KR101417281B1 - 광속 제어 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

광속 제어 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

광속 제어 부재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치가 개시된다. 광속 제어 부재는 굴절부; 및 상기 굴절부 내에 일부 또는 전부 삽입되는 반사부를 포함하고, 상기 굴절부는 광이 입사되는 입사면; 및 상기 입사면으로부터의 광이 출사되는 출사면을 포함하고, 상기 반사부는 상기 입사면에 대향된다.

Description

광속 제어 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법{MEMBER FOR CONTROLLING LUMINOUS FLUX, DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
실시예는 광속 제어 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
통상적으로, 액정표시장치(LCD: liquid crystal display)는 경량, 박형, 저 소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라 액정표시장치는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 상기 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
상기 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 영상이 디스플레이되는 액정표시패널의 배면에 광을 제공하는 백라이트 유닛(backlight unit)이 구비된다.
일반적인 액정표시장치는 서로 일정간격 이격되어 서로 대향하는 컬러필터 기판 및 어레이 기판과, 상기 컬러필터 기판 및 어레이 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 액정패널 및 액정패널에 광을 출사하는 백라이트 유닛을 포함한다.
이와 같은 액정표시장치에 사용되는 백라이트 유닛은 통상적으로 에지형 백라이트 유닛 또는 직하형 백라이트 유닛으로 나누어질 수 있다.
에지형 백라이트 유닛은 도광판 및 발광다이오드들을 포함한다. 발광다이오드들은 도광판의 측면에 배치되고, 도광판은 발광다이오드로부터 출사되는 광을 전반사 등을 통하여 가이드하고, 액정패널을 향하여 출사한다.
직하형 백라이트 유닛은 도광판을 사용하지 않고, 발광다이오드들은 도광판의 후면에 배치된다. 이에 따라서, 발광다이오드들은 액정패널의 후면을 향하여 광을 출사한다.
이와 같은 백라이트 유닛은 액정패널을 향하여 균일하게 광을 출사해야 한다. 즉, 액정표시장치의 휘도 균일성을 향상시키기 위한 노력이 진행 중이다.
실시예는 향상된 휘도 균일성을 가지는 광속 제어 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 광속 제어 부재는 굴절부; 및 상기 굴절부 내에 일부 또는 전부 삽입되는 반사부를 포함하고, 상기 굴절부는 광이 입사되는 입사면; 및 상기 입사면으로부터의 광이 출사되는 출사면을 포함하고, 상기 반사부는 상기 입사면에 대향된다.
일 실시예에 따른 표시장치는 광원; 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 광속 제어 부재; 및 상기 광속 제어 부재로부터의 광이 입사되는 표시패널을 포함하고, 상기 광속 제어 부재는 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 굴절부; 및 상기 굴절부 내에 일부 또는 전부 삽입되고, 상기 광원으로부터의 광을 반사시키는 반사부를 포함하고, 상기 반사부는 상기 굴절부의 입사면에 대향된다.
일 실시예에 따른 광속 제어 부재의 제조방법은 몰드 내에 반사부를 배치시키는 단계; 및 상기 몰드 내에, 상기 반사부를 일부 또는 전부를 덮도록 투명 수지를 배치시키는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 광속 제어 부재는 굴절부 내에 반사부를 삽입시킨다. 이에 따라서, 실시예에 따른 광속 제어 부재는 상기 반사부의 형상을 원하는 대로 조절할 수 있다. 특히, 실시예에 따른 광속 제어 부재는 상기 굴절부 내에 삽입되기 때문에, 상기 굴절부의 형상 또는 설계 등과 상관없이, 상기 반사부의 반사면을 원하는 대로 형성할 수 있다.
