(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発生させる光源と、
前記光源の一側に形成され、前記光源から発生された光をLCDパネル方向に均一に入射させる導光板と、
前記導光板上の前記LCDパネル側に具備され、前記入射された光の光束分布を均一にするために第１次の拡散をさせる第１拡散部と、
前記第１拡散部上の前記LCDパネル側に具備され、前記第１次の拡散された光の光束に対し、前記LCDパネルとの平行平面上の第１方向成分に関して第１次の集光をさせる第１集光部と、
前記第１集光部上の前記LCDパネル側に具備され、前記集光された光の光束に対し、前記LCDパネルの画素の視野角を拡張させるために、前記集光された光を部分的に第２次の拡散をさせる第２拡散部と、
前記第２拡散部上の前記LCDパネル側に具備されて、前記第２次の拡散された光の光束を前記第１方向と垂直である第２方向成分に関して第２次の集光をさせる第２集光部とを具備し、
前記第１拡散部の前記導光板に隣接する面及び前記第１集光部に隣接する面には各々複数のビーズが配置され、前記複数のビーズは、前記導光板に隣接する面よりも前記第１集光部に隣接する面に、より高密度に配置され、
前記第２拡散部のヘイズ値は、前記第１拡散部のヘイズ値より低いヘイズ値を有し、
前記第２拡散部及び前記第２集光部は単一シートからなり、
前記単一シートは、透明シート、前記透明シートの下部面に形成される前記第２拡散部、及び前記透明シートの上部面に形成される前記第２集光部を含むことを特徴とする液晶表示装置のバックライトアセンブリ。
【請求項２】
光を発生させる光源と、
前記光源の一側に形成され、前記光源から発生された光をLCDパネル方向に均一に入射させる導光板と、
前記導光板上の前記LCDパネル側に具備され、前記導光板から入射される光の入射角を反復的な拡散反射過程を通じて前記LCDパネル平面に対し正面輝度が高い方向に調節して、前記入射された光の光束分布が均一するように第１次の拡散をさせる第１拡散部と、
前記第１拡散部上の前記LCDパネル側に具備され、前記第１次の拡散された光の光束に対し、前記LCDパネルとの平行平面上の第１方向成分に関して第１次の集光をさせる第１集光部と、
前記集光された光の光束に対し、前記LCDパネルの画素の視野角を拡張させるために、前記集光された光を部分的に第２次の拡散をさせる第２拡散部と、
前記第２次の拡散された光の光束に対し、前記第１方向と垂直である第２方向成分に関して第２次の集光をさせる第２集光部とを具備し、
前記第１拡散部の前記導光板に隣接する面及び前記第１集光部に隣接する面には各々複数のビーズが配置され、前記複数のビーズは、前記導光板に隣接する面よりも前記第１集光部に隣接する面に、より高密度に配置され、
前記第２拡散部のヘイズ値は、前記第１拡散部のヘイズ値より低いヘイズ値を有し、
前記第２拡散部及び前記第２集光部は単一シートからなり、
前記単一シートは、透明シート、前記透明シートの下部面に形成される前記第２拡散部、及び前記透明シートの上部面に形成される前記第２集光部を含むことを特徴とする液晶表示装置のバックライトアセンブリ。
【請求項３】
前記複数のビーズは、前記第１拡散部の前記導光板に隣接する面でのヘイズ値より前記第１拡散部の前記第１集光部に隣接する面でのヘイズ値が高いように配置されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置のバックライトアセンブリ。
【請求項４】
a)光を発生させる光源、
b)前記光源から発生された光をLCDパネル方向に入射させる導光板、
c)前記導光板上の前記LCDパネル側に具備され、前記入射された光の光束分布を均一にするために第１次の拡散をさせる拡散部、
d)前記拡散部上の前記LCDパネル側に具備され、前記第１次の拡散された光の光束に対し、前記LCDパネルとの平行平面上の第１方向成分に関して第１次の集光をさせる集光部、及び
e)前記集光部上の前記LCDパネル側に具備され、前記第１次の集光をされた光の光束に対し、前記集光された光を部分的に拡散させる拡散層及び前記第１方向と垂直である第２方向成分に関して第２次の集光をさせる集光層を含む高輝度集光シートを具備するバックライトアセンブリと、
前記バックライトアセンブリ上に形成されたLCDパネルと、を具備し、
前記拡散部の前記導光板に隣接する面及び前記集光部に隣接する面には各々複数のビーズが配置され、前記複数のビーズは、前記導光板に隣接する面よりも前記集光部に隣接する面に、より高密度に配置され、
