KR20070050515A - 광학 부재, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는표시 장치 - Google Patents

광학 부재, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는표시 장치 Download PDF

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Abstract

균일한 평면광을 발생시키는 광학 부재는 베이스 기판, 제1 렌즈 패턴 및 제2 렌즈 패턴을 포함한다. 제1 렌즈 패턴은 베이스 기판의 상면에 형성되고, 제1 방향으로 연장된다. 제1 렌즈 패턴은 볼록 렌즈 형상의 단면을 갖는 복수의 제1 렌즈들을 포함할 수 있다. 제2 렌즈 패턴은 베이스 기판의 하면에 형성되고, 제2 방향으로 연장된다. 제2 렌즈 패턴은 볼록 렌즈 형상의 단면을 갖는 복수의 제2 렌즈들을 포함할 수 있고, 제1 방향 및 제2 방향은 서로 수직할 수 있다. 이에 따라, 광원으로부터 광학 부재에 제공된 광을 혼합하여 균일한 평면광으로 확산시킬 수 있다.

Description

광학 부재, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치{LIGHT DIFFUSING UNIT, BACKLIGHT ASSEMBLY HAVING THE SAME AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 4 및 도 5는 광원으로부터 생성된 광이 광학 부재를 통과할 때 광의 경로를 도시한 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 광원 유닛들을 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 광원 유닛을 나타낸 부분 측면도이다.
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100,102,104,106,108 : 광학 부재 110 : 베이스 기판
120,122,124,126,128 : 제1 렌즈 패턴 130 : 제2 렌즈 패턴
140 : 확산부 200 : 광원 유닛
300 : 광학 시트 400 : 수납 용기
700 : 백라이트 어셈블리 800 : 표시 유닛
1000 : 액정표시장치
본 발명은 광학 부재, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 균일한 평면광을 발생시킬 수 있는 광학 부재, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 전자 제품의 정보처리장치에서 처리된 전기적 포맷 형태의 데이터를 육안으로 확인할 수 있는 영상으로 변경하여 표시한다. 이러한 표시 장치로는 CRT(Cathode Ray Tube), PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display), EL(Electro Luminescence) 등의 다양한 종류가 있다.
이들 중 액정표시장치는 액정(Liquid Crystal)의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시하는 평판 표시 장치의 하나로써, 다른 표시 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널이 자체적으로 발광을 하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 별도의 광원을 필요로 한다.
종래의 액정표시장치는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 평판형광램프(Flat Fluorescent Lamp : FFL) 등의 백색광을 발생하는 광원을 주로 사용하였다. 최근에는 색재현성의 향상을 위하여 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들을 광원으로 사용하는 액정표시장치에 대한 개발이 진행되고 있다. 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들로부터 발생된 단색 광들은 액정표시패널의 컬러 필터와 잘 매칭되어 색재현성을 향상시킨다.
그러나, 발광 다이오드들은 제한된 각도 범위로 광을 발생하므로, 균일한 휘도를 갖는 평면광을 얻기 위하여 많은 개수의 발광 다이오드들이 사용되며, 상기 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들로부터 발생된 단색 광들을 균일하게 혼합할 필요성이 있다. 특히, 상기 발광 다이오드들을 액정표시장치의 광원으로 채용하는 경우, 균일한 휘도를 갖는 백색 평면광을 발생시킬 필요성이 있다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 균일한 평면광을 발생시킬 수 있는 광학 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 상기한 광학 부재를 갖는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 상기한 광학 부재를 갖는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 광학 부재는 광원으로부터 제공된 광을 혼합한다. 상기 광학 부재는 베이스 기판, 제1 렌즈 패턴 및 제2 렌즈 패턴을 포함한다. 상기 제1 렌즈 패턴은 상기 베이스 기판의 상면에 형성되고, 제1 방향으로 연장된다. 상기 제1 렌즈 패턴은 볼록 렌즈 형상의 단면을 갖는 복수의 제1 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 제2 렌즈 패턴은 상기 베이스 기판의 하면에 형성되고, 제2 방향으로 연장된다. 상기 제2 렌즈 패턴은 볼록 렌즈 형상의 단면을 갖는 복수의 제2 렌즈들을 포함할 수 있고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 서로 수직할 수 있다.