따라서, 실시예는 입사광을 원하는 대로 확산시키는 광속 제어 부재, 표시장치 및 광속 제어 부재의 제조방법을 제공할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광속 제어 부재, 표시장치 및 이의 제조방법은 광속을 효과적으로 제어하여, 휘도 균일성을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 발광 장치의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 반사부의 일 형상을 도시한 사시도들이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 발광 장치의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 반사부의 일 형상을 도시한 사시도이다.
도 7 내지 도 9는 광속 제어 부재를 형성하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 10은 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 도 10에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 12는 비교예에 따른 발광 장치를 도시한 단면도이다.
도 13은 실험예에 따른 발광 장치를 도시한 단면도이다.
도 14는 비교예에 따른 발광 장치의 광 분포를 도시한 도면이다.
도 15는 실험예에 따른 발광 장치의 광 분포를 도시한 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 시트, 부재, 가이드 또는 유닛 등이 각 패널, 시트, 부재, 가이드 또는 유닛 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 발광 장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 2는 실시예에 따른 발광 장치의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 3 및 도 4는 반사부의 일 형상을 도시한 사시도들이다. 도 5는 다른 실시예에 따른 발광 장치의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 6은 다른 실시예에 따른 반사부의 일 형상을 도시한 사시도이다. 도 7 내지 도 9는 광속 제어 부재를 형성하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 실시예에 따른 발광 장치는 광속 제어 부재(10), 광원, 예를 들어, 발광다이오드(20) 및 구동 기판(30)을 포함한다.
상기 광속 제어 부재(10)는 상기 구동 기판(30) 상에 배치된다. 상기 광속 제어 부재(10)는 상기 발광다이오드(20)를 덮는다. 상기 광속 제어 부재(10)는 상기 발광다이오드(20)의 일부 또는 전부를 수용할 수 있다.
상기 광속 제어 부재(10)에는 상기 발광다이오드(20)로부터 출사되는 광이 입사된다. 상기 광속 제어 부재(10)는 굴절부(11) 및 반사부(12)를 포함한다.
상기 굴절부(11)는 상기 발광다이오드(20)로부터 광을 입사받아, 굴절시켜서, 출사한다. 상기 굴절부(11)는 투명하다. 상기 굴절부(11)는 입사면(210), 굴절면(110, 120) 및 후면(220)을 포함한다.
상기 입사면(210)은 상기 발광다이오드(20)로부터 광이 입사되는 면이다. 상기 입사면(210)은 상기 광원에 대향하는 면이다. 상기 입사면(210)은 상기 발광다이오드(20)와 직접 접촉될 수 있다. 더 자세하게, 상기 입사면(210)은 상기 발광다이오드(20)에 직접 밀착되는 면일 수 있다. 특히, 상기 굴절부(11)에는 오목부(200)가 형성될 수 있다.
상기 오목부(200)는 상기 발광다이오드(20)에 대응한다. 또한, 상기 오목부(200)는 상기 함몰부(100)에 대향한다. 상기 오목부(200)는 상기 굴절부(11)의 하부에 형성된다. 즉, 상기 오목부(200)는 상기 굴절부(11)의 하부에 형성된다.
상기 오목부(200)에 상기 발광다이오드(20)가 배치된다. 더 자세하게, 상기 발광다이오드(20)의 일부 또는 전부는 상기 오목부(200) 내에 배치된다. 즉, 상기 발광다이오드(20)의 일부 또는 전부는 상기 굴절부(11) 내에 배치된다.
이때, 상기 발광다이오드(20)로부터 출사되는 광은 상기 오목부(200)의 내부면을 통하여 입사될 수 있다. 이에 따라서, 상기 오목부(200)의 내부면은 광이 입사되는 입사면(210)일 수 있다. 즉, 상기 굴절부(11)에는 상기 오목부(200)의 내부면을 통하여 거의 대부분의 광이 입사될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 굴절부(11)에는 상기 오목부(200)가 형성되지 않을 수 있다. 이때, 상기 발광다이오드(20)는 상기 굴절부(11)의 평평한 후면(220)에 배치될 수 있다. 이때, 상기 후면(220)이 일부가 입사면(210)일 수 있다.