前記拡散層のヘイズ値は、前記拡散部のヘイズ値より低いヘイズ値を有し、前記高輝度集光シートは、透明シート、前記透明シートの下部面に形成される前記拡散層、及び前記透明シートの上部面に形成される前記集光層を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記拡散層は前記集光部から入射された光を均一に拡散させるように形成された多数のビーズを含むことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記多数のビーズの含有量は全体拡散層の総量に対して１０〜５０重量%であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記LCDパネルと隣接した前記集光層は複数のプリズムから構成され、前記プリズムの頂上部は丸い形状を有することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の照明方法及びこれを具現させるための液晶表示装置のバックライトアセンブリ及びこれを採用した液晶表示装置に関するものであり、より詳細には液晶表示装置の照明方法を変形させることによって、液晶表示装置の正面輝度を向上させると同時に製造工程を短縮させることができて、液晶表示装置の薄型化及び軽量化を達成することができる液晶表示装置の照明方法及びこれを利用した液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に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させ、このような分子配列により発光する液晶セルの複屈折性、旋光性、２色成及び光散乱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り、液晶セルによる光の変調を利用したディスプレイである。
【０００３】
液晶表示装置は大きくTN(Twisted Nematic)方式とSTN(Super-Twisted Nematic)方式に分れ、駆動方式の差でスイッチング素子及びTN液晶を利用したアクティブマトリックス(Active matrix)表示方式とSTN液晶を利用したパッシブマトリックス(passive matrix)表示方式がある。
【０００４】
この二方式の大きい差異点はアクティブマトリックス表示方式はTFT-LCDに使われて、これはTFTをスイッチで利用してLCDを駆動する方式であり、パッシブマトリックス表示方式はトランジスターを使用しないのでこれと関連した複雑な回路を必要としない。
【０００５】
液晶表示装置は自体的に発光できない受動光素子であるので、液晶パネルの後面に付着されたバックライトアセンブリを利用して画像をディスプレイさせる。
【０００６】
最近、製品の競争力を確保するためにスリム化及び軽量化のために色々な構造が開発されている。特に液晶表示装置が主に携帯用コンピュータ等に使用される点を照らして軽量化はより重要性を増している。
【０００７】
このような液晶表示装置において特にバックライトアセンブリの役割と機能が順次重要な課題として台頭されているが、これはバックライトアセンブリ構造によって液晶表示装置の大きさ及び光効率などが変わるので全体的な液晶表示装置の機械的／光学的特性が多くの影響を受けるためである。
【０００８】
このような液晶表示装置に使用される一般的なバックライトアセンブリの構造が米国特許第５，４６７，２０８号に開示されている。
【０００９】
図１は前述した従来の液晶表示装置のバックライトアセンブリを概略的に示した図面であり、図２は従来の液晶表示装置のバックライトアセンブリを通した照明過程を概略的に示した図面である。
【００１０】
図１及び図２を参照すれば、光を発生するランプ１、該ランプから光を案内するための導光板４、前記ランプ１を覆いかぶせる形態で前記導光板４の側面に設置されるランプハウジング２を具備する。
【００１１】
前記ランプ１では主に冷陰極管が使われており、前記ランプ１から発生される光は前記導光板４の側面を通じて入射されるようになる。
【００１２】
前記ランプハウジング２の内面には反射板が形成され、前記ランプ１から発生される光を前記導光板４の側面方向に反射させることによってランプから発生される光の効率を向上させるようになる。
【００１３】
前記導光板４は傾斜した下部面と水平の上部面（他の形態として、傾斜した上面と水平の下面もとり得る)を有するパネル形態を提供するようにアクリルのようなプラスチック系の透明な物質で形成されて前記ランプ１から発生した光が前記導光板４の上部面を経由して上部に定置されるLCDパネル(図示せず)側に進行されるようにする。したがって、前記導光板４の下部面には前記ランプ１から発生した光の進行方向をLCDパネル側に変換させるために微細なドットパターンのような各種パターンが印刷されて形成される。
【００１４】
前記導光板４の下部面には反射板６が設置され、前記導光板４の上部面上には拡散シート８、第１プリズムシート１０、第２プリズムシート１２及び保護フィルム１４が順次に積層、即ち重ねて配置される。
【００１５】
