JP2011146381A - バックライトユニット及びこれを含む画像表示装置 - Google Patents

バックライトユニット及びこれを含む画像表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、製造費用を低減し、光を効率的に提供できるバックライトユニット及びこれを含む画像表示装置を提供するためのものである。
【解決手段】本発明に従うバックライトユニットは、光が発光される発光部と、上記発光部から提供される光が入射されて伝播される光学エンジンと、上記光学エンジンから提供される光が伝播される導光板と、を含み、上記光学エンジンの光出射面に凹凸が配置される。
【選択図】図1

Description

本発明は、バックライトユニット及びこれを含む画像表示装置に関するものである。
液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネルと、液晶パネルの下に設けられて液晶パネルに光を供給するバックライトユニットと、を含む。バックライトユニットは、光源としてランプまたは発光ダイオード(LED)を含むことができる。
一方、液晶表示装置のような画像表示装置の市場では顧客からより薄型の画像表示装置の提供が要請されている。また、製造費用を低減し、光を効率的に提供できる方案が要請されている。
本発明の目的は、製造費用を低減し、光を効率的に提供できるバックライトユニット及びこれを含む画像表示装置を提供することにある。
本発明に従うバックライトユニットは、光が発光される発光部と、上記発光部から提供される光が入射されて伝播される光学エンジンと、上記光学エンジンから提供される光が伝播される導光板と、を含み、上記光学エンジンの光出射面に凹凸が配置される。
本発明に従う画像表示装置は、光が発光される発光部と、上記発光部から提供される光が入射されて伝播される光学エンジンと、上記光学エンジンから提供される光が伝播される導光板と、を含み、上記光学エンジンの光出射面に凹凸が配置されたバックライトユニットと、上記バックライトユニットから光の提供を受ける液晶パネルと、を含む。
本発明の実施形態によれば、製造費用を低減し、光を効率的に提供できるバックライトユニット及びこれを含む画像表示装置を提供することができる。
本発明の実施形態に従うバックライトユニットを示す斜視図である。 図1のA−Aに従う断面図である。 図1の光学エンジンを説明する図である。 本発明の他の実施形態に従うバックライトユニットを示す図である。 本発明の他の実施形態に従うバックライトユニットを示す図である。 本発明の実施形態に従う液晶表示装置を示す図である。 本発明の他の実施形態に従うバックライトユニットを示す斜視図である。 図7のB−Bに従う断面図である。 図7の導光板を説明する図である。 本発明の他の実施形態に従うバックライトユニットを示す図である。 本発明の他の実施形態に従うバックライトユニットを示す図である。
本発明を説明するに当たって、各層(膜)、領域、パターン、または構造物が、基板、各層(膜)、領域、パッド、またはパターンの“上(on)”に、または“下(under)”に形成されることと記載される場合において、“上(on)”と“下(under)”は、“直接(directly)”または“他の層を介して(indirectly)”形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。
図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを全的に反映するのではない。
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の実施形態に従うバックライトユニットを示す斜視図であり、図2は図1のA−Aに従う断面図であり、図3は図1の光学エンジンを説明する図である。
実施形態に従うバックライトユニットは、発光部110、光学エンジン120、導光板130、及び反射部140を含む。
上記発光部110は、発光ダイオードのような発光素子で具現できる。また、上記発光部110は、発光素子パッケージで具現できる。上記発光部110は、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、及び白色発光素子を含むことができる。上記発光部110は、上記光学エンジン120に光を提供することができる。
上記発光部110は、上記光学エンジン120の側面に配置できる。上記発光部110は、上記光学エンジン120の一側面に配置できる。また、上記発光部110は、上記光学エンジン120の両側面に各々配置できる。上記光学エンジン120には上記反射部140が配置できる。上記反射部140は、上記光学エンジン120の背面及び側面に配置できる。上記発光部110から提供された光は、上記光学エンジン120の内部で伝播できる。上記光学エンジン120の側面に配置された上記発光部110から提供される光は、上記光学エンジン120の他側面方向に伝播される。また、上記発光部110から提供される光は、上記反射部140で反射されて上記光学エンジン120の他側面方向に伝播できる。
上記光学エンジン120の一面には第1凹凸121が形成されている。上記光学エンジン120の一面に形成された上記第1凹凸121に対応する上記導光板130の一面にも上記第1凹凸121の形状に合せて凹凸が形成されている。即ち、上記第1凹凸121は、上記導光板130に向けて光を提供する上記光学エンジン120の光出射面に配置されている。