또한, 상기 굴절부(11)에는 함몰부(100)가 형성된다. 상기 함몰부(100)는 상기 굴절부(11)의 상부에 형성된다. 상기 함몰부(100)는 상기 발광다이오드(20)에 대응된다. 또한, 상기 함몰부(100)는 상기 발광다이오드(20)를 향하여 함몰된다. 더 자세하게, 상기 함몰부(100)는 상기 발광다이오드(20)을 향하여 함몰된다. 상기 함몰부(100)는 상기 굴절부(11)의 중앙 부분에 형성된다.
상기 함몰부(100)의 내부면의 중심은 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)에 배치된다. 즉, 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)은 상기 함몰부(100)의 내부면의 중심을 통과한다. 또한, 상기 함몰부(100)는 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)를 중심으로 선대칭 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 오목부(200)의 내부면의 중심은 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)은 상기 함몰부(100)의 내부면의 중심 및 상기 오목부(200)의 내부면의 중심을 통과할 수 있다.
상기 굴절면(110, 120)은 상기 입사면(210)으로부터의 광을 출사시킨다. 또한, 상기 굴절면(110, 120)은 상기 광속 제어 부재(10)에 입사되는 광을 굴절시킨다. 상기 굴절면(110, 120)은 전체적으로 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 굴절면(110, 120)은 제 1 굴절면(110) 및 리세스면(120)을 포함한다.
상기 제 1 굴절면(110)은 상기 후면(220)으로 연장된다. 상기 제 1 굴절면(110)은 상기 후면(220)으로부터 절곡되어, 측상방으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 제 1 굴절면(110)은 상기 구동 기판(30)의 상면으로부터 측상방으로 연장될 수 있다.
상기 제 1 굴절면(110)은 곡면일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 굴절면(110)은 구면 또는 비구면일 수 있다. 상기 제 1 굴절면(110)은 상기 발광다이오드(20)로부터의 광을 출사할 수 있다. 또한, 상기 제 1 굴절면(110)은 상기 반사부(12)에 의해서 반사되는 광을 굴절시킬 수 있다.
상기 제 1 굴절면(110)은 상기 함몰부(100)의 외곽으로부터 측하방으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 제 1 굴절면(110)은 상기 후면(220)으로부터 만곡되어 상기 리세스면(120)의 외곽으로 연장된다.
상기 리세스면(120)은 상기 함몰부(100)의 내부면이다. 상기 리세스면(120)은 상기 리세스면(120)은 상기 발광다이오드(20)로부터의 광을 측방, 측상방 또는 측하방으로 반사시키거나, 굴절시켜서 출사할 수 있다. 즉, 상기 리세스면(120)은 전반사면이거나, 출사면일 수 있다.
상기 리세스면(120)은 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)으로부터 연장된다. 더 자세하게, 상기 리세스면(120)은 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)으로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 이때, 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)으로부터 멀어지는 방향은 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)과 직교하거나 경사지는 외곽 방향을 의미할 수 있다. 더 자세하게, 상기 리세스면(120)은 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)으로부터 측상방으로 연장된다. 상기 리세스면(120)은 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)으로부터 외곽으로 연장된다. 여기에서 "광축(OA)"이란, 점광원으로부터 입체적인 출사 광속(luminous flux)의 중심에서의 광의 진행 방향을 말한다.
또한, 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)은 상기 입사면(210)의 중심 및 상기 굴절면(110, 120)의 중심을 통과할 수 있다. 즉, 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)은 상기 광속 제어 부재(10)의 광축(OA)과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)은 상기 광속 제어 부재(10)의 중심축과 실질적으로 일치할 수 있다. 여기서, 상기 중심축은 상기 입사면(210)의 중심 및 상기 굴절면(110, 120)의 중심을 통과하는 직선일 수 있다.
