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JP2010245023A - バックライトユニット及び液晶表示装置 - Google Patents

バックライトユニット及び液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】液晶表示装置をスリム化しながらもローカルディミングを具現して液晶表示装置のコントラスト特性を向上させる。
【解決手段】第１方向に沿って陰刻パターンラインが形成され、第１方向の導波チャンネルを定義する第１導光板と、前記第１導光板の下に配置され、前記第１導光板の陰刻パターンラインと交差する第２方向に沿って陰刻パターンラインが形成され、第２方向の導波チャンネルを定義する第２導光板と、前記第１導光板の側面と対向するように配置され、前記第１方向の導波チャンネルに光を照射する第１光源、前記第２導光板の側面と対向するように配置され、前記第２方向の導波チャンネルに光を照射する第２光源を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ローカルディミングが可能なバックライトユニットとこれを利用した液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力駆動などの特徴によってその応用範囲が徐々に広まっている。この液晶表示装置はノートパソコンのようなポータブルコンピュータ、事務自動化機器、オーディオ／ビデオ機器、屋内外広告表示装置などに利用されている。液晶表示装置の大部分を占めている透過型液晶表示装置は液晶層に印加される電界を制御してバックライトユニットから入射される光を変調することによって画像を表示する。
液晶表示装置の画質はコントラスト特性によって左右される。液晶表示パネルの液晶層に印加されるデータ電圧を制御して液晶層の光透過率を変調する方法だけではコントラスト特性を改善するのに限界がある。コントラスト特性を改善するために、映像によってバックライトユニットの輝度を調整するバックライトディミング制御方法が開発され、コントラスト特性を飛躍的に向上させている。バックライトディミング制御方法はバックライトユニットの輝度を入力映像によって適応的に調整することで消費電力を減らすこともできる。
バックライトディミング方法には、表示面全体の輝度を調整するグローバルディミング方法（Global dimming method）と、局所的に表示面の輝度を調整するローカルディミング方法（Local dimming method）がある。グローバルディミング方法は前フレームとその次のフレーム間に測定される動的コントラスト（Dynamic contrast）を改善することができる。ローカルディミング方法は一フレーム期間内で表示面の輝度を局所的に制御することでグローバルディミング方法では改善しにくい静的コントラスト（Static contrast）を改善することができる。
バックライトユニットは、直下型（direct type）とエッジ型（edge type）に大別される。エッジ型バックライトユニットは、導光板の側面に対向するように光源が配置され、液晶表示パネルと導光板の間に複数の光学シートが配置される構造を持つ。エッジ型バックライトユニットは、構造的な違いによって直下型バックライトユニットより薄い厚さで具現することができるが、光源が導光板の一側に光を照射して導光板が線光源または点光源を面光源に変換する。したがって、エッジ型バックライトユニットの既存構造ではローカルディミングの具現が不可能であった。
これに比べて、直下型バックライトユニットは、液晶表示パネルの下に複数の光学シートと拡散板が積層され、拡散板の下に複数の光源が配置される構造を持つ。直下型バックライトユニットは、拡散板の下に複数の光源が配置され、その光源を個別制御してローカルディミングを具現することができる（例えば、特許文献１参照）。しかし、その厚さを薄くすることが困難であり、液晶表示装置のスリム化の設計を困難にする要因として作用する。