上記第1凹凸121により上記光学エンジン120の内部で伝播される光が効果的に外部に抽出できるようになる。これによって、上記光学エンジン120から外部に抽出された光は、上記導光板130に効率的に入射できるようになる。上記光学エンジン120から提供された光は、上記導光板130の内部で伝播できる。上記導光板130の内部で伝播される光は、上記導光板130の上部に放出できる。
上記反射部140が配置された領域に対応する上記光学エンジン120の一面には第2凹凸123が形成されている。上記第2凹凸123は、上記光学エンジン120の長手方向に平行な第1方向に形成できる。上記第2凹凸123によって上記発光部110から提供される光が上記光学エンジン120の内で効率的に分散できるようになる。上記第2凹凸123の背面には上記反射部140が配置されている。これによって、上記第2凹凸123に入射される光は反射され、上記光学エンジン120の内に効率的に分散できるようになる。
上記反射部140は、例えば、銀(Ag)、タングステン(W)、アルミニウム(Al)などの金属や反射物質で形成できる。上記光学エンジン120は樹脂で形成できる。上記反射部140は、上記光学エンジン120に蒸着またはコーティングされて形成できる。例えば、上記光学エンジン120は、ポリイミド(polyimide:PI)、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate:PMMA)などの物質で形成できる。また、上記光学エンジン120は、シリコン樹脂及びエポキシ樹脂で形成されることもできる。
また、上記光学エンジン120には第3凹凸125が配置できる。上記第3凹凸125は、上記光学エンジン120の長手方向に垂直な第2方向に形成できる。上記第2凹凸123及び上記第3凹凸125によって上記発光部110から提供される光が反射されて分散できるようになる。これによって、上記光学エンジン120の一側面に配置された上記発光部110で発光された光は、上記光学エンジン120の他側面方向に伝播できるようになる。また、上記第2凹凸123及び上記第3凹凸125で反射された光は、上記導光板130に入射できるようになる。
このように、実施形態によれば、上記光学エンジン120の側面に配置された上記発光部110から発光される光が上記光学エンジン120の内部に均一に伝播できるようになる。また、上記光学エンジン120に均一に伝播される光は、上記導光板130に均一に供給できるようになる。実施形態によれば、上記発光部110を上記光学エンジン120の側面のみに配置しても上記導光板130に充分な光を供給できるようになる。したがって、実施形態によれば、バックライトユニットに適用される発光素子の数を減らせるようになり、組立工程を単純化させ、製造費用を低減できるようになる。
一方、上記発光部110が配置される上記光学エンジン120の側面が傾斜して形成されるようにすることができる。このような構造的な変形を通じて上記発光部110から発光される光の入射角度を調節することができる。必要によって、上記光学エンジン120の側面が傾斜して形成することによって、上記発光部110から発光される光の一部が上記導光板130に向けて放出されるように具現することもできる。このような構造を図4に図示しており、図4では反射部140によってその内部に配置された光学エンジン120が図示されていない。
また、上記発光部110は、上記光学エンジン120の側面に傾斜して配置されることもできる。即ち、上記光学エンジン120の側面が傾斜して形成される代わりに、上記発光部110が上記光学エンジン120の側面に傾斜して配置されるように具現することもできる。このような変形を通じて上記発光部110から発光される光の入射角度を調節することができる。必要によって、上記発光部110の配置角度を調節することによって、上記発光部110から発光される光の一部が上記導光板130に向けて放出されるように具現することもできる。このような構造を図5に図示しており、図5では反射部140によってその内部に配置された光学エンジン120が図示されていない。
また、上記第1凹凸121、第2凹凸123、及び第3凹凸125は、グルーブ(groove)形状で形成されることができ、その形状は多様に変形できる。例えば、上記第1凹凸121、第2凹凸123、及び第3凹凸125は、突起形状で形成されることもできる。また、上記第1凹凸121、第2凹凸123、及び第3凹凸125は、規則的なパターンで形成されることもでき、ランダムなパターンで形成されることもできる。これは、光学系の設計に従って最適の条件を具現させるために多様に変形できるものである。
上記発光部110は、上記光学エンジン120の側面に配置できる。上記発光部110は、例えば上記光学エンジン120の外部側面に接触されて配置できる。また、上記発光部110は、上記光学エンジン120の側面領域の内部に配置されることもできる。
以上、説明されたバックライトユニットは、液晶表示装置のような画像表示装置に適用できる。即ち、図6に示すように、実施形態に従うバックライトユニット605を液晶パネル601の下に配置することによって、画像表示装置を具現できるようになる。上記液晶パネル601は、上記バックライトユニット605から提供される光を用いて画像を表示できるようになる。上記バックライトユニット605と上記液晶パネル601との間には光学シート603がさらに配置できる。上記光学シート603は、1つまたは複数のシートを含むことができる。上記光学シート603は、拡散シート及びプリズムシートを含むことができる。また、上記バックライトユニット605の下には反射板607がさらに配置できる。上記反射板607は、上記バックライトユニット605の下部に配置されて上記バックライトユニット605から出る光を上部に反射させる機能を遂行する。
