JP5576414B2

JP5576414B2 - 表示装置

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Description

実施例は、表示装置に関するものである。

発光ダイオード（ＬＥＤ，ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）は、化合物半導体の特性を利用して電気を紫外線、可視光線、赤外線などに転換させる半導体素子であり、主に家電製品、リモコン、大型電光板などに使用されている。

高輝度のＬＥＤ光源は照明灯として使用されており、エネルギー効率が非常に高く寿命が長いため、交替にかかるコストが少なくて振動や衝撃にも強く、水銀など有毒物質の使用が不必要であるため、省エネルギー、環境保護、コスト節減のレベルで従来の白熱電球や蛍光灯を代替している。

また、ＬＥＤは中大型ＬＣＤＴＶ、モニタなどの光源としても非常に有利である。現在ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）に主に使用されている冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ，ＣｏｌｄＣａｔｈｏｄｅＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ）に比べ色純粋度が優秀で消費電力が少なく小型化が容易であるためこれを適用した試製品が量産されており、更に活発な研究が進められている状態である。

最近、青色ＬＥＤを使用し、蛍光体として赤色光及び緑色光を放出する量子点（ＱＤ）を利用して白色光を具現する技術が数多く披露されている。これは、量子点を利用して具現される白色光が高輝度と優秀な色彩再現性を有するためである。

にもかかわらず、これをＬＥＤバックライトユニットに適用する場合、発生し得る光損失を減らし、色の均一性を改善するための研究の必要性は依然として台頭されている。

実施例は、向上した輝度及び輝度の均一性を有する表示装置を提供する。

一実施例による表示装置は、導光板と、前記導光板の側面に配置される光源と、前記光源から出射される光の経路を変更する光経路変換部と、を含み、前記導光板の出射面に対応する第１領域及び前記第１領域に隣接する第２領域が定義され、前記光経路変換部は前記第２領域に配置される。

一実施例による表示装置は、導光板と、前記導光板の一側面に配置される光源と、前記光源から出射される光の経路を変更する第１光経路変換部と、前記光源から出射される光の経路を変更する第２光経路変換部と、を含み、前記導光板の出射面に対応する第１領域及び前記第１領域に隣接する第２領域が定義され、前記第１光経路変換部は前記第２領域に配置され、前記第２光経路変換部は前記第１領域に配置される。

一実施例による表示装置は、導光板と、前記導光板に光を出射せる光源と、前記光源から出射される光の経路を変更する光経路変換部と、を含み、前記光経路変換部は、前記導光板の上面に対して傾斜する第１傾斜面を含む。

実施例による表示装置は、光経路変換部によって光源から出射される光の経路を変更することができる。特に、光経路変換部は第２領域、即ち、光源の出射面に対応する領域の外側に配置され、光軸に対して大きい角度で外側に進行する光の経路を内側に変更することができる。

従って、光経路変換部によって経路が変換された光は導光板内で全反射され、導光板から外部に抜ける光が減少され得る。即ち、光経路変換部は、光源の光軸に対して大きい角度で外側に進行する光の経路を変更し、導光板の側面を介して光が抜けることを防止することができる。

また、光経路変換部は、導光板の上面に対して傾斜する傾斜面を含む。これによって、光経路変換部は光源から出射される光の経路を変更し、経路が変更された光を導光板の上面から全反射させることができる。

これによって、光経路変換部は、導光板の入射面近くの上面から光がすぐに出射されることを防止し得る。従って、実施例による表示装置は、向上した輝度の均一性を有することができる。

また、第２光経路変換部は、第１領域、即ち、光源の出射面に対応する領域内に配置されてもよい。第２光経路変換部は、光源の光軸の近くに出射される光の経路を外側に変更し得る。従って、実施例による表示装置は、向上した輝度の均一性を有することができる。

第１実施例による液晶表示装置を示す分解斜視図である。第１実施例による液晶表示装置の一断面を示す断面図である。発光ダイオード、光変換部材及び導光板を示す図である。発光ダイオード及び導光板を示す平面図である。発光ダイオードから光が出射される過程を示す図である。発光ダイオードの一断面を示す断面図である。光変換部材の一断面を示す断面図である。第２実施例による液晶表示装置の発光ダイオード及び導光板を示す平面図である。第３実施例による液晶表示装置の一断面を示す図である。第４実施例による液晶表示装置の発光ダイオード及び導光板を示す斜視図である。第５実施例による液晶表示装置の導光板、光変換部材及び青色発光ダイオードを示す図である。

実施例の説明に当たって、各基板、フレーム、シート、層、又はパターンなどが各基板、フレーム、シート、層又はパターンなどの「上（ｏｎ）」に、又は「下（ｕｎｄｅｒ）」に形成されるものとして記載される場合において、「上（ｏｎ）」と「下（ｕｎｄｅｒ）」は、「直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）」又は「他の構成要素を介在して（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）」形成されるものを全て含む。また、各構成要素の上又は下に対する基準は、図面を基準に説明する。図面における各構成要素の大きさは説明のために誇張されてもよく、実際に適用される大きさを意味するものではない。

