KR101351864B1 - 도광판, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치 - Google Patents

도광판, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

암부를 개선하면서 광효율을 향상시킬 수 있는 도광판, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치가 개시되어 있다. 도광판은 입사면, 출사면 및 반사면을 포함한다. 입사면은 광원의 위치에 따라 영역별로 서로 다른 모양으로 형성된 광제어 패턴들을 갖는다. 출사면은 입사면의 일 변으로부터 연장된다. 반사면은 출사면과 대향하는 위치에 형성된다. 광제어 패턴들은 광원의 중앙부에 대응되는 제1 영역에 형성되며 광원으로부터의 광을 제1 지향각으로 입사시키는 제1 제어패턴 및 제1 영역의 양측인 제2 영역에 형성되며 광원으로부터의 광을 제1 지향각보다 넓은 제2 지향각으로 입사시키는 제2 제어패턴을 포함한다. 따라서, 도광판이 입사면에 서로 다른 모양으로 형성된 광제어 패턴들을 포함함으로써, 광원인 발광 다이오드들 사이와 외측에서 발생되는 암부를 개선하면서 광효율을 향상시킬 수 있다.

Description

도광판, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치{LIGHT GUIDE PLATE, BACK LIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 도광판의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 광제어 패턴들의 일 실시예를 확대한 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 도광판과 발광 다이오드들을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 도광판의 반사면을 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 광제어 패턴들의 다른 실시예를 확대한 평면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 광제어 패턴들의 또 다른 실시예를 확대한 평면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 도광판의 다른 실시예에 따른 광제어 패턴들을 확대한 평면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 도광판의 또 다른 실시예에 따른 광제어 패턴들을 확대한 평면도이다.
도 10은 도 1에 도시된 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 1에 도시된 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 광제어 패턴들을 확대한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 백라이트 어셈블리 200 : 광원
210 : 발광 다이오드 300 : 도광판
310 : 입사면 330 : 출사면
340 : 필름 접착부 350 : 반사면
360 : 광제어 패턴 362 : 제1 제어패턴
366 : 제2 제어패턴 400 : 광학 시트
500 : 반사 시트 550 : 광원구동필름
800 : 표시 패널 900 : 패널구동필름
1000 : 표시 장치
본 발명은 도광판, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널 및 상기 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 백라이트 어셈블리는 다양한 종류의 광원을 이용하여 광을 발생한다. 특히, 상기 액정표시장치가 이동통신 단말기, 디지털 카메라 또는 멀티 미디어 플레이어와 같은 소형 전자 장치에 사용될 경우에, 상기 백라이트 어셈블리는 광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)들을 주로 사용한다.
이럴 경우, 상기 백라이트 어셈블리는 상기 발광 다이오드들이 입사면에 배치된 도광판을 더 포함한다. 상기 도광판은 구체적으로, 상기 발광 다이오드로부터의 광을 가이드하여 상기 광을 평면적으로 출사시킨다. 이때, 상기 발광 다이오드들은 상기 도광판의 면적에 따라 다양한 개수가 배치될 수 있다.
최근 들어, 상기 백라이트 어셈블리는 박형화, 소형화 및 원가 절감의 추세에 따라, 상기 발광 다이오드들의 개수를 감소시키면서 상기 도광판 중 상기 입사면에 인접하게 형성된 비표시 영역을 축소시키는 방안이 제시되고 있다.
그러나, 상기 방안에 따라, 상기 발광 다이오드들의 사이 간격도 넓어짐으로써, 상기 발광 다이오드들의 사이 및 외측에 대응해서 암부가 심각해지고, 상기 발광 다이오드들의 개수 감소로 휘도가 낮아지는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 도광판의 입사면에 광제어 패턴들을 형성하여 암부를 개선하면서 광효율을 향상시킬 수 있는 도광판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 도광판을 갖는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기한 백라이트 어셈블리를 갖는 표시 장 치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 도광판은 입사면, 출사면 및 반사면을 포함한다. 상기 입사면은 광원의 위치에 따라 영역별로 서로 다른 모양으로 형성된 광제어 패턴들을 갖는다. 상기 출사면은 상기 입사면의 일 변으로부터 연장된다. 상기 반사면은 상기 출사면과 대향하는 위치에 형성된다.
상기 광제어 패턴들은 상기 광원의 중앙부에 대응되는 제1 영역에 형성되며 상기 광원으로부터의 광을 제1 지향각으로 입사시키는 제1 제어패턴 및 상기 제1 영역의 양측인 제2 영역에 형성되며 상기 광원으로부터의 광을 상기 제1 지향각보다 넓은 제2 지향각으로 입사시키는 제2 제어패턴을 포함한다.
여기서, 상기 제1 제어패턴은 삼각의 톱니 형상을 가질 수 있다. 이에, 상기 제1 제어패턴은 상기 광원의 중심으로부터 양측으로 갈수록 피치가 길어질 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 제어패턴은 상기 광원의 중심으로부터 양측으로 갈수록 높이가 낮아질 수 있다. 또한, 상기 제1 제어패턴은 피라미드 형상을 가질 수 있다.
한편, 상기 제2 제어패턴은 타원의 톱니 형상을 가질 수 있다. 이에, 상기 제2 제어패턴은 상기 제1 영역으로부터 멀어질수록 피치가 길어질 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 제어패턴은 상기 제1 영역으로부터 멀어질수록 높이가 낮아질 수 있다.