直下型バックライトユニットの厚さを薄くすることを困難にする理由は、拡散板と光源の間に確保されなければならない距離のためである。直下型バックライトユニットの拡散板は、光源から入射される光を拡散させて表示面の輝度を均一にさせるための目的に利用される。直下型バックライトユニットの拡散板が光を充分に拡散させるためには、光源と拡散板との距離が充分に長くなければならない。
液晶表示装置の薄型化につれて、拡散板と光源の間の距離が狭まっているが、光源からの光が充分に拡散しないので、表示画像に光源が見える輝線現象などによって表示画像の輝度均一度が低下することになる。このような表示画像の輝度均一度の問題を改善するために、光源の個数と配置密度を増やす方法、液晶表示パネルと対向する拡散板に微細なプリズムパターンやレンズパターンを形成するなど光学シートに拡散機能を強化する方法、拡散シートを補強する方法などがあるが、これらの方法も光の拡散度を高めるのに限界があり、費用上昇を誘発する。
韓国公開特許公報第１０−１００７−０１０００４０号
そこで、本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、液晶表示装置をスリム化しながらもローカルディミングを具現して液晶表示装置のコントラスト特性を向上させるようにしたバックライトユニットとこれを利用した液晶表示装置を提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明に係るバックライトユニットは、第１方向に沿って陰刻パターンラインが形成され、第１方向の導波チャンネルを定義する第１導光板と、前記第１導光板の下に配置され、前記第１導光板の陰刻パターンラインと交差する第２方向に沿って陰刻パターンラインが形成され、第２方向の導波チャンネルを定義する第２導光板と、前記第１導光板の側面と対向するように配置され、前記第１方向の導波チャンネルに光を照射する第１光源と、前記第２導光板の側面と対向するように配置され、前記第２方向の導波チャンネルに光を照射する第２光源とを備えるものである。
また、本発明に係る液晶表示装置は、前記構成のバックライトユニットと、前記バックライトからの光が照射される液晶表示パネルとを備えるものである。
本発明によれば、エッジ型バックライトユニットの導光板を２枚の導光板で構成してその導光板に互いに直交する陰刻パターンラインを形成して個別的に輝度が制御されるブロックを定義することでスリム化とローカルディミングを具現することができる。
本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示すブロック図である。 図１に示された液晶表示パネルのピクセルアレイ一部を等価的に示す回路図である。 陰刻パターンラインによって分割された第１及び第２導光板のブロックを例示した図である。 第１及び第２導光板の一部を拡大した斜視図である。 第１及び第２導光板の一部を拡大した斜視図である。 第１及び第２導光板の一部を拡大した斜視図である。 第１及び第２導光板の一部を拡大した斜視図である。 陰刻パターンラインの断面を例示した断面図である。 陰刻パターンラインの断面を例示した断面図である。 陰刻パターンラインの断面を例示した断面図である。 陰刻パターンラインと微細陰刻／陽刻パターンを示す断面図である。 液晶表示パネルとバックライトユニットが組み立てされた液晶モジュールを上で眺めた平面図である。 図７で線“Ｉ−Ｉ”に沿って切り取った液晶モジュールの断面を示す断面図である。 図７で線“ＩＩ−ＩＩ”に沿って切り取った液晶モジュールの断面を示す断面図である。 ＬＥＤを光源で使った従来の液晶モジュールの断面を示す断面図である。 ＣＣＦＬを光源で使った従来の液晶モジュールの断面を示す断面図である。 従来の導光板と本発明の実施の形態に係る導光板の光の直進性比較実験結果を示す図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能・構成を有する構成要素については、同一符号を付することにより重複説明を省略する。