図１は、第１実施例による液晶表示装置を示す分解斜視図である。図２は、第１実施例による液晶表示装置の一断面を示す断面図である。図３は、発光ダイオード、光変換部材及び導光板を示す図である。図４は、発光ダイオード及び導光板を示す平面図である。図５は、発光ダイオードから光が出射される過程を示す図である。図６は、発光ダイオードの一断面を示す断面図である。図７は、光変換部材の一断面を示す断面図である。

図１乃至図７を参照すると、実施例による液晶表示装置は、モールドフレーム１０、バックライトアセンブリ２０及び液晶パネル３０を含む。

モールドフレーム１０は、バックライトアセンブリ２０及び液晶パネル３０を収容する。モールドフレーム１０は四角の枠状を有し、モールドフレーム１０として使用する物質の例としては、プラスチック又は強化プラスチックなどが挙げられる。

また、モールドフレーム１０の下には、モールドフレーム１０を囲み、バックライトアセンブリ２０を支持するサッシが配置されてもよい。サッシは、モールドフレーム１０の側面にも配置されてもよい。

バックライトアセンブリ２０は、モールドフレーム１０の内側に配置され、光を発生して液晶パネル３０に向けて出射する。バックライトアセンブリ２０は、反射シート１００、導光板２００、光経路変換部２１０、多数個の発光ダイオード３００、光変換部材４００、多数個の光学シート５００及びフレキシブルプリント回路基板（ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｒｄ；ＦＰＣＢ）６００を含む。

反射シート１００は、発光ダイオード３００から発生する光を上方に反射させる。

導光板２００は、反射シート１００上に配置され、発光ダイオード３００から出射される光が入射されて、その光を反射、屈折及び散乱などを介して上方に反射させる。

導光板２００は、発光ダイオード３００に向かう入射面を含む。即ち、導光板２００の側面のうち、発光ダイオード３００に向かう面が入射面である。

図３及び図４を参照すると、光経路変換部２１０は導光板２００に形成されてもよい。更に詳しくは、光経路変換部２１０は導光板２００に形成されるホール又は溝であってもよい。光経路変換部２１０は導光板２００を貫通してもよい。

光経路変換部２１０は、それぞれの発光ダイオード３００の出射面３４１に対応する領域Ｒ１の外側に配置される。光経路変換部２１０は、それぞれの発光ダイオード３００に対応する領域の外側に配置されてもよい。即ち、光経路変換部２１０は、発光ダイオード３００の間の領域に配置されてもよい。

ここで、それぞれの発光ダイオード３００の出斜面３４１に対応する領域Ｒ１を第１領域Ｒ１と定義し、それぞれの発光ダイオード３００の出斜面３４１に対応しない領域をＲ２と定義してもよい。この際、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２の境界は、発光ダイオード３００の光軸ＯＡに対して実質的に平行してもよい。

同じく、導光板２００も第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２と区分されてもよい。第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２は、導光板２００をストライプ状に分けてもよい。

この際、光経路変換部２１０は第１領域Ｒ１の外側に形成される。即ち、光経路変換部２１０は第２領域Ｒ２にそれぞれ形成される。

また、光経路変換部２１０は、導光板２００の入射面２０２に隣接して形成される。即ち、光経路変換部２１０は、導光板２００の側面のうち、発光ダイオード３００が配置される側面に隣接して形成される。

光経路変換部２１０は、発光ダイオード３００の光軸ＯＡに対して傾斜する第１傾斜面２１１を含む。発光ダイオード３００の光軸ＯＡは、導光板２００の入射面に対して垂直であってもよい。また、第１傾斜面２１１及び発光ダイオード３００の光軸ＯＡの間の角度θ１は、約２５°乃至約３２°であってもよい。更に詳しくは、第１傾斜面２１１及び発光ダイオード３００の光軸ＯＡの間の角度θ１は、約２６°乃至約２９°であってもよい。更に詳しくは、第１傾斜面２１１及び発光ダイオード３００の光軸ＯＡの間の角度θ１は、約２８°乃至約２９°であってもよい。

また、第１傾斜面２１１は、導光板２００の入射面２０２に対して傾斜する。第１傾斜面２１１は、導光板２００の上面に対して垂直であってもよい。従って、光経路変換部２１０は塔側（上側）から見たとき、三角形状を有してもよい。

光経路変換部２１０は、一つのホールに一つの第１傾斜面２１１が形成されるように構成されてもよい。この際、第２領域Ｒ２に２つのホールが形成されてもよい。

これとは異なって、光経路変換部２１０は一つのホールに２つの傾斜面が形成されるように構成されてもよい。この際、第２領域Ｒ２に一つのホールが形成されてもよい。

図５に示したように、光経路変換部２１０は、発光ダイオード３００から出射される光の経路を変更する。更に詳しくは、光経路変換部２１０は、発光ダイオード３００からの光の進行方法及び発光ダイオード３００の光軸ＯＡの間の角度が小さくなるよう、光の経路を変更してもよい。即ち、光経路変換部２１０は、発光ダイオード３００から出射される光の経路を発光ダイオード３００の光軸ＯＡに近くなるように変更してもよい。