이와 다르게, 상기 광제어 패턴들은 상기 광원으로부터 발생된 광을 지향각 이 상기 광원의 중심으로부터 양측으로 갈수록 넓어지도록 입사시키는 돌출부들을 포함할 수 있다. 이에, 상기 돌출부들은 상기 타원의 톱니 형상을 가질 수 있으며, 상기 돌출부들은 장축이 상기 광원의 중심으로부터 양측으로 갈수록 상기 입사면과 이루는 각도가 작아질 수 있다.
한편, 상기 광제어 패턴들은 주위보다 돌출된 양각 형상을 가질 수 있다. 이와 달리, 상기 광제어 패턴들은 주위보다 함몰된 양각 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 광제어 패턴들은 음각 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 반사면은 상기 광원으로부터의 광을 산란시키는 반사 패턴들을 포함할 수 있다. 상기 반사 패턴들은 상기 광원과 일정한 간격을 두고 형성된다. 상기 반사 패턴들은 상기 광원으로부터 멀어질수록 조밀하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사면은 상기 광원과 상기 반사 패턴들 사이에서 상기 입사면의 양측에 형성된 보조 반사 패턴들을 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 광원, 상기 광원이 배치되며 상기 광원의 위치에 따라 영역별로 서로 다른 모양으로 형성된 광제어 패턴들을 갖는 입사면, 상기 입사면의 일 변으로부터 연장된 출사면 및 상기 출사면과 대향하는 반사면을 포함하는 도광판 및 상기 출사면과 마주보도록 배치된 광학 시트를 포함한다. 여기서, 상기 광원은 적어도 두 개의 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 표시 장치는 광을 발생하는 광원, 상기 광원이 배치되며 상기 광원의 위치에 따라 영역별 로 서로 다른 모양으로 형성된 광제어 패턴들을 갖는 입사면, 상기 입사면의 일 변으로부터 연장된 출사면 및 상기 출사면과 대향하는 반사면을 포함하는 도광판, 및 상기 출사면과 마주보도록 배치된 광학 시트를 포함하는 백라이트 어셈블리, 및 상기 광학 시트 상에 배치되어 영상을 표시하는 표시 패널을 포함한다.
이러한 도광판, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치에 따르면, 도광판이 입사면에 배치된 광원의 위치에 따라 영역별로 서로 다른 모양으로 형성된 광제어 패턴들을 포함함으로써, 발광 다이오드들 사이 및 외측에 대응해서 형성되던 암부를 개선하면서 광효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 도광판의 일 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 광제어 패턴들의 일 실시예를 확대한 평면도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(100)는 광원(200) 및 도광판(300)을 포함한다.
상기 광원(200)은 반도체 특성을 이용하여 외부의 구동 전원을 통해 광을 발생하는 복수의 발광 다이오드(210)들로 이루어진다. 상기 발광 다이오드(210)는 일 방향을 따라 지향성을 갖는 점 형태의 광을 발생한다. 즉, 상기 발광 다이오드(210)는 임의의 점으로부터 대략적으로 퍼지는 광을 발생한다.
상기 도광판(300)은 입사면(310), 출사면(330) 및 반사면(350)을 포함한다. 상기 입사면(310)은 상기 도광판(300)의 일측에 형성된다. 상기 입사면(310)에는 상기 발광 다이오드(210)가 배치된다. 이때, 상기 발광 다이오드(210)는 복수 개가 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 발광 다이오드(210)들은 일렬로 배치된다.
상기 입사면(310)은 상기 발광 다이오드(210)의 위치에 따라 영역별로 서로 다른 지향각을 갖도록 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광을 제어하는 광제어 패턴(360)들이 형성된다. 상기 광제어 패턴(360)들은 하나의 상기 발광 다이오드(210)에 각각 대응되도록 형성된다. 즉, 상기 발광 다이오드(210)가 두 개 또는 그 이상일 경우에, 상기 광제어 패턴(360)들은 단위화되어 상기 발광 다이오드(210)들의 개수만큼 형성될 수 있다.
상기 광제어 패턴(360)들은 입사되는 광이 서로 다른 지향각으로 퍼져나가도록 하기 위하여 상기 발광 다이오드(210)의 위치에 따라 서로 다른 모양으로 형성된다. 여기서, 상기 지향각은 통상적으로, 광에 적용되는 단어이며, 그 의미는 광이 일 방향을 기준으로 바깥쪽으로 얼마정도 퍼지는 정도를 나타낸다.
상기 광제어 패턴(360)들은 기본적으로, 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광을 좁게든, 넓게든 확산시키는 역할을 한다. 또한, 상기 광제어 패턴(360)들은 주위의 상기 입사면(310)보다 돌출된 양각 형상을 갖는다.
상기 광제어 패턴(360)들은 제1 제어패턴(362) 및 제2 제어패턴(366)을 포함한다. 상기 제1 제어패턴(362)은 상기 발광 다이오드(210)의 중앙부에 대응되는 제1 영역(CA1)에 형성된다. 상기 제1 영역(CA1)은 실질적으로, 상기 발광 다이오 드(210)와 인접한 영역일 수 있다.