図１乃至図３を参照すれば、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、液晶表示パネル１０、液晶表示パネル１０のデータライン１４を駆動するためのソース駆動部１２、液晶表示パネル１０のゲートライン１５を駆動するためのゲート駆動部１３、ソース駆動部１２とゲート駆動部１３を制御するタイミングコントローラ１１、液晶表示パネル１０に光を照射するバックライトユニット、バックライトユニットの光源２０３、２０４を駆動するための光源駆動部２１、２２、及び入力映像を分析してその分析結果によって光源駆動部２１、２２を制御する映像分析部１６を備える。
液晶表示パネル１０は二枚のガラス基板の間に液晶層が形成される。この液晶表示パネル１０の下部ガラス基板には複数のデータライン１４と複数のゲートライン１５が交差する。データライン１４とゲートライン１５の交差構造によって液晶表示パネル１０には液晶セルＣｌｃがマトリックス状に配置される。液晶表示パネル１０の下部ガラス基板にはデータライン１４、ゲートライン１５、薄膜トランジスターＴＦＴ、薄膜トランジスターＴＦＴに接続された液晶セルＣｌｃの画素電極、及びストレージキャパシタＣｓｔが形成される。
液晶表示パネル１０の上部ガラス基板上にはブラックマトリクス、カラーフィルター及び共通電極が形成される。共通電極は、ＴＮ（Twisted Nematic）モードとＶＡ（Vertical Alignmnent）モードのような垂直電界駆動方式において上部ガラス基板上に形成され、ＩＰＳ（In Plane Switching）モードとＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードのような水平電界駆動方式において画素電極とともに下部ガラス基板上に形成される。液晶表示パネル１０の上部ガラス基板と下部ガラス基板それぞれには偏光板が附着して液晶と接する内面に液晶のプリチルト角を設定するための配向膜が形成される。
ソース駆動部１２は、タイミングコントローラ１１の制御に基づいてデジタルビデオデータＲＧＢをラッチする。ソース駆動部１２は、正極性／負極性ガンマ補償電圧を利用してデジタルビデオデータＲＧＢを正極性／負極性アナログデータ電圧に変換してデータライン１４に供給する。
ゲート駆動部１３は、シフトレジスター、シフトレジスターの出力信号を液晶セルのＴＦＴ駆動に適合したスイング幅に変換するためのレベルシフト、及び出力バッファーを含む。このゲート駆動部１３は、複数のゲートドライブ集積回路で構成され、１水平期間のパルス幅を持つゲートパルス(またはスキャンパルス)を順次出力してゲートライン１５に供給する。
タイミングコントローラ１１は、外部ビデオソースが実装されたシステムボードから入力されるデジタルビデオデータＲＧＢとタイミング信号Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ、ＤＥ、ＤＣＬＫの入力を受けてデジタルビデオデータＲＧＢをソース駆動部１２に供給する。そして、タイミングコントローラ１１は、システムボードからのタイミング信号Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ、ＤＥ、ＤＣＬＫに基づいてソース駆動部１２とゲート駆動部１３の動作タイミングを制御するためのタイミング制御信号ＤＤＣ、ＧＤＣを発生する。タイミングコントローラ１１は、６０Ｈｚのフレーム周波数で入力される入力映像信号のフレームの間に補間フレームを挿入してソースタイミング制御信号ＤＤＣとゲートタイミング制御信号ＧＤＣを逓倍して６０×Ｎ（Ｎは２以上の正の整数）Ｈｚのフレーム周波数でソース駆動部１２とゲート駆動部１３の動作を制御することができる。
バックライトユニットは、第１及び第２導光板２０１、２０２、第１導光板２０１の側面に光を照射する複数の第１光源２０３、及び第２導光板２０２の側面に光を照射する複数の第２光源２０４を備える。また、バックライトユニットは、第１導光板２０１と液晶表示パネル１０の間に積層された複数の光学シートを含む。