第１傾斜面２１１は、発光ダイオード３００から出射される光を全反射させ、発光ダイオード３００の光の経路を変更する。更に詳しくは、第１傾斜面２１１は、発光ダイオード３００の光の経路を発光ダイオード３００の光軸ＯＡに近くなるように変更する。

発光ダイオード３００は、導光板２００の側面に配置される。更に詳しくは、発光ダイオード３００は入射面に配置される。

発光ダイオード３００は、光を発生する光源である。更に詳しくは、発光ダイオード３００は光変換部材４００に向けて光を出射する。

図面には発光ダイオード３００が３つとして示されているが、これに限ることはない。例えば、発光ダイオード３００は９つであってもよい。

図６を参照すると、発光ダイオード３００は本体部３１０、発光ダイオードチップ３２０、リード電極３３０及び充填材３４０を含んでもよい。

本体部３１０にはキャビティ３１１が形成される。キャビティ３１１は、発光ダイオードチップ３２０及び充填材３４０を収容してもよい。本体部３１０として使用される物質の例としては、プラスチックなどが挙げられる。キャビティ３１１の内側面には、発光ダイオードチップ３２０から出射される光を反射させるための反射層（図示せず）がコーティングされてもよい。

発光ダイオードチップ３２０は、キャビティ３１１の内側に配置される。発光ダイオードチップ３２０は、リード電極３３０を介して電気的信号を印加され、光を発生する。発光ダイオードチップ３２０は、リード電極３３０に電気的に接続される。

充填材３４０は、発光ダイオードチップ３２０を囲む。充填材３４０は、キャビティ３１１の内部に詰められてもよい。充填材３４０は透明である。充填材３４０の露出された外部表面３４１は、光が出射される出射面３４１である。出射面３４１は平らであるか、曲面であってもよい。

リード電極３３０は、発光ダイオードチップ３２０と連結される。また、リード電極３３０は、フレキシブルプリント回路基板６００に電気的に接続される。リード電極３３０及び本体部３１０は、射出工程によって形成されてもよい。

発光ダイオード３００は、青色光を発生する青色発光ダイオード又は紫外線を発生するＵＶ発光ダイオードであってもよい。即ち、発光ダイオード３００は、約４３０ｎｍ乃至約４７０ｎｍの間の波長帯を有する青色光、又は約３００ｎｍ乃至約４００ｎｍの間の波長帯を有する紫外線を発生してもよい。

発光ダイオード３００は、フレキシブルプリント回路基板６００に実装される。発光ダイオード３００は、フレキシブルプリント回路基板６００の下に配置される。発光ダイオード３００は、フレキシブルプリント回路基板６００を介して駆動信号を印加されて駆動する。

光変換部材４００は、発光ダイオード３００及び導光板２００の間に介在する。光変換部材４００は、導光板２００の側面に接着される。更に詳しくは、光変換部材４００は、導光板２００の入射面に付着される。また、光変換部材４００は、発光ダイオード３００に接着されてもよい。

光変換部材４００は、発光ダイオード３００から出射される光を入射され、波長を変換する。例えば、光変換部材４００は、発光ダイオード３００から出射される青色光を緑色光及び赤色光に変換してもよい。即ち、光変換部材４００は、青色光の一部を約５２０ｎｍ乃至約５６０ｎｍの間の波長帯を有する緑色光に変換し、青色光の他の一部を約６３０ｎｍ乃至約６６０ｎｍの間の波長帯を有する赤色光に変換してもよい。

また、光変換部材４００は、発光ダイオード３００から出射される紫外線を青色光、緑色光及び赤色光に変換してもよい。即ち、光変換部材４００は、紫外線の一部を約４３０ｎｍ乃至約４７０ｎｍの間の波長帯を有する青色光に変換し、紫外線の他の一部を約５２０ｎｍ乃至約５６０ｎｍの間の波長帯を有する緑色光に変換し、紫外線の更に他の一部を約６３０ｎｍ乃至約６６０ｎｍの間の波長帯を有する赤色光に変換してもよい。

従って、光変換部材４００を通過する光及び光変換部材４００によって変換された光は、白色光を形成することができる。即ち、青色光、緑色光及び赤色光が組み合わせられ、導光板２００には白色光が入射される。

図７を参照すると、光変換部材４００は、チューブ４１０、密封部材４２０、多数個の光変換粒子４３０及びマトリックス４４０を含む。

チューブ４１０は、密封部材４２０、光変換粒子４３０及びマトリックス４４０を収容する。即ち、チューブ４１０は、密封部材４２０、光変換粒子４３０及びマトリックス４４０を収容する容器である。また、チューブ４１０は一方向に長く延長される形状を有する。

