KR101064076B1 - 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
실시 예에 따른 라이트 유닛은, 패턴을 갖는 플랫한 입사부와 출사부를 포함하는 렌즈; 상기 렌즈의 입사부 아래에 어레이된 복수의 발광 소자; 및 상기 복수의 발광 소자가 배치된 기판을 포함한다.

Description

라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치{LIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE HAVING THEROF}
실시 예는 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자이다. 최근 발광 다이오드는 휘도가 점차 증가하게 되어 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용이 증가하고 있으며, 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 발광 다이오드를 조합함으로써 효율이 우수한 백색 광을 발광하는 발광 다이오드도 구현이 가능하다.
실시 예는 복수의 발광 소자 위에 세미실린더 렌즈를 갖는 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치를 제공한다.
실시 예는 복수의 발광 소자로부터 방출된 광을 입사받는 부분에 패턴이 형성된 세미실린더 렌즈를 구비한 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치를 제공한다.
실시 예에 따른 라이트 유닛은, 패턴을 갖는 플랫한 입사부와 출사부를 포함하는 렌즈; 상기 렌즈의 입사부 아래에 어레이된 복수의 발광 소자; 및 상기 복수의 발광 소자가 배치된 기판을 포함한다.
실시 예에 따른 표시장치는, 복수의 발광 소자; 상기 복수의 발광 소자가 제1방향으로 어레이된 배치된 기판; 상기 복수의 발광소자로부터 방출된 광이 입광되는 입광부, 상기 입광부의 제1방향으로 형성된 실린더 형상의 패턴, 상기 입광부로 입사된 광을 집광하는 출사부를 포함하는 렌즈; 상기 렌즈의 일측에 도광판 및 광학 시트 중 적어도 하나를 포함하는 광학 부재; 및 상기 광학 부재 상에 표시 패널을 포함한다.
실시 예는 라이트 유닛에서의 광 손실을 줄일 수 있다.
실시 예는 사이드 타입의 라이트 유닛에서의 광 손실을 줄일 수 있다.
실시 예는 발광소자로부터 방출된 광의 혼색성 및 균일성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 1은 도 1의 렌즈의 사시도이다.
도 3은 도 1의 렌즈에서의 광 출사 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 A-A측 단면도이다.
도 5는 도 1의 B-B측 단면도이다.
도 6은 제2실시 예에 따른 라이트 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 7은 제3실시 예에 따른 라이트 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 8은 제4실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 9는 제5실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 모듈을 구비한 표시장치를 나타낸 사시도이다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 모듈을 구비한 다른 표시장치를 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 9의 결합 측 단면도이다.
도 13은 실시 예에 따른 발광 모듈을 구비한 표시장치를 나타낸 사시도이다.
실시 예에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "directly"와 "indirectly"의 의미를 모두 포함한다. 이하, 실시 예를 설명함에 있어서, 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 참조하여 설명될 수 있으며, 또한 각 층의 두께는 일 예로 설명된 것이며, 도면의 두께로 한정되지는 않는다.
도 1은 제1실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 A-A측 단면도이고, 도 2는 도 1의 렌즈를 나타낸 측 단면도이며, 도 3은 도 1의 렌즈에서의 광 출사 예를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 1의 B-B측 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 발광 모듈(101)은 복수의 발광 소자(100), 및 소정 길이를 갖는 렌즈(150) 예컨대, 세미실린더(semi-cylinder) 렌즈(150)를 포함한다.
상기 복수의 발광 소자(100)는 적색, 녹색, 적색, 자외선(UV), 백색 등의 광 을 발광하는 소자 중에서 적어도 하나를 포함한다. 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광은 발광 다이오드로부터 방출된 광이거나, 다른 컬러의 광과 혼합된 광을 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 소자(100)는 상기 렌즈(150)의 아래에 상기 렌즈(150)의 X축 방향을 따라 어레이된다. 상기 복수의 발광 소자(100)는 일정한 간격 또는 불규칙한 간격으로 배열될 수 있다. 상기 렌즈(150)는 2개 이상의 발광 소자(100)가 배열되는 영역의 위를 커버하는 길이를 갖는 렌즈를 포함하며, 예컨대, 반구형 또는 세미 실린더 렌즈를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해 상기 렌즈(150)는 세미 실린더 렌즈로 설명한다.