図7は本発明の他の実施形態に従うバックライトユニットを示す斜視図であり、図8は図7のB−Bに従う断面図であり、図9は図7の導光板を説明する図である。
実施形態に従うバックライトユニットは、発光部410、導光板430、及び反射部440を含む。
上記発光部410は、発光ダイオードのような発光素子で具現できる。また、上記発光部410は、発光素子パッケージで具現できる。上記発光部410は、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、及び白色発光素子を含むことができる。上記発光部410は、上記導光板430に光を提供することができる。
上記導光板430は、光学エンジン431及び光伝播部433を含むことができる。上記光学エンジン431には、上記発光部410から提供される光が伝播できる。また、上記光伝播部433には、上記光学エンジン431から提供される光が伝播できる。上記光学エンジン431及び上記光伝播部433は、一体型で形成できる。
上記発光部410は、上記光学エンジン431の側面に配置できる。上記発光部410は、上記光学エンジン431の一側面に配置できる。また、上記発光部410は、上記光学エンジン431の両側面に各々配置できる。上記光学エンジン431には、上記反射部440が配置できる。上記反射部440は、上記光学エンジン431の背面及び側面に配置できる。上記発光部410から提供された光は上記光学エンジン431の内部で伝播できる。上記光学エンジン431の側面に配置された上記発光部410から提供される光は、上記光学エンジン431の他側面方向に伝播される。また、上記発光部410から提供される光は、上記反射部440で反射されて上記光学エンジン431の他側面方向に伝播できる。上記光学エンジン431から提供された光は、上記光伝播部433の内部で伝播できる。上記光伝播部433の内部で伝播される光は上部に放出できる。
上記反射部440が配置された領域に対応する上記光学エンジン431の一面には、第1凹凸435が形成されている。上記第1凹凸435によって上記発光部410から提供される光が上記光学エンジン431の内で効率的に分散できるようになる。上記第1凹凸435の背面には上記反射部440が配置されている。これによって、上記第1凹凸435に入射される光は反射され、上記光学エンジン431の内に効率的に分散できるようになる。
上記反射部440は、例えば、銀(Ag)、タングステン(W)、アルミニウム(Al)などの金属や反射物質で形成できる。上記光学エンジン431は、樹脂で形成できる。上記反射部440は、上記光学エンジン431に蒸着またはコーティングされて形成できる。例えば、上記光学エンジン431は、ポリイミド(polyimide:PI)、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate:PMMA)などの物質で形成できる。
また、上記光学エンジン431には第2凹凸437が配置できる。上記第1凹凸435及び上記第2凹凸437によって上記発光部410から提供される光が反射されて分散できるようになる。これによって、上記光学エンジン431の一側面に配置された上記発光部410で発光された光は、上記光学エンジン431の他側面方向に伝播できるようになる。また、上記第1凹凸435及び上記第2凹凸437で反射された光は効率的に上記導光板430に入射できるようになる。
このように、実施形態によれば、上記光学エンジン431の側面に配置された上記発光部410から発光される光が上記光学エンジン431の内部に均一に伝播できるようになる。また、上記光学エンジン431に均一に伝播される光は、上記導光板430に均一に供給できるようになる。実施形態によれば、上記発光部410を上記光学エンジン431の側面のみに配置しても上記導光板430に充分な光を供給できるようになる。したがって、実施形態によれば、バックライトユニットに適用される発光素子の数を減らせるようになり、組立工程を単純化させ、製造費用を低減できるようになる。
一方、上記発光部410が配置される上記光学エンジン431の側面が傾斜して形成されるようにすることができる。このような構造的な変形を通じて上記発光部410から発光される光の入射角度を調節することができる。必要によって、上記光学エンジン431の側面が傾斜して形成することによって、上記発光部410から発光される光の一部が上記光伝播部433に向けて放出されるように具現することもできる。このような構造を図10に図示しており、図10では反射部440によってその内部に配置された光学エンジン431が図示されていない。
また、上記発光部410は、上記光学エンジン431の側面に傾斜して配置することもできる。即ち、上記光学エンジン431の側面が傾斜して形成される代わりに、上記発光部410が上記光学エンジン431の側面にティルティングされて傾斜して配置されるように具現することもできる。このような変形を通じて上記発光部410から発光される光の入射角度を調節することができる。必要によって、上記発光部410の配置角度を調節することによって、上記発光部410から発光される光の一部が上記光伝播部433に向けて放出されるように具現することもできる。このような構造を図11に図示しており、図11では反射部440によってその内部に配置された光学エンジン431が図示されていない。
