KR101146534B1

KR101146534B1 - 광학 유닛, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는표시 장치

Info

Publication number: KR101146534B1
Application number: KR1020050034605A
Authority: KR
Inventors: 황성용; 황인선; 김중현; 박혜은; 이상유
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2012-05-25
Also published as: KR20060112156A; US20090034233A1; US7438459B2; USRE45749E1; US20060238875A1; US7677784B2

Abstract

입사광을 집광 및 확산시키는 광학 유닛 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치가 개시된다. 광학 유닛은 베이스, 베이스 상에 형성되어 베이스로 입사된 광을 집광하는 집광 부재들 및 집광 부재들의 표면에 형성되어 베이스로 입사된 광의 일부를 산란시키는 돌출 부재들을 포함한다. 백라이트 어셈블리는 광원들, 광원들로부터 광을 입사 받아 광을 집광 및 산란시키는 광학 유닛 및 광학 유닛 상에 배치되어 광의 정면 휘도를 향상시키는 광특성 향상 부재를 포함한다. 표시 장치는 광원, 광학 모듈 및 표시 패널을 포함한다. 따라서, 표시 장치의 표시 품질이 향상된다.

표시 장치, 백라이트 어셈블리, 광학 유닛, 상(Image), 휘선

Description

광학 유닛, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치{OPTICAL MEMBER, BACK LIGHT ASSEMBLY HAVING THE OPTICAL MEMBER AND DISPLAY DEVICE HAVING THE OPTICAL MEMBER}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 유닛의 부분 단면도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 유닛의 부분 단면도이다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 유닛의 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 유닛의 부분 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 부분 단면도이다

도 6은 도 5에 도시된 광학 유닛을 통하여 램프를 관찰하는 경우의 평면도이다.

도 7은 도 5에 도시된 백라이트 어셈블리에서 광학 유닛 상에 램프의 상들이 형성되는 위치를 나타내는 단면도이다.

도 8은 도 7에 도시된 제1 거리(Z) 및 제2 거리(D)의 상호 관계를 도시한 그래프이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.

본 발명은 광학 유닛, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 광을 집광 및 확산시키는 광학 유닛, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 표시 장치에 채용되는 백라이트 어셈블리는 광원의 배치에 따라 에지형 백라이트 어셈블리(edge type back light assembly) 및 직하형 백라이트 어셈블리(direct downward type back light assembly)로 구분된다. 에지형 백라이트 어셈블리는 도광판의 측면에 램프가 배치되는 구조로, 주로 랩탑형 및 데스크탑형 컴퓨터와 같이 비교적 디스플레이 크기가 작은 표시 장치에 적용된다. 이러한 에지형 백라이트 어셈블리는 빛의 균일성이 좋고, 수명이 길며, 표시 장치의 박형화에 유리하다는 장점이 있다.

한편, 직하형 백라이트 어셈블리는 액정 표시 장치의 크기가 대형화되면서 중점적으로 개발된 구조로, 광을 확산시키는 확산판의 하부에 하나 이상의 램프를 일렬로 배열시켜 표시 패널에 전면적으로 광을 조사한다. 이러한 직하형 백라이트 어셈블리는 에지형 백라이트 어셈블리에 비해 여러 개의 광원을 이용할 수 있기 때문에 높은 휘도를 확보할 수 있는 장점이 있다.

반면, 직하형 백라이트 어셈블리는 확산판 직하에 램프들이 배치되기 때문에 확산판 상에서 관찰하는 경우, 램프들의 형상이 확산판을 통하여 인식되는 문제점이 있다. 그 결과, 직하형 백라이트 어셈블리를 포함하는 표시 장치의 표시 품질이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술에 따른 하나 또는 그 이상의 문제점 및 제한을 실질적으로 제거함에 있다.

본 발명의 하나의 목적은 입사된 광을 집광 및 확산시켜 출사하는 광학 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 광학 유닛을 포함하여 균일한 휘도를 갖는 광을 출사하는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 백라이트 어셈블리를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 베이스, 집광 부재들 및 돌출 부재들을 포함하는 광학 유닛을 제공한다. 집광 부재들은 베이스 상에 형성되어 상기 베이스로 입사된 광 중 일부의 광을 집광시켜 출사한다. 돌출 부재들은 집광 부재의 표면에 형성되며 상기 일부의 광을 제외한 나머지 광을 산란시켜 출사한다.