前記反射板６は前記ランプ１から発生され前記導光板４の下部面に進行する光のうち前記微細なドットパターンにより反射されない光を再び前記導光板４の上部面側に反射させることによって、前記LCDパネルに入射される光の光損失を減らすと同時に前記導光板４の上部面に透過される光の均一度を向上させる役割をする。このように前記導光板４及び前記反射板６は前記ランプ１から発生された光を前記導光板４の上部面側に案内するようになる。
【００１６】
この時、前記導光板４の上部面を通過する光は上部面に対し垂直出射する光だけでなく多様な角度で傾斜出射される光が存在されている。
【００１７】
前記導光板４と前記第１プリズムシート１０との間に位置した前記拡散シート８は前記導光板４から入射される光を分散させることによって、光の部分的に密集されることを防止する。また、前記拡散シート８は前記第１プリズムシート１０側に進行する光の方向を第１プリズムシート１０に対する傾斜角を減らす役割もともに実行する。
【００１８】
前記第１プリズムシート１０と前記第２プリズムシート１２は各々上部面に三角柱もようのプリズムが一定の配列を有して形成されており、前記第１プリズムシート１０のプリズム配列と前記第２プリズムシート１２のプリズム配列は相互所定の角度で交錯するように配置される。
【００１９】
前記第１及び第２プリズムシート１０，１２は各々拡散板８から拡散された光を集光する役割を実行し、これにより第１及び第２プリズムシート１０，１２を通過した光の保護フィルム１４に対する垂直入射性がほとんど完壁に得られる。
【００２０】
これによって、前記第１及び第２プリズムシート１０，１２を通過する光はほとんど大部分垂直に進行するようになって前記保護フィルム１４上の輝度分布は均一に得られる。
【００２１】
前記第２プリズムシート１２上に形成される前記保護フィルム１４は前記第２プリズムシート１２の表面を保護する役割を実行するだけでなく、前記光の分布を均一にするために光を拡散させる役割を実行する。LCDパネルは保護フィルム１４上に設置される。
【００２２】
すなわち、従来の液晶表示装置のバックライトアセンブリ構造によれば、図２に図示されたようにランプから光が発生され拡散→集光→集光→拡散の経路を経て前記バックライトアセンブリの前記保護フィルム１４上に位置したLCDパネル１５に入射するようになる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の液晶表示装置によれば、前述したバックライトアセンブリの照明方法としては前記導光板の上部に光を集光及び拡散させるためのシートらが何枚か必要になってこれにより組立工程が複雑になり、多数のシートが使用されることによって、各シートがしわ現像が発生する確率が高まり製品の信頼性が低下され、製造原価が上昇される問題点がある。
【００２４】
また、従来の拡散シートには該拡散シートの前面及び後面に多数のビーズ(beads）が同じ密度で分布されて形成され、前記導光板から前記拡散シートの後面に入射される光を分散させる役割を実行する。
【００２５】
しかし、このような構造で前記拡散シートを構成するようになれば、拡散シートの下部から入射される光がななめに入射される場合、前記拡散シート上に積層された第１及び第２プリズムシートによる集光程度が低下され正面側の輝度が低くなる問題点がある。
【００２６】
また、前記従来の液晶表示装置において、前記バックライトアセンブリに積層されるシートの数を減らそうと保護フィルムを除去するようになれば、断面が三角形である前記第１及び第２プリズムシートから集光された光は前記第１及び第２プリズムシートの頂上部の部分で前記LCDパネルの平面に対してほとんど垂直の方向のみに集中的に集光され前記LCDパネルに入射するようになる。このように、集光された光は前記LCDパネルの画素(pixel)と干渉を起こすようになって、これによって画面上に波紋が発生するモアレ(moire)現像が発生するようになる問題点がある。
【００２７】
したがって、本発明の一目的は液晶表示装置の照明方法での光の処理方法を変形させることによって、正面輝度を向上させることができる液晶表示装置の照明方法を提供することである。
【００２８】
また、本発明の他の目的は液晶表示装置の照明方法での光の処理を変更させることによって、製造工程を短縮させることができ、装置の薄型化及び軽量化を成ることができる液晶表示装置のバックライトアセンブリ及びこれを採用した液晶表示装置を提供することである。
【００２９】
