斜面が８５゜〜１２０゜の頂角を形成す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の導光板。
【請求項３】
前記第２Ｖ型溝の断面形状を構成する両傾斜面が１３０゜〜１５０゜の頂角を形成することを特徴とする、請求項１または２に記載のバックライトユニットの導光板。
【請求項４】
前記第２Ｖ型溝の断面形状を構成する傾斜面のうち、光の入射側の傾斜面が１゜〜３゜の頂角を形成することを特徴とする、請求項３に記載のバックライトユニットの導光板。
【請求項５】
前記第３Ｖ型溝の断面形状を構成する両傾斜面が１２０゜〜１６０゜の頂角を形成することを特徴とすることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のバックライトユニットの導光板。
【請求項６】
前記第１方向と前記第２方向とが互いに直交することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のバックライトユニットの導光板。
【請求項７】
前記第１方向と前記第３方向とが互いに平行であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のバックライトユニットの導光板。
【請求項８】
光源部と、
前記光源部からの入射光が出射する第１面には、第１方向に延びる複数の第１Ｖ型溝が形成され、前記第１面に対向する第２面には、前記第２方向に延びる複数の第２Ｖ型溝と、前記第２Ｖ型溝と交差するように前記第２方向と異なる第３方向に延びる複数の第３Ｖ型溝とが形成される導光板と、
前記導光板から導かれる光を集光して液晶表示パネルに供給する光学シートと、
を備えることを特徴とする、液晶表示装置のバックライトユニット。
【請求項９】
前記光源部が発光ダイオードを含むことを特徴とする、請求項８に記載の液晶表示装置のバックライトユニット。
【請求項１０】
前記光源部は、光源と、前記光源から発散された光を前記導光板側に反射させる反射板とを含むことを特徴とする、請求項８または９に記載の液晶表示装置のバックライトユニット。
【請求項１１】
前記第１方向と前記第２方向とが互いに直交することを特徴とする、請求項８〜１０のいずれかに記載の液晶表示装置のバックライトユニット。
【請求項１２】
前記第１方向と前記第３方向とが互いに平行であることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）に適用されるバックライトユニットの導光板（ｌｉｇｈｔ  ｇｕｉｄｅ  ｐａｎｅｌ）およびバックライトユニット（ｂａｃｋ  ｌｉｇｈｔ  ｕｎｉｔ）に関し、より詳しくは、出射面および反射面にＶ型溝が形成される、バックライトユニットの導光板およびそれを備えるバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信産業の急激な進展に伴い表示装置の使用が急増しており、最近では、低消費電力、軽量、薄型、高解像度の条件を満たす表示装置が求められている。このような要求に応じて液晶表示装置や有機発光特性を用いた表示装置が開発されている。
【０００３】
色再現性に優れ、消費電力が低く、薄型で製作される薄膜トランジスタ液晶表示装置（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ；ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、広範に用いられている平板表示装置の一つであって、２つの基板の間に液晶が注入された液晶表示パネルと、液晶表示パネルの下部に配され、光源として用いられるバックライトユニットと、液晶表示パネルを駆動させる駆動部（ＬＣＤ  Ｄｒｉｖｅ  ＩＣ；ＬＤＩ）とから構成される。
【０００４】
図１は、従来の一般的な液晶表示装置を示す分解斜視図であって、画像が表示される液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０に光を供給するバックライトユニット３０とが示される。
【０００５】
液晶表示パネル１０は、互いに対向配置された２つの基板と、２つの基板の間に介在された液晶層とからなり、基板にマトリックス状に配列された複数のゲート線およびデータ線により画素領域が定義される。ゲート線とデータ線とが交差する部分の基板には、各画素に供給される信号を制御する薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに連結された画素電極とが形成され、他の部分の基板には、カラーフィルタおよび共通電極が形成される。
【０００６】