선택적으로 집광 부재는 베이스로부터 돌출되며 베이스와 제1 예각을 이루는 제1 경사 평면 및 베이스로부터 돌출되고 제1 경사 평면을 향하여 기울어진 제2 경사 평면을 포함한다.

선택적으로 집광 부재는 제1 경사 평면의 상단부로부터 연장되고 베이스와 제2 예각을 이루는 제3 경사 평면 및 제2 경사 평면의 상단부로부터 연장되고 제3 경사 평면과 연결되는 제4 경사 평면을 더 포함한다.

선택적으로 집광 부재는 베이스와 평행하며 제1 경사 평면 및 제2 경사 평면과 각각 연결되는 수평면을 포함한다.

본 발명의 다른 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 광원들, 광학 유닛 및 광특성 향상 부재를 포함하는 백라이트 어셈블리를 제공한다. 광학 유닛은 베이스, 집광부 및 돌출부들을 포함한다. 베이스는 광원으로부터 출사된 광을 입사 받는다. 집광부는 베이스에 형성된다. 돌출부들은 집광부의 표면에 형성된다. 베이스로 입사된 광의 일부는 집광부를 통과하면서 광의 경로가 보다 베이스의 정면을 향하는 방향으로 변경되고 베이스로 입사된 광 중 나머지 광은 돌출부를 통과하면서 확산되어 출사된다.. 광특성 향상 부재는 광학 유닛으로부터 출사된 광을 입사 받아 광학 유닛의 정면에 대하여 광학 유닛로부터 출사되는 광보다 균일한 휘도를 갖는 광을 출사한다.

바람직하게 광학 유닛 및 광특성 향상 부재 사이에는 광원들의 개수보다 많은 개수의 광원들의 상(Image)들이 형성된다. 집광부의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 선택적으로 집광부는 경사 평면들을 포함할 수 있고 경사 평면들과 베이스가 연결되는 부분 및 경사 평면들이 상호 연결되는 부분들에는 소정의 곡률 반경을 갖는 라운드가 형성된다.

본 발명의 또 다른 목적을 구현하기 위하여, 본 발명은 광원들, 광학 모듈 및 표시 패널을 포함하는 표시 장치를 제공한다. 광학 모듈은 광원으로부터 제공된 광을 기초로 광원의 수보다 많은 수의 광원의 상들을 형성시키며, 최종적으로 광학 모듈의 정면에 대하여 실질적으로 균일한 휘도를 갖는 광을 출사한다. 표시 패널은 광학 모듈로부터 출사된 광을 기초로 영상을 표시한다.

본 발명에 따른 광학 유닛을 갖는 백라이트 어셈블리에 의하면, 광학 유닛 및 광특성 향상 부재 사이에 광원들의 개수보다 2배 이상 많은 개수의 광원들의 상들이 형성되며 동시에 광원들로부터 출사된 광이 광학 유닛을 통하여 확산된다. 따라서, 광특성 향상 부재 상에 발생되는 휘선의 정도가 크게 감소되며 표시 장치의 표시 품질이 향상된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하지만 하기 하는 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

광학 유닛

도 1을 참조하면, 광학 유닛(130)은 베이스(131), 집광 부재(133) 및 돌출 부재(139)들을 포함한다.

상기 베이스(131)는 상기 광학 유닛(130)의 몸체를 이루며 광의 투과율이 우수한 투명한 소재, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate)로 제작될 수 있다.

상기 집광 부재(133)는 상기 베이스(131) 상에 배치된다. 상기 집광 부재(133)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 상기 집광 부재(133)는 일 방향을 따라 신장된 막대 형상을 갖고 상기 베이스(131)의 일면에 복수개가 상호 평행하게 배치된다. 상기 집광 부재(133)는 상기 베이스(131)와 실질적으로 동일한 소재로 제작될 수 있다. 이와 달리 상기 집광 부재(133)는 내열성, 광 투과성, 내 화학성 등이 우수한 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate)로 제작될 수 있다.

상기 집광 부재(133)의 길이 방향에 수직한 방향으로 절단한 상기 집광 부재(133)의 단면의 형상은 대략 다각형 형상을 갖는다. 상기 집광 부재(133) 단면의 다각형 형상은 상기 광학 유닛(130)로 입사된 광을 상기 광학 유닛(130)의 정면 방향으로 광의 경로를 변경하기 위한 다양한 기하학적 구조를 가질 수 있다.

