KR101214934B1 - 광학 렌즈, 이를 갖는 광학 모듈, 이를 갖는 백라이트어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

광학 렌즈, 이를 갖는 광학 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치가 개시되어 있다. 표시장치는 광학 모듈, 수납용기, 광 믹싱 부재, 확산판 및 표시패널을 포함한다. 광학모듈은 기판, 기판상에 배치되며, 기판을 통해 인가된 전원에 의하여 컬러광들을 발생하는 점광원들 및 각 점광원을 수용하기 위해 수납부를 갖는 제 1 렌즈부, 제 1 렌즈부를 감싸는 제 2 렌즈부 및 제 2 렌즈부에 제 1 렌즈부를 연결하는 연결부를 포함하는 광학 렌즈를 포함한다. 수납용기는 광학 모듈을 수납하고, 광 믹싱 부재는 광학 모듈에서 출사된 컬러광들을 믹싱 하여 백색광을 발생한다. 확산판은 수납용기에 배치되며, 백색광을 확산하여 확산광을 발생한다. 표시패널은 수납용기에 배치되며, 확산광을 기초로 영상을 발생한다.

Description

광학 렌즈, 이를 갖는 광학 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치{OPTICAL LENS AND OPTICAL MODULE HAVING THE OPTICAL LENS AND BACK LIGHT ASSEMBLY HAVING THE OPTICAL MODULE, AND THE DISPLAY APPARATUS HAVING THE BACK LIGHT ASSEMBLY}
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 의한 광학 렌즈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 종래 일반적인 광학 렌즈에 의한 광학 분포를 도시한 그래프이다.
도 4는 종래 광학 렌즈에 의한 휘도 분포를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 광학 렌즈에 의한 광학 분포를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 광학 렌즈에 의한 휘도 분포를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 광학 렌즈의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 광학 렌즈의 분해 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 광학 모듈의 평면도이다.
도 10은 도 9의 Ⅰ-Ⅰ 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 6 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 8 실시예에 의한 표시장치의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제 8 실시예에 의한 표시장치의 단면도이다.
본 발명은 광학 렌즈, 이를 갖는 광학 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 영상의 표시품질을 향상시킨 광학 렌즈, 이를 갖는 광학 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시장치(display apparatus)는 정보처리장치(information processing device)에서 처리된 데이터를 영상으로 변환시킨다.
표시장치는 음극선관 표시장치(Cathode Ray Tube type display device, CRT), 액정표시장치(Liquid Crystal Display device, LCD), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계발광 표시장치(electroluminescence display device) 등이 대표적이다.
이들 중 액정표시장치는 액정(liquid crystal)을 이용하여 정보를 표시한다. 일반적으로, 액정표시장치는 투과형 액정표시장치(transmissive type LCD), 반사형 액정표시장치(reflective type LCD) 및 반사-투과형 액정표시장치(reflective-transmissive type LCD)로 구분된다.
일반적으로, 이들 액정 표시장치들은 어두운 곳에서 영상을 표시하기 위해, 광원(light source)을 공통적으로 포함한다. 표시장치에 적용된 광원은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 냉음극선관 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) 및 평판형광램프(Flat Fluorescent Lamp, FFL) 등이 대표적이다.
이들 중 발광 다이오드에서 발생된 광의 휘도는 냉음극선관 램프 또는 평판형광램프에서 발생된 광의 휘도보다 높고, 발광 다이오드의 소비전력은 냉음극선관 램프 및 평판형광 램프보다 낮다.
그러나, 발광 다이오드에서 발생한 광의 휘도 균일도는 냉음극선관 램프 또는 평판형광램프에서 발생된 광의 휘도 균일도보다 낮다. 따라서, 발광 다이오드로부터 발생한 광은 영상의 표시품질을 감소시킨다.
따라서, 본 발명은 종래 기술에 따른 하나 또는 그 이상의 문제점 및 제한을 실질적으로 제거함에 있다.