여기서, 만곡은 완만하게 구부러지는 형상을 의미한다. 예를 들어, 두 개의 면들이 약 0.1㎜ 보다 큰 곡률 반지름의 곡면을 형성하며 구부러지는 경우, 두 개의 면들이 만곡된다고 할 수 있다. 여기서, 변곡은 곡면의 변화되는 경향이 바뀌어서 구부러지는 것을 의미한다. 예를 들어, 볼록한 곡면이 구부러지면서 오목한 곡면으로 변화될 때, 볼록한 곡면 및 오목한 곡면이 변곡된다고 할 수 있다.
상기 후면(220)은 상기 입사면(210)으로부터 연장된다. 상기 후면(220)은 상기 구동 기판(30)의 상면과 대향된다. 상기 후면(220)은 상기 구동 기판(30)의 상면과 직접 접촉될 수 있다. 상기 후면(220)은 상기 구동 기판(30)의 상면과 직접 대향될 수 있다.
상기 후면(220)은 평면일 수 있다. 또한, 상기 후면(220)은 상기 입사면(210)의 주위를 둘러쌀 수 있다. 즉, 상기 후면(220)은 상기 발광다이오드(20)의 주위를 따라서 연장될 수 있다.
상기 제 1 굴절면(110)은 상기 굴절부(11)의 측방에 형성된다. 상기 굴절부(11)는 투명하다. 상기 굴절부(11)의 굴절율은 약 1.4 내지 약 1.5일 수 있다. 상기 굴절부(11)는 투명한 수지로 형성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 굴절부(11)는 열 가소성 수지를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 굴절부(11)는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다. 상기 굴절부(11)로 사용되는 물질의 예로서는 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane);PDMS) 등을 들 수 있다.
상기 반사부(12)는 상기 굴절부(11) 내에 배치된다. 상기 반사부(12)는 상기 굴절부(11) 내에 일부 또는 전부 삽입될 수 있다. 즉, 상기 반사부(12)의 표면의 일부가 상기 굴절부(11)로부터 외부로 노출될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 반사부(12)의 표면은 상기 굴절부(11)에 의해서 전체적으로 덮혀질 수 있다.
상기 굴절부(11)는 상기 반사부(12)의 외부 표면의 약 3/5 내지 약 99/100을 덮을 수 있다. 또한, 상기 굴절부(11)는 상기 반사부(12)를 일부 또는 전부 덮기 때문에, 상기 반사부(12)와 직접 접촉되는 접촉면(130)을 포함한다. 상기 접촉면(130)은 상기 굴절부(11)에서, 상기 반사부(12)와 직접 인접하는 면이다. 이때, 상기 굴절부(11)가 상기 반사부(12)를 일부 덮는 경우, 상기 접촉면(130) 및 상기 굴절면(110, 120)은 서로 절곡될 수 있다. 즉, 상기 굴절면(110, 120), 예를 들어, 상기 리세스면(120)은 상기 접촉면(130)으로부터 절곡되어 연장될 수 있다.
상기 반사부(12)는 상기 굴절부(11)에 입사되는 광의 일부 또는 전부를 반사시킬 수 있다. 상기 반사부(12)는 높은 반사율을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 상기 반사부(12)는 은 또는 알루미늄 등과 같은 금속을 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 반사부(12)는 높은 굴절율을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사부(12)는 티타늄 옥사이드 등과 같은 고굴절 물질이 코팅된 부재일 수 있다.
상기 반사부(12)는 상기 입사면(210)을 통하여 입사되는 광을 반사시키는 반사면(310)을 포함할 수 있다. 상기 반사면(310)은 상기 반사부(12)에서, 상기 굴절부(11)와 직접 접촉되는 면일 수 있다.
상기 반사면(310)은 곡면 또는 평면일 수 있다. 상기 반사면(310)은 구면 등과 같은 곡면일 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(12, 13)가 뿔대 또는 뿔 형상을 가지는 경우, 외주면 및/또는 하면이 상기 반사면(310)일 수 있다.