상기 복수의 발광 소자(100)은 어느 하나 또는 복수의 지지 부재 상에 배치될 수 있다. 상기 지지부재는 기판, 방열 플레이트 등을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 발광 소자(100)는 몸체(10), 리드 전극(11,13), 발광 다이오드(20), 및 수지물(30)을 포함한다. 상기 몸체(10)는 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), AlOx, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO) 및 PCB(Printed Circuit Board) 기판, 각종 수지 재질(예: PPA) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(10)가 전기 전도성을 갖는 재질로 형성된 경우, 상기 몸체(10)의 표면에는 절연막(미도시)이 형성되어, 상기 몸체(110)와 다른 프레임들과의 전기적인 쇼트를 방지할 수 있다. 상기 리드 전극(11,13)은 하나 또는 복수개를 포함할 수 있다. 상기 리드 전극(11,13)의 재질은 전기 전도성을 갖는 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 규소(Si), 저마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1,2 리드 전극(11,13)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 리드 전극(11,13)은 상기 몸체(10)의 사출 성형 공정에 의해 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 리드 전극(11,13)은 상기 몸체(10) 내에 관통되도록 배치될 수 있다.
상기 몸체(10) 상부에는 캐비티(30)가 형성될 수 있으며, 상기 캐비티(30)에는 상기 리드 전극(11,13)의 일부가 배치될 수 있다. 상기 캐비티(10) 내의 리드 전극(11,13)에는 발광 다이오드(20)가 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 캐비티(30)는 상기 몸체(10)와 별도로 형성되거나 형성되지 않을 수 있으며, 또한 단층 캐비티 구조가 아닌 다층 캐비티 구조로 형성될 수 있다. 상기 캐비티(30)의 둘레면은 경사지게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 다이오드(20) 위에는 수지물이 형성된다. 상기 수지물은 상기 발광 다이오드(20)가 캐비티(30) 내에 배치된 경우, 상기 캐비티(30)에 몰딩될 수 있다. 상기 수지물은 에폭시 또는 실리콘과 같은 투광성 수지 재료로 포함하거나, 상기 발광 다이오드(20)로부터 방출된 광을 외부로 가이드하여 추출할 수 있는 저 굴절률(예: n<2.3)을 갖는 투광성 재료로 형성될 수 있다. 상기 수지물의 표면 즉, 광 출사면은 오목한 형상, 플랫한 형상, 및 볼록한 형상 중 어느 한 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(100)의 광 출사면의 폭(D3)은 상기 세미실린더 렌즈(150)의 폭(도 1의 D1)과 같거나 좁을 수 있으며, 이 경우 상기 광 출사면으로 방출된 대부분의 광은 상기 세미실린더 렌즈(150)에 손실없이 입사될 수 있다. 상기 발광 소자(100)의 Y축 방향 길이는 상기 세미실린더 렌즈(150)의 폭(D1)보다 좁거나 클 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 복수의 발광 소자(100)는 서로 직렬로 연결되거나 일정 개가 병렬로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 세미실린더 렌즈(150)는 X축 방향의 길이(D2)가 Y축 방향의 폭(D1)보다 긴 구조인 반원통형, 반구 형상, 또는 다각형 형상 등을 포함할 수 있다. 상기 X축 방향은 Y축 방향과 직교하는 방향이며, Z축 방향은 광이 출사되는 방향이 될 수 있다. 상기 세미실린더 렌즈(150)의 길이(D2)는 폭(D1)보다 적어도 2배 더 길게 배치되거나 일정 개의 발광 소자(100)가 어레이된 길이를 가질 수 있다.