본 발명에 의한 하나의 목적은 광의 휘도 및 휘도 균일성을 향상시키는 광학 렌즈를 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광학 렌즈를 포함하는 광학 모듈을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광학 모듈을 포함하는 백라이트 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 백라이트 어셈블리를 포함하는 표시장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명의 하나의 목적을 구현하기 위해 본 발명에 의한 광학 렌즈는 제 1 렌즈부, 제 2 렌즈부 및 연결부를 포함한다. 제 1 렌즈부는 점광원을 수용하는 수납부를 갖고, 제 2 렌즈부는 벽 형상을 갖고, 제 1 렌즈부의 주변을 감싼다. 연결부는 제 2 렌즈부에 제 1 렌즈부를 연결한다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 구현하기 위해 본 발명에 의한 광학 모듈은 기판, 점광원들, 광학 렌즈를 포함한다. 점광원들은 기판상에 배치되며, 기판을 통해 인가된 전원에 의하여 컬러광들을 발생한다. 광학 모듈은 각 점광원을 수용하기 위해 수납부를 갖는 제 1 렌즈부, 제 1 렌즈부의 주변을 감싸는 제 2 렌즈부 및 제 2 렌즈부에 제 1 렌즈부를 연결하는 연결부를 포함하는 광학 렌즈를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적을 구현하기 위해 본 발명에 의한 백라이트 어셈블리는 광학 모듈, 수납용기 및 광 믹싱 부재를 포함한다. 광학 모듈은 기판, 기판상에 배치되며, 기판을 통해 인가된 전원에 의하여 컬러광들을 발생하는 점광원들 및 각 점광원을 수용하기 위해 수납부를 갖는 제 1 렌즈부, 제 1 렌즈부를 감싸는 제 2 렌즈부 및 제 2 렌즈부에 제 1 렌즈부를 연결하는 연결부를 포함하는 광학 렌즈를 포함한다. 수납용기는 광학 모듈을 수납하고, 광 믹싱 부재는 광학 모듈에서 출사된 컬러광들을 믹싱 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적을 구현하기 위해 본 발명에 의한 표시장치는 광학 모듈, 수납용기, 광 믹싱 부재, 확산판 및 표시패널을 포함한다. 광학모듈은 기판, 기판상에 배치되며, 기판을 통해 인가된 전원에 의하여 컬러광들을 발생하는 점광원들 및 각 점광원을 수용하기 위해 수납부를 갖는 제 1 렌즈부, 제 1 렌즈부를 감싸는 제 2 렌즈부 및 제 2 렌즈부에 제 1 렌즈부를 연결하는 연결부를 포함하는 광학 렌즈를 포함한다. 수납용기는 광학 모듈을 수납하고, 광 믹싱 부재는 광학 모듈에서 출사된 컬러광들을 믹싱 하여 백색광을 발생한다. 확산판은 수납용기에 배치되며, 백색광을 확산하여 확산광을 발생한다. 표시패널은 수납용기에 배치되며, 확산광을 기초로 영상을 발생한다.
본 발명에 의하면, 영상의 휘도 및 영상의 휘도 균일성을 보다 향상시키는 효과를 갖는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
광학 렌즈
실시예 1
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 의한 광학 렌즈의 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 광학 렌즈(10)는 제 1 렌즈부(12), 제 2 렌즈부(14) 및 연결부(16)를 포함한다.
제 1 렌즈부(12)는 원기둥 형상을 갖는 측면(12a) 및 돔(dome) 형상을 갖는 상면(12b)을 갖는다. 제 1 렌즈부(12)의 상면(12b)은 리세스부(12d)를 포함한다.
제 1 렌즈부(12)의 상면(12b)과 대향하는 광학 렌즈(10)의 바닥면(12c)에는 발광 다이오드(light emitting diode, LED)와 같은 점광원(point light source, 미도시)을 수납하기 위한 수납부(15)가 형성된다. 수납부(15)는 칩(chip) 형상을 갖는 점광원을 수납하는 리세스(recess) 형상을 갖는다.
제 2 렌즈부(14)는 제 1 렌즈부(12)를 감싸는 형상을 갖는다. 제 2 렌즈부(14)는, 예를 들어, 원형 튜브 형상 또는 원통 형상을 갖고, 제 2 렌즈부(14)의 내부에는 제 1 렌즈부(12)가 배치된다.
본 실시예에서, 제 2 렌즈부(14)의 외측면에는 제 1 볼록부(14a)가 형성되고, 제 2 렌즈부(14)의 내측면에는 제 2 볼록부(14b)가 형성된다. 본 실시예에서, 제 1 볼록부(14a)의 제 1 곡률은 제 2 볼록부(14b)의 제 2 곡률보다 큰 것이 바람직하다. 이와 다르게, 제 2 렌즈부(14)의 외측면 및 내측면 중 외측면에 볼록부가 형성되거나, 제 2 렌즈부(14)의 외측면 및 내측면 중 내측면에 볼록부가 형성될 수 있다.