또한, 상기 제2 제어패턴(366)은 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광이 상기 입사면(310)의 양측 방향으로 퍼지면서 입사되도록 한다. 상기 제2 제어패턴(366)은 상기 제1 제어패턴(362)의 양측에 형성된다. 여기서, 상기 제2 제어패턴(366)이 형성된 영역을 상기 제1 영역(CA1)에 대비해 제2 영역(CA2)들로 명칭한다.
여기서, 상기 제1 영역(CA1)과 상기 제2 영역(CA2)들은 단순히 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광이 상기 입사면(310)의 정면 방향으로 입사되는지와 상기 입사면(310)의 양측 방향으로 퍼지면서 입사되는지에 따라 구분됨으로써, 상기 발광 다이오드(210)의 크기 및 광학적 또는 전기적 특징에 따라 그 경계는 다양하게 변경될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 다이오드(210)가 광을 발생하는 일면으로부터 전체적으로, 광을 출사할 경우, 상기 제1 영역(CA1)은 상기 일면의 면적에 대비하여 약 2/3 정도의 면적을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 영역(CA2)들은 각각 상기 제1 영역(CA1)의 면적에 대비해 약 1 내지 약 2배 넓은 면적을 포함할 수 있다.
상기 제1 제어패턴(362)은 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광이 제1 지향각(θ1)을 가지면서 입사되도록 한다. 또한, 상기 제2 제어패턴(366)은 상기 광이 상기 제1 지향각(θ1)보다 넓은 제2 지향각(θ2)을 가지면서 입사되도록 한다. 즉, 상기 제2 영역(CA2)들에서는 양측으로 퍼지게 하여 상기 광이 최대한 상기 입사면(310)과 인접하게 출사되도록 할 수 있다. 이와 같은 상기 제1 제어패턴(362)과 상기 제2 제어패턴(366)은 상기 도광판(300)을 제작하기 위한 금형을 변경시킴으로써, 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 도광판(300)은 상기 입사면(310)으로부터 입사된 상기 발광 다이오드(210)들로부터의 광을 가이드하는 역할을 한다.
상기 출사면(330)은 상기 입사면(310)의 일 변으로부터 연장된다. 즉, 상기 출사면(330)은 상기 도광판(300)의 상면을 의미한다. 이때, 상기 입사면(310)에 정면 방향으로 입사되는 광은 상기 제1 제어패턴(362)을 거치면서 상대적으로 좁은 상기 제1 지향각(θ1)으로 상기 도광판(300)으로 입사됨으로써, 상기 도광판(300)에서 가이드되어 상기 출사면(330)으로 출사되는 경로를 단축시킬 수 있다. 이로써, 광손실이 최소화되어 광효율을 향상시킬 수 있다.
상기 반사면(350)은 상기 도광판(300)의 하면에 형성된다. 상기 반사면(350)은 상기 입사면(310)으로부터 입사된 광을 출사면(330)으로 굴절 반사시키는 역할을 한다.
이와 같이, 상기 도광판(300)은 상기 발광 다이오드(210)로부터 발생된 점 형태의 광을 상기 출사면(330)과 같이 평면적으로 확장하여 출사시킬 수 있다.
한편, 상기 백라이트 어셈블리(100)는 상기 출사면(330)과 마주보도록 배치된 광학 시트(400), 상기 도광판(300)의 반사면(350)에 마주보도록 배치된 반사 시트(500) 및 상기 발광 다이오드(210)들의 일면에 전기적으로 연결되어 구동 전원을 인가하는 광원구동필름(550)을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 시트(400)는 상기 출사면(300)을 통해 출사되는 광의 휘도 특성을 향상시킨다. 예를 들어, 상기 광학 시트(400)는 상기 출사면(300)으로부터 출사되 는 광을 집광시켜 정면 휘도를 향상시키기 위한 집광 시트 및 상기 광을 확산시켜 휘도 균일성을 향상시키기 위한 확산 시트 등을 포함할 수 있다. 상기 반사 시트는 상기 반사면(350)으로부터 누설되는 광을 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 광원구동필름(550)은 상기 반사면(350)의 일부 면과 상기 발광 다이오드(210)들의 일면을 동시에 접착하여 상기 도광판(300)과 상기 발광 다이오드(210)들 사이가 엇갈릴 경우, 발생될 수 있는 빛샘을 방지할 수 있다.
또한, 상기 도광판(300)은 상기 발광 다이오드(210)들 사이로 연장된 별도의 연장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 연장부는 상기 광원구동필름(550)과 상기 발광 다이오드(210)들의 접착 면적을 확장하여 보다 안정적으로 상기 광원구동필름(550)과 상기 발광 다이오드(210)들을 접착하면서, 보다 확실하게 빛샘을 방지할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 도광판과 발광 다이오드들을 나타낸 평면도이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 두 개의 발광 다이오드(210)들은 서로 이격되어 도광판(300)의 입사면(310)에 배치된다.
상기 입사면(310)에는 상기 발광 다이오드(210)들 각각에 대응해서 제1 제어패턴(362)과 제2 제어패턴(366)을 갖는 광제어 패턴(360)들이 각각 형성된다.
최근, 상기 도광판(300)의 면적 대비 상기 발광 다이오드(210)들의 개수를 감소시키는 추세에 따라, 상기 발광 다이오드(210)들의 사이 거리는 점점 더 멀어지고 있다. 이에, 종래 기술에서의 설명과 같이, 상기 발광 다이오드(210)들 사이 에 대응해서 암부가 발생될 가능성이 높아지고 있다.