상기 세미실린더 렌즈(150)의 재질은 플라스틱 재질 또는 유리 재질을 포함할 수 있다. 또한 상기 세미실린더 렌즈(150)는 상기 수지물 재질이거나 상기 수지물의 굴절률과 유사한 투광성 재질로 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 세미실린더 렌즈(150)는 실질적인 렌즈 하부인 입사부(151), 상기 입사부(151)의 소정 영역에 X축 방향으로 형성된 패턴(152), 및 광이 출사되는 출사부(153)를 포함한다.
상기 세미실린더 렌즈(150)의 입사부(151)는 광을 입사받게 되며, 상기 패턴(152)은 상기 입사되는 광을 굴절 또는 확산시켜 준다. 상기 패턴(152)은 실린더형상의 패턴으로서, 상기 입사부(151)의 평면에 대해 음각 형상으로 형성될 수 있다. 상기 출사부(153)는 상기 입사부(151) 및 패턴(152)으로 입사된 광을 집광시켜 주게 된다.
상기 세미실린더 렌즈(150)의 입사부(151)는 입사되는 광을 입사받고, 상기 패턴(152)은 상기 입사된 광을 렌즈 내부로 확산시켜 주게 된다. 상기 출사부(153)는 상기 입사부(151) 및 상기 패턴(152)으로부터 입사된 광을 집광시켜 주게 된다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 세미실린더 렌즈(150)의 패턴(152)은 상기 발광 소자(100)의 발광 다이오드(10)와 거의 수직한 방향에 배치될 수 있다. 상기 패턴(152)과 발광 소자(100)의 광 출사면 사이의 영역(도 4의 P1)은 공기로 채워지거나 다른 투광성 수지층이 형성될 수 있다.
상기 세미실린더 렌즈(150)의 입사부(151)는 상기 발광소자(100)의 실질적인 상면과 접착제로 접착될 수 있으며, 상기 접착제는 투광성 접착제로서 실리콘 또는 에폭시와 같은 물질을 포함할 수 있다. 상기 투광성 접착제는 상기 발광 소자(100)의 광 출사면을 통해 방출된 광을 손실없이 상기 세미실린더 렌즈(150)에 전달해 주게 되며, 이때 상기 발광 소자(100)의 광 출사면에서의 반사율을 줄여줄 수 있다. 상기 세미실린더 렌즈(150)의 입사부(151)와 상기 발광 소자(100)의 광 출사면은 접촉되거나 비 접촉될 수 있다.
여기서, 상기 세미실린더 렌즈(150)의 아래에 배치된 발광 소자(100)들의 간격(T1)이 일정하게 배열되지 않더라도, 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광은 상기 세미실린더 렌즈(150)에 의해 확산 및 굴절된 후 일정 조사 범위 내로 집광되어 조사될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광은 상기 세미실린더 렌즈(150)에 입사되어 집광됨으로써, 광 손실을 줄일 수 있다. 상기 조사 범위는 상기 세미실린더 렌즈(150)의 반경이나 폭에 따라 달라질 수 있다.
상기 세미실린더 렌즈(150)는 다양한 각도로 입사되는 광을 출사부(153)를 통해 집광시켜 줄 수 있어, 광도 및 색도의 균일성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 6은 제2실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 발광 모듈(102)은 세미실린더 렌즈(150)의 입사부에 서로 다른 형상의 패턴(152,151A)을 포함한다. 상기 패턴(152,151A)은 실린더 형상의 패턴인 제1패턴(152)과, 상기 제1패턴(152)의 양측에 다각 프리즘 형상의 패턴인 제2패턴(151A)이 형성된다. 상기 다각 프리즘 형상의 패턴은 요철 형태 예컨대, 삼각파 형상 또는 톱니파 형상으로 배열된다.
상기 제2패턴(151A)은 다각 프리즘 형상인 음각 및 양각 형태의 패턴이 교대로 반복되며, 그 간격은 일정하거나 불규칙할 수 있다. 또한 상기 제2패턴(151A)은 패턴 간의 간격은 외측 방향으로 진행할수록 점차 좁게 배열되거나 점차 넓게 배열될 수 있다.
상기 제1패턴(152) 및 상기 제2패턴(151A)의 길이는 상기 세미실린더 렌즈(150)와 동일한 길이로 형성될 수 있다.