제 2 렌즈부(14)의 상단의 폭 W는 약 1.0㎜ 이하인 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 제 2 렌즈부(14)의 상단의 폭 W가 약 1.0㎜ 이상일 경우, 제 2 렌즈부(14)를 통과하는 광의 광량은 감소된다.
연결부(16)는 제 1 렌즈부(12) 및 제 2 렌즈부(14)를 상호 결합한다. 연결부(16)에 의하여 제 1 렌즈부(12) 및 제 2 렌즈부(14)는, 예를 들어, 일체로 형성된다. 구체적으로, 연결부(16)는 제 1 렌즈부(12)의 외측면 및 제 2 렌즈부(14)의 내측면을 상호 연결한다. 이와 다르게, 연결부(16)에 의하여 제 1 렌즈부(12)의 중심은 제 2 렌즈부(14)의 중심과 정렬되어, 광학 렌즈(10)에서 발생된 광의 편심은 방지한다.
본 실시예에서, 연결부(16)의 상면 및 제 1 렌즈부(12)의 상단 사이의 제 1 높이 H1은 연결부(16)의 상면 및 제 2 렌즈부(12)의 상단 사이의 제 2 높이 H2보다 다소 낮다.
본 실시예에서, 제 1 렌즈부(12) 및 제 2 렌즈부(14)는 상호 평행하게 배치되며, 제 2 렌즈부(14)는 연결부(16)에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 배치된다.
도 3은 종래 일반적인 광학 렌즈에 의한 광학 분포를 도시한 그래프이다. 도 4는 종래 광학 렌즈에 의한 휘도 분포를 도시한 그래프이다. 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 광학 렌즈에 의한 광학 분포를 도시한 그래프이다. 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 광학 렌즈에 의한 휘도 분포를 도시한 그래프이다.
도 3에서, X 축은 종래 광학 렌즈의 바닥면에 대하여 수직한 방향을 갖는 기준선을 기준으로 출사된 광의 출사각도이다. Y 축은 종래 광학 렌즈로부터 출사된 광의 휘도이다.
도 3을 참조하면, 종래 광학 렌즈로부터 출사되는 대부분의 광은 기준선에 대하여 약 -70°, 약 +70°의 각도를 형성한다.
도 4를 참조하면, 종래 광학 렌즈로부터 출사되는 대부분의 광이 기준선에 대하여 약 -70°, 약 +70°의 각도를 형성할 경우, 출사된 광의 유효 면적은 반지름이 약 43㎜인 원의 면적과 실질적으로 동일하다.
도 5에서, X 축은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 광학 렌즈(10)의 바닥면 (12c)에 대하여 수직한 방향을 갖는 기준선을 기준으로 출사된 광의 출사각도이다. Y 축은 광학 렌즈로부터 출사된 광의 휘도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 광학 렌즈(10)로부터 출사되는 대부분의 광은 기준선에 대하여 약 -88°, 약 +88°의 각도를 형성한다.
도 6을 참조하면, 종래 광학 렌즈로부터 출사되는 대부분의 광이 기준선에 대하여 약 -88°, 약 +88°의 각도를 형성할 경우, 출사된 광의 유효 면적은 반지름이 약 73㎜인 원의 면적과 실질적으로 동일하다.
따라서, 광학 렌즈(10)가 제 1 렌즈부(12) 및 제 2 렌즈부(14)를 포함할 경우, 본 발명에 의한 광학 렌즈로부터 출사된 광의 휘도 균일성은 종래 광학 렌즈로부터 출사된 광의 휘도 균일성 보다 우수하다.
실시예 2
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 광학 렌즈의 단면도이다. 본 발명의 제 2 실시예에 의한 광학 렌즈는 제 2 렌즈부를 제외하면 실시예 1의 광학 렌즈와 동일하다. 따라서, 동일한 부재에 대하여는 실시예 1에서와 동일한 참조 번호로 나타내고 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 제 2 렌즈부(18)는 제 1 렌즈부(12)의 주변에 배치되며, 제 2 렌즈부(18)는 제 1 렌즈부(12)를 감싸는 형상을 갖는다. 제 2 렌즈부(18)는, 예를 들어, 원형 튜브 형상 또는 원통 형상을 갖고, 제 2 렌즈부(18)의 내부에는 제 1 렌즈부(12)가 배치된다.