특히, 상기 반사부(12, 13)가 뿔 또는 뿔대 형상을 가지는 경우, 상기 반사부(12)는 상기 발광다이오드(20)를 향할 수 있다. 즉, 상기 반사부(12)가 뿔 형상을 가지는 경우, 꼭지점은 상기 입사면(210)을 향할 수 있다.
또한, 상기 반사부(12)의 상면의 일부는 상기 굴절부(11)로부터 노출될 수 있다. 또한, 상기 반사부(12)의 상면의 다른 일부는 상기 굴절부(11) 내로 삽입될 수 있다.
상기 반사부(12)는 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)에 대응하여 배치될 수 있다. 즉, 상기 반사부(12)는 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA) 상에 배치될 수 있다. 상기 반사부(12)는 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)에 인접하여 배치될 수 있다. 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)과, 상기 발광다이오드(20)의 중심으로부터 상기 반사부(12)의 외곽까지의 접선 사이의 각도(θ1)는 약 0.1° 내지 약 10°일 수 있다. 더 자세하게, 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)과, 상기 발광다이오드(20)의 중심으로부터 상기 반사부(12)의 외곽까지의 접선 사이의 각도(θ1)는 약 1° 내지 약 5°일 수 있다.
또한, 상기 반사부(12)의 반사면(310) 및 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)과 수평한 면 사이의 각도(θ2)는 약 10° 내지 약 70°일 수 있다. 즉, 상기 반사면(310)은 상기 수평한 면에 대해서, 기울어질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(14)는 입자 형상을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(14)는 구 형상을 가질 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 반사부(15)는 일부가 절단된 구 형상을 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 반사부(14, 15)의 반사면은 구면일 수 있다.
상기 광속 제어 부재(10)는 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)에 대하여 선대칭 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 광속 제어 부재(10)는 수평 방향을 기준으로, 동일한 형상을 가질 수 있다.
상기 광속 제어 부재(10)는 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)과 접하는 평면에 대해서 면대칭 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 광속 제어 부재(10)는 상기 발광다이오드(20)의 광축(OA)에 대해서 수직한 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 광속 제어 부재(10)는 탑측에서 보았을 때, 일 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다.
상기 광속 제어 부재(10)는 상기 구동 기판(30)에 직접 형성될 수 있다. 또한, 상기 광속 제어 부재(10)는 상기 발광다이오드(20)에 직접 형성될 수 있다. 상기 광속 제어 부재(10)는 상기 구동 기판(30) 및 상기 발광다이오드(20)에 직접 접촉될 수 있다. 더 자세하게, 상기 광속 제어 부재(10)는 상기 구동 기판(30) 및 상기 발광다이오드(20)에 직접 밀착될 수 있다.
상기 광속 제어 부재(10)는 다음과 같이 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 발광다이오드(20)가 실장된 구동 기판(30) 상에 수지 조성물(11)이 배치된다. 상기 수지 조성물(11)은 열 경화성 수지, 열 가소성 수지 또는 광 경화성 수지를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 반사부(12)가 내부에 안착된 몰드(1)가 제공된다. 상기 반사부(12)는 상기 몰드(1)의 성형 홈(2) 내에 임시 고정될 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사부(12)는 상기 성형 홈(2)의 내부면에 임시 부착될 수 있다. 또한, 상기 성형 홈(2)은 상기 굴절부(11)와 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 반사부(12)를 수용하는 몰드(1)는 상기 수지 조성물(11)에 압착된다. 이때, 상기 수지 조성물(11)은 상기 성형 홈(2) 내에 유입된다. 또한, 상기 수지 조성물(11)은 상기 반사부(12)의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다.