상기 세미실린더 렌즈(150)의 입사부는 상기 제1패턴(152)으로 입사되는 광을 분산시켜 주며, 상기 제2패턴(151A)에 의해 광의 임계각을 변화시켜 반사광을 줄여줄 수 있다.
이에 따라 상기 세미실린더 렌즈(150)는 다양한 각도로 입사되는 광을 출사부(153)를 통해 집광시켜 줄 수 있어, 광도 및 색도의 균일성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 7은 제3실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 7을 참조하면, 발광 모듈(103)은 기판(50) 위에 복수의 발광 다이오드(20A)가 어레이되며, 상기 복수의 발광 다이오드(20A) 위에 세미실린더 렌즈(150)가 배치된다.
상기 기판(50)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(50)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 복수의 발광 다이오드(20A)는 상기 기판(50) 위에 칩 형태이거나 패키징 형태로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 복수의 발광 다이오드(20A)는 상기 세미실린더 렌즈(150)의 제1패턴(152)에 대응되도록 어레이되며, 일정 간격 또는 불규칙한 간격으로 배열될 수 있다.
상기 세미실린더 렌즈(150)는 폭 방향의 양단에 지지부(154)를 포함하며, 상기 지지부(154)는 상기 세미실린더 렌즈(150)의 실질적인 입사부(151B)보다 하 방향으로 돌출되어 지지 역할을 수행하게 된다. 상기 지지부(154)는 상기 기판(50)의 양측을 따라 배치되며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 세미실린더 렌즈(150)의 입사부(151B)와 상기 기판(50) 사이에는 접착제나 투광성 수지물이 형성될 수 있다.
도 8은 제4실시 예에 발광 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 8을 참조하면, 발광 모듈(104)는 복수의 발광 소자(100)의 위를 커버하도록 배치된 렌즈(150A)를 포함한다. 상기 렌즈(150A)의 광 출사부(153A)는 다각 형상 예컨대, 6각면으로 형성될 수 있다. 상기 렌즈(150A)의 광 출사부(153A)는 입사부를 통해 입사된 광을 양 사이드 방향으로 분산시켜 줄 수 있다.
도 9는 제5실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 9를 참조하면, 발광 모듈(105)는 복수의 발광 소자(100)의 위를 커버하도록 배치된 렌즈(150B)를 포함한다. 상기 렌즈(150B)는 반구 형상의 광 출사부(153B)를 포함하며, 상기 광 출사부(153B)의 중앙에 상기 렌즈 길이 방향으로 오목한 홈(153C)이 형성되며, 상기 오목한 홈(153C)에 반사 부재(160)가 형성된 구성이다. 상기 반사 부재(160)는 입사되는 광을 양 사이드 방향으로 분사시켜 주거나 일부 광은 투과될 수 있으며, 그 재질은 알루미늄(Al) 및 은(Ag)을 선택적으로 포함하는 금속 재질, 포토레지스트, 또는 TiO2와 같은 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 반사 부재(160)는 광의 투과율보다는 반사율이 더 높은 재질로 이루어질 수 있다. 상기 렌즈(150B)는 복수의 발광소자(100)로부터 입사된 광을 양 사이드로 분산시켜 줄 수 있다.
실시예에 따른 발광 모듈은 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 도 10 내지 도 13의 표시 장치에 적용될 수 있으며, 또한 조명, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등에도 적용될 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 모듈을 구비한 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 광을 제공하는 발광 모듈(1031)과, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 플레이트(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 발광 모듈(1031) 및 반사 플레이트(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사 플레이트(1022), 발광 모듈(1033), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판(1041)의 하면은 반사 패턴으로 형성될 수 있으며, 그 상면은 패턴이 없는 평탄한 구조이거나 프리즘 형상과 같은 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 입광부에 광을 제공하게 된다. 상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 광을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치(1000)의 광원으로써 작용하게 된다. 복수의 발광 모듈(1031)을 이용하여 상기 도광판(1041)의 적어도 2측면에 배치될 수 있다.