상기 집광 부재(133)는, 예를 들어, 제1 경사 평면(134) 및 제2 경사 평면(135)을 포함한다. 상기 제1 경사 평면(134)은 상기 베이스(131)로부터 돌출되며 상기 베이스(131)와 제1 예각(Θ1)을 이룬다. 상기 제2 경사 평면(135)은 상기 베이스(131)로부터 돌출되며 상기 제1 경사 평면(134)을 마주보되 상기 제1 경사 평면(134)을 향하여 기울어지게 형성된다.

도 1에서, 상기 제1 경사 평면(14) 및 상기 제2 경사 평면(135)은 상기 베이스(131)에 수직한 평면에 대하여 상호 거울 대칭을 이루며, 상기 제1 경사 평면(134) 및 상기 제2 경사 평면(135)은 상기 집광 부재(133)의 길이 방향을 따라 신장된다.

상기 베이스(131)로 입사되는 광을 상기 광학 유닛(130)의 정면 방향으로 능률적으로 집광하기 위하여 상기 제1 경사 평면(134)과 제2 경사 평면(135)이 이루는 각도는 30 도 이상 및 150 도 이하인 것이 바람직하다.

상기 제1 경사 평면(134) 및 제2 경사 평면(135)은 서로 연결되며 상기 제1 경사 평면(134) 및 제2 경사 평면(135)이 연결되는 정점부는 라운드지게 형성된다. 상기 제1 경사 평면(134) 및 제2 경사 평면(135)이 상기 베이스(131)와 각각 연결되는 기저부는 라운드지게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 베이스(131), 상기 제1 경사 평면(134) 및 제2 경사 평면(135)이 상호 연결되는 상기 기저부 및 상기 정점부를 라운드지게 형성하는 경우, 라운드진 면을 통하여 출사되는 광은 라운드 처리가 되지 않은 면을 통하여 출사되는 광에 비하여 보다 확산되어 출사된다. 따라서, 상기 광학 유닛(130)의 상부에서 관찰하는 경우 상기 광학 유닛(130)에 발생되는 휘선을 보다 감소시킬 수 있다.

상기 정점부 및 기저부의 라운드의 곡률 반경은 상기 집광 부재(133)의 피치의 약 0.05 배 이상 및 0.7 배 이하인 것이 바람직하다. 여기서 상기 집광 부재(133)의 피치는 이웃한 상기 집광 부재(133)들의 상기 정점부와 정점부 사이 간격 또는 이웃한 상기 집광 부재(133)들의 상기 기저부와 기저부 사이 간격으로 정의된다.

도 1에서는 상기 집광 부재(133)가 평면인 상기 제1 경사 평면(134) 및 상기 제2 경사 평면(135)들을 포함하는 것을 도시하였으나, 이와 달리 상기 집광 부재(133)는 곡면을 이루는 경사면들을 포함할 수 있다. 예들 들어, 상기 집광 부재(133)는 베이스(131)로부터 돌출되는 제1 경사 곡면 및 베이스(131)로부터 돌출되고 상기 제1 경사 곡면에 연결되는 제2 경사 곡면을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 경사 곡면 및 제2 경사 곡면 중 어느 하나 이상은 볼록하게 형성될 수 있 다. 이와 달리 상기 제1 경사 곡면 및 제2 경사 곡면 중 어느 하나 이상은 오목하게 형성될 수 있다.

상기 돌출 부재(139)들은 상기 집광 부재(133)의 표면으로부터 돌출된다. 상기 돌출 부재(139)들은 상기 집광 부재(133)의 표면의 일부를 커버한다. 상기 돌출 부재(139)가 상기 집광 부재(133)의 표면으로부터 돌출되는 정도 및 그 크기는 다양하게 변경될 수 있다. 상기 돌출 부재(139)는 상기 돌출 부재(139)로 인한 상기 집광 부재(133)의 표면의 거칠기가 0.1 내지 10 (micro meter root mean square)가 되도록 형성된다.

도 2를 참조하면, 광학 유닛(230)는 베이스(231), 집광 부재(233) 및 돌출 부재(239)들을 포함한다. 상기 광학 유닛(230)은 도 1에 도시된 상기 광학 유닛(130)과 비교할 때 상기 집광 부재(233)가 포함하는 경사 평면의 개수를 제외하고는 실질적으로 동일하다.

상기 집광 부재(233)는 상기 집광 부재(233)의 길이 방향을 따라 신장된 제1 내지 제4 경사 평면들(234, 235, 236, 237)을 포함한다.