본 실시예에서, 제 2 렌즈부(18)의 외측면에는 제 1 볼록부(18a)가 형성되고, 제 2 렌즈부(18)의 내측면에는 제 2 볼록부(18b)가 형성된다. 본 실시예에서, 제 1 볼록부(18a)의 곡률은 제 2 볼록부(18b)의 곡률보다 큰 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 제 2 렌즈부(18)는 연결부(16)의 상면에 대하여 둔각 θ을 형성한다.
이와 같이 제 2 렌즈부(18) 및 연결부(16)의 사이에 형성된 각도 θ를 둔각으로 형성할 경우, 제 2 렌즈부(18)로부터 출사된 광의 휘도 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.
실시예 3
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 광학 렌즈의 분해 단면도이다.
도 8을 참조하면, 광학 렌즈(20)는 제 1 렌즈 유닛(22), 제 2 렌즈 유닛(24)을 포함한다.
제 1 렌즈 유닛(22)은 원기둥 형상을 갖는 측면(22a) 및 돔(dome) 형상을 갖는 상면(22b) 및 바닥면(22c)을 갖는다. 제 1 렌즈 유닛(22)의 상면(22b)에는 리세스(22d)가 형성된다.
제 1 렌즈 유닛(22)의 상면(22b)과 대향하는 바닥면(22c)에는 발광 다이오드와 같은 점광원을 수납하는 수납부(26)가 형성된다. 수납부(26)는 칩(chip) 형상을 갖는 점광원을 수납하는 리세스(recess) 형상을 갖는다.
제 2 렌즈 유닛(24)은 제 1 렌즈 유닛(22)과 결합된다. 제 1 렌즈 유닛(22) 과 결합된 제 2 렌즈 유닛(24)은 제 1 렌즈 유닛(22)을 감싸는 렌즈부(27) 및 연결부(28)를 포함하다.
제 2 렌즈 유닛(24)의 렌즈부(27)는 예를 들어, 원형 튜브 형상 또는 원통 형상을 갖는다. 렌즈부(27)의 외측면에는 제 1 볼록부(27a)가 형성되고, 렌즈부(27)의 내측면에는 제 2 볼록부(27b)가 형성된다.
본 실시예에서, 제 1 볼록부(27a)는 제 1 곡률을 갖고 제 2 볼록부(27b)는 제 1 곡률보다 큰 제 2 곡률을 갖는다. 이와 다르게, 렌즈부(27)에 형성되는 볼록부는 렌즈부(27)의 외측면에 선택적으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 렌즈부(27)에 형성되는 볼록부는 렌즈부(27)의 내측면에 선택적으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 렌즈부(27)의 상단의 폭 W는 약 1.0㎜ 이하인 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 렌즈부(27)의 상단의 폭 W가 약 1.0㎜ 이상일 경우, 제 2 렌즈부(27)를 통과하는 광의 광량은 감소된다.
렌즈부(27)와 일체로 형성된 연결부(28)는 제 1 렌즈 유닛(22)의 측면(22a) 및 렌즈부(27)를 상호 결합한다.
본 실시예에서, 연결부(28)의 중앙에는 제 1 렌즈 유닛(22)과 결합하기 위한 개구(28a)가 형성될 수 있다. 연결부(28)에 형성된 개구(28a)는 연결부(28) 상에 형성된 홈(recess) 또는 관통공(through hole)일 수 있다. 이와 다르게, 연결부(28)의 개구(28a)의 개구면 및 제 1 렌즈 유닛(22)의 측면(22a)은 접착 부재에 의하여 결합될 수 있다. 이와 다르게, 연결부(28)의 개구(28a)의 개구면 및 제 1 렌즈 유닛(22)의 측면(22a)은 상호 나사 결합될 수 있다.
본 실시예에서, 제 1 렌즈 유닛(22) 및 제 2 렌즈 유닛(24)의 렌즈부(27)는 연결부(28)에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 이와 다르게, 제 2 렌즈 유닛(24)의 렌즈부(27)는 연결부(28)에 대하여 둔각을 형성할 수 있다.
광학 모듈
실시예 4
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 광학 모듈의 평면도이다. 도 10은 도 9의 Ⅰ-Ⅰ 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 도 9 및 도 10을 참조하면, 광학 모듈(100)은 기판(110), 점광원(120)들 및 광학 렌즈(130)를 포함한다.