이에 따라, 상기 광제어 패턴(360)들은 상기 제2 제어패턴(366)을 상기 제1 제어패턴(362)보다 넓은 제2 지향각(θ2)을 갖도록 형성시킴으로써, 최대한 상기 암부의 발생을 개선할 수 있다. 실질적으로, 영상이 표시되는 표시 영역(DA)은 그 면적을 최대한 확보될 수 있다. 다시 말해, 영상이 표시되지 않는 주변 영역(EA)은 상기 제2 제어패턴(366)의 넓은 제2 지향각(θ2)을 통해 그 면적을 최소화시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 제어패턴(366)은 상기 주변 영역(EA) 중 상기 도광판(300) 중 상기 발광 다이오드(210)들에 대응되는 위치의 면적을 축소시킬 수 있다.
만약, 상기 발광 다이오드(210)들 사이의 거리를 w라고 하고, 상기 주변 영역(EA) 중 상기 입사면(310)에 대응되는 폭을 a라고 할 때, 그 비율인 a/w는 일반적으로, 약 0.3 내지 약 0.4 값을 갖는 것을 권장하고 있다.
하지만, 상기 발광 다이오드(210)들의 개수가 두 개로 줄어듬으로써, 상기 거리(w)가 길어져 상기 a/w는 상기 권장 수준인 약 0.3 내지 약 0.4보다 낮은 약 0.25로 나타난다. 이럴 경우, 상기 a/w를 상기 권장 수준으로 높이기 위하여 상기 주변 영역(EA)의 길이(a)는 길어지게 된다. 이로써, 상기 표시 영역(DA)이 좁아지게 된다. 이에, 본 발명은 상기 광제어 패턴(360)들의 상기 제2 제어패턴(366)을 통해 상기 발광 다이오드(210)들로부터의 광을 최대한 상기 입사면(310)에 근접하게 확산시킴으로써, 상기 표시 영역(DA)의 좁아짐 없이 상기 암부를 개선할 수 있는 것이다.
상기 제1 제어패턴(362)은 적어도 두 개의 경사면(363)들을 포함한다. 이는, 상기 제1 제어패턴(362)이 기본적으로, 소정 확산되는 상기 제1 지향각(θ1)을 가질 필요성이 있기 때문이다. 여기서, 상기 경사면(363)들과 상기 입사면(310)이 이루는 각도는 약 45°일 때, 상기 제1 지향각(θ1)이 가장 넓게 나타날 수 있으며, 상기 약 45°에서 약 0° 또는 약 90°로 접근할수록 상기 제1 지향각(θ1)은 좁게 될 수 있다.
일 예로, 상기 제1 제어패턴(362)은 상기 두 개의 경사면(363)들이 끝에서 만나 꼭지점(364)을 이루는 삼각의 톱니 형상을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 꼭지점(364)은 각지게 형성된다. 이와 달리, 상기 꼭지점(364)은 라운드지게 형성될 수 있다. 이럴 경우, 상기 제1 제어패턴(362)은 상기 꼭지점(364)의 위치에서 상기 제1 지향각(θ1)이 다른 위치에서보다 더 넓게 나타날 수 있다. 한편, 상기 제1 제어패턴(362)은 필요에 따라, 상기 경사면(363)들의 임의의 위치에 라운드진 돌기들을 형성하여 상기 제1 지향각(θ1)을 넓게 할 수도 있다.
또한, 상기 제1 제어패턴(362)은 서로 연접하게 형성된다. 이와 달리, 상기 제1 제어패턴(362)은 서로 일정한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 이럴 경우, 상기 제1 제어패턴(362)은 사이로 입사되는 상기 발광 다이오드(210)들로부터의 광을 그대로 상기 도광판(300)로 출사시킬 수 있다. 이러면, 상기 도광판(300)의 크기가 클 경우, 광효율적인 측면과 가공 측면에서 더 효과적일 수 있다.
또한, 상기 제1 제어패턴(362)은 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 이는, 상기 제1 제어패턴(362)이 프리즘 형상을 하면서 서로의 간격이 일정하게 이격될 경우와 출사되는 상기 제1 지향각(θ1)과 효과가 동일할 수 있다.
상기 제2 제어패턴(366)은 곡면(367)을 포함한다. 이는, 상기 제2 제어패턴(366)이 상기 제1 제어패턴(362)보다 더 확산되는 상기 제2 지향각(θ2)을 가질 필요성이 있기 때문이다. 일 예로, 상기 제2 제어패턴(366)은 반타원의 톱니 형상을 포함할 수 있다. 이럴 경우, 상기 제2 제어패턴(366)은 장축이 상기 입사면(310)에 평행하게 형성될 수 있다. 이는, 상기 반타원의 톱니 형상이 세워져 있는 것보다 누워 있을 때가 더 상기 제2 지향각(θ2)을 크게 할 수 있기 때문이다.
하지만, 상기 백라이트 어셈블리(100)가 탑재된 표시 장치의 특징에 따라, 상기 제2 지향각(θ2)을 상대적으로, 좁게 할 필요성이 있을 경우에, 상기 제2 제어패턴(366)은 장축을 상기 입사면(310)과 수직하게 형성시키거나, 소정의 예각을 이루면서 형성시킬 수 있다. 또한, 상기 제2 제어패턴(366)은 반구의 톱니 형상으로 형성시킬 수도 있다.