また、本発明のまた他の目的は液晶表示装置のバックライトアセンブリで使用されるシートの数を減らすと同時にモアレ現像を防止できる液晶表示装置のバックライトアセンブリを提供することである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明は、ｉ)光源から発生された光を導光板に入射させる段階、ｉｉ)前記入射された光の光束分布を均一にするために第１次の拡散をさせる段階、ｉｉｉ)前記第１次の拡散をされた光の光束に対し、前記LCDパネルとの平行平面上の第１方向成分に関して第１次の集光をさせる段階、ｉｖ)前記第１方向の方向性を有するように集光された光の光束に対し、前記LCDパネルの画素の視野角を拡張させるために部分的に第２次の拡散をさせる段階、ｖ)前記第２次の拡散をされた光の光束に対し、前記平行平面上の第１方向と垂直である第２方向成分に関して第２次の集光をさせる段階及びｖｉ)前記第２次の集光をされた光を前記LCDパネルに照射させる段階を含むことを特徴とする液晶表示装置の照明方法を提供する。
【００３１】
また、前述した目的を達成するために本発明は、光を発生させる光源、光源の一側に形成されて、光源から発生された光をLCDパネル方向に均一に入射させる導光板、前記導光板のLCDパネル側に具備されて、前記導光板から入射される光の光反射率が光透過率より高く形成されて、前記入射された光の光束分布が均一するように第１次の拡散をさせる第１拡散手段、前記第１拡散手段のLCDパネル側に具備されて、前記第１次の拡散をされた光の光束に対し、前記LCDパネルとの平行平面上の第１方向成分に関して第１次の集光をさせる第１集光手段、前記第１方向の方向性を有するように集光された光の光束に対し、前記LCDパネルの画素の視野角を拡張させるために部分的に第２次の拡散をさせる第２拡散手段、及び前記第１方向の方向性を有するように集光された光の光束に対し、前記平行平面上の第１方向と垂直である第２方向成分に関して第２次の集光をさせる第２集光手段を具備する液晶表示装置のバックライトアセンブリを提供する。
【００３２】
本発明によれば、液晶表示装置の照明方法を改善することにより、高い正面輝度を有する液晶表示装置を具現することができ、また液晶表示装置のバックライトアセンブリをなすシートの数を減らすことができるので、全体的な液晶表示装置の厚さ及び重さを減少させることができる。
【００３３】
また、使用される各シートの数を減らすことによって製造工程の短縮を通した原価減少と、バックライトアセンブリ全体に発生できる不良率の減少を通じて製品の収率向上を図ることができる。
【００３４】
以上のような本発明の目的と別の特徴及び長所などは次ぎに参照する本発明の好適な実施例に対する以下の説明から明確になるであろう。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施の形態による液晶表示装置の照明方法、これのための液晶表示装置のバックライトアセンブリ及びこれを採用した液晶表示装置を詳細に説明する。
【００３６】
図３は本発明の１つの実施の形態による液晶表示装置のバックライトアセンブリの構造を概略的に示した図面であり、図４は本発明の一実施例による液晶表示装置のバックライトアセンブリを通した照明経路を示したものである。
【００３７】
図３及び図４を参照すれば、本発明による液晶表示装置のバックライトアセンブリはランプユニット(lamp unit)２３及び導光ユニット(light guide unit)３５を具備する。
【００３８】
前記ランプユニット２３は光を発生するランプ２０及び前記ランプ２０を覆いかぶせるランプ反射板２２を含む。
【００３９】
前記ランプ２０では主に冷陰極管が使われ、前記ランプ２０で発生される光は前記導光ユニット３５の導光板２４に入射するようになる。前記ランプ反射板２２は前記ランプ２０から発生された光を前記導光板２４に反射させる役割を実行する。
【００４０】
前記導光ユニット３５は前記導光板２４を具備する。前記導光板２４の下部には反射板２６が形成されている。前記導光板２４上に、すなわち導光板２４のLCDパネル側には第１拡散シート２８が具備されている。前記第１拡散シート２８上に第１集光シート３０、第２拡散シート３２及び第２集光シート３４が順次にLCDパネル方向に積層されている。
【００４１】
前記導光ユニット３５の上部にはLCDパネル３７が安着される。
【００４２】
前記導光板２４は傾斜した下面と水平の上面を有するパネル形態を成すようにアクリルのようなプラスチック系の透明な物質で形成される。前記導光板２４は両面傾斜のくさび形状を有するように形成されることもでき、前記ランプユニット２３が前記導光板２４の両側に形成される場合には平面形状を有するように形成されることもできる。
【００４３】
導光板２４の一側に前記ランプユニット２３が形成され、前記ランプ２０から発生された光が前記導光板２４に入射して前記導光板上の前記第１拡散シート２８に進行されるようにする。
【００４４】
前記導光板２４の下部面には前記ランプから発生された光を反射させ前記導光板２４の上部面上に積層される前記第１拡散シート２８の方向に入射させる役割を実行するドットパターン(図示せず)のような各種パターンが印刷され形成されることができる。
【００４５】