상기 광학 부재는 선택적으로 상기 베이스 기판, 상기 제1 렌즈 패턴 및 상기 제2 렌즈 패턴 중에서 적어도 하나의 내부에 형성된 확산부를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 백라이트 어셈블리는 복수의 광원들 및 광학 부재를 포함한다. 상기 광원들은 서로 다른 파장의 광을 발생한다. 상기 광학 부재는 상기 광원으로부터 상기 광을 제공받아 혼합한다. 상기 광학 부재는 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상면에 형성되고, 상기 베이스 기판과 평행한 제1 방향으로 연장된 제1 렌즈 패턴 및 상기 베이스 기판의 하면에 형성되고, 상기 베이스 기판과 평행하며 상기 제1 방향에 대해 경사진 제2 방향으로 연장된 제2 렌즈 패턴을 포함한다.
상술한 본 발명의 제3 목적을 달성하기 위한 표시장치는 표시 패널 및 백라이트 어셈블리를 포함한다. 상기 표시 패널은 광을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 백라이트 어셈블리는 상기 표시 패널에 상기 광을 제공한다. 상기 백라이트 어셈블리는, 상기 광을 발생하는 광원 유닛, 및 상기 광원 유닛으로부터 상기 광을 제공받아 혼합하며, 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상면에 형성되고 상기 베이스 기판과 평행한 제1 방향으로 연장된 제1 렌즈 패턴, 및 상기 베이스 기판의 하면에 형성되고 상기 베이스 기판과 평행하며 상기 제1 방향에 대해 경사진 제2 방향으로 연장된 제2 렌즈 패턴을 포함한다.
본 발명에 따르면, 베이스 기판의 상면 및 하면에 각각 렌즈 패턴을 경사지게 형성하여, 광원으로부터 상기 광학 부재에 제공된 광을 혼합하여 균일한 평면광으로 확산시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 광학 부재, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막) 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 관점에서 설명하였고, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에(상에)" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 의미한다.
광학 부재
실시예 1
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 부분 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 광학 부재(100)는 베이스 기판(110), 제1 렌즈 패턴(120) 및 제2 렌즈 패턴(130)을 포함한다.
상기 베이스 기판(110)은, 예를 들면, 직사각형 플레이트 형상을 갖는다. 상기 베이스 기판(110)은, 예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트 (Polymethyl Methacrylate; PMMA) 또는 폴리 카보네이트(Poly Carbonate; PC) 등으로 이루어진다.
상기 제1 렌즈 패턴(120)은 상기 베이스 기판(110)의 상면에 형성된다. 상기 제1 렌즈 패턴(120)은 상기 베이스 기판(110)과 실질적으로 평행한 상기 제1 방향으로 연장된다. 이 때, 상기 제1 방향은, 도 1에 도시된 바와 같이 직사각형 플레이트 형상을 갖는 상기 베이스 기판(110)의 길이 방향이다.
상기 제1 렌즈 패턴(120)은 복수의 제1 렌즈(120a)들을 포함한다. 상기 제1 렌즈(120a)들 각각의 단면은, 예를 들면, 볼록 렌즈 형상을 갖는다. 상기 제1 렌즈 (120a)들은 서로 인접하여 형성된다. 이와는 다르게, 상기 제1 렌즈(120a)들은 서로 인접하지 않고, 상기 제1 렌즈(120a)들 사이에 플랫한 면이 형성될 수 있다.
상기 제2 렌즈 패턴(130)은 상기 베이스 기판(110)의 하면에 형성된다. 상기 제2 렌즈 패턴(130)은 상기 베이스 기판(110)과 실질적으로 평행하고, 상기 제1 방향에 대해 경사진 제2 방향으로 연장된다. 일 실시예로, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 실질적으로 수직한다. 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2 방향은 직사각형 플레이트 형상을 갖는 상기 베이스 기판(110)의 폭 방향이다. 한편, 도 1에 도시된 제3 방향은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 실질적으로 수직한 방향이다.