チューブ４１０は、四角チューブ状を有してもよい。即ち、チューブ４１０の長さ方向に対して垂直である断面は直四角形状を有してもよい。また、チューブ４１０の幅は約０．６ｍｍであり、チューブ４１０の高さは約０．２ｍｍであってもよい。即ち、チューブ４１０は毛細管であってもよい。

密封部材４２０は、チューブ４１０の内部に配置される。密封部材４２０は、チューブ４１０の先端に配置される。密封部材４２０は、チューブ４１０の内部を密封する。密封部材４２０は、エポキシ系樹脂（ｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ）を含んでもよい。

光変換粒子４３０は、チューブ４１０の内部に配置される。更に詳しくは、光変換粒子４３０はマトリックス４４０に均一に分散され、マトリックス４４０はチューブ４１０の内部に配置される。

光変換粒子４３０は、発光ダイオード３００から出射される光の波長を変換する。光変換粒子４３０は、発光ダイオード３００から出射される光を入射され、波長を変換する。例えば、光変換粒子４３０は、発光ダイオード３００から出射される青色光を緑色光及び赤色光に変換してもよい。即ち、光変換粒子４３０のうち、一部は青色光を約５２０ｎｍ乃至約５６０ｎｍの間の波長帯を有する緑色光に変換し、光変換粒子４３０のうち他の一部は青色光を約６３０ｎｍ乃至約６６０ｎｍの間の波長帯を有する赤色光に変換してもよい。

これとは異なって、光変換粒子４３０は、発光ダイオード３００から出射される紫外線を青色光、緑色光及び赤色光に変換してもよい。即ち、光変換粒子４３０のうち、一部は紫外線を約４３０ｎｍ乃至約約４７０ｎｍの間の波長帯を有する青色光に変換し、光変換粒子４３０のうち他の一部は紫外線を約５２０ｎｍ乃至約５６０ｎｍの間の波長帯を有する緑色光に変換してもよい。また、光変換粒子４３０のうち更に他の一部は、紫外線を約６３０ｎｍ乃至約６６０ｎｍの間の波長帯を有する赤色光に変換してもよい。

即ち、発光ダイオード３００が青色光を発生する青色発光ダイオードである場合、青色光を緑色光及び赤色光にそれぞれ変換する光変換粒子４３０が使用されてもよい。これとは異なって、発光ダイオード３００が紫外線を発生するＵＶ発光ダイオードである場合、紫外線を青色光、緑色光及び赤色光にそれぞれ変換する光変換粒子４３０が使用されてもよい。

光変換粒子４３０は、多数個の量子点（ＱＤ，ＱｕａｎｔｕｍＤｏｔ）であってもよい。量子点は、コアナノ結晶及びコアナノ結晶を囲む皮ナノ結晶を含んでもよい。また、量子点は、皮ナノ結晶に結合される有機リガンドを含んでもよい。また、量子点は、皮ナノ結晶を囲む有機コーティング層を含んでもよい。

皮ナノ結晶は二層以上に形成されてもよい。皮ナノ結晶は、コアナノ結晶の表面に形成される。量子点は、コアナノ結晶に入光される光の波長を、皮層を形成する皮ナノ結晶を介して波長を長く変換し、光の効率を増加させ得る。

量子点は、II族化合物半導体、III族化合物半導体、V族化合物半導体そしてVI族化合物半導体のうち少なくとも一つの物質を含んでもよい。更に詳しくは、コアナノ結晶は、Ｃｄｓｅ，ＩｎＧａＰ，ＣｄＴｅ，ＣｄＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＺｎＳ，ＨｇＴｅ又はＨｇＳを含んでもよい。また、皮ナノ結晶は、ＣｕＺｎＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＺｎＳ，ＨｇＴｅ又はＨｇＳを含んでもよい。量子点の直径は、１ｎｍ乃至１０ｎｍであってもよい。

量子点から放出される光の波長は、量子点の大きさ又は合成過程における分子クラスター化合物（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｌｕｓｔｅｒｃｏｍｐｏｕｎｄ）とナノ粒子前駆対（ｐｒｅｃｕｒｓｅｒ）のモル分率（ｍｏｌｅｒａｔｉｏ）によって調節することができる。有機リガンドは、ピリジン（ｐｙｒｉｄｉｎｅ）、メルカプトアルコール（ｍｅｒｃａｐｔｏａｌｃｈｏｌ）、チオール（ｔｈｉｏｌ）、ホスフィン（ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）及びホスフィン酸化物（ｐｈｏｓｐｈｉｎｅｏｘｉｄｅ）などを含んでもよい。有機リガンドは、合成後不安定になった量子点を安定化させる役割を果たす。合成後、ダングリングボンド（ｄａｎｇｌｉｎｇｂｏｎｄ）が外郭に形成されるが、ダングリングボンドのせいで量子点が不安定になる恐れがある。しかし、有機リガンドの一側端は非結合状態であり、非結合である有機リガンドの一側端がダングリングボンドと結合し、量子点を安定化させることができる。