또한, 상기 제2 제어패턴(366)은 상기 제1 제어패턴(362)과 동일한 높이를 가질 수 있다. 이와 달리, 상기 제2 제어패턴(366)은 상기 표시 장치의 특징에 따라, 상기 제2 지향각(θ2)과 상기 제1 지향각(θ1)의 차이를 좁히거나, 넓게 하기 위하여 높이를 상기 제1 제어패턴(362)보다 소정의 차이로 낮거나 높게 형성될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 도광판의 반사면을 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 도광판(300)의 반사면(350)에는 반사 패턴(355)들이 형성된다.
상기 반사 패턴(355)들은 발광 다이오드(210)로부터 상기 도광판(300)으로 입사되는 광을 산란 반사하여 출사면(330)으로 출사되도록 한다. 상기 반사 패턴(355)들이 조밀하게 분포될수록 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광이 더 산란 반사되어 상기 출사면(330)으로 보다 많은 량의 광이 출사된다.
상기 반사 패턴(355)들은 상기 발광 다이오드(210)가 배치된 입사면(310)과 일정한 간격을 두고 형성된다. 이는, 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광이 확산될 수 있는 소정의 공간이 필요하기 때문이다. 즉, 상기 입사면(310)과 인접한 위치에서의 상기 반사 패턴(355)들은 무의미할 수 있다.
이에 따라, 상기 반사 패턴(355)들은 상기 출사면(330)에서 균일한 광이 출사되도록 하기 위하여 상기 발광 다이오드(210)로부터 멀어질수록 조밀하게 형성될 수 있다. 이때, 상기 반사 패턴(355)들은 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광이 거의 미치지 않는 상기 입사면(310)의 양측에 대응하여 집적화될 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드(210)가 적어도 두 개로 이루질 경우, 상기 반사 패턴(355)들은 상기 발광 다이오드(210)들 사이에 대응해서 집적화될 수 있다.
또한, 상기 반사면(350)은 상기 발광 다이오드(210)와 상기 반사 패턴(355)들 사이에서 상기 입사면(310)의 양측에 형성된 보조 반사 패턴(356)들을 더 포함할 수 있다. 이는, 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광이 갖는 지향성으로 인해, 상기 입사면(310)의 양측에서는 광이 거의 입사되지 않기 때문이다.
이로써, 상기 도광판(300)의 반사면(350)에 상기 반사 패턴(355)을 상기에서의 설명과 같이, 위치에 따라 서로 다른 밀도로 형성시킴으로써, 상기 출사면(330) 에서 광이 균일하게 출사되도록 할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 광제어 패턴들의 다른 실시예를 확대한 평면도이다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 광제어 패턴(374)들의 제1 제어패턴(375)은 피치(P1)가 발광 다이오드(210)의 중심으로부터 제2 제어패턴(376)으로 갈수록 길어진다.
이는, 상기 제1 제어패턴(375)이 형성된 위치에서도 그 위치에 따라 구분하여 제1 지향각(θ1)을 차별화시키기 위해서이다. 구체적으로, 상기 제1 지향각(θ1)이 상기 제1 제어패턴(375)의 중심에서보다 그 양측에서 더 넓게 형성되도록 하기 위해서이다.
상기 제1 제어패턴(375)은 그 형상을 상기 피치(P1)에 따라 연속적으로 다르게 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 제어패턴(375)은 동일한 형상으로 상기 피치(P1)만큼 이격되어 형성될 수 있다.
이로써, 상기 발광 다이오드(210)로부터 입사되는 광 중 상기 입사면(372)과 수직할수록 상기 제1 지향각(θ1)을 더 좁게 할 수 있다. 즉, 상기 제1 제어패턴(375)은 입사면(370)의 정면 방향으로 입사되는 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광을 상기 입사면(370)과 이루는 각도에 따라 세분화하여 각각을 서로 다르게 제어함으로써, 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광을 더 효율적으로 활용할 수 있다.
또한, 상기 광제어 패턴(374)들의 제2 제어패턴(376)도 피치(P2)가 상기 제1 제어패턴(375)에 인접한 위치로부터 양측으로 갈수록 길어진다. 이 경우도, 상기 제1 제어패턴(375)과 마찬가지로, 제2 지향각(θ2)을 차별화시키기 위해서이다. 구체적으로, 상기 제2 제어패턴(376)은 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광이 상기 제1 제어패턴(375)에 인접한 위치에서보다 양측에서 더 넓은 상기 제2 지향각(θ2)을 갖도록 형성된다. 상기 제2 제어패턴(376)도 상기 제1 제어패턴(375)과 마찬가지로, 그 형상을 상기 피치(P2)에 따라 연속적으로 다르게 형성될 수 있고, 동일한 형상으로 상기 피치(P2)만큼 이격되어 형성될 수 있다.
즉, 상기 발광 다이오드(210)로부터 광 중 상기 입사면(370)에 가장 작은 각으로 입사되는 광을 더 확산시켜 상기 입사면(370)과 더 인접하게 출사되도록 함으로써, 상기 발광 다이오드(210)의 양측에서 발생될 수 있는 암부를 최대로 개선할 수 있다.