상기 발광모듈(1031)은 기판(1033), 복수의 발광 소자(100), 및 세미 실린더 렌즈(150)를 포함한다. 상기 발광 모듈(1031)은 상기의 실시 예에 개시된 어느 한 구조를 포함하며, 상기 세미실린더 렌즈(150)는 실시 예에 따른 복수의 발광 소자(100)와 상기 도광판(1041)의 일 측면 사이에 배치될 수 있다. 상기 세미실린더 렌즈(150)는 상기 발광 모듈(1031)에 포함되거나 별도의 구성 요소로 정의될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(100)는 상기 기판(1033)이 아닌 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 수 있다. 이 경우 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다.
상기 세미실린더 렌즈(150)는 상기 복수의 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 상기 도광판(1041)의 일 측면으로 집광시켜 주게 되며, 이에 따라 상기 도광판(1041)과 상기 발광 소자(100) 사이로 누설되는 광의 손실을 줄일 수 있다. 상기 도광판(1041)으로 입사된 광은 도광판 내부로 가이드되어 면 광원이 된다.
상기 발광 소자(100)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 플레이트(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 플레이트(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트 유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 플레이트(1022)는 고반사 물질 예컨대, 알루미늄(Al), 은(Ag) 등을 포함하는 시트이거나, 상기 바텀 커버(1011)의 상부에 코팅된 면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 발광모듈(1031) 및 반사 플레이트(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 형광시트, 또는 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 형광 시트는 형광체를 포함한 시트로서, 한 가지 색 또는 여러가지 색을 포함한 형광체를 구성할 수 있다. 또한 상기 형광시트는 일종 또는 이종의 형광체를 단층 또는 다층으로 구성할 수 있다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
여기서, 상기 발광 모듈(1031)로부터 방출된 광의 진행 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051) 등을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 11는 실시 예에 따른 발광 모듈을 구비한 표시 장치를 나타낸 사시도이며, 도 12는 도 11의 결합 측 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 표시 장치(1000A)는 바텀 커버(1011), 반사 플레이트(1020), 발광 모듈(1031), 도광판(1041), 광학 시트(1051), 및 표시 패널(1061)을 포함한다.
상기 발광 모듈(1031)은 광을 발생하고 발생된 광을 집광시켜 제공하고, 상기 도광판(1041)은 상기 발광모듈(1031)로부터 입사된 광을 면 광원으로 변환하여 표시 패널(1061)의 방향으로 제공하게 된다. 상기 도광판(1041)의 하면은 반사 패턴으로 형성될 수 있으며, 그 상면은 패턴이 없는 평탄한 구조이거나 프리즘 형상과 같은 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(1031)은 상기 바텀 커버(1011) 내의 일 측면에서 상기 반사 플레이트(1020)의 일부와 결합될 수 있다.
상기 반사 플레이트(1020)는 바텀부(1023), 사이드부(1024) 및 탑부(1025)를 포함한다. 상기 바텀부(1023)는 상기 바텀 커버(1011)의 바닥면에 배치되며, 상기 도광판(1041) 및 상기 발광 소자(100)를 통해 하부로 진행하는 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 사이드부(1024)는 상기 바텀부(1023)의 일단으로부터 수직 방향으로 꺽여지며 그 내측에는 개구부(1026)를 구비하며, 상기 개구부(1026)는 발광 소자(100)의 어레이 방향(즉, X축 방향)으로 형성될 수 있다. 상기 개구부(1026)에는 상기 발광 소자(100) 및 상기 세미실린더 렌즈(150)이 삽입될 수 있다.
상기 반사부재(1020)의 사이드부(1024)는 상기 기판(1033)에 부착될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 탑부(1025)는 상기 사이드부(1024)로부터 내측 방향으로 절곡되어 상기 바텀부(1023)의 일측과 대향되게 된다.
여기서, 상기 반사 플레이트(1020)의 사이드부(1024)의 높이는 상기 도광판(1041)의 두께와 유사하거나 더 높을 수 있다. 상기 반사 플레이트(1020)의 탑부(1025)는 상기 도광판(1041)의 상면 가장자리와 중첩될 수 있다.