점광원(120)들 및 광학 렌즈(130)들은 기판(110) 상에 배치된다. 외부의 전원은 기판(110)을 통해 점광원(120)들로 인가되고, 점광원(120)들은 광을 발생한다. 점광원(120)들은 기판(110)을 통해 인가된 전원에 의하여 컬러광들을 발생시킨다. 컬러광들은 예를 들어, 적색광, 녹색광 및 블루광을 포함한다. 컬러광들을 발생하기 위해 점광원(120)들은, 예를 들어, 적색광을 발생하는 적색 발광 다이오드, 녹색광을 발생하는 녹색 발광 다이오드 및 블루광을 발생하는 청색 발광 다이오드를 포함한다.
점광원(120)들로부터는 광과 함께 열이 발생된다. 기판(110)은 점광원(120)에서 발생된 열을 신속하게 외부로 방열 한다. 이를 구현하기 위해 기판(110)은, 예를 들어, 열 전도성이 풍부한 금속이 표면에 코팅된 메탈 코팅 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.
광학 렌즈(130)는 기판(110) 상에 배치된 점광원(120)들을 덮고, 점광원(120)들에서 발생한 컬러광은 광학렌즈(130)를 통해 출사된다.
바람직하게, 광학 렌즈(130)는 제 1 렌즈부(132), 제 2 렌즈부(134) 및 연결부(136)를 포함한다.
제 1 렌즈부(132)는 원기둥 형상을 갖는 측면(132a) 및 돔(dome) 형상을 갖는 상면(132b)을 갖는다. 제 1 렌즈부(132)의 상면(132b)에는 리세스(132d)가 형성된다.
제 1 렌즈부(132)의 상면(132b)과 대향하는 광학 렌즈(130)의 바닥면(132c)에는 발광 다이오드와 같은 점광원(120)을 수납하는 수납부(137)가 형성된다. 수납부(137)는 칩(chip) 형상을 갖는 점광원(120)을 수납하는 리세스(recess) 형상을 갖는다.
제 2 렌즈부(134)는 제 1 렌즈부(132)의 주변에 배치되며, 제 2 렌즈부(134)는 제 1 렌즈부(132)를 감싸는 형상을 갖는다. 제 2 렌즈부(134)는, 예를 들어, 원형 튜브 형상 또는 원통 형상을 갖고, 제 2 렌즈부(134)의 내부에는 제 1 렌즈부(132)가 배치된다.
본 실시예에서, 제 2 렌즈부(134)의 외측면에는 제 1 볼록부(134a)가 형성되고, 제 2 렌즈부(134)의 내측면에는 제 2 볼록부(134b)가 형성된다. 본 실시예에서, 제 1 볼록부(134a)는 제 1 곡률을 갖고, 제 2 볼록부(134b)는 제 1 곡률보다 큰 제 2 곡률을 갖는다. 이와 다르게, 제 2 렌즈부(134)에 형성되는 볼록부는 제 2 렌즈부(134)의 외측면에 선택적으로 형성될 수 있다. 이와 다르게, 제 2 렌즈부(134)에 형성되는 볼록부는 제 2 렌즈부(134)의 내측면에 선택적으로 형성될 수 있다.
제 2 렌즈부(134)의 상단의 폭 W는 약 1.0㎜ 이하인 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 제 2 렌즈부(134)의 상단의 폭 W가 약 1.0㎜ 이상일 경우, 제 2 렌즈부(134)를 통과하는 광의 광량은 감소된다.
연결부(136)는 제 1 렌즈부(132) 및 제 2 렌즈부(134)를 상호 결합한다. 연결부(136)에 의하여 제 1 렌즈부(132) 및 제 2 렌즈부(134)는, 예를 들어, 일체로 형성된다. 구체적으로, 연결부(136)는 제 1 렌즈부(132)의 외측면 및 제 2 렌즈부(134)의 내측면을 상호 연결한다. 이와 다르게, 연결부(136)에 의하여 제 1 렌즈부(132)의 중심은 제 2 렌즈부(134)의 중심과 정렬되어, 광학 렌즈(130)에서 발생된 광이 편심 되는 것을 방지한다.
본 실시예에서, 제 1 렌즈부(132) 및 제 2 렌즈부(134)는 상호 평행하게 배치되고, 제 2 렌즈부(134)는 연결부(136)에 대하여 수직한 방향으로 배치된다. 이와 다르게, 제 2 렌즈부(134)는 연결부(136)에 대하여 둔각의 각도를 형성할 수 있다.