特に、量子点はその大きさが光、電気などによって励起される電子と正孔が成すエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）のボーア半径（Ｂｏｈｒｒａｄｉｕｓ）より小さくなると量子拘束効果が発生して疎らなエネルギー準位を有するようになり、エネルギーギャップの大きさが変化するようになる。また、電荷が量子点内に局限され、高い発光効率を有するようになる。

このような量子点は一般的な蛍光染料とは異なって、粒子の大きさによって蛍光波長が異なる。即ち、粒子の大きさが小さくなるほど短い波長の光を発し、粒子の大きさを調節して望みの波長の可視光線領域の蛍光を出すことができる。また、一般的な染料に比べ吸光係数（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）が１００〜１０００倍大きく、量子効率（ｑｕａｎｔｕｍｙｉｅｌｄ）も高いため、非常に強い蛍光を発生する。

量子点は、化学的湿式方法によって合成されてもよい。ここで、化学的湿式方法とは有機溶媒に前駆体物質を入れて粒子を成長させる方法であり、化学的湿式方法によって量子点が合成されてもよい。

マトリックス４４０は光変換粒子４３０を囲む。即ち、マトリックス４４０は光変換粒子４３０を均一に内部に分散させる。マトリックス４４０はポリマで構成されてもよい。マトリックス４４０は透明である。即ち、マトリックス４４０は透明なポリマで形成されてもよい。

マトリックス４４０は、チューブ４１０の内部に配置される。即ち、マトリックス４４０は全体的にチューブ４１０の内部に詰められる。マトリックス４４０は、チューブ４１０の内面に密着されてもよい。

密封部材４２０及びマトリックス４４０の間には空気層が形成される。空気層４５０は窒素で詰められる。空気層４５０は、密封部材４２０及びマトリックス４４０の間で緩衝機能を果たす。

光変換部材４００は、以下のような方法によって形成されてもよい。

まず、樹脂組成物に光変換粒子４３０が均一に分散される。樹脂組成物は透明である。樹脂組成物は光硬化性を有してもよい。

次に、チューブ４１０の内部は減圧され、光変換粒子４３０が分散された樹脂組成物にチューブ４１０の入口が浸り、周囲の圧力が上昇される。これによって、光変換粒子４３０が分散された樹脂組成物はチューブ４１０の内部に流入される。

次に、チューブ４１０内に流入された樹脂組成物の一部が除去され、チューブ４１０の入口部分が空になる。

次に、チューブ４１０内に流入された樹脂組成物は紫外線などによって硬化され、マトリックス４４０が形成される。

次に、チューブ４１０の入口部分にエポキシ系樹脂組成物が流入される。次に、流入されたエポキシ系樹脂組成物は硬化され、密封部材４２０が形成される。密封部材４２０が形成される工程は窒素雰囲気下で進行され、従って、窒素を含む空気層が密封部材４２０及びマトリックス４４０の間に形成され得る。

導光板２００及び光変換部材４００の間には、第１接着部材２０１が介在する。光変換部材４００は、第１接着部材２０１によって導光板２００の入射面２０２に接着される。この際、第１接着部材２０１は光変換部材４００に密着され、導光板２００の入射面２０２に密着される。

また、発光ダイオード３００及び光変換部材４００の間には、第２接着部材３０１が介在する。発光ダイオード３００は、第２接着部材３０１によって光変換部材４００に接着される。この際、第２接着部材３０１は光変換部材４００に密着され、発光ダイオード３００の出射面３４１に密着される。

第１接着部材２０１及び第２接着部材３０１によって、発光ダイオード３００及び導光板２００の間の空気層が存在しなくなる。これによって、発光ダイオード３００及び導光板２００の間の媒質の屈折率の差が著しく出なくなる。

従って、発光ダイオード３００から出射される光の一部は広い発散角で導光板２００に入射され得る。即ち、発光ダイオード３００から出射される光は空気層を通らないため、導光板２００に入射される際、広い発散角が維持されたまま入射され得る。

また、発光ダイオード３００から出射される光の他の一部は、光変換部材４００によって他の波長の光に変換される。このように、光変換粒子４３０によって波長が変換される際、変換された光は光変換粒子４３０からランダムに放出されてもよい。即ち、光変換粒子４３０は、入射光に関わらず多様な方向に変換された光を出射してもよい。

従って、光変換部材４００によって変換された光は、導光板２００に更に広い発散角を有して入射され得る。

結果的に、発光ダイオード３００から出射される光のうち多くの部分が発光ダイオードの光軸ＯＡに対して大きい角度で外れた方向に進行し、導光板２００に入射され得る。

従って、発光ダイオード３００から出射される光の多くの部分が導光板２００の内部で全反射されず、導光板２００の側面を介して外部に抜け得る。

この際、光経路変換部２１０は導光板２００に入射される光の経路を発光ダイオード３００の光軸ＯＡに近くなるように変更し、導光板２００の内部で入射光が全反射されるように誘導してもよい。