상기 반사 플레이트(1020)의 탑부(1025)와 바텀부(1023)는 상기 발광 소자(100)와 상기 도광판(1041) 사이의 상측 및 하측에 배치되어, 상기 세미실린더 렌즈(150)로부터 조사된 광 중에서 누설되는 광을 반사시켜 주게 된다. 이에 따라 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광 손실을 줄일 수 있고, 전체적인 휘도를 개선시켜 줄 수 있다.
또한 상기 반사 플레이트(1020)의 탑부(1025)는 상기 도광판(1041)과 상기 기판(1033) 사이를 통해 상 방향으로 누설되는 광을 차단시켜 줌으로써, 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 이러한 빛샘 현상을 방지하여 라이트 유닛(1050)의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 13은 실시 예에 따른 발광 모듈을 구비한 다른 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 복수의 발광 모듈(1060), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 발광 모듈(1060)은 상기 기판(1120), 상기 발광 소자(100) 및 세미실린더 렌즈(150)를 포함한다. 라이트 유닛(1050)는 바텀 커버(1152), 복수의 발광 모듈(1060), 광학 부재(1154)를 포함할 수 있다.
상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 모듈(1060)은 상기 기판(1120) 위에 복수의 발광 소자(100)가 어레이되며, 상기 복수의 발광 소자(100) 위에는 도 1과 같이 세미실린더 렌즈(150)가 배치된다. 상기 세미실린더 렌즈(150)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 집광시켜 줄 수 있으며, 이러한 집광 기능을 하는 세미실린더 렌즈(150)에 의해 광도는 개선될 수 있다. 여기서, 상기 세미실린더 렌즈(150) 간의 간격(T2)은 상기 표시 패널(1155) 상에서 암부가 발생되지 않도록 배열할 수 있다.
상기 세미실린더 렌즈(150)과 상기 광학 부재(1155) 사이는 이격될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 광학 부재(1154)는 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
여기서, 상기 세미실린더 렌즈(150) 간의 간격(T2)를 조절하기 위해, 상기 세미실린더 렌즈(150) 내부에 확산제를 첨가하거나, 상기 도광판과 광학 시트의 적층 구조로 배치할 수 있다. 이에 따라 세미실린더 렌즈(150)의 간격(T2)을 이격시키더라도, 광의 균일성은 개선될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 모듈은 표시장치 뿐만 아니라, 램프 등과 같은 조명 시스템, 지시 장치, 전광판 등에 선택적으로 적용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
101,102,103,1031,1160 : 발광 모듈, 100 : 발광소자, 150 : 세미실린더 렌즈, 50,1033,1120: 기판, 151: 입사부, 152,151A : 패턴, 153: 출사부, 1011,1152: 바텀 커버, 1022: 반사부재, 1041: 도광판, 1051: 광학 시트, 1061,1155: 표시 패널, 1155: 광학 부재, 1050,1150: 라이트 유닛

Claims (17)

  1. 제1패턴을 갖는 플랫한 입사부와 출사부를 포함하는 렌즈;
    상기 렌즈의 입사부의 플랫한 영역 아래에 어레이된 복수의 발광 소자; 및
    상기 복수의 발광 소자가 배치된 기판을 포함하며,
    상기 렌즈의 입사부의 제1패턴은 상기 렌즈의 입사부 중심에 상기 렌즈의 길이 방향으로 음각 형상을 형성되며,
    상기 복수의 발광 소자는 상기 렌즈의 길이 방향으로 어레이되며,
    상기 렌즈의 입사부는 상기 렌즈의 입사부 중심 양측 하면이 요철로 형성된 제2패턴을 포함하며,
    상기 입사부의 제1패턴은 실린더 형상으로 형성되며, 상기 제2패턴은 프리즘 형상으로 형성되고,
    상기 복수의 발광 소자는 몸체, 상기 몸체에 배치된 복수의 리드 전극 및 상기 복수의 리드 전극에 전기적으로 연결된 발광 다이오드를 포함하며,
    상기 발광 소자의 몸체와 상기 복수의 리드 전극 중 적어도 하나는 상기 렌즈의 입사부의 에지 부분과 동일 선상에 배치되는 라이트 유닛.