이후, 상기 수지 조성물(11)은 냉각되거나, 경화된다. 즉, 상기 수지 조성물(11)이 열 가소성 수지인 경우, 가열된 상태에서, 상기 몰드(1)에 의해서 성형되고, 이후, 냉각된다. 상기 수지 조성물(11)이 열 경화성 수지 또는 광 경화성 수지인 경우, 광 및/또는 열에 의해서, 상기 몰드(1) 내의 수지 조성물(11)이 경화되어, 상기 광속 제어 부재(10)가 형성된다.
이와 같이, 상기 광속 제어 부재(10)는 상기 구동 기판(30) 및 상기 발광다이오드(20)에 밀착되도록 형성된다. 이후, 상기 몰드(1)는 제거된다.
이와는 다르게, 상기 광속 제어 부재(10)는 따로 형성되어, 접착부 등에 의해서, 상기 구동 기판(30)에 접착될 수 있다.
상기 발광다이오드(20)는 광을 발생시킨다. 상기 발광다이오드(20)는 점광원일 수 있다. 상기 발광다이오드(20)는 상기 구동 기판(30)에 전기적으로 연결된다. 상기 발광다이오드(20)는 상기 구동 기판(30)에 실장될 수 있다. 이에 따라서, 상기 발광다이오드(20)는 상기 구동 기판(30)으로부터 전기적인 신호를 인가받는다. 즉, 상기 발광다이오드(20)는 상기 구동 기판(30)에 의해서 구동되고, 이에 따라서, 광을 발생시킨다.
상기 구동 기판(30)은 상기 발광다이오드(20) 및 상기 광속 제어 부재(10)를 지지한다. 또한, 상기 구동 기판(30)은 상기 발광다이오드(20)에 전기적으로 연결된다. 상기 구동 기판(30)은 인쇄회로기판일 수 있다. 또한, 상기 구동 기판(30)은 리지드하거나, 플렉서블할 수 있다.
본 실시예에서는 하나의 구동 기판(30)에, 하나의 발광다이오드(20) 및 하나의 광속 제어 부재(10)가 배치되는 것으로 기재되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하나의 구동 기판(30)에 복수의 발광다이오드(20)들(20)이 배치될 수 있다. 또한, 각각의 발광다이오드(20)에 대응하여 복수의 광속 제어 부재(10)들(10)이 배치될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 광속 제어 부재(10)는 상기 굴절부(11) 내에 상기 반사부(12)를 삽입시킨다. 이에 따라서, 실시예에 따른 광속 제어 부재(10)는 상기 반사부(12)의 형상을 원하는 대로 조절할 수 있다. 특히, 실시예에 따른 광속 제어 부재(10)는 상기 굴절부(11) 내에 삽입되기 때문에, 상기 굴절부(11)의 형상 또는 설계 등과 상관없이, 상기 반사부(12)의 반사면(310)을 원하는 대로 형성할 수 있다.
따라서, 실시예는 상기 광속 제어 부재(10)를 사용하여, 입사광을 원하는 대로 확산시킬 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광속 제어 부재(10) 및 발광장치는 광속을 효과적으로 제어하여, 휘도 균일성을 가질 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 11은 도 10에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 발광 장치들을 참조한다. 즉, 앞선 실시예의 발광 장치들에 대한 설명은 본 실시예의 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(50) 및 백라이트 유닛(40)을 포함한다. 상기 액정표시패널(50)은 영상을 디스플레이한다. 상기 액정표시패널(50)은 상세히 도시되지는 않았지만, 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor) 기판 및 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터 기판은 다수의 게이트 라인이 형성되고, 상기 다수의 게이트 라인과 교차하는 다수의 데이터 라인이 형성되며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.
상기 액정표시패널(50)의 가장자리에는 상기 게이트 라인에 스캔신호를 공급하는 게이트 구동 PCB(gate driving printed circuit board)(51)와, 상기 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 PCB(data driving printed circuit board)(52)가 구비된다.