バックライトユニット３０は、光を供給する光源部３２と、例えばドットパターンなどの所定のパターンが形成され、光源部３２から供給される光の分布を変更させて液晶表示パネル１０に誘導する導光板３１と、導光板３１から供給される光の輝度分布を均一化して垂直入射性を向上させる光学シート３４と、導光板３１の背面側に放出される光を導光板３１側に反射させる反射シート３３とから構成される。
【０００７】
光源部３２は、導光板３１の側面に配置される光源３２ａと、光源３２ａから発散された光を導光板３１側に反射させる反射板３２ｂとから構成される。光学シート３４は、導光板３１から入射する光を液晶表示パネル１０に拡散させる拡散シート３４ａと、拡散された光を集光して垂直入射性を向上させるプリズムシート３４ｂとから構成される。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６４９００１８号明細書
【特許文献２】大韓民国特許公開第１０−２００５−０００７８２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、一般に光学シート３４が１枚の拡散シート３４ａおよび２枚のプリズムシート３４ｂから構成されるので、バックライトユニット３０が厚くなり、輝度が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、液晶表示パネルに均一かつ高輝度な光を供給できる、新規かつ改良された、バックライトユニットの導光板およびそれを備えた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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、第１面には、第１方向に延びる複数の第１Ｖ型溝が形成され、第１面に対向する第２面には、第２方向に延びる複数の第２Ｖ型溝と、第２Ｖ型溝と交差するように第２方向と異なる第３方向に延びる複数の第３Ｖ型溝とが形成される、バックライトユニットの導光板が提供される。
【００１２】
かかる構成によれば、導光板の第２面には、互いに交差するように形成された第２および第３のＶ型溝によりピラミッド状のパターンが形成されるので、入射光の反射特性が向上するとともに、出射光の均一性および輝度が向上する。これにより、バックライトユニットから均一かつ高輝度な光が供給されるので、液晶表示パネルの視認性が向上する。また、拡散シートおよびプリズムシートの数量が低減され、バックライトユニットの厚さが減少される。
【００１３】
また、上記第１Ｖ型溝の断面形状を構成する両傾斜面が８５゜〜１２０゜の頂角を形成するようにしてもよい。
【００１４】
また、上記第２Ｖ型溝の断面形状を構成する両傾斜面が１３０゜〜１５０゜の頂角を形成するようにしてもよい。
【００１５】
また、上記第２Ｖ型溝の断面形状を構成する傾斜面のうち、光の入射側の傾斜面が１゜〜３゜の頂角を形成するようにしてもよい。
【００１６】
また、上記第３Ｖ型溝の断面形状を構成する両傾斜面が１２０゜〜１６０゜の頂角を形成するようにしてもよい。
【００１７】
また、上記第１方向と第２方向とが互いに直交するようにしてもよい。
【００１８】
また、上記第１方向と第３方向とが互いに平行であるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明の第２の観点によれば、光源部と、光源部からの入射光が出射する第１面には、第１方向に延びる複数の第１Ｖ型溝が形成され、第１面に対向する第２面には、第２方向に延びる複数の第２Ｖ型溝と、第２Ｖ型溝と交差するように第２方向と異なる第３方向に延びる複数の第３Ｖ型溝とが形成される導光板と、導光板から導かれる光を集光して液晶表示パネルに供給する光学シートと、を備える、液晶表示装置のバックライトユニットが提供される。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、液晶表示パネルに均一かつ高輝度な光を供給できる、バックライトユニットの導光板およびそれを備えたバックライトユニットが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２２】
図２ａは、本発明の一実施形態に係る導光板を示す斜視図であって、図２ｂは、図２ａのＡ-Ａ’断面図、図２ｃは、図２ａのＢ-Ｂ’断面図、図２ｄは、図２ａの導光板１３１をＣ方向から見た背面図である。図示するように、導光板の出射面には、第１方向に延びる複数の第１Ｖ型溝１３６が形成され、対向する反射面には、第２方向に延びる複数の第２Ｖ型溝１３７と、第３方向に延びる複数の第３Ｖ型溝１３８とが形成される。
【００２３】
第１Ｖ型溝１３６の断面形状を構成する両傾斜面は、８５゜〜１２０゜の頂角（θ１）を形成することが好ましい。また、第１Ｖ型溝１３６の断面形状は、頂角（θ１）を頂点とする２等辺三角形であることが好ましい。なお、第１Ｖ型溝１３６は、一定の間隔で平行に配列されるが、間隔を限定されない。
【００２４】