前記導光板２４の下部には前記反射板２６が形成され、前記反射板２６は前記導光板２４の前記ドットパターンにより前記第１拡散シート２８方向に反射されない光を再び前記第１拡散シート２８方向に反射させる役割をする。
【００４６】
前記導光板２４の前記ドットパターン及び前記反射板２６により反射され前記第１拡散シート２８に入射される光は前記第１拡散シート２８の水平面に対して一定の角度範囲をなす形態で進行するようになる。
【００４７】
前記導光板２４上に積層された前記第１拡散シート２８は前記導光板２４のドットパターン及び反射板２６から反射された光の光束分布を均一にするようにし、前記第１拡散シート２８のうち前記導光板２４に隣接した面及び前記第１集光シート３０に隣接した面には各々ビーズ(beads）が形成されている。
【００４８】
次いで、前記第１拡散シート２８上には前記第１拡散シート２８から拡散された光の光束を前記LCDパネル３７との平行平面上の第１方向成分に関して集光させる役割をする第１集光シート３０が積層されている。前記第１集光シート３０では、多数の三角形の第１プリズム３０aが前記第１方向成分に関して集光させるための第１方向に並んで透明シートの上部面に配列されている。具体的には前記光の進行方向と垂直である平面上のX軸方向に前記第１プリズム３０aが配列されている。
【００４９】
前記第１集光シート３０上には前記第１集光シート３０から第１方向性を有するように集光された光の光束を前記LCDパネル３７の画素の視野角を拡張させるために部分的に２次拡散させる第２拡散シート３２が積層されている。
【００５０】
また、前記第２拡散シート３２はモアレ(moire)現像を防止する役割をする。すなわち、前記第２拡散シート３２なしで前記第１集光シート３０及び前記第２集光シート３４を順次に積層して形成するようになれば、断面が三角形である前記第１及び第２集光シート３０，３４から集光された光は前記第１及び第２集光シート３０，３４の頂上部の部分で前記LCDパネルの平面に対してほとんど垂直の方向のみに集中的に集光され前記LCDパネルに入射するようになる。このように、集光された光は前記LCDパネルの画素(pixel)と干渉を起こすようになって、これによって画面上に波紋が発生するモアレ(moire)現像が発生する。
【００５１】
したがって、前記垂直で集光された光を拡散させる役割を実行する第２拡散シート３２を前記第１集光シート３０上に積層して第１集光シート３０の頂上部の部分で集中的に集光された光を拡散させた後、前記第２集光シート３４で再び前記LCDパネル方向に垂直の方向に集光させることにより、前述したモアレ現像が発生することを防止する。
【００５２】
前記第２拡散シート３２上には前記第２拡散シート３２から拡散された光の光束を前記平行平面上の第１方向と垂直である第２方向成分に関して集光させる役割をする第２集光シート３４が積層されている。
【００５３】
前記第２集光シート３４は透明シートの上部面に多数の三角形の第２プリズム３４aが一定方向に並んで形成された構造を有し、前記第１集光シート３０のプリズム配列方向と所定の角度で交差するように形成されている。望ましくは、前記光の進行方向と垂直である平面上のX軸方向に垂直であるY軸方向に第２プリズム３４aが配列されている。
【００５４】
したがって、前記第２集光シート３４は前記第２拡散シートで２次拡散された光の光束を前記平行平面上の第１方向と垂直である第２方向性を有するように集光させる役割を行い、最終的に集光された光が前記LCDパネル３７に入射するようになることによって従来より正面輝度を向上させることができる。
【００５５】
この時、前記第２拡散シート３２と前記第２集光シート３４とは後に図７，８を参照し説明するように単一シートで製作されることができる。
【００５６】
すなわち、従来では液晶表示装置の光経路が拡散→集光→集光→拡散の経路を経るようになることによって、光の集光後拡散がなされる両方の部分を一つのシートで製造することはできなかったが、本発明では図４に図示されたようにLCDパネル３７に入射される光の経路が拡散→集光→拡散→集光の経路を経ることによって、拡散後集光がなされる両方の部分を一つの層で作ることが可能となり導光ユニット３５を容易に製造することができる。
【００５７】
したがって、液晶表示装置のバックライトアセンブリ構造において導光板上に積層されるシートの数を従来の４階構造から３階構造に減らすことができるので、製造工程が短縮されるだけでなく各シートの不良率を最小化できるので、液晶表示装置の製造収率を向上させることができる。
【００５８】
図５は本発明の他の実施の形態によるバックライトアセンブリの拡散シート構造及び照明過程を概略的に示した図面であり、図６は従来の液晶表示装置の拡散シートと本発明による拡散シートの視野角による輝度を測定した結果を示したグラフである。
【００５９】