상기 제2 렌즈 패턴(130)은 복수의 제2 렌즈(130a)들을 포함한다. 상기 제2 렌즈(130a)들 각각의 단면은, 예를 들면, 볼록 렌즈 형상을 갖는다. 상기 제2 렌즈(130a)들은 서로 인접하여 형성된다. 이와는 다르게, 상기 제2 렌즈(130a)들은 서로 인접하지 않고, 상기 제2 렌즈(130a)들 사이에 플랫한 면이 형성될 수 있다.
상술한 구성을 갖는 광학 부재(100)는 외부의 광원으로부터 제공된 광을 혼합할 수 있다. 또한, 상기 광을 보다 효과적으로 혼합하기 위해서, 상기 제1 렌즈 패턴(120) 및 상기 제2 렌즈 패턴(130) 중에서 적어도 하나는 거친 표면을 가질 수 있다.
이하, 상기 광학 부재(100)가 광원로부터 생성된 광을 혼합하는 메커니즘을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 4 및 도 5는 광원으로부터 생성된 광이 광학 부재를 통과할 때 광의 경로 를 도시한 일부 단면도이다. 도 4는 광원으로부터 생성된 광이 상기 제1 렌즈 패턴(120)에 의해 확산될 때 광이 진행하는 경로를 나타내고, 도 5는 광원으로부터 생성된 광이 상기 제2 렌즈 패턴(130)에 의해 확산될 때 광이 진행하는 경로를 나타낸다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 방향 성분, 제2 방향 성분 및 제3 방향 성분을 갖는 광이 광원(10)으로부터 생성되고, 상기 광은 상기 제2 렌즈 패턴(130), 상기 베이스 기판(110) 및 상기 제1 렌즈 패턴(120)을 차례로 통과한다.
이 때, 도 4는 상기 광원(10)으로부터 생성된 상기 광의 상기 제2 방향 성분 및 상기 제3 방향 성분의 진행 경로를 도시하고, 도 5는 상기 광원(10)으로부터 생성된 상기 광의 상기 제1 방향 성분 및 상기 제3 방향 성분의 진행 경로를 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광원(10)으로부터 생성된 상기 광의 상기 제2 방향 성분은, 상기 제2 렌즈 패턴(130) 및 상기 베이스 기판(110)을 차례로 통과한 후, 상기 제1 렌즈 패턴(120)에 의해 확산된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광원(10)으로부터 생성된 상기 광의 상기 제1 방향 성분은, 상기 제2 렌즈 패턴(130)에 의해 확산된 후, 상기 베이스 기판(110) 및 상기 제1 렌즈 패턴(120)을 차례로 통과한다.
따라서, 상기 광원(10)으로부터 생성된 상기 광은, 상기 제2 렌즈 패턴(130)을 통과할 때 상기 제1 방향으로 확산되고, 상기 제1 렌즈 패턴(120)을 통과할 때 상기 제2 방향으로 확산된다.
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향이 서로 경사져 있으므로, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 정의하는 평면 상에서 관찰할 때, 상기 광원(10)으로부터 생성된 상기 광은 두 방향으로 확산되어 관찰된다. 일 실시예로, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향이 서로 실질적으로 수직하는 경우, 상기 광은 서로 수직한 두 방향으로 확산되어 관찰되므로, 보다 균일한 휘도를 갖는 평면광이 발생될 수 있다.
실시예 2
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 부분 단면도이다. 도 6에 도시된 광학 부재는 제1 렌즈 패턴의 제1 렌즈들을 제외하면 도 1 내지 도 3에 도시된 광학 부재(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 부분에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 광학 부재(102)는 베이스 기판(110), 제1 렌즈 패턴(122) 및 제2 렌즈 패턴(130)을 포함한다.
상기 제1 렌즈 패턴(122)은 복수의 제1 렌즈들(122a,122b,122c,122d,122e)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제1 렌즈들(122a,122b,122c,122d,122e) 각각의 단면은 볼록 렌즈 형상을 갖고, 가변 곡률을 갖는다.
예를 들면, 상기 제1 렌즈들(122a,122b,122c,122d,122e) 중에서 중앙에 있는 제1 렌즈(122a)로부터 좌측에 배치된 제1 렌즈(122b,122d)까지 좌측 방향에 대한 곡률이 증가하고, 상기 제1 렌즈들(122a,122b,122c,122d,122e) 중에서 중앙에 있는 제1 렌즈(122a)로부터 우측에 배치된 제1 렌즈(122c,122e)까지 우측 방향에 대한 곡률이 증가한다. 따라서, 상기 중앙에 있는 제1 렌즈(122a)로부터 양 사이드로 갈 수록, 상기 광학 부재(102)에 입사된 광의 확산의 정도가 커질 수 있다.
상기 제1 렌즈들(122a,122b,122c,122d,122e)은 서로 인접하여 형성된다. 이와는 다르게, 상기 제1 렌즈들(122a,122b,122c,122d,122e)은 서로 인접하지 않고, 상기 제1 렌즈들(122a,122b,122c,122d,122e) 사이에 플랫한 면이 형성될 수 있다.
상기 제1 렌즈들(122a,122b,122c,122d,122e)은 하나의 렌즈 그룹으로 정의될 수 있다. 상기 렌즈 그