光学シート５００は、導光板２００の上に配置される。光学シート５００は、通過する光の特性を向上させる。

フレキシブルプリント回路基板６００は、発光ダイオード３００に電気的に接続される。発光ダイオード３００を実装してもよい。フレキシブルプリント回路基板６００は、モールドフレーム１０の内側に配置される。フレキシブルプリント回路基板６００は、導光板２００の上に配置される。

モールドフレーム１０及びバックライトアセンブリ２０によってバックライトユニットが構成される。即ち、バックライトユニットは、モールドフレーム１０及びバックライトアセンブリ２０を含む。

液晶パネル３０はモールドフレーム１０の内側に配置され、光学シート５００の上に配置される。

液晶パネル３０は、通過する光の強さを調節して映像を表示する。即ち、液晶パネル３００は映像を表示する表示パネルである。液晶パネル３０は、ＴＦＴ基板、カラーフィルタ基板、二つの基板の間に介在する液晶層及び偏光フィルタを含む。

上述したように、光経路変換部２１０は発光ダイオード３００から出射される光の経路を変更し、導光板２００内の全反射を誘導する。従って、実施例による液晶表示装置は導光板２００の側面への光の損失を減らし、向上した輝度及び輝度の均一性を有することができる。

即ち、発光ダイオード３００及び導光板２００の間の空気層の不存在及び光変換粒子４３０によって、導光板２００に入射される光の発散角が増加され得る。この際、実施例による液晶表示装置は光経路変換部２１０を組み合わせ、このような発散角の増加による光損失を補完することができる。

図８は、第２実施例による液晶表示装置の発光ダイオード及び導光板を示す平面図である。本実施例に対する説明では上述した液晶表示装置に対する説明を参考し、第１光経路変換部及び第２光経路変換部について追加的に説明する。上述した実施例に対する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に対する説明に本質的に結合され得る。

図８に示したように、実施例による液晶表示装置は、第１光経路変換部２１０及び第２光経路変換部２２０を含む。

第１光経路変換部２１０は、上述した図１乃至図７における光経路変換部と実質的に同じであってもよい。

第２光経路変換部２２０は、発光ダイオード３００に対応する領域に配置される。更に詳しくは、第２光経路変換部２２０は、発光ダイオード３００の出射面３４１に対応する領域Ｒ１にそれぞれ配置されてもよい。更に詳しくは、第２光経路変換部２２０は、それぞれの発光ダイオード３００の中央部分にそれぞれ対応して配置されてもよい。

第２光経路変換部２２０は、発光ダイオード３００の光軸ＯＡに対してそれぞれ対称にされてもよい。第２光経路変換部２２０は、第１全反射面２２１及び第２全反射面２２２を含む。

第１全反射面２２１及び第２全反射面２２２は、発光ダイオード３００の光軸ＯＡに対して傾斜してもよい。また、第１全反射面２２１及び第２全反射面２２２は互いに交差してもよい。第１全反射面２２１及び第２全反射面２２２が交差する部分は、発光ダイオード３００の光軸ＯＡにそれぞれ対応してもよい。

この際、第１全反射面２２１及び第２全反射面２２２の間の角度θ２は、約４０°乃至約５０°であってもよい。更に詳しくは、第１全反射面２２１及び第２全反射面２２２の間の角度θ２は、約４４°乃至約４６°であってもよい。更に詳しくは、第１全反射面２２１及び第２全反射面２２２の間の角度θ２は、約４５°であってもよい。

第２光経路変換部２２０は、発光ダイオード３００から出射される光の経路を変更する。更に詳しくは、第２光経路変換部２２０は、発光ダイオード３００からの光の進行方法及び発光ダイオード３００の光軸ＯＡの間の角度が大きくなるよう、光の経路を変更してもよい。即ち、第２光経路変換部２２０は、発光ダイオード３００から出射される光の経路を発光ダイオード３００の光軸ＯＡから遠くなるように変更してもよい。

第２光経路変換部２２０は、導光板２００に形成されてもよい。更に詳しくは、第２光経路変換部２２０は導光板２００に形成されるホール又は溝であってもよい。第２光経路変換部２２０は、導光板２００を貫通してもよい。また、第２光経路変換部２２０は、導光板２００の第１領域Ｒ１に形成される。

図８に示したように、第２光経路変換部２２０によって、導光板２００に入射された光は第１光経路変換部２１０に向かって進行してもよい。次に、第１光経路変換部２１０によって、入射光は再び発光ダイオード３００の光軸ＯＡに近くなるように経路が変更されてもよい。

従って、第２光経路変換部２２０及び第１光経路変換部２１０によって、入射光は２回経路が変更されてもよい。第２光経路変換部２２０によって輝度の均一度が向上するが、この際、第１光経路変換部２１０によって光の経路が光軸ＯＡに近くなるように変更され、光の損失が防止され得る。