図５を参照すれば、本発明による液晶表示装置のバックライトアセンブリはランプ２０から発生された光をLCDパネル３７方向に均一に入射させる導光板２４、前記導光板２４のLCDパネル側に積層された第１拡散シート２８、前記第１拡散シート２８の前記LCDパネル３７側に具備された第１集光シート３０、前記第１集光シート３０の前記LCDパネル３７側に具備された第２拡散シート３２、及び前記第２拡散シート３２の前記LCDパネル３７側に具備された第２集光シート３４を具備する。
【００６０】
前記第１拡散シート２８の前記導光板２４に隣接した面２８b及び前記第１集光シート３０に隣接した面２８aには各々ビーズ(beads)２９a，２９bが形成されており、前記第１拡散シート２８の前記導光板２４に隣接した面２８bのヘイズ値(haze value)より前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３０に隣接した面２８aのヘイズ値が高いように前記ビーズ２９a，２９bが分布される。
【００６１】
前記ヘイズ値は入射光が拡散透過される程度を示すことであり、下記のように定義される。
ヘイズ値（ＨＡＺＥＶＡＬＵＥ）＝ 拡散透過量 / 全体透過量 ×１００
前記式で、拡散透過量は入射され透過された光中での拡散された光の量を意味して、全体透過量は入射されて透過された全体光の量を意味する。
【００６２】
前記第１拡散シート２８の前記ビーズ２９a，２９bは光を拡散させる役割を行うので、前記ビーズ２９a，２９bが高い密度で分布されれば、ヘイズ値が高くて、低い密度で分布されれば、ヘイズ値が低い。
【００６３】
また、前記第１拡散シート２８の前記導光板２４に隣接した面２８bと前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３０に隣接した面２８aのヘイズ値を別にするためにそれぞれ屈折率が異なるビーズを使用することもできる。
【００６４】
このように、前記第１拡散シート２８の前記導光板２４に隣接した面２８bのヘイズ値(haze value)より前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３０に隣接した面２８aのヘイズ値が高ければ、第１拡散シート２８の平面に対して水平に近い入射角を有して前記導光板２４から前記第１拡散シート２８にななめに入射される光は前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３０に隣接した面２８aまたは前記導光板２４に隣接した面２８bで拡散反射される。
【００６５】
このうちで、前記第１集光シート３０に隣接した面２８aで反射された光は、光経路Cで示したように、前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３０に隣接した面２８aで拡散反射された後、前記第１拡散シート２８の前記導光板２４に隣接した面２８bで再反射されるリサイクル(recycle)過程を経ながら、前記第１拡散シート２８の前記LCDパネル３７側に具備された第１集光シート３０への入射角が正面輝度が高い角度、すなわち前記LCDパネル３７の平面に対して垂直に近い角度に変わって、前記第１拡散シート２８から前記第１集光シート３０に出射するようになる。
【００６６】
また、前記第１拡散シート２８の前記導光板２４に隣接した面２８bで反射された光は光経路Dで示したように、導光板２４下の反射板２６により反射され、前記第１拡散シート２８の平面に対して垂直に近い角度で再入射されて正面輝度が高い角度で前記第１集光シート３０に出射される。
【００６７】
すなわち、従来では導光板から出射された光が正面側よりは側面側にさらに集中することによって、前記拡散シート及び前記集光シートを通じて拡散及び集光されても垂直方向への集光率が下がるようになって、高い正面輝度を得られない問題点があった。
【００６８】
しかし、本発明によれば、前記導光板２４から出射された光が側面側に集中されて前記第１拡散シート２８の平面に対しほとんど水平に近い角度で入射しても、前記第１拡散シート２８内で光が反復的に拡散反射されるリサイクル過程を通じて前記LCDパネル３７の平面に対し垂直に近い方向に前記第１集光シート３０に出射されることにより、前記第１集光シート３０での集光率を向上させ、液晶表示装置の正面輝度を向上させることができる。
【００６９】
このように前記第１拡散シート２８のうち前記導光板２４に隣接した面２８bのヘイズ値と前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３０に隣接した面２８aのヘイズ値の影響による正面輝度の差を示したグラフが図６に図示されている。
【００７０】