상기 제1 경사 평면(234)은 상기 베이스(231)로부터 돌출되며 상기 베이스(231)와 제1 예각(Θ2)을 이룬다. 상기 제2 경사 평면(235)은 상기 베이스(231)로부터 돌출되며 상기 제1 경사 평면(234)을 마주보되 상기 제1 경사 평면(234)을 향하여 기울어지게 형성된다. 도 2에서 상기 제1 경사 평면(234) 및 상기 제2 경사 평면(235)은 상기 베이스(231)에 수직한 평면에 대하여 상호 거울 대칭을 이룬다.

상기 제3 경사 평면(236)은 상기 제1 경사 평면(234)의 상단부로부터 연장되며 상기 베이스(231)와 제2 예각(Θ3)을 이룬다. 상기 제4 경사 평면(237)은 상기 제2 경사 평면(235)의 상단부로부터 연장되며 상기 제3 경사 평면(236)에 연결된다. 도 2에서 상기 제3 경사 평면(236) 및 상기 제4 경사 평면(237)은 상기 베이스(231)에 수직한 평면에 대하여 상호 거울 대칭을 이룬다.

상기 제1 예각(Θ2) 및 상기 제2 예각(Θ3)은 서로 다른 값을 갖는다. 도 2에서 상기 제2 각도(Θ3)는 제1 각도(Θ2)보다 크다. 상기 제3 경사 평면(236) 및 상기 제4 경사 평면(237)이 이루는 각도는 30 도 이상 및 150 도 이하인 것이 바람직하다.

상기 베이스(231)와 상기 제1 경사 평면(234) 및 상기 제2 경사 평면(235)이 연결되는 기저부들 및 상기 제3 경사 평면(236) 및 상기 제4 경사 평면(237)이 연결되는 정점부는 소정의 곡률 반경을 갖도록 라운드지게 형성된다.

도 3을 참조하면, 광학 유닛(330)은 베이스(331), 집광 부재(333) 및 돌출 부재(339)들을 포함한다. 상기 집광 부재(333)들은 제1 내지 제4 경사 평면들(334, 335, 336, 337)을 포함한다.

도 3에서, 상기 제1 경사 평면(334) 및 상기 제2 경사 평면(335)이 각각 베이스(331)에 대하여 이루는 제1 각도(Θ4)는 상기 제3 경사 평면(336) 및 상기 제4 경사 평면(337)이 각각 상기 베이스(331)에 대하여 이루는 제2 각도(Θ5)보다 크다는 점을 제외하면 상기 광학 유닛(330)은 도 2에 도시된 상기 광학 유닛(230)과 실 질적으로 동일하다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리가 포함하는 광학 유닛의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 광학 유닛(430)은 베이스(431), 집광 부재(433) 및 돌출 부재(439)들을 포함한다.

상기 집광 부재(433)는 상기 베이스(431)의 일면에 배치된다. 상기 집광 부재(433)는 제1 경사 평면(434), 제2 경사 평면(435) 및 수평면(436)을 포함한다.

상기 제1 경사 평면(434)은 상기 베이스(431)로부터 돌출되며 상기 베이스(431)와 제1 예각(Θ6)을 이룬다. 상기 제2 경사 평면(435)은 상기 베이스(431)로부터 돌출되며 상기 제1 경사 평면(434)을 마주보되 상기 제1 경사 평면(434)을 향하여 기울어지게 형성된다. 도 4에서 상기 제1 경사 평면(434) 및 상기 제2 경사 평면(435)은 상기 베이스(431)에 수직한 평면에 대하여 상호 거울 대칭을 이룬다.

상기 수평면(436)은 상기 베이스(431)에 평행하며 일단부가 상기 제1 경사 평면(434)의 상단부에 연결되고 상기 일단부에 대향하는 타단부가 상기 제2 경사 평면(435)의 상단부에 연결된다.

백라이트 어셈블리

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 부분 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리(100)는 광원(110)들, 광학 유닛(130) 및 광특성 향상 부재(150)를 포함한다. 도 5에 도시된 상기 광학 유닛(130)은 도 1에 도시된 상기 광학 유닛(130)과 실질적으로 동일하므로 동일한 도면 번호를 부여하고, 그 중복된 설명은 생략한다. 상기 집광 부재(133)를 집광부로 호칭하고, 상기 돌출 부재(139)를 돌출부(139)로 호칭한다.

상기 광원(110)은 형광 램프, 면광원 또는 발광 다이오드 등일 수 있다. 상기 백라이트 어셈블리(100)는 복수개의 직관 형상의 상기 램프(110)들을 포함하며, 복수개의 상기 램프(110)들은 상호 평행하게 배치된다.