상기 게이트 및 데이터 구동 PCB(51, 52)는 COF(Chip on film)에 의해 상기 액정표시패널(50)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 액정표시패널(50)을 지지하는 패널 가이드(54) 및 상기 액정표시패널(50)의 가장자리를 감싸며, 상기 패널 가이드(54)와 결합되는 탑 케이스(53)를 포함한다.
상기 백라이트 유닛(40)은 20인치 이상의 대형 액정표시장치에 구비되는 직하 방식으로 구성된다. 상기 백라이트 유닛(40)은 바텀 커버(41), 구동 기판(30), 복수의 발광다이오드들(20), 복수의 광속 제어 부재(10) 및 광학시트들(42)을 포함한다.
상기 바텀 커버(41)는 상면이 개구된 박스 형상을 가지며, 상기 구동 기판(30)을 수용한다. 또한, 상기 바텀 커버(41)는 상기 광학시트들(42) 및 상기 액정표시패널(50)을 지지한다.
상기 바텀 커버(41)는 금속 등으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 바텀 커버(41)는 금속 플레이트 등이 절곡 또는 만곡되어 형성될 수 있다. 즉, 절곡 또는 만곡되어 형성되는 공간에, 상기 구동 기판(30)이 수용된다.
상기 구동 기판(30)은 상기 바텀 커버(41) 내측에 배치된다. 상기 구동 기판(30)은 구동 기판(30)일 수 있다. 상기 구동 기판(30)은 상기 발광다이오드들(20)에 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 발광다이오드들(20)은 상기 구동 기판(30)에 실장될 수 있다.
상기 구동 기판(30)은 플레이트 형상을 가진다. 상기 구동 기판(30)은 상기 발광다이오드들(20)에 전기적으로 연결되며, 상기 발광다이오드들(20)에 구동신호를 공급한다.
상기 구동 기판(30)의 상면에는 상기 백라이트 유닛(40)의 성능을 향상시키기 위한 반사층이 코팅될 수 있다. 즉, 상기 반사층은 상기 발광다이오드들(20)로부터 출사되는 광을 상방으로 반사시킬 수 있다.
상기 발광다이오드들(20)은 상기 구동 기판(30)을 통하여 인가받는 전기적인 신호를 사용하여, 광을 발생시킨다. 즉, 상기 발광다이오드들(20)은 광을 발생시키는 광원이다. 더 자세하게, 각각의 발광다이오드(20)는 점광원이고, 각각의 발광다이오드(20)가 모여서 면광원을 형성한다. 여기서, 상기 발광다이오드들(20)은 발광다이오드(20) 칩을 포함하는 발광다이오드(20) 패키지이다.
상기 발광다이오드들(20)은 상기 구동 기판(30)에 실장된다. 상기 발광다이오드들(20)은 상기 구동 기판(30)상에 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
상기 발광다이오드들(20)은 백색 광을 출사할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 발광다이오드들(20)은 청색 광, 녹색 광 및 적색 광을 골고루 나누어서 출사할 수 있다.
상기 광속 제어 부재들(10)은 상기 발광다이오드들(20)을 각각 덮는다. 상기 발광다이오드(20)로부터의 광은 상기 광속 제어 부재(10)에 각각 입사된다. 입사된 광은 상기 광속 제어 부재(10)에 의해서 향상된 휘도 균일성을 가지고, 상방으로 출사된다. 상기 광속 제어 부재들(10)의 구성 및 특징은 앞선 실시예의 광속 제어 부재(10)와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 광학시트들(42)은 통과하는 광의 특성을 향상시킨다. 상기 광학시트들(42)은 예를 들어, 편광시트, 프리즘 시트 또는 확산시트 등을 들 수 있다.
앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 광속 제어 부재(10)는 상기 발광다이오드들(20)로부터 출사되는 광을 효과적으로 확신시킬 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 백라이트 유닛(40)은 향상된 휘도 균일성을 가지는 광을 상기 액정패널에 출사한다.