図６でAは前記第１拡散シート２８のうち前記導光板２４に隣接した面２８bのヘイズ値(haze value)と前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３０に隣接した面２８aのヘイズ値が類似の従来の拡散シートを使用した液晶表示装置のバックライトアセンブリに対する正面輝度を測定したものであって、Bは前記第１拡散シート２８の前記導光板２４に隣接した面２８bのヘイズ値より前記第１拡散シート２８の前記第１集光シート３０に隣接した面２８aのヘイズ値が高い本発明による拡散シートを使用した液晶表示装置のバックライトアセンブリに対する正面輝度を測定したものである。
【００７１】
図６に示したように従来の拡散シート(A)より本発明による反復的な拡散反射過程を利用した拡散シート(B)を使用した液晶表示装置がより高い正面輝度を有することが分かる。
【００７２】
また、前記第１拡散シート２８の前記LCDパネル３７側には前記第２拡散シート３２及び前記第２集光シート３４が順次に積層され、また前記第１拡散シート２８の前記LCDパネル側に前記第２集光シート３４が先に配置された後、前記第２集光シート３４の前記LCDパネル３７側に前記第２拡散シート３２が積層即ち配置されることもある。
【００７３】
この時、前記第２拡散シート３２のヘイズ値が高ければ、前記LCDパネル３７への光透過量が少なくて正面輝度が低下される問題点があるので、前記第２拡散シート３２は前記第１拡散シート２８より全体的に低いヘイズ値を有する。望ましくは前記第２拡散シート３２での光透過率は前記第１拡散シート２８での光透過率より約２０〜３０%程度高い。
【００７４】
前記第２拡散シート３２及び前記第２集光シート３４は単一シートから構成され得る。
【００７５】
このように前記第２拡散シート３２及び前記第２集光シート３４を単一シートから構成する場合も、高い正面輝度を有する本発明による前述した第１拡散シート２８を使用することによって、高い正面輝度を維持すると同時に前記液晶表示装置のバックライトアセンブリに使用されるシートの数を減らすことができる。
【００７６】
前述した前記第２拡散シート３２と前記第２集光シート３４が単一シートとして形成された液晶表示装置のバックライトアセンブリ構造が図７に図示されている。
【００７７】
以下、前述した拡散及び集光がなされる単一シートを高輝度集光シート３６という。
【００７８】
図７は本発明による液晶表示装置の構造を説明するための概略図であり、図８は本発明による液晶表示装置の高輝度集光シートを説明するための断面図である。
【００７９】
図７及び図８を参照すれば、本発明による液晶表示装置はランプ２０、前記ランプ２０の一側に形成された導光板２４、前記導光板２４上に順次に積層された第１拡散シート２８、第１集光シート３０、高輝度集光シート３６及びLCDパネル３７を具備する。
【００８０】
前記ランプ２０の他側には前記ランプ２０を囲み、前記ランプ２０から発生された光を前記導光板２４に反射させるランプ反射板２２が具備されて、前記導光板２４のうち前記第１拡散シート２８が形成された面の反対面には反射板２６が形成される。
【００８１】
前記高輝度集光シート３６は所定の厚さを有する透明シート４０、前記透明シート４０の下部面に形成された拡散層４２及び前記透明シート４０の上部面に形成された集光層４４とからなる。
【００８２】
前記透明シート４０は前記高輝度集光シート３６の本体としてポリエステルとからなり、前記拡散層４２は前記ポリエステル樹脂にアクリルビーズ４２aを分散させて形成する。前記拡散層４２は前記第１集光シート３０から１次集光された光を均一に拡散させる。
【００８３】
また、前記拡散層４２は前述したように画面上に波紋が発生するモアレ(moire)現像が発生することを防止する役割をし、前記第１拡散シート２８より低いヘイズ値を有する。
【００８４】
前記拡散層４２において、前記アクリルビーズ４２aの含有量は全体拡散層総量に対して約１０〜５０重量%程度であることが望ましい。
【００８５】
前記アクリルビーズ４２aの含有量が１０重量%未満である場合には拡散率が低下されてモアレ現像が発生され、前記アクリルビーズ４２aの含有量が５０重量%を超過する場合は正面輝度が低下される問題点がある。
【００８６】
前記集光層４４はアクリル系樹脂からなる第２プリズム４４aから構成され、前記高輝度集光シート３６の下に位置した前記第１集光シート３０の第１プリズム３０aの配列方向と垂直で交差するように多数が配列されている。
【００８７】
前記集光層４４は前記拡散層４２から２次拡散された光の光束を前記LCDパネル３７との平行平面上の第１方向と垂直である第２方向性を有するようにする役割を行う。
【００８８】
望ましくは前記高輝度集光シート３６の厚さは約１６０μｍ程度であり、プリズム断面の頂上部の角度は約９０゜程度であり、各プリズム間の間隔(一つのプリズムと隣接したプリズムの稜線間の距離）は約５０μｍ程度である。
【００８９】
前記高輝度集光シート３６を除外すれば、前記ランプ２０、前記ランプ反射板２２、前記第１拡散シート２８及び前記第１集光シート３０は前述した実施例と同様な構造で形成される。