また、上記第1凹凸435及び第2凹凸437は、グルーブ(groove)形状で形成されることができ、その形状は多様に変形できる。例えば、上記第1凹凸435及び第2凹凸437は、突起形状で形成されることもできる。また、上記第1凹凸435及び第2凹凸437は、規則的なパターンで形成されることもでき、ランダムなパターンで形成されることもできる。これは、光学系の設計に従って最適の条件を具現させるために多様に変形できるものである。
上記発光部410は、上記光学エンジン431の側面に配置できる。上記発光部410は、例えば上記光学エンジン431の外部側面に接触されて配置できる。また、上記発光部410は、上記光学エンジン431の側面領域の内部に配置されることもできる。
以上、説明されたバックライトユニットは、液晶表示装置のような画像表示装置に適用できる。即ち、実施形態に従うバックライトユニットを液晶パネルの下に配置することによって画像表示装置を具現できるようになる。上記液晶パネルは、上記バックライトユニットから提供される光を用いて画像を表示できるようになる。上記バックライトユニットと上記液晶パネルとの間には光学シートがさらに配置できる。上記光学シートは、1つまたは複数のシートを含むことができる。上記光学シートは、拡散シート及びプリズムシートを含むことができる。また、上記バックライトユニットの下には反射板がさらに配置できる。上記反射板は、上記バックライトユニットの下部に配置されて上記バックライトユニットから出る光を上部に反射させる機能を遂行する。
以上、実施形態を中心として説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない種々の変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形及び応用に関連した差異点は特許請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
本発明は、光を提供する発光ディバイスに適用できる。

Claims (15)

  1. 光が発光される発光部と、
    前記発光部から提供される光が入射されて伝播される光学エンジンと、
    前記光学エンジンから提供される光が伝播される導光板と、を含み、
    前記光学エンジンの光出射面に凹凸が配置されたことを特徴とする、バックライトユニット。
  2. 前記発光部は、発光素子を含むことを特徴とする、請求項1に記載のバックライトユニット。
  3. 前記発光部は、前記光学エンジンの側面に配置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。
  4. 前記発光部が配置される前記光学エンジンの側面が傾斜して形成されたことを特徴とする、請求項3に記載のバックライトユニット。
  5. 前記発光部は、前記光学エンジンの側面に傾斜して配置されたことを特徴とする、請求項3に記載のバックライトユニット。
  6. 前記光学エンジンの光出射面に対応する前記導光板の一面には凹凸が配置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。
  7. 前記光学エンジンの一面に配置された反射部を含むことを特徴とする、請求項1に記載のバックライトユニット。
  8. 前記反射部が配置された領域に対応する前記光学エンジンに配置された凹凸を含むことを特徴とする、請求項7に記載のバックライトユニット。
  9. 前記反射部が配置された領域に対応する前記光学エンジンに配置された凹凸は、前記光学エンジンの長手方向に平行な第1方向に形成されたことを特徴とする、請求項8に記載のバックライトユニット。
  10. 前記反射部が配置された領域に対応する前記光学エンジンに配置された凹凸は、前記光学エンジンの長手方向に垂直な第2方向に形成されたことを特徴とする、請求項8に記載のバックライトユニット。
  11. 前記反射部が配置された領域に対応する前記光学エンジンに配置された凹凸は、グルーブ形状、突出形状、規則的なパターン形状、またはランダムなパターン形状で形成されたことを特徴とする、請求項8に記載のバックライトユニット。
  12. 前記光学エンジンは、ポリイミド(polyimide:PI)、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate:PMMA)、シリコン樹脂、及びエポキシ樹脂のうちから選択された物質で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。
  13. 請求項1乃至請求項12のうちのいずれか1項によるバックライトユニットと、
    前記バックライトユニットから光の提供を受ける液晶パネルと、
    を含むことを特徴とする、画像表示装置。
  14. 前記バックライトユニットと前記液晶パネルとの間に配置された光学シートをさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の画像表示装置。
  15. 前記バックライトユニットの下部に配置された反射板をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の画像表示装置。
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