  2. 제1패턴을 갖는 플랫한 입사부와 출사부를 포함하는 렌즈;
    상기 렌즈의 입사부의 플랫한 영역 아래에 어레이된 복수의 발광 소자; 및
    상기 복수의 발광 소자가 배치된 기판을 포함하며,
    상기 복수의 발광 소자는 상기 렌즈의 길이 방향으로 어레이되며,
    상기 렌즈의 입사부의 제1패턴은 상기 렌즈의 입사부 중심에 상기 렌즈의 길이 방향으로 음각 형상을 형성되며,
    상기 렌즈의 출사부의 중심부에는 상기 렌즈의 길이 방향으로 오목한 홈; 및 상기 홈에 상기 렌즈 길이 방향으로 형성된 반사 부재를 포함하는 라이트 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 발광 소자의 너비 중 어느 한 너비는 상기 렌즈의 제1패턴의 폭보다는 크고 상기 렌즈의 폭 이하로 형성되는 라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자의 몸체는 상부가 개방된 캐비티를 포함하며,
    상기 캐비티에 상기 발광 다이오드를 덮는 수지물을 포함하며,
    상기 캐비티의 개방된 상부 폭은 상기 제1패턴의 폭보다 더 넓은 라이트 유닛.
  5. 제2항에 있어서, 상기 발광 소자는 상부가 개방된 캐비티를 갖는 몸체; 상기 몸체의 캐비티에 배치된 복수의 리드 전극; 상기 복수의 리드 전극에 전기적으로 연결된 발광 다이오드; 및 상기 발광 다이오드를 덮는 수지물을 포함하며,
    상기 캐비티의 개방된 상부 폭은 상기 제1패턴의 폭보다 더 넓은 라이트 유닛.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발광 소자와 상기 렌즈의 입사부의 중심 양측 사이에 투광성 접착제를 더 포함하는 라이트 유닛.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 렌즈의 출사부에 대응되는 도광판 및 광학 시트 중 적어도 하나를 포함하는 라이트 유닛.
  8. 제7항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 도광판의 적어도 한 측면에 배치되는 라이트 유닛.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 렌즈의 위 및 아래 중 적어도 하나에 반사 플레이트를 포함하는 라이트 유닛.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 발광 소자는 상기 렌즈의 길이 방향을 따라 대응되며 불규칙한 간격 또는 규칙적인 간격으로 배치되며,
    상기 각 발광 소자와 상기 입사부 사이에 배치된 투광성 수지물을 더 포함하는 라이트 유닛.
  11. 제8항에 있어서, 상기 도광판의 입광부에 패턴을 포함하는 라이트 유닛.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 렌즈의 출사부는 반원통형 또는 다각면 형상을 포함하는 라이트 유닛.
  13. 제1항에 있어서, 상기 렌즈의 출사부의 중심부에 상기 렌즈의 길이 방향으로 오목한 홈; 및 상기 홈에 형성된 반사 부재를 포함하는 라이트 유닛.
  14. 제2항에 있어서, 상기 반사 부재는 알루미늄(Al) 및 은(Ag)을 선택적으로 포함하는 금속 재질, 포토레지스트, 또는 TiO2와 같은 금속산화물 중 적어도 하나를 포함하는 라이트 유닛.
  15. 청구항 제1항 또는 제2항을 포함하는 라이트 유닛;
    상기 라이트 유닛의 일측에 도광판 및 광학 시트 중 적어도 하나를 포함하는 광학 부재; 및
    상기 광학 부재 상에 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 광학 부재의 아래에 배치된 반사 플레이트; 및
    상기 반사 플레이트 아래에 상기 광학 부재의 둘레를 커버하는 바텀 커버를 포함하는 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 라이트 유닛의 기판 및 렌즈는 상기 도광판의 적어도 2측면에 대응되는 표시 장치.

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