【００９０】
図９は本発明のさらに他の実施の形態による液晶表示装置の高輝度集光シートを説明するための断面図である。
【００９１】
図９を参照すれば、前記高輝度集光シート３６の集光層４４である前記プリズム４６aの頂上部４６b、すなわち前記プリズム４６aのうちLCDパネル３７が安着される部分は丸い形態になるように形成することができる。
【００９２】
前述した本発明の実施の形態による液晶表示装置のバックライトアセンブリを通した照明経路は図１０に図示された通りである。
【００９３】
図１０を参照すれば、図２に図示された従来の液晶表示装置のバックライトアセンブリで保護フィルム１４から拡散された光がLCDパネル１５に入射される光より本発明の前記高輝度集光シート３６を通過した光がLCDパネル３７平面に対してさらに垂直となるように集光され前記LCDパネル３７に入射されることによって、高い正面輝度を有することが分かる。
【００９４】
このように前記高輝度集光シート３６から拡散及び集光された光は前記高集光シート３６上に安着される前記LCDパネル３７に入射するようになる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶表示装置のバックライトアセンブリから放出されLCDパネルに入射される光の経路を拡散→集光→拡散→集光の経路を経るようにすることによって、LCDパネルに入射される光の集光率を向上させて高い正面輝度を有する液晶表示装置を具現することができる。
【００９６】
これと同時に光を拡散及び集光する役割を実行する層を単一シートで形成することができ、液晶表示装置のバックライトアセンブリの導光板上に積層されるシートの数を従来の４階構造にい対して３階構造に減少させることができる。
【００９７】
このように液晶表示装置のバックライトアセンブリを構成するシートの数を減らすようになれば、製造工程を短縮させることができて、またシートの不良によるバックライトアセンブリの欠陥を最小化できるので、原価低減及び製造収率を大きく向上させることができ、全体的な液晶表示装置の厚さ及び重さを最小化でき、液晶表示装置の軽量化及び薄型化を容易に成ることができる。
【００９８】
また、集光シート間に拡散手段を具備することによって、一定な方向のみに集光された光とLCDパネルの画素との干渉によるモアレ現像が発生することを防止することができる。
【００９９】
そして、前記導光板の前記LCDパネル側において前記導光板から入射される光の入射角を反復的な拡散反射過程を通じて前記LCDパネル平面に対して正面輝度が高い方向に調節する拡散シートを具備することによって、液晶表示装置の正面輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶表示装置のバックライトアセンブリを概略的に示した斜視図である。
【図２】従来の液晶表示装置のバックライトアセンブリを通した照明経路を概略的に示した図面である。
【図３】本発明の一実施例の形態による液晶表示装置のバックライトアセンブリの構造を概略的に示した斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態による液晶表示装置のバックライトアセンブリを通した照明過程を概略的に示した図面である。
【図５】本発明の他の実施の形態によるバックライトアセンブリの拡散シート構造及び照明過程を概略的に示した図面である。
【図６】従来の液晶表示装置の拡散シートと本発明による拡散シートの視野角に応じた輝度を測定した結果を示したグラフである。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態による液晶表示装置のバックライトアセンブリ構造を説明するための概略図である。
【図８】本発明による液晶表示装置の高集光シートを説明するための断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態による液晶表示装置の高集光シートを説明するための断面図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置のバックライトアセンブリを通した照明経路を概略的に示した図面である。
【符号の説明】
２０  ランプ
２２  ランプ反射板
２３  ランプユニット
２４  導光板
２６  反射板
２８  第１拡散シート
３０  第１集光シート
３０ａ  第１プリズム
３２  第２拡散シート
３４  第２集光シート
３４ａ  第２プリズム
３５  導光ユニット
３６  高輝度集光シート
３７  LCDパネル
４０  投光層
４２  拡散層
４４，４６  集光層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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