상기 램프(110)는 램프 튜브 및 전극부들을 포함한다. 상기 램프 튜브는, 예를 들어, 유리로 제작되며 상기 램프 튜브의 내벽에는 형광물질이 도포되고 상기 램프 튜브의 내부 공간에는 방전가스가 충진된다. 상기 전극부들은, 예를 들어, 상기 램프 튜브의 단부에 형성된다. 외부로부터 상기 전극부들에 방전 전압이 인가되면, 상기 방전 가스는 방전을 일으키고 상기 방전에 의해 발생된 광이 상기 형광물질을 통과하며 가시광선으로 변환된다.

상기 광학 유닛(130)은 상기 램프(110)로부터 제공된 광 중 일부의 광은 광의 경로를 보다 상기 광학 유닛(130)의 정면 방향을 향하도록 변경시켜 출사하고 상기 램프(110)로부터 제공된 광 중 상기 일부의 광을 제외한 광은 산란시켜 출사한다. 이를 위하여 상기 광학 유닛(130)은 상기 램프(110)와 소정 간격 이격되게 배치되며, 상기 광학 유닛(130)은 상기 베이스(131), 집광부(133) 및 돌출부(139)들을 포함한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 램프(110)로부터 출사된 광은 상기 광학 유닛(130)의 상기 베이스(131)로 입사된다. 이때, 상기 베이스(131)로 입사된 광 중 일부는 상기 집광부(133) 표면, 예를 들어, 상기 제1 경사 평면(134) 및 상기 제2 경사 평면(135) 중 상기 돌출부(139)가 형성되지 않은 면을 통과하고, 상기 베이스(131)로 입사된 광 중 나머지 광은 상기 제1 경사 평면(134) 또는 상기 제2 경사 평면(135)에 형성된 상기 돌출부(139)를 통하여 출사된다.

이하 설명의 편의를 위하여, 상기 집광부(133)의 길이 방향에 수직한 방향으로 상기 집광부(133)를 절단한 단면을 기준으로 관찰하는 경우를 설명한다.

상기 제1 경사 평면(134) 중 상기 돌출부(139)가 형성되지 않은 면을 통하여 출사되는 광 중, 상기 제1 경사 평면(134)에 수직한 방향에 대하여 시계 방향으로 소정의 각도를 갖고 상기 제1 경사 평면(134)에 도달한 광은 상기 베이스(131)의 정면을 향하는 방향에 근접하도록 굴절된다.

반면, 상기 제1 경사 평면(134)에 수직한 방향에 대하여 반시계 방향으로 소정의 각도를 갖고 상기 제1 경사 평면(134)에 도달한 광은 상기 베이스(131)의 정면을 향하는 방향으로부터 멀어지는 방향으로 굴절된다. 한편, 상기 돌출부(139)를 통하여 출사되는 광은 산란되어 출사된다.

그 결과, 하나의 상기 램프(110)로부터 출사되는 광에 대하여 상기 광학 유닛(130)의 정면을 향하는 방향으로 광이 집중되는 2 곳이 존재하며, 상기 광학 유닛(130)의 정면을 향하는 광이 집중된 상기 2 곳에서 상기 램프의 상(Image)(111)들이 형성된다.

따라서, 상기 광학 유닛(130)의 상부에는 상기 램프(110)의 개수의 약 2배의 개수를 갖는 상기 램프의 상(111)들이 형성된다. 다만, 일부의 광은 상기 돌출부(139)로부터 출사되면서 확산되기 때문에 상기 램프의 상(111)들의 휘도는 실제 상기 램프(110)가 발생하는 광의 휘도보다 현저히 감소된다.

상기 광특성 향상 부재(150)는 상기 광학 유닛(130)으로부터 출사된 광을 입사 받아 광의 광학적 특성, 예를 들어, 휘도 균일성이 보다 향상된 광을 출사한다. 상기 광특성 향상 부재(150)는 상기 램프들의 상(111)들이 상기 광학 유닛(130) 및 상기 광특성 향상 부재(150) 사이에 형성되도록 상기 광학 유닛(130)과 소정 간격 이격 되게 배치된다. 상기 광특성 향상 부재(150)는, 예를 들어, 베이스 몸체 및 상기 베이스 몸체 상에 배치되어 입사광을 확산시키는 확산 비드들 및 상기 확산 비드들 사이에 배치되어 상기 확산 비드들을 상기 베이스 몸체에 고정하는 바인더를 포함할 수 있다.