第１及び第２導光板２０１、２０２は、それぞれ透明な樹脂を含む平板またはウェッジ板（wedge plate）で製作することができる。第１導光板２０１は、第２導光板２０２上に配置される。また、第１導光板２０１は透明な平板樹脂で製作され、第２導光板２０１は下面が傾くウェッジ板で製作することができる。第１及び第２導光板２０１、２０２は、それぞれ図３のように、陰刻パターンラインが形成される。
第１導光板２０１に形成された陰刻パターンラインは、第１導光板２０１の厚さより小さな深さの溝に形成され、第１導光板２０１を複数の列方向（column directionまたは横方向）導波チャンネルに区画する。第１導光板２０１に形成された陰刻パターンラインは、図３で列方向導波チャンネル(または横方向導波チャンネル)の間の境界に形成されてマトリクス状のブロックＢ１１〜Ｂ４５を列方向(または横方向)に分割する。
第２導光板２０２に形成された陰刻パターンラインは、第２導光板２０２の厚さより小さな深さの溝に形成され、第２導光板２０２を複数の横方向（row directionまたは列方向）導波チャンネルに区画する。第２導光板２０２に形成された陰刻パターンラインは、図３で横方向導波チャンネル(または列方向導波チャンネル)の間の境界に形成されてブロックＢ１１〜Ｂ４５を横方向(または列方向)に分割する。
ブロックＢ１１〜Ｂ４５は、陰刻パターンラインによって分割されて液晶表示パネル１０に入射する面光源の輝度を小さなブロックの大きさに分割してローカルディミングを具現する。第１導光板２０１に形成された陰刻パターンラインと第２導光板２０２に形成された陰刻パターンラインは互いに直交する。この陰刻パターンは、導光板２０１、２０２それぞれから伝搬する光の直進性を向上させて液晶表示パネル１０に入射する面光源の光を図３のようなブロック単位に分割する。陰刻パターンラインに対する構造的特徴と光学的機能に対しては図４乃至図１１を参照して後述する。
第１及び第２光源２０３、２０４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような点光源を含む。第１光源２０３は、第１導光板２０１の上側側面と下側側面のうち少なくとも何れかの一側面に対向するように配置されたり、第１導光板２０１の左側側面と右側側面のうち少なくとも何れかの一側面に対向するように配置される。この第１光源２０３のそれぞれは、第１光源駆動部２１によって個別に電流が供給されて独立的に発光量が制御される。
第１光源２０３が第１導光板２０１の上側側面と下側側面のうち少なくとも何れかの一側面に対向する場合に、第２光源２０４は、第２導光板２０２の左側側面と右側側面のうち少なくとも何れかの一側面に対向するように配置される。これとは異なり、第１光源２０３が第１導光板２０１の左側側面と右側側面のうち少なくとも何れかの一側面に対向する場合に、第２光源２０４は、第２導光板２０２の上側側面と右側側面のうち少なくとも何れかの一側面に対向するように配置される。第２光源２０４が第２導光板２０２のいずれかの一側面に対向すれば、第２導光板２０２は、底面が傾いて光源から遠いほど薄くなる透明なウェッジ板に製作することができる。この第２光源２０４のそれぞれは第２光源駆動部２２によって個別に電流が供給されて独立的に発光量が制御される。
第１光源駆動部２１は、映像分析部１６の制御下で第１光源２０３に個別に供給される電流の強さを異なるように調整する。図３のブロックＢ１１〜Ｂ４５のそれぞれは、第１導光板２０１に形成される第１方向の導波チャンネルと第２導光板２０２に形成される第２方向の導波チャンネルの交差構造によって定義される。第１光源駆動部２１は、ローカルディミング信号ＬＤＩＭに応答して液晶表示パネル１０に表示される表示画像で明るいブロックを含む第１方向の導波チャンネルの光入射面と対向する第１光源２０３の供給電流を高く調整する。その反面、第１光源駆動部２１は、液晶表示パネル１０に表示される表示画像の暗いブロックを含む第１方向の導波チャンネルの光入射面と対向する第１光源２０３の供給電流を相対的に低く調整する。