이로써, 상기 제2 제어패턴(376)은 도 4에 도시된 주변 영역(EA)의 길이(a)를 더 최소화시킬 수 있다. 또한, 이는 상기 발광 다이오드(210)가 두 개 이상일 경우에, 이들 사이에 발생될 수 있는 암부를 더 개선할 수도 있다.
도 7은 도 2에 도시된 광제어 패턴들의 또 다른 실시예를 확대한 평면도이다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 광제어 패턴(384)들의 제1 제어패턴(385)은 높이(H1)가 중심에서 제2 제어패턴(386)으로 갈수록 낮아진다.
이는, 도 6에서와 같이 상기 제1 제어패턴(385)이 형성된 위치에서도 위치에 따라 구분하여 제1 지향각(θ1)을 차별화시키기 위해서이다. 여기서, 차별화시키는 방법과 효과는 도 6에서와 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 광제어 패턴(384)들의 제2 제어패턴(386)도 높이(H2)가 상기 제1 제어패턴(385)에 인접한 위치로부터 양측으로 갈수록 낮아진다. 이또한, 도 6에서와 같이 상기 제2 제어패턴(386)이 형성된 위치에서도 제2 지향각(θ2)을 차별화시키기 위해서이며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이때, 상기 제2 제어패턴(386)이 상기 높이(H2)가 양측으로 갈수록 낮아지므로, 양측에서 소정의 빛샘 현상이 발생될 수 있으므로, 상기 높이(H2)의 차이에 반대하여 상기 제2 제어패턴(386)이 형성된 입사면(380)을 가공할 수 있다. 이로써, 상기 제2 제어패턴(386)의 높이는 외관상 동일하게 형성되어 상기 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 제어패턴(385)도 상기와 같은 방법으로 상기 높이(H1)를 외관상 동일하게 형성시킬 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 도광판의 다른 실시예에 따른 광제어 패턴들을 확대한 평면도이다.
도 1 및 도 8을 참조하면, 도광판(600)의 입사면(610)에 형성된 광제어 패턴(630)들은 주위보다 함몰된 양각 형상을 갖는다.
상기 입사면(610)은 상기 광제어 패턴(630)들에 대응되는 위치에서 상기 광제어 패턴(630)들의 높이와 동일한 깊이(D)만큼 함몰된 형상을 갖는다. 이와 달리, 상기 입사면(610)은 상기 광제어 패턴(630)들의 높이보다 소정의 차이로 깊은 깊이(D)로 함몰될 수 있다.
이로써, 상기 도광판(600)이 포함된 백라이트 어셈블리(100)가 상기 광제어 패턴(630)들에 의하여 사이즈가 커지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 입사 면(610)은 상기 광제어 패턴(630)들에 대응해서 오목한 형상을 가질 수도 있다.
하지만, 상기 도광판(600)은 상기 광제어 패턴(630)들에 의해 실질적으로 영상이 표시되는 표시 영역의 넓이를 감소시킬 수 있다. 이렇게 때문에, 본 실시예는 상대적으로 사이즈가 큰 표시 장치에 사용되는 상기 백라이트 어셈블리(100)에 적용할 수 있다.
도 9는 도 1에 도시된 도광판의 또 다른 실시예에 따른 광제어 패턴들을 확대한 평면도이다.
도 1 및 도 9를 참조하면, 도광판(650)의 입사면(660)에 형성된 광제어 패턴(680)들은 상기 입사면(660)을 기준으로 음각 형상의 제1 제어패턴(682)과 제2 제어패턴(684)을 갖는다.
본 실시예에는, 상기 광제어 패턴(680)들에 의해 백라이트 어셈블리(100)의 사이즈가 증가하는 측면에서 상기 도 8과 유사하고, 상기 제1 제어패턴(682)과 상기 제2 제어패턴(684)의 형상도 음각이라는 것을 제외하고는 도 3, 도 6 및 도 7과 동일하므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 광제어 패턴(680)들은 상기의 다른 실시예에서와 같이, 상기 도광판(650)을 제작하기 위한 금형을 변경시켜 제작할 수도 있고, 상기 도광판(650)을 제작한 후, 별도의 공작 도구를 이용하여 형성시킬 수도 있다.
도 10은 도 1에 도시된 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 10을 참조하면, 도광판(700)의 입사면(710)에 형성된 광제어 패턴(730)들은 각각 사각뿔인 피라미드 형상의 제1 제어패턴(732)과 각각 반타원구 형상의 제2 제어패턴(734)을 포함한다.
상기 제1 제어패턴(732)은 격자 모양의 배열로 형성된다. 이때, 상기 제1 제어패턴(732)은 제1 영역(CA1)에 연속적으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 제어패턴(732)은 상기 도광판(700)의 사이즈가 상대적으로 클 경우, 상기 제1 영역(CA1)에서 규칙적이면서 간헐적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 제어패턴(732)은 삼각뿔 형상을 가질 수도 있다.