백라이트 어셈블리
실시예 5
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 단면도이다. 본 발명의 제 5 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 광학 모듈은 앞서 설명한 실시예 4의 광학 모듈과 동일하다. 따라서, 동일한 부재에 대하여는 실시예 4에서와 동일한 참조 번호로 나타내고 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 백라이트 어셈블리(200)는 광학 모듈(100) 및 수납용기(210)를 포함한다. 이에 더하여, 백라이트 어셈블리(200)는 선택적으로 광 믹싱 부재(250) 및 광학부재(218)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 광 믹싱 부재(250)는 도 11에 점선으로 도시되어 있다.
본 실시예에 의한 광학 부재(218)는 입사된 광을 확산시키는 확산판이다. 확산판은 광입사면(218a) 및 광입사면(218a)과 대향하는 광출사면(218b)을 포함한다. 광입사면(218a)은 평면에서 보았을 때, 직사각형 형상을 갖는다.
수납용기(210)는 바닥면(211) 및 측벽(212)들을 포함한다. 본 실시예에서, 수납용기(210)는, 예를 들어, 금속 플레이트를 절곡 하여 제작할 수 있다.
바닥면(211)은 광학부재(218)의 광입사면(218a)과 마주본다. 바닥면(211)은, 예를 들어, 광입사면(128a)의 형상과 대응하는 직사각형 형상을 갖는다.
측벽(212)들은 바닥면(211)의 주변부(peripheral portion)로부터 광학부재(218)를 향해 연장된다. 본 실시예에서, 측벽(212)들은 복수개의 측벽(212a)들로 이루어진다. 바람직하게, 본 실시예에서 바닥면(211)은 평면상에서 보았을 때 직사각형 형상을 가지고, 따라서 바닥면(211)의 주변부에는 4 개의 측벽이 배치된다.
측벽(212)들에 의하여 광학부재(218) 및 바닥면(211)의 사이에는 수납영역 (receiving region)이 형성된다.
광학모듈(100)은 수납용기(210)의 바닥면(211)의 내측면 상에 배치되고, 광학 모듈(100)은 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 발생한다.
수납용기(210)의 측벽(212)에는 광 믹싱 부재(250)가 배치될 수 있다. 광 믹싱 부재(212)는 수납용기(210)의 측벽(212)들의 내측면에 배치되며, 바닥면(211)으로부터 소정 간격 이격 된다. 광 믹싱 부재(250)는 광학 모듈(100)에서 발생된 컬러광, 예를 들면, 적색광, 녹색광 및 청색광들이 혼합되도록 하고, 이 결과 광 믹싱 부재(250)로부터는 백색광이 발생된다.
광 믹싱 부재(250)를 통해 출사된 백색광은 광학 부재(218)의 광입사면(218a)으로 입사되고, 광학 특성이 향상된 광은 광학 부재(218)로부터 출사된다. 예를 들면, 광학 부재(218)는 입사된 광을 확산시키는 확산판일 수 있다.
실시예 6
도 12는 본 발명의 제 6 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 단면도이다. 본 발명의 제 6 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 수납부를 제외하면 앞서 설명한 실시예 5의 백라이트 어셈블리와 동일하다. 따라서, 동일한 부재에 대하여는 실시예 5에서와 동일한 참조 번호로 나타내고 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 12를 참조하면, 수납용기(210)의 바닥면(211)에는 광학 모듈(100)을 수납하기 위한 수납부(211a)가 형성된다.
수납부(211a)는 바람직하게, 광학 모듈(100)에 대응하여 형성된다. 바람직하 게, 광학 모듈(100)은 수납용기(210)의 바닥면(211)에 적어도 2 개가 병렬 배치되고, 수납부(211a)는 광학 모듈(100)과 대응하는 위치에 형성된다. 본 실시예에서, 수납부(211a)는 바닥면(211) 상에 형성된 홈이다.
바닥면(211)에 수납부(211a)를 형성할 경우, 광학부재(218) 및 바닥면(110) 사이의 폭을 보다 감소시켜, 백라이트 어셈블리의 부피 및 무게를 보다 감소시킬 수 있다.
반사판(260)은 바닥면(211)에 배치되어 점선으로 도시된 광 믹싱 부재(250)로부터 반사된 광을 광 믹싱 부재(250)를 향해 반사한다.
실시예 7
도 13은 본 발명의 제 7 실시예에 의한 백라이트 어셈블리의 단면도이다. 본 발명의 제 7 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 방열부재를 제외하면 앞서 설명한 실시예 5의 백라이트 어셈블리와 동일하다. 따라서, 동일한 부재에 대하여는 실시예 5에서와 동일한 참조 번호로 나타내고 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 13을 참조하면, 수납용기(210)의 바닥면(211)에 형성된 수납부(211a) 및 광학 모듈(130)의 기판(110)의 사이에는 방열부재(270)가 개재된다. 본 실시예에 의한 방열부재(270)는, 예를 들어, 박막 형상을 갖는다. 방열부재(270)의 열전도율은 100 W/mK ~ 500 W/mK인 것이 바람직하고, 방열부재(270)의 두께는 0.020 인치 ~ 0.060 인치인 것이 바람직하다.