第２光源駆動部２２は、映像分析部１６の制御下で第２光源２０４に個別に供給される電流の強さを異なるように調整する。この第２光源駆動部２２は、ローカルディミング信号ＬＤＩＭに応答して液晶表示パネル１０に表示される表示画像の明るいブロックを含んだ第２方向の導波チャンネルの光入射面と対向する第２光源２０４の供給電流を高く調整する。その反面、第２光源駆動部２２は、ローカルディミング信号ＬＤＩＭに応答して液晶表示パネル１０に表示される表示画像の暗いブロックを含んだ第２方向の導波チャンネルの光入射面と対向する第２光源２０４の供給電流を相対的に低く調整する。
映像分析部１６は、システムボードから入力されるデジタルビデオデータＲＧＢを分析して入力映像を図３に示されたブロックＢ１１〜Ｂ４５とマッピングさせてヒストグラム分析のような映像分析技法を利用して入力映像の輝度をブロックの大きさ単位で分析する。そして、映像分析部１６は、ブロックの大きさで分析された輝度に比例して光源２０３、２０４の供給電流を調整するためのローカルディミング信号ＬＤＩＭを発生して第１及び第２光源駆動部２１、２２を制御する。映像分析部１６は、タイミング信号Ｖｓｙｎｃ、Ｈｓｙｎｃ、ＤＥ、ＤＣＬＫの入力を受けてタイミングコントローラ１１と同期する。映像分析部１６は、外部のシステムボードに実装されたりタイミングコントローラ１１内に内蔵することができる。
図４Ａ乃至図４Ｄは第１及び第２導光板２０１、２０２の一部を拡大した斜視図である。図４Ａ乃至図４Ｄを参照すれば、第１導光板２０１に形成される第１陰刻パターンライン３０１は、第２導光板２０２に形成される第２陰刻パターンライン３０２と直交する。第１陰刻パターンライン３０１は、図４Ａ乃至図４Ｃのように、第１導光板２０１の上面と下面中いずれかの一面に形成したり、図４Ａ乃至図４Ｄの構造を組み合わせて第１導光板２０１の上面と下面それぞれに形成することができる。第２陰刻パターンライン３０２は、図４Ａ乃至図４Ｄのように、第２導光板２０２の上面と下面中いずれかの一面に形成したり、図４Ａないし図４Ｄの構造を組み合わせて第２導光板２０２の上面と下面それぞれに形成することができる。図４Ａ乃至図４Ｄにおいて、ＵＬＥＤ１〜ＵＬＥＤ３は第１光源２０３から第１導光板２０１に入射される光を示したものであり、ＬＬＥＤ１〜ＬＬＥＤ３は第２光源２０４から第２導光板２０２に入射される光を示したものである。
第１光源２０３は、第1光源駆動部２１から供給される電流によって発光して第１導光板２０１の側面を通じて第１導光板２０１の媒質内に入射する光を発生する。第１光源２０３から発生された光は、第１陰刻パターンライン３０１によって全反射されながら隣接する第１陰刻パターンライン３０１によって定義された導波チャンネルの媒質にしたがって高い直進性で伝搬する。第２光源２０４は、第２光源駆動部２２から供給される電流によって発光して第２導光板２０２の側面を通じて第２導光板２０２の媒質内に入射する光を発生する。第２光源２０４から発生された光は、第２陰刻パターンライン３０２によって全反射されながら隣接する第２陰刻パターンライン３０２によって定義された導波チャンネルの媒質にしたがって高い直進性で伝搬する。陰刻パターンライン３０１、３０２は、その断面が図５Ａ乃至図５Ｃのように四角形、三角形、円形、楕円形、またはその組合など多様な形態に具現することができる。陰刻パターンライン３０１、３０２の深さＨ、幅Ｄ、間隔は、図３のブロックサイズ、液晶表示パネルの大きさ及び解像度によって調整可能である。
第１及び第２導光板２０１、２０２のそれぞれには、導波チャンネルを区画するための陰刻パターンライン３０１、３０２以外に、図６のように、微細陰刻／陽刻パターンを形成することができる。微細陰刻／陽刻パターン４０１は、第１及び第２導光板２０１、２０２それぞれの上面か下面、または上面及び下面に形成される。微細陰刻／陽刻パターン４０１は、導波チャンネル内で光の進行経路を光学シートと液晶表示パネル１０の方に反射させる。