따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 향상된 휘도 균일성을 가지고, 향상된 화질을 구현할 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실험예
도 13에 도시된 바와 같이, 광속 제어 부재(10)가 구비되었다. 이때, 상기 광속 제어 부재(10)는 도 13과 실질적으로 동일한 형상을 가진다. 또한, 상기 광속 제어 부재(10)는 원뿔 형상의 반사부(11)를 포함한다. 상기 반사부(11)는 굴절부(12) 내에 일부 삽입되었다. 이때, 상기 반사부(11)는 발광다이오드(20)의 광축에 꼭지점이 일치되도록 배치되었다. 상기 발광다이오드(20)로부터 입사되어, 상기 광속 제어 부재(10)로부터 출사되는 광의 휘도 분포가 도 15와 같이 측정되었다.
비교예
도 12에 도시된 바와 같이, 광속 제어 부재(17)가 구비되었다. 이때, 비교예의 광속 제어 부재(17)는 반사부를 제외하고, 실험예의 광속 제어 부재(10)와 실질적으로 동일하였다. 이때, 상기 발광다이오드(20)로부터 입사되어, 상기 광속 제어 부재(20)로부터 출사되는 광의 휘도 분포는 도 14와 같이 측정되었다.
결과
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 실험예의 경우, 상기 발광다이오드로부터의 광이 상기 광속 제어 부재에 의해서, 효과적으로 측방으로 분산시킨다는 것을 알 수 있었다.

Claims (15)

  1. 상부의 중앙 부분에 오목하게 함몰부가 형성된 굴절부; 및
    상기 굴절부 내에 삽입되고, 상면의 일부가 상기 함몰부 내에서 노출되는 반사부를 포함하고,
    상기 굴절부는
    광이 입사되는 입사면;
    상기 반사부와 직접 접촉되는 접촉면; 및
    상기 접촉면으로부터 절곡되어 연장되고, 상기 입사면으로부터의 광이 출사되는 굴절면을 포함하고,
    상기 반사부는 상기 입사면에 대향되는 광속 제어 부재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사부는 상기 입사면으로부터의 광을 반사시키는 반사면을 포함하는 광속 제어 부재.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 반사면은 곡면을 포함하는 광속 제어 부재.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 반사부는 구면을 포함하는 광속 제어 부재.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 반사부는 뿔 형상 또는 뿔대 형상을 가지는 광속 제어 부재.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 반사부는 상기 입사면을 향하는 광속 제어 부재.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 반사부는 구 형상을 가지는 광속 제어 부재.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 굴절부는 상기 반사부의 외부 표면의 3/5 내지 99/100를 덮는 광속 제어 부재.
  10. 광원;
    상기 광원으로부터의 광이 입사되는 광속 제어 부재; 및
    상기 광속 제어 부재로부터의 광이 입사되는 표시패널을 포함하고,
    상기 광속 제어 부재는
    상부의 중앙 부분에 오목하게 함몰부가 형성되고, 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 굴절부; 및
    상기 굴절부 내에 삽입되고, 상면의 일부가 상기 함몰부 내에서 노출되며, 상기 광원으로부터의 광을 반사시키는 반사부를 포함하고,
    상기 굴절부는
    상기 광원으로부터 광이 입사되는 입사면;
    상기 반사부와 직접 접촉되는 접촉면; 및
    상기 접촉면으로부터 절곡되어 연장되고, 상기 입사면으로부터의 광이 출사되는 굴절면을 포함하고,
    상기 반사부는 상기 입사면에 대향되는 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 반사부는 상기 광원의 광축에 배치되는 표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 광원에 전기적으로 연결되는 구동기판을 더 포함하고,
    상기 광속 제어 부재는 상기 광원 및 상기 구동 기판에 밀착되는 표시장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 반사부는 입자 형상을 가지는 표시장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
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