상기 광특성 향상 부재(150) 및 상기 광학 유닛(130) 사이에 형성된 상기 램프들의 상(111)들의 개수는 실제 상기 램프(110)의 개수의 약 2 배이다. 따라서, 상기 램프의 상(111)으로부터 인식되는 광의 휘도는 감소되었지만 상기 램프의 상(111)들 사이의 상호 이격 간격은 실제 상기 램프(110)들 사이의 상호 이격 간격보다 작다.

따라서, 상기 광특성 향상 부재(150)에 대하여 입사되는 광의 휘도 분포가 보다 균일하게 된다. 그 결과, 상기 광특성 향상 부재(150)의 상부에서 관찰하는 경우, 상기 광특성 향상 부재(150)에 발생되는 휘선의 정도가 크게 감소되어 휘선 이 거의 인식되지 않는다.

한편, 상기 램프의 상(111)들의 개수가 실제 상기 램프(110)의 개수의 약 2배가되더라도 상기 램프의 상(111)들로부터 인식되는 광의 휘도가 필요 이상 큰 경우, 상기 광특성 향상 부재(150) 상에는 상기 램프의 상(111)들에 의한 휘선이 발생할 수 있다.

그러나 본 발명에 의하면, 상기 베이스(131)로 입사된 광 중 일부의 광은 상기 집광부(133)의 표면에 형성된 상기 돌출부(139)를 통하여 출사되면서 확산된다. 따라서, 상기 집광부(133)를 통하여 상기 광학 유닛(130)의 정면 방향으로 굴절되는 광의 비율이 감소되어 상기 램프의 상(111)들로부터 인식되는 광의 휘도가 크게 감소된다. 그 결과, 상기 램프의 상(111)들로 인하여 상기 광특성 향상 부재(150) 상에 휘선이 발생되는 것 또한 방지된다.

따라서, 상기 램프(110)와 상기 광특성 향상 부재(150) 간의 간격을 종래의 백라이트 어셈블리보다 좁게, 예를 들어, 상기 광특성 향상 부재(150)로부터 상기 램프(110)까지의 이격 거리를 9 mm 이하가 되게 하더라도 상기 광특성 향상 부재(150) 상에 휘선이 발생되는 것을 크게 감소시킬 수 있다. 그 결과, 상기 백라이트 어셈블리(100)를 보다 얇게 할 수 있다.

도 7은 광학 유닛 상에 램프의 상들이 형성되는 위치를 나타내는 단면도이다. 도 8은 도 7에 도시된 제1 거리(Z) 및 제2 거리(D)의 상호 관계를 도시한 그래프이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 제1 거리(Z)는 상기 램프(110)로부터 상기 집광부(133)가 형성된 상기 베이스(131)의 상면까지의 거리로 정의되고, 상기 제2 거리(D)는 상기 램프(110)의 중심을 지나고 상기 베이스(131)에 수직한 축으로부터 상기 램프의 상(111)까지의 거리로 정의된다.

상기 제1 거리(Z)와 제2 거리(D)는 비례한다. 따라서, 상기 제1 거리(Z)가 작아지면 상기 제2 거리(D)도 작아진다. 그 결과, 하나의 상기 램프(110)에 대한 2 개의 상기 램프의 상(111)들 사이의 이격 간격(2D)이 감소된다. 하나의 상기 램프(110)의 2 개의 상(111)들 사이의 이격 간격이 너무 작아지면 2 개의 상(111)들이 구별되기 어렵고 하나의 상(111)으로 인식될 수 있다.

또한 상기 제1 거리(Z)가 너무 커지면 이웃한 2 개의 상기 램프(110)들의 4 개의 상(111)들 중 서로 근접한 2개의 상(111)들이 서로 구별되기 어려워질 수 있다.

따라서, 상기 램프의 상(111)들 사이의 이격 거리를 균일하게 하고 상기 램프(110)보다 많은 개수의 상기 램프의 상(111)들을 형성하여 휘선 발생을 감소시키려는 본 발명의 목적에 부합되게 상기 제1 거리(Z)를 결정한다.

본 실시예에서, 상기 램프(110)로부터 상기 광특성 향상 부재(150)까지의 거리는 약 9mm 이하이다. 상기 제1 거리(Z)는 상기 램프(110)와 상기 광특성 향상 부재(150)의 이격 거리로부터 상기 광특성 향상 부재(150)와 상기 광학 유닛(130)의 이격 거리를 제외한 거리이다.