従って、実施例による液晶表示装置は、第１光経路変換部２１０及び第２光経路変換部２２０の結合によって更に向上した輝度及び輝度の均一性を有することができる。

図９は、第３実施例による液晶表示装置の一断面を示す図である。本実施例に対する説明では上述した液晶表示装置に対する説明を参考し、導光板及び光経路変換部について追加的に説明する。上述した実施例に対する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に対する説明に本質的に結合され得る。

図９を参照すると、光経路変換部２１０は、第３傾斜面２３１及び第４傾斜面２３２を含む。

第３傾斜面２３１及び第４傾斜面２３２は、発光ダイオード３００の光軸ＯＡに対して傾斜する。また、第３傾斜面２３１及び第４傾斜面２３２は、導光板２００の上面２０３に対して傾斜する。また、第３傾斜面２３１及び第４傾斜面２３２は、導光板２００の入射面２０２に対して傾斜する。

第３傾斜面２３１及び発光ダイオードの光軸ＯＡの間の角度θ３は、約２５°乃至約３０°であってもよい。更に詳しくは、第３傾斜面２３１及び発光ダイオードの光軸ＯＡの間の角度θ３は、約２７°乃至約２９°であってもよい。

同じく、第４傾斜面２３２及び発光ダイオードの光軸ＯＡの間の角度θ４は、約２５°乃至約３０°であってもよい。更に詳しくは、第４傾斜面２３２及び発光ダイオードの光軸ＯＡの間の角度θ４は、約２７°乃至約２９°であってもよい。

第３傾斜面２３１は、導光板２００の上面２０３から導光板２００の入射面２０２まで延長される。また、第４傾斜面２３２は、導光板２００の下面２０４から導光板２００の入射面２０２まで延長される。

第３傾斜面２３１は、それぞれの発光ダイオード３００の出射面３４１に対応する領域Ｒ３の外側に配置されてもよい。即ち、第３傾斜面２３１は、出射面３４１に対応する領域Ｒ３及び導光板２００の上面２０３の間Ｒ４に配置されてもよい。

同じく、第４傾斜面２３２は、それぞれの発光ダイオード３００の出射面３４１に対応する領域Ｒ３の外側に配置されてもよい。即ち、第４傾斜面２３２は、出射面３４１に対応する領域Ｒ３及び導光板２００の下面２０４の間Ｒ５に配置されてもよい。

図９に示したように、第３傾斜面２３１は、発光ダイオード３００から出射される光の経路を光軸ＯＡに近くなるように変更する。これによって、第３傾斜面２３１は、発光ダイオード３００から出射される光が直ちに導光板２００の上面２０３に出射されることを防止する。これによって、第３傾斜面２３１は、発光ダイオード３００から出射される光が導光板２００の上面２０３から一度以上全反射されるようにすることができる。

これによって、第３傾斜面２３１及び第４傾斜面２３２は、導光板２００の入射面２０２付近の上面から光がすぐに出射されることを防止することができる。従って、実施例による液晶表示装置は、向上した輝度の均一性を有することができる。

図１０は、第４実施例による液晶表示装置の発光ダイオード及び導光板を示す斜視図である。本実施例に対する説明では上述した液晶表示装置に対する説明を参考し、導光板及び光経路変換部について追加的に説明する。上述した実施例に対する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に対する説明に本質的に結合され得る。

図１０を参照すると、光経路変換部２４０は、導光板２００の入射面２０２に形成される多数個の溝である。

また、光経路変換部２４０は、第５傾斜面２４１を含む。また、第５傾斜面２４１は、導光板２００の入射面２０２に形成された溝の内側面である。第５傾斜面２４１は、それぞれの発光ダイオード３００の光軸ＯＡに対して傾斜する。

第５傾斜面２４１は、上述した実施例における第１傾斜面と実質的に同じであってもよい。

光経路変換部２４０は、導光板２００の入射面２０２に溝状に形成されるため、側方にオープンされてもよい。これによって、第５傾斜面２４１は容易に形成されることができ、更に精巧に形成されることができる。

従って、実施例による液晶表示装置は、向上した輝度の均一性を有することができる。

図１１は、第５実施例による液晶表示装置の導光板、光変換部材及び青色発光ダイオードを示す図である。本実施例に対する説明では上述した液晶表示装置に対する説明を参考し、導光板及び光経路変換部について追加的に説明する。上述した実施例に対する説明は、変更された部分を除いては、本実施例に対する説明に本質的に結合され得る。

図１１を参照すると、光経路変換部２５０は２つの傾斜面２５１，２５２を含む。また、発光ダイオード３００は光経路変換部２５０の間にそれぞれ配置される。即ち、光経路変換部２５０は、発光ダイオード３００の間にそれぞれ配置される。