微細陰刻／陽刻パターン４０１は、光源２０３、２０４から遠ざかるほど稠密に配置されて光源２０３、２０４から遠い位置での輝度低下を償って導波チャンネルそれぞれの面輝度均一度を高めることができる。例えば、光源２０３、２０４が導光板２０１、２０２の何れかの一側にだけ対向する場合に、微細陰刻／陽刻パターン４０１は、導光板２０１、２０２の他側に行くほどその密度が高くなるように導光板２０１、２０２の上面や下面に形成することができる。光源２０３、２０４が導光板２０１、２０２の両側に対向する場合に、微細陰刻／陽刻パターン４０１は、導光板２０１、２０２の中央部部分に行くほどその密度が高くなるように導光板２０１、２０２の上面や下面に形成することができる。陰刻パターンライン３０１、３０２の深さＨは、微細陰刻／陽刻パネル４０１の深さ(または高さ、ｈ)に比べてさらに深い。例えば、ｈに対するＨの大きさはｈ：Ｈ＝１：２〜１：１０００程度である。
図７乃至図８Ｂは、液晶表示パネル１０とその下に配置されたバックライトユニットが組み立てされた液晶モジュールの構造を詳しく示す平面図及び断面図である。図７乃至図８Ｂを参照すれば、本発明の実施の形態に係る液晶モジュールは、液晶表示パネル１０と、バックライトユニットの各種部品を一体で支持するガイド及びケース部材を備える。ガイド及びケース部材は、ガイドパネル６１、カバーボトム６２、ケーストップ６５を含む。
ガイドパネル６１は、ポリカーボネイトなどの合成樹脂内にガラスファイバーが混入された四角フレームに製作され、積層された液晶表示パネル１０とバックライトユニットの端部を包む。ガイドパネル６１の内の側壁には段差になった溝が形成され、その段差になった溝には、光源ハウジング６４、光源２０３、２０４、メタルＰＣＢ（Metal Printed Circuit Board、ＭＰＣＢ）６７が設置される。ガイドパネル６１の内側壁に形成された段差になった溝には、液晶表示パネル１０とバックライトユニットが積層された構造の側面と対向する。
メタルＰＣＢ６７は、第１光源２０３が実装された第１メタルＰＣＢと、第２光源２０４が実装される第２メタルＰＣＢを含む。第１及び第２光源２０３、２０４のそれぞれはＬＥＤパッケージとして具現される。第１メタルＰＣＢには、第１光源２０３と第１光源駆動部２１を電気的に連結するための回路が形成される。第２メタルＰＣＢには、第２光源２０４と第２光源駆動部２２を電気的に連結するための回路が形成される。光源ハウジング６４は、反射率が高い金属で製作され、ガイドパネル６１の段差になった溝内に配置されて、光源２０３、２０４を包むように折り曲げられて光源２０３、２０４の光を導光板２０１、２０２の方に反射させる。
カバーボトム６２は、四角フレームの金属で製作され、ガイドパネル６１とバックライトユニットの底面を包む。カバーボトム６２と第２導光板２０２の間には反射シート６３が形成される。
ケーストップ６５は、四角フレームの金属に製作され、液晶表示パネル１０の上面端(またはベゼル領域)、ガイドパネル６１の上面、及びカバーボトム６２の側面を包む。ケーストップ６５の側壁とカバーボトム６２の側壁は重畳されて、その重畳部分でケーストップ６５とカバーボトム６２を貫くスクリューによってその部品（６２、６５)が互いに締結される。
図８Ａ及び図８Ｂで、図面符号‘６６’は複数の光学シートを示す。光学シート６６は、１枚以上のプリズムシートと１枚以上の拡散シートを含み、拡散板から入射される光を拡散して液晶表示パネルの光入射面に対して実質的に垂直である角度で光の進行経路を屈折させる。光学シート６６は、ＤＢＥＦ（dual brightness enhancement film）を含むこともできる。