표시 장치

도 9를 참조하면, 표시 장치(600)는 광원(610), 광학 모듈(670) 및 표시 패널(690)을 포함한다.

상기 광원(610)은 도 5 내지 도 8에서 설명한 광원(110)과 실질적으로 동일하다.

상기 광학 모듈(670)은 상기 광원(610)의 상부에 배치되어 상기 광원(610)으로부터 제공된 광을 기초로 상기 광원(610)의 수보다 많은 수의 상기 광원의 상(611)들을 형성시키며, 최종적으로 상기 광학 모듈(670)의 정면에 대하여 실질적으로 균일한 휘도 분포를 갖는 광을 출사한다. 이를 위하여 상기 광학 모듈(670)은 광학 시트(630) 및 광특성 향상부재(650)를 포함한다.

여기서, 상기 광학 시트(630) 및 상기 광특성 향상 부재(650)는 도 5 내지 도 8에서 설명한 상기 광학유닛(130) 및 상기 광특성 향상 부재(150)와 실질적으로 각각 동일하다. 한편, 상기 광학 시트(630)는 도 5에 도시된 상기 광학 유닛(130)이 포함하는 상기 베이스(131), 상기 집광 부재(133) 및 상기 돌출 부재(139)에 각각 대응하여 몸체(631), 집광부(633) 및 돌출부(639)를 포함한다.

상기 몸체(631)로 입사된 광 중 상기 집광부(633)를 통과하는 광의 일부는 대략 상기 광학 시트(630)의 정면을 향하는 방향으로 집광된다. 그 결과, 상기 광원(610)의 수보다 많은 수의 상기 광원의 상(611)들을 형성시킨다. 한편, 상기 몸체(631)로 입사된 광 중 상기 돌출부(639)를 통과하는 광은 산란되어 출사된다.

상기 광특성 향상 부재(650)는 상기 광학 시트(630)로부터 출사된 광의 광특 성을 향상시켜 휘도 균일성이 향상된 광을 출사한다. 상기 광원의 상(611)들은 상기 광학 시트(630)와 상기 광특성 향상부재(650) 사이에 형성된다.

상기 광학 모듈(670)은 집광 시트(660)를 더 포함할 수 있다. 상기 집광 시트(660)는 상기 광특성 향상 부재(650)에 휘도 균일성이 향상된 광의 경로를 상기 표시 장치(600)의 정면 방향을 향하도록 변경하여 정면 휘도를 향상시킨다.

상기 표시 패널(690)은 상기 집광 시트(660)의 상부에 배치되어 상기 집광 시트(660)로부터 출사된 광을 기초로 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(690)은 제1 기판(691), 제2 기판(695) 및 액정층을 포함한다. 상기 제1 기판(691) 및 상기 제2 기판(695)은 서로 마주보도록 배치되며, 상기 제1 및 제2 기판들(691, 695) 사이에는 상기 액정층이 배치된다.

상기 제1 기판(691)은 매트릭스 형상으로 배치된 제1 전극들 및 각각의 상기 제1 전극에 소정의 전압을 인가하는 스위칭 소자들을 포함할 수 있다. 상기 제2 기판(695)은 상기 제1 전극들에 대향하는 제2 전극 및 광을 받아 소정의 색을 표시하는 컬러 필터를 포함할 수 있다.

외부로부터 상기 제1 전극 및 제2 전극에 각각 소정의 전압이 인가되면 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치된 상기 액정층이 포함하는 액정의 분자 배열이 변경된다. 이에 따라 상기 액정층을 통과하는 광의 투과도가 변경되어 상기 표시 패널(690)로부터 원하는 계조의 영상을 얻는다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 상기 광학 유닛은 상기 광원으로부터 출사된 광 중 일부의 광을 상기 광학 유닛의 정면 방향으로 집광하고 나머지 일부의 광을 확산시킨다. 그 결과 상기 광학 유닛 및 상기 광특성 향상 부재 사이에 상기 램프의 개수보다 약 2배 이상의 개수의 상기 램프의 상들이 형성되어 상기 광원이 보다 좁은 간격으로 배치된 것과 같은 효과를 나타낸다.