第２Ｖ型溝１３７の断面形状を構成する両傾斜面は、１３０゜〜１５０゜の頂角（θ２）を形成し、光の入射側の傾斜面は、１゜〜３゜の頂角（θ３）を形成することが好ましい。第２Ｖ型溝１３７の延設方向は、第１Ｖ型溝１３６の延設方向に直交することが好ましい。なお、第２Ｖ型溝１３７は、深さ、幅および間隔を限定されない。
【００２５】
第３Ｖ型溝１３８の断面形状を構成する両傾斜面は、１２０゜〜１６０゜の頂角（θ４）を形成することが好ましい。また、第３Ｖ型溝１３８の断面形状は、頂角（θ４）を頂点とする２等辺三角形であることが好ましい。なお、第３Ｖ型溝１３８の延設方向、深さ、幅および間隔は、第１Ｖ型溝１３６と同一となるように構成してもよいが、同一の構成に限定されない。
【００２６】
表１は、第１Ｖ型溝１３６、第２Ｖ型溝１３７および第３Ｖ型溝１３８について、深さ、幅、間隔および頂角の角度（θ１、θ２、θ４）の組合せを例示する表である。なお、本表は、本発明の一実施形態として提示されるものであって、本発明の範囲を限定するものではない。なお、図２ｅは、本表に例示される実施形態に係る導光板を、図２ｂに相当する断面で示す断面図である。
【００２７】
【表１】
2008016428.tif 000003
【００２８】
導光板１３１の反射面には、第２Ｖ型溝１３７および第３Ｖ型溝１３８が形成されるので、ピラミッド状のパターンが複数に形成される。
【００２９】
図３は、液晶表示装置の一実施形態を示す分解斜視図であって、当該液晶表示装置は、前述した実施形態に係る導光板１３１を備えたバックライトユニット１３０を有する。図３には、画像が表示される液晶表示パネル１００と、液晶表示パネル１００に光を供給するバックライトユニット１３０とが示される。
【００３０】
液晶表示パネル１００は、互いに対向配置された２つの基板と、２つの基板の間に介在された液晶層とからなり、基板にマトリックス状に配列された複数のゲート線およびデータ線により画素領域が定義される。ゲート線とデータ線とが交差する部分の基板には、各画素に供給される信号を制御する薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタに連結された画素電極とが形成され、他の部分の基板には、カラーフィルタおよび共通電極が形成される。また、基板の背面には、偏光板が形成される。
【００３１】
バックライトユニット１３０は、光を供給する光源部１３２と、光源部１３２から供給される光の分布を変更させる導光板１３１と、導光板１３１から供給される光の輝度分布を均一化して垂直入射性を向上させる光学シート１３４と、導光板１３１の背面側に放出される光を導光板１３１側に反射させる反射シート１３３とから構成される。
【００３２】
導光板１３１は、狭小な領域に集中された光の分布を広範な領域で均一に変更させる装置であって、アクリルなどの透明樹脂を用いて中空の薄板状に製作される。導光板１３１の一側面または両側面から光が入射すると、上面および下面に形成された各Ｖ型溝１３６、１３７、１３８により光の経路および分布が変更される。
【００３３】
光源部１３２は、導光板１３１の側面に配置される光源１３２ａと、光源１３２ａから発散された光を導光板１３１側に反射させる反射板１３２ｂとから構成される。光源１３２ａとしては、冷陰極管（蛍光灯）のようなチューブ状の光源が用いられる。
【００３４】
また、光源部１３２は、少なくとも一つの発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）を含むようにしてもよい。
【００３５】
また、光学シート１３４は、導光板１３１から入射される光を液晶表示パネル１００方向に拡散および集光して垂直入射性を向上させるように、導光板１３１と対向する面にＶ型溝１３５が形成された逆プリズムシートから構成される。
【００３６】
導光板１３１の出射面には、第１Ｖ型溝１３６、反射面には、第２Ｖ型溝１３７および第３Ｖ型溝１３８が各々に形成されるが、各Ｖ型溝の延設方向は、製造方法に応じて変更可能である。
【００３７】
前述した図２ａ〜図２ｄを参照することにより、導光板１３１がより詳細に説明される。図示するように、出射面には、第１方向に延びる複数の第１Ｖ型溝１３６が形成され、反射面には、第２方向に延びる複数の第２Ｖ型溝１３７と、第３方向に延びる複数の第３Ｖ型溝とが形成される。
【００３８】
第１Ｖ型溝１３６の断面形状を構成する両傾斜面は、８５゜〜１２０゜の頂角（θ１）を形成することが好ましい。第１Ｖ型溝１３６の頂角（θ１）は、光強度の均一性および視認性に大きな影響を及ぼす。頂角（θ１）が８５゜未満であると、均一性の制御が容易である一方、輝線の発生により視認性が劣り、１２０゜以上であると、視認性が優れる一方、均一性の制御が困難となる。第１Ｖ型溝１３６の断面形状は、頂角（θ１）を頂点とする２等辺三角形であることが好ましい。また、第１Ｖ型溝１３６は、一定の間隔で平行に配列される。