図９は、ＬＥＤを光源として用いた直下型バックライトユニットを含む従来の液晶モジュールを示す。図１０は、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）を光源として用いた直下型バックライトユニットを含む従来の液晶モジュールを示す。図９の液晶モジュールは、液晶表示パネル１０とＬＥＤパッケージ７５の間に積層された拡散板７７、光学シート７６を含む。また、図９の液晶モジュールは、液晶表示パネル１０とバックライトユニットを固定するためのガイドパネル７１、ボトムカバー７２、ケーストップ７８などのガイド及びケース部材を含む。ボトムカバー７２には、ＬＥＤパッケージ７５が実装されるメタルＰＣＢ７４と反射シート７３が配置される。
図１０の液晶モジュールは、液晶表示パネル１０とＣＣＦＬ８４の間に積層された拡散板８７、光学シート８６を含む。また、図１０の液晶モジュールは、液晶表示パネル１０とバックライトユニットを固定するためのガイドパネ８１、ボトムカバー８２、ケーストップ８８などのガイド及びケース部材を含む。ボトムカバー８２には、ＣＣＦＬ８４と反射シート８３が配置される。図９及び図１０のような液晶モジュールは、直下型バックライトユニットを採用してローカルディミングに駆動することができるが、背景技術で前述したのように、拡散板（７７、８７）と光源（７５、８４）の間に確保されなければならない最小距離のためスリム化されるのに限界がある。図１０の液晶モジュール厚さをＴであると仮定する時、図９の液晶モジュール厚さは２．５Ｔ程度に厚いのに比べて、図８Ａ及び図８Ｂのように本発明の実施の形態に係る液晶モジュールの厚さは０．７Ｔ以下にスリム化することができる。
図１１は、従来のバックライトユニットと本発明の実施の形態に係るバックライトユニットの輝度を測定した実験結果を示す。本願の発明者は本発明のローカルディミング効果を確認するために実験を行った。この実験で、光源は同一であるＬＥＤパッケージを使い同一である電流をそのＬＥＤパッケージに印加して従来の導光板と本発明の導光板に光を照射する時その導光板の上から２Ｄ計測器で光束（Luminous Flux）（ｌｍ）を測定した。実験で使われた導光板サンプルは、図８Ａ及び図８Ｂに示されたように、反射シート６３上に導光板２０２、２０１のうち何れかの一つを積層してその上に拡散シート６６を積層した構造の導光板サンプルが使われた。
実験に使われた従来技術のサンプル＃０、本発明のサンプル＃２、＃１２、＃１８それぞれに使われた導光板の厚さは３ｔ（＝３ｍｍ）に選択された。サンプル＃２の導光板２０１、２０２には四角形断面を持つ陰刻パターンライン３０１、３０２が形成され、その陰刻パターンライン３０１、３０２の幅Ｄは１．０ｍｍであり、深さＨは１．０ｍｍにそれぞれ選択された。サンプル＃１２の導光板２０１、２０２には三角形断面を持つ陰刻パターンライン３０１、３０２が形成され、その陰刻パターンライン３０１、３０２の幅Ｄは１．４ｍｍであり、深さＨは０．７ｍｍにそれぞれ選択された。サンプル＃１８の導光板２０１、２０２には半円型断面を持つ陰刻パターンライン３０１、３０２が形成され、その陰刻パターンライン３０１、３０２の幅Ｄは１．０ｍｍであり、深さＨは０．５ｍｍにそれぞれ選択された。
この実験で使われた光学ツールはＳＰＥＯＳである。実験に使われた導光板サンプルは１５．４インチサイズのノートパソコンでモデリングし、シミュレーション時間節約のために導光板の一部分（約１／４）の光束（ｌｍ）を測定した。この実験結果、従来の導光板で測定された入光部の光束は１．８０４（ｌｍ）として測定され、反入光部の光束は０．４２９（ｌｍ）として測定された。したがって、従来の導光板において、入光部の光束対比反入光部の光束の割合は約２４％程度と低く、これは、従来の導光板において、光が入光部近くで広く拡散して直進性が低くなり、反入光部に伝播される光が少ないからである。入光部は導光板において光源と対向する導光板の一側面であり、反入光部は光源の反対側に位置する導光板の他側面である。
図１１の実験結果において、本発明の実施の形態に係る導光板の入光部の光束対比反入光部の光束の割合は陰刻パターンラインの断面形状によって多少の差はあるが４４％乃至４６％程度として測定された。したがって、本発明の実施の形態に係る導光板は陰刻パターンライン３０１、３０２によって光が導波チャンネル内から反入光部まで高い直進性で伝播されることを確認することができた。