또한, 상기 램프의 상들로부터 인식되는 상기 램프의 상들의 휘도는 본래 상기 램프의 휘도보다 크게 감소된다. 그 결과, 상기 광특성 향상 부재 상에 휘선의 발생 정도가 크게 감소되며 표시 장치의 표시 품질이 향상된다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

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광을 출사하는 광원;

베이스 위에 형성되어 상기 광원에서 출사된 광을 집광시켜 출사하는 집광부와, 상기 집광부의 표면에 형성되어 상기 광원에서 출사된 광을 산란시켜 출사하는 돌출부를 포함하는 광학 유닛; 및

상기 광학 유닛으로부터 출사된 광을 입사 받아 상기 베이스의 정면에 대하여 실질적으로 균일한 휘도를 갖는 광을 출사하는 광특성 향상 부재를 포함하고,

상기 돌출부는 상기 집광부의 표면을 부분적으로 커버하여, 상기 집광부의 표면의 거칠기가 0.1 내지 10 (micro meter root mean square)가 되도록 형성되고,

상기 집광부는 상기 베이스로부터 상기 베이스와 제1 예각를 이루도록 돌출되는 제1 경사 평면 및 상기 베이스로부터 돌출되고 상기 제1 경사 평면을 향하여 기울어진 제2 경사 평면을 포함하고,

상기 광특성 향상 부재와 상기 광원과의 이격거리는 9 mm 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제9항에 있어서, 상기 집광부는 상기 광원의 신장 방향과 평행하게 신장되고,

상기 제1 경사평면 및 상기 제2 경사 평면이 이루는 상기 집광부의 꼭대기 부분은 상기 돌출부가 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
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제9항에 있어서, 상기 집광부는 상기 제1 경사 평면의 상단부로부터 연장되며 상기 베이스와 제2 예각을 이루는 제3 경사 평면 및 상기 제2 경사 평면의 상단부로부터 연장되고 상기 제3 경사면에 연결되는 제4 경사 평면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제9항에 있어서, 상기 집광부는 상기 베이스와 평행하며, 상기 제1 경사 평면 및 상기 제2 경사 평면에 각각 연결되는 수평면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
제9항에 있어서, 상기 집광부는 상기 베이스로부터 돌출된 제1 경사 곡면 및 상기 베이스로부터 돌출되고 상기 제1 경사 곡면에 연결되는 제2 경사 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
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광을 출사하는 광원;

상기 광원에서 광이 출사됨에 따라, 상기 광원의 수보다 많은 상기 광원의 상들을 형성시키는 광학 모듈; 및

상기 광학 모듈의 상부에 배치되어 상기 광학 모듈로부터 출사되는 광을 기초로 영상을 표시하는 표시 패널을 포함하고,

상기 광학 모듈은

베이스 위에 형성되어 상기 광원에서 출사된 광을 집광시켜 출사하는 집광부와, 상기 집광부의 표면에 형성되어 상기 광원에서 출사된 광을 산란시켜 출사하는 돌출부를 포함하는 광학 유닛; 및

상기 광학 유닛으로부터 출사된 광을 입사 받아 상기 베이스의 정면에 대하여 실질적으로 균일한 휘도를 갖는 광을 출사하는 광특성 향상 부재를 포함하고,

상기 돌출부는 상기 집광부의 표면을 부분적으로 커버하여, 상기 집광부의 표면의 거칠기가 0.1 내지10 (micro meter root mean square)가 되도록 형성되고,

상기 광학 유닛 및 상기 광특성 향상 부재 사이에 상기 광원의 상(Image)들이 형성되고,

상기 집광부는 상기 베이스로부터 상기 베이스와 제1 예각를 이루도록 돌출되는 제1 경사 평면 및 상기 베이스로부터 돌출되고 상기 제1 경사 평면을 향하여 기울어진 제2 경사 평면을 포함하고,

상기 광특성 향상 부재와 상기 광원과의 이격거리는 9 mm 이하인 것을 특징으로 하는 표시장치.
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제16항에 있어서, 상기 집광부는 상기 제1 경사 평면의 상단부로부터 연장되며 상기 베이스와 제2 예각을 이루는 제3 경사 평면 및 상기 제2 경사 평면의 상단부로부터 연장되고 상기 제3 경사면에 연결되는 제4 경사 평면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제16항에 있어서, 상기 집광부는 상기 베이스와 평행하며, 상기 제1 경사 평면 및 상기 제2 경사 평면에 각각 연결되는 수평면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
제16항에 있어서, 상기 집광부는 상기 베이스로부터 돌출된 제1 경사 곡면 및 상기 베이스로부터 돌출되며 상기 제1 경사 곡면에 연결되는 제2 경사 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.