박막 형상을 갖는 방열부재(270)의 부피 및 사이즈는 벌크 형태의 금속 냉각 핀, 냉각 파이프 등의 부피 및 사이즈 보다 작고, 방열부재(270)의 열전도율은 금속 냉각 핀, 냉각 파이프 등의 열전도율에 비해 수~수십 배 이상 크다.
수납용기(210)의 바닥면(211) 및 광학모듈(130) 사이에 개재된 방열부재(270)에 의하여 수납용기(210)의 사이즈, 부피 및 무게는 크게 감소된다.
표시장치
실시예 8
도 14는 본 발명의 제 8 실시예에 의한 표시장치의 단면도이다. 본 발명의 제 8 실시예에 의한 표시장치는 표시패널 및 샤시를 제외하면 실시예 7의 백라이트 어셈블리와 동일하다. 따라서, 동일한 부재에 대하여는 실시예 7에서와 동일한 참조 번호로 나타내고 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 14를 참조하면, 표시장치(400)는 광학 모듈(100), 수납용기(210) 확산판(218) 및 표시패널(290)을 포함한다. 이에 더하여 표시장치(400)는 점선으로 도시된 광 믹싱 부재(250)를 더 포함할 수 있다.
수납용기(210)에 결합된 표시패널(290)은 복수개의 화소전극 및 박막 트랜지스터를 갖는 박막 트랜지스터 기판(291), 공통전극 및 컬러필터를 갖는 컬러필터 기판(293) 및 박막 트랜지스터 기판(291) 및 컬러필터 기판(293)의 사이에 개재된 액정층(292)을 포함한다.
샤시(295)는 표시패널(290)을 수납용기(210)에 고정시킨다. 샤시(295)는 제 1 샤시부(295a) 및 제 2 샤시부(295b)를 포함한다. 제 1 샤시부(295a)는 표시패널 (290)의 주변부를 눌러 고정하고, 제 2 샤시부(295b)는 제 1 샤시부(295a)로부터 제 2 고정부(295b)를 따라 연장된다. 제 2 샤시부(295b)는 수납용기(210)의 측벽에 후크 결합될 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 점광원에서 발생한 광의 휘도 및 휘도 균일성을 보다 향상시켜 표시패널에서 발생한 영상의 표시품질을 보다 향상시키는 효과를 갖는다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 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 (22)

  1. 점광원을 수용하는 수납부를 갖는 제 1 렌즈부;
    상기 제1 렌즈부의 측면과 마주보는 내측면 및 상기 내측면과 반대에 위치하는 외측면을 포함하고, 상기 제 1 렌즈부의 주변을 감싸는 제 2 렌즈부; 및
    상기 제 2 렌즈부에 상기 제 1 렌즈부를 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 제2 렌즈부는 상기 제2 렌즈부의 상기 내측면 또는 상기 외측면 중 적어도 하나에 형성된 볼록부를 포함하고,
    상기 제1 렌즈부는 돔(dome) 형상을 갖는 상면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 렌즈부는 원기둥 형상을 갖는 측면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈부는 원통 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈부는 상기 제 2 렌즈부의 상기 외측면에 형성된 제 1 볼록부 및 상기 제 2 렌즈부의 상기 내측면에 형성된 제 2 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈부는 상기 제 2 렌즈부의 상기 외측면에 형성된 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈부는 상기 제 2 렌즈부의 상기 내측면에 형성된 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부는 상기 제 1 렌즈부의 외측면 및 상기 제 2 렌즈부의 상기 내측면에 연결되는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈부는 상기 연결부에 대하여 둔각을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  9. 점광원을 수용하기 위해 수납부를 갖는 제 1 렌즈 유닛; 및
    상기 제1 렌즈 유닛의 외측면과 마주보는 내측면 및 상기 내측면의 반대에 위치하는 외측면을 포함하고 상기 제 1 렌즈 유닛의 주변을 감싸는 렌즈부 및 상기 렌즈부의 상기 내측면으로부터 연장되며, 상기 제 1 렌즈 유닛의 상기 외측면과 결합되는 개구가 형성된 연결부를 갖는 제 2 렌즈 유닛을 포함하고,
    상기 제2 렌즈 유닛은 상기 제2 렌즈 유닛의 상기 외측면 및 상기 내측면의 적어도 하나에 형성되는 볼록부를 포함하고,
    상기 제1 렌즈 유닛은 돔 형상을 갖는 상면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  10. 기판;