상기 제2 제어패턴(734)도 상기 제1 제어패턴(732)과 전체적으로, 제2 영역(CA2)들에서 동일한 배열로 형성될 수 있다. 상기 제2 제어패턴(734)은 반구 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제2 제어패턴(734)은 비드 형상으로 이루어질 수도 있다. 이와 달리, 상기 제2 제어패턴(734)은 중공 형상을 하여 상기 입사면(710)의 안쪽에 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 제어패턴(732)과 상기 제2 제어패턴(734)은 상기 입사면(710)을 기준으로 돌출된 양각 또는 함몰된 음각 형상으로 이루어질 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 도광판의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 12는 도 11에 도시된 광제어 패턴들을 확대한 평면도이다.
도 1, 도 11 및 도 12를 참조하면, 도광판(750)의 입사면(760)에 형성된 광제어 패턴(780)들은 방향성을 갖는 돌출부(782)들을 포함한다.
상기 돌출부(782)들은 상기 입사면(760)에 정면 방향으로 입사되는 중심(C)으로부터 양측으로 갈수록 지향각(θ)이 커지도록 발광 다이오드(210)로부터 발생된 광을 제어한다. 여기서, 상기 중심(C)은 실질적으로, 상기 발광 다이오드(210) 가 중심으로부터 퍼지는 지향성 광을 출사하므로, 상기 발광 다이오드(210)의 중심과 일치할 수 있다.
상기 돌출부(782)들은 상기 입사면(760)과 이루는 각도(A)가 상기 중심(C)으로부터 양측으로 작아지게 형성한다. 이는, 상기 돌출부(782)들이 갖는 방향성에 따라 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광을 굴절시켜 상기 지향각(θ)을 제어하기 때문이다.
구체적으로, 상기 지향각(θ)은 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광이 부딪히는 면의 곡면율에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 지향각(θ)은 상기 중심(C) 근처에서와 같이, 곡면율이 높은 위치에서는 좁아지고, 상기 중심(C)의 양측에서와 같이, 곡면율이 낮은 위치에서는 넓어지게 된다.
상기 돌출부(782)들은 타원체의 형상을 갖는다. 이럴 경우, 상기 돌출부(782)들은 장축에 의해 방향성이 정의된다. 즉, 상기 각도(A)는 장축과 상기 입사면(760)이 이루는 각도를 의미한다.
상기 지향각(θ)은 장축에 가까울수록 곡면율이 높아지고, 단변에 가까울수록 곡면율은 낮아지는 특징을 갖는다. 즉, 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광은 상기 중심(C)에서 장축에 가까운 위치에 부딪히다가 상기 양측으로 갈수록 상기 단변으로 가깝게 부딪히게 된다. 이로써, 상기 돌출부(782)들은 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광을 상기 중심(C)으로부터 양측으로 갈수록 상기 지향각(θ)이 넓어지도록 할 수 있다. 이와 달리, 상기 돌출부(782)들은 방향성을 갖는 다각 형상을 가질 수 있다.
이와 같이, 상기 돌출부(782)들이 상기 중심(C)으로부터 양측으로 갈수록 상기 지향각(θ)을 넓어지게 함으로써, 상기 중심(C)에 가까운 위치에서는 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광을 상기 도광판(300)을 통해 짧은 경로로 출사면(330)을 통해 출사시켜 광효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 중심(C)의 양측에서는 상기 지향각(θ)을 보다 넓게 형성시켜 상기 발광 다이오드(210)로부터의 광을 상기 입사면(760)에 근접하게 출사되도록 함으로써, 상기 발광 다이오드(210)가 두 개일 경우, 그 사이 및 외측에서 발생될 수 있는 암부를 개선할 수 있다.
한편, 상기 돌출부(782)들은 상기 지향각(θ)의 상기 중심(C)으로부터 양측으로 갈수록 넓어지는 정도를 더 심하게 하기 위하여 상기 중심(C)으로부터 양측으로 갈수록 피치를 넓게 할 수 있다. 또한, 상기 돌출부(782)들은 상기 중심(C)으로부터 양측으로 갈수록 높이를 낮게 할 수도 있다.
또한, 상기 돌출부(782)들은 상기 입사면(760)을 기준으로 돌출된 양각 형상을 갖거나, 함몰된 음극 형상을 가질 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
본 실시예에서, 광원, 도광판 및 광학 시트는 도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12에 도시된 실시예 중 적어도 어느 하나의 구조와 동일할 수 있으므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 광 원(200), 도광판(300), 광학 시트(400) 및 표시 패널(800)을 포함한다.
상기 표시 패널(800)은 상기 광학 시트(400)로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(800)은 제1 기판(810), 상기 제1 기판(810)에 대향하는 제2 기판(820) 및 상기 제1 기판(810)과 상기 제2 기판(820)의 사이에 개재된 액정층(830)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 기판(810)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor ; 이하 TFT)가 매트릭스 형태로 형성된 TFT 기판일 수 있다. 상기 제2 기판(820)은 색을 구현하기 위한 RGB 화소가 박막 형태로 형성된 컬러필터 기판일 수 있다.
또한, 상기 표시 패널(800)은 상기 제1 기판(810) 상에 배치된 구동 칩(840)을 더 포함할 수 있다. 상기 구동 칩(840)은 상기 제1 기판(810)과 상기 제2 기판(820)에 제어 신호를 인가하는 역할을 한다.
또한, 상기 표시 장치(1000)는 상기 제1 기판(810)의 단부에 연결된 패널구동필름(900)을 더 포함할 수 있다. 상기 패널구동필름(900)은 외부의 컨트롤부(미도시)와 전기적으로 연결되어 상기 구동 칩(840)에 구동 신호를 인가하는 역할을 한다.