本発明は、図１１の実験結果と図３乃至図４Ｃのような導波チャンネルの直交構造によってブロックＢ１１〜Ｂ４５それぞれの輝度差を減らすことができ、ブロックＢ１１、Ｂ４５それぞれの輝度を独立的に充分に明るく制御することができるので、エッジ型バックライトユニットを利用してローカルディミングを具現することができる。ブロックＢ１１〜Ｂ４５それぞれの輝度は第１方向の導波チャンネルに入射される光の輝度と第２方向の導波チャンネルに入射される光の輝度の和で決まる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載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、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１０ 液晶表示パネル
１１ タイミングコントローラ
１２ ソース駆動部
１３ ゲート駆動部
１４ データライン
１５ ゲートライン
１６ 映像分析部
２１、２２ バックライ光源駆動部

Claims (9)

  1. 第１方向に沿って陰刻パターンラインが形成され、第１方向の導波チャンネルを定義する第１導光板と、
    前記第１導光板の下に配置され、前記第１導光板の陰刻パターンラインと交差する第２方向に沿って陰刻パターンラインが形成され、第２方向の導波チャンネルを定義する第２導光板と、
    前記第１導光板の側面と対向するように配置され、前記第１方向の導波チャンネルに光を照射する第１光源と、
    前記第２導光板の側面と対向するように配置され、前記第２方向の導波チャンネルに光を照射する第２光源と
    を備えるバックライトユニット。
  2. 前記第１方向の導波チャンネルと前記第２方向の導波チャンネルの直交によって前記導光板から照射される光はマトリクス状のブロックに分割される
    ことを特徴とする、請求項１記載のバックライトユニット。
  3. 前記第１導光板の陰刻パターンラインそれぞれの深さは前記第１導光板の厚さより低いことを特徴とする、請求項１記載のバックライトユニット。
  4. 前記第２導光板の陰刻パターンラインそれぞれの深さは前記第２導光板の厚さより低いことを特徴とする、請求項３記載のバックライトユニット。
  5. 前記第１導光板の陰刻パターンラインと前記第２導光板の陰刻パターンラインそれぞれの断面形状は、四角形、三角形、円形、楕円形のうち少なくとも何れかを持つ
    ことを特徴とする、請求項１記載のバックライトユニット。
  6. 前記第１導光板は、前記第１方向の導波チャンネル内で前記第１導光板の上面または下面に形成され、前記第１方向陰刻パターンラインの深さより低い高さを持つ第１微細陰刻／陽刻パターンを備える
    ことを特徴とする、請求項１記載のバックライトユニット。
  7. 前記第２導光板は、前記第２方向の導波チャンネル内で前記第２導光板の上面または下面に形成され、前記第２方向陰刻パターンラインの深さより低い高さを持つ第２微細陰刻／陽刻パターンを備える
    ことを特徴とする、請求項６記載のバックライトユニット。
  8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載のバックライトユニットと、
    前記バックライトからの光が照射される液晶表示パネルと
    を備える液晶表示装置。
  9. 入力映像を分析してローカルディミング信号を発生する映像分析部と、
    前記ローカルディミング信号に応答して前記第１光源と前記第２光源それぞれの輝度を個別制御する光源駆動部と
    をさらに備えることを特徴とする、請求項８記載の液晶表示装置。
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