光経路変換部２５０は、導光板２００を貫通する貫通ホールである。貫通ホールは塔側（上側）から見たとき、二等辺三角形状を有してもよい。この際、貫通ホールの長さＨは、導光板２００の長さの約０．７％乃至約５％であってもよい。また、貫通ホールの長さＨは、導光板２００の長さの約０．３％乃至約２％であってもよい。

また、光経路変換部２５０及び導光板２００の入射面の間の間隔Ｄは、導光板２００の長さの約３％以内であってもよい。また、光経路変換部２５０及び導光板２００の入射面の間の間隔Ｄは、導光板２００の長さの約２％以内であってもよい。

光経路変換部２５０は２つの傾斜面２５１，２５２を含む。傾斜面２５１，２５２及び発光ダイオード３００の光軸の間の角度θ５は、約１０°乃至約４０°であってもよい。

光経路変換部２５０は２つの傾斜面２５１，２５２を含むため、２つの発光ダイオードから出射される光の経路を変更することができる。また、大きいサイズの貫通ホールを導光板２００に形成し、光経路変換部２５０が形成されてもよい。

従って、本実施例による液晶表示装置は、向上した性能を有し、容易に製造され得る。

また、上記の実施例で説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれており、必ずしも一つの実施例にのみ限ることはない。更に、各実施例で例示した特徴、構造、効果などは、実施例の属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組み合わせ又は変形されて実施され得る。従って、このような組み合わせと変形に関する内容は、本発明の範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

以上で実施例を中心に説明したが、これはただの例示であって本発明を限るものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で上記に例示されていない様々な変形や応用が可能であるということが分かるはずである。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は、変形して実施してもよいものである。そして、このような変形と応用に関する差は、添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。

実験例＃１
実験例＃１では、図１１の構造の発光装置を構成して実験した。図１１に示したように、導光板２００に２つの傾斜面２５１，２５２を有する貫通ホール２５０を形成し、貫通ホール２５０の間に青色発光ダイオード３００をそれぞれ配置した。また、青色発光ダイオード３００及び導光板２００の間には、ナノシス社量子点を含む光変換部材４００が配置された。光変換部材４００は、青色発光ダイオード３００の青色光の一部を緑色光及び赤色光に変換する。また、エポキシ系接着剤（図示せず）が使用され、発光ダイオード３００、光変換部材４００及び導光板２００は互いに密着された。青色発光ダイオード３００の光軸と、傾斜面２５１，２５２の間の角度θ５は約２６°であり、貫通ホール２５０の長さＨは約１．１７ｍｍであり、貫通ホール２５０の平面の形状は二等辺三角形であった。導光板２００の入射面及び貫通ホール２５０の間の間隔Ｄは０．２ｍｍであった。

実験例＃２
実験例＃１と同じであり、青色発光ダイオードの代わりにＹＡＧ蛍光体を含む白色発光ダイオードが使用された。また、高変換部材及び接着剤が使用されておらず、白色発光ダイオードから出射される白色光は導光板に直接入射された。導光板の構造及び白色発光ダイオードの配置は、実験例＃１と同じであった。

比較例＃１
導光板に貫通ホールが形成されないことを除いては、実験例＃１と同じであった。

比較例＃２
導光板に貫通ホールが形成されないことを除いては、実験例＃２と同じであった。

結果
それぞれの実験例及び比較例において、導光板の上面を介して出射される光の輝度を測定した。実験例＃１と比較例＃１の輝度を比較した際、実験例＃１において輝度が約２７．８％更に向上した。また、実験例＃２と比較例＃２の輝度を比較した際、実験例＃２の輝度が約１８．３％更に向上した。

上記から分かるように、発光ダイオードの出射面の外側に傾斜面を形成して光の経路を変更する際、導光板の上面から出射される光の輝度が更に向上した。

また、多数個の光変換粒子を含む光変換部材が適用される構造において、光経路を内側に変更する際、更に向上した輝度を有するということが分かった。

Claims

導光板と、
前記導光板の側面に配置される光源と、
前記光源及び前記導光板の間に介在する光変換部材と、
前記光変換部材及び前記導光板に密着される第１接着部材と、
前記光変換部材及び前記光源に密着される第２接着部材と、
前記光源から出射される光の経路を変更する光経路変換部と、を含み、
前記光源の出射面に対応する第１領域及び前記第１領域に隣接する第２領域が定義され、
前記光経路変換部は、前記第２領域に配置され、
前記光変換部材は、複数の量子ドット（ＱｕａｎｔｕｍＤｏｔ）を有し、
前記光経路変換部は、前記導光板を貫通するホールを含み、
前記光経路変換部は、前記光源から出射される光を全反射させる傾斜面を含み、
前記傾斜面は、前記光源の光軸に対して傾斜し、
前記傾斜面と前記光源の光軸の間の角度は、２５°乃至３２°である
表示装置。
前記光経路変換部は、前記光源からの光の進行方向及び前記光源の光軸の間の角度が小さくなるよう、前記光源からの光の経路を変更する、請求項１に記載の表示装置。