이와 같은 도광판, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치에 따르면, 도광판이 입사면에 배치된 발광 다이오드의 위치에 따라 영역별로 서로 다른 모양으로 형성된 광제어 패턴들을 포함함으로써, 상기 광이 출사되는 지향각을 발광 다이오드의 중심으로부터 양측으로 갈수록 넓게 할 수 있다.
이로써, 발광 다이오드들 사이와 입사면의 양측에 대응해서 발생되던 암부가 개선될 수 있다. 또한, 발광 다이오드로부터의 광이 도광판을 통해 출사면으로 출사되는 경로를 짧게 하여 광효율을 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 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 (23)

  1. 광원의 위치에 따라 영역별로 서로 다른 모양으로 형성된 광제어 패턴들을 갖는 입사면;
    상기 입사면의 일 변으로부터 연장된 출사면; 및
    상기 출사면과 대향하는 반사면을 포함하고,
    상기 광제어 패턴들은 주위보다 함몰된 양각 형상으로 형성되어,
    상기 광원의 중앙부에 대응되는 제1 영역에 형성되며, 상기 광원으로부터의 광을 제1 지향각으로 입사시키는 제1 제어패턴; 및
    상기 제1 영역의 양측인 제2 영역에 형성되며, 상기 광원으로부터의 광을 상기 제1 지향각보다 넓은 제2 지향각으로 입사시키는 제2 제어패턴을 포함하며,
    상기 제1 제어패턴은 상기 광원의 중심으로부터 양측으로 갈수록 높이가 낮아지고,
    상기 제2 제어패턴은 상기 제1 영역으로부터 멀어질수록 높이가 낮아지며,
    상기 입사면은 상기 제1 제어패턴 및 제2 제어패턴의 높이가 동일하도록, 상기 광제어 패턴들의 사이 부분이 상기 제1 제어패턴 및 제2 제어패턴의 높이차에 대하여 반대로 형성되는 도광판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 제어패턴은 삼각의 톱니 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 제어패턴은 상기 광원의 중심으로부터 양측으로 갈수록 피치가 길어지는 것을 특징으로 하는 도광판.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 제어패턴은 피라미드 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 제어패턴은 타원의 톱니 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 제어패턴은 상기 제1 영역으로부터 멀어질수록 피치가 길어지는 것을 특징으로 하는 도광판.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 광제어 패턴들은 상기 광원으로부터의 광을 지향각이 상기 광원의 중심으로부터 양측으로 갈수록 넓어지도록 입사시키는 돌출부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  11. 제10항에 있어서, 상기 돌출부들은 타원의 톱니 형상을 가지며, 장축이 상기 광원의 중심으로부터 양측으로 갈수록 상기 입사면과 이루는 각도가 작아지는 것을 특징으로 하는 도광판.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서, 상기 반사면은 상기 광원으로부터의 광을 산란시키는 반사 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  16. 제15항에 있어서, 상기 반사 패턴들은 상기 광원과 일정한 간격을 두고 형성되며 상기 광원으로부터 멀어질수록 조밀하게 형성되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  17. 제16항에 있어서, 상기 반사면은 상기 광원과 상기 반사 패턴들 사이에서 상 기 입사면의 양측에 형성된 보조 반사 패턴들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  18. 광을 발생하는 광원;
    상기 광원이 배치되며 상기 광원의 위치에 따라 영역별로 서로 다른 모양으로 형성된 광제어 패턴들을 갖는 입사면, 상기 입사면의 일 변으로부터 연장된 출사면 및 상기 출사면과 대향하는 반사면을 포함하는 도광판; 및
    상기 출사면과 마주보도록 배치된 광학 시트를 포함하고,
    상기 광제어 패턴들은 주위보다 함몰된 양각 형상으로 형성되어,
    상기 광원의 중앙부에 대응되는 제1 영역에 형성되며, 상기 광원으로부터의 광을 제1 지향각으로 입사시키는 제1 제어패턴; 및
    상기 제1 영역의 양측인 제2 영역에 형성되며, 상기 광원으로부터의 광을 상기 제1 지향각보다 넓은 제2 지향각으로 입사시키는 제2 제어패턴을 포함하며,
    상기 제1 제어패턴은 상기 광원의 중심으로부터 양측으로 갈수록 높이가 낮아지고,
    상기 제2 제어패턴은 상기 제1 영역으로부터 멀어질수록 높이가 낮아지며,
    상기 입사면은 상기 제1 제어패턴 및 제2 제어패턴의 높이가 동일하도록, 상기 광제어 패턴들의 사이 부분이 상기 제1 제어패턴 및 제2 제어패턴의 높이차에 대하여 반대로 형성되는 백라이트 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서, 상기 광원은 적어도 두 개의 발광 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  20. 삭제
  21. 제18항에 있어서, 상기 제1 제어패턴은 삼각의 톱니 형상을 가지며, 상기 제2 제어패턴은 타원의 톱니 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  22. 제18항에 있어서, 상기 광제어 패턴들은 타원의 톱니 형상을 갖는 돌출부들을 포함하며, 상기 돌출부는 장축이 상기 광원의 중심으로부터 양측으로 갈수록 상기 입사면과 이루는 각도가 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  23. 삭제
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