【００３９】
第２Ｖ型溝１３７の断面形状を構成する両傾斜面は、１３０゜〜１５０゜の頂角（θ２）を形成し、光の入射側の傾斜面は、１゜〜３゜の頂角（θ３）を形成することが好ましい。第２Ｖ型溝１３７の延設方向は、第１Ｖ型溝１３６の延設方向に直交することが好ましい。なお、第２Ｖ型溝は、深さ、幅および間隔を限定されない。
【００４０】
第３Ｖ型溝１３８の断面形状を構成する両傾斜面は、１２０゜〜１６０゜の頂角（θ４）を形成し、第３Ｖ型溝１３８の断面形状は、頂角（θ４）を頂点とする２等辺三角形であることが好ましい。なお、第３Ｖ型溝１３８の延設方向、深さ、幅および間隔は、第１Ｖ型溝１３６と同一となるように構成してもよいが、同一の構成に限定されない。
【００４１】
以下、図４を参照することにより、本実施形態に係る導光板１３１を用いた場合の光の伝播過程が説明される。
【００４２】
光源部１３２から供給された光は、導光板１３１の一側面に設けられた入射部を通じて導光板１３１の内部に入射する。入射光は、導光板１３１の内部で全反射を繰返しながら伝播する過程で、出射面に対する入射角が臨界角を超えると、出射面から導光板１３１の外部に出射する。
【００４３】
光学（逆プリズム）シート１３４から出射する光の出射角が０゜〜２゜となるためには、導光板１３１の出射面からの出射角（γ）が７４゜〜７６゜となることが好ましい。なお、出射面からの出射角（γ）は、出射面に対する入射角（β）により規定される。
【００４４】
本実施形態に係る導光板１３１によれば、反射面には、断面形状を構成する両傾斜面が１３０゜〜１５０゜の頂角を形成し、光源部１３２側の傾斜面が１゜〜３゜の頂角（α）を形成するように、第２Ｖ型溝１３７が形成されている。よって、導光板１３１内部の入射光が反射面でＮ回の反射を繰返すと、出射面に対する入射角（β'）がβ＋Ｎ*α増加する。
【００４５】
すなわち、入射光は、反射面で反射するたびに入射角をα増加させ、数回の反射を繰返すと、入射角が臨界角を超える特定の角度に達することで、出射面から導光板１３１の外部に出射する。
【００４６】
また、反射面に形成された第３Ｖ型溝１３８は、入射光が第２方向に拡散することを抑制するとともに、第２Ｖ型溝との相互作用により、輝度を増加させ、輝線および暗部の発生を抑制することで、光強度の均一性を向上させるものと解される。
【００４７】
表２は、従来のバックライトユニット３０の輝度と、本実施形態に係るバックライトユニット１３０の輝度とを対比する表である。
【００４８】
【表２】
2008016428.tif 000004
【００４９】
ここで、比較例とは、従来の拡散パターンが形成された導光板３１および２枚のプリズムシート３４ｂおよび１枚の拡散シート３４ａを備えたバックライトユニット３０であり、本実施形態とは、反射面に交差するＶ型溝１３７、１３８が形成された導光板１３１および１枚の光学（逆プリズム）シート１３４を備えたバックライトユニット１３０である。かかる対比によれば、本実施形態に係る導光板１３１の輝度が従来の導光板３１の輝度に比して向上したことが確認される。
【００５０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記入された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来の一般的な液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態に係る導光板を示す斜視図である。
【図２ｂ】図２ａのＡ-Ａ’断面図である。
【図２ｃ】図２ａのＢ-Ｂ’断面図である。
【図２ｄ】図２ａの導光板をＣ方向から見た背面図である。
【図２ｅ】表１に例示される実施形態に係る導光板を、図２ｂに相当する断面で示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る導光板の作用を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０、１００    液晶表示パネル
３０、１３０    バックライトユニット
３１、１３１    導光板
３２、１３２    光源部
３３、１３３    反射シート
３４、１３４    光学シート
３４ａ    拡散シート
３４ｂ    プリズムシート
１３５、１３６、１３７、１３８    Ｖ型溝
【図１】
2008016428.tif 000005
【図２ａ】
2008016428.tif 000006
【図２ｂ】
2008016428.tif 000007
【図２ｃ】
2008016428.tif 000008
【図２ｄ】
2008016428.tif 000009
【図２ｅ】
2008016428.tif 000010
【図３】
2008016428.tif 000011
【図４】
2008016428.tif 000012