    상기 기판상에 배치되며, 상기 기판을 통해 인가된 전원에 의하여 컬러광들을 발생하는 점광원들; 및
    각 점광원을 수용하기 위해 수납부를 갖는 제 1 렌즈부, 상기 제1 렌즈부의 측면과 마주보는 내측면과 상기 내측면의 반대에 위치하는 외측면을 포함하고 상기 제 1 렌즈부의 주변을 감싸는 제 2 렌즈부 및 상기 제 2 렌즈부에 상기 제 1 렌즈부를 연결하는 연결부를 포함하는 광학 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 렌즈부는 상기 제2 렌즈부의 상기 내측면 또는 상기 외측면 중 적어도 하나에 형성된 볼록부를 포함하고,
    상기 제1 렌즈부는 돔(dome) 형상을 갖는 상면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 점광원은 레드 점광원, 그린 점광원 및 블루 점광원을 포함하는 광학 모듈.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈부는 상기 연결부에 대하여 둔각을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 모듈.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈부는 상기 제 2 렌즈부의 상기 외측면에 형성된 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 모듈.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈부는 상기 제 2 렌즈부의 상기 내측면에 형성된 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 모듈.
  15. 기판, 상기 기판상에 배치되며, 상기 기판을 통해 인가된 전원에 의하여 컬러광들을 발생하는 점광원들 및 각 점광원을 수용하기 위해 수납부를 갖는 제 1 렌즈부, 상기 제1 렌즈부의 측면과 마주보는 내측면 및 상기 내측면과 반대에 위치하는 외측면을 포함하고 상기 제 1 렌즈부를 감싸는 제 2 렌즈부 및 상기 제 2 렌즈부에 상기 제 1 렌즈부를 연결하는 연결부를 포함하는 광학 렌즈를 포함하는 광학 모듈; 및
    상기 광학 모듈을 수납하는 수납용기를 포함하고,
    상기 제2 렌즈부는 상기 제2 렌즈부의 상기 내측면 또는 상기 외측면 중 적어도 하나에 형성된 볼록부를 포함하고,
    상기 제1 렌즈부는 돔(dome) 형상을 갖는 상면을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 수납용기는 상기 광학 모듈을 수납하기 위해 상기 수납용기의 바닥부에 형성된 수납부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 수납용기는 상기 광학 모듈 및 상기 수납부 사이에 개재된 박막 형태의 방열판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈부는 상기 제 2 렌즈부의 상기 외측면에 형성된 제 1 볼록부 및 상기 제 2 렌즈부의 상기 내측면에 형성된 제 2 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 수납용기는 상기 광학 모듈에서 출사된 광을 확산시키는 확산판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 수납용기는 상기 광학 모듈에서 출사된 상기 컬러광들을 믹싱 하는 광 믹싱 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  21. 기판, 상기 기판상에 배치되며, 상기 기판을 통해 인가된 전원에 의하여 컬러광들을 발생하는 점광원들 및 각 점광원을 수용하기 위해 수납부를 갖는 제 1 렌즈부, 상기 제1 렌즈부의 측면과 마주보는 내측면 및 상기 내측면과 반대에 위치하는 외측면을 포함하고 상기 제 1 렌즈부를 감싸는 제 2 렌즈부 및 상기 제 2 렌즈부에 상기 제 1 렌즈부를 연결하는 연결부를 포함하는 광학 렌즈를 포함하는 광학 모듈;
    상기 광학 모듈을 수납하는 수납용기; 및
    상기 수납용기에 배치되며, 상기 광학 모듈에서 출사된 광을 확산하여 확산광을 발생하는 확산판; 및
    상기 수납용기에 배치되며, 상기 확산광을 기초로 영상을 발생하는 표시패널을 포함하고,
    상기 제2 렌즈부는 상기 제2 렌즈부의 상기 내측면 또는 상기 외측면 중 적어도 하나에 형성된 볼록부를 포함하고,
    상기 제1 렌즈부는 돔(dome) 형상을 갖는 상면을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 수납용기는 상기 광학 모듈에서 출사된 상기 광을 믹싱 하는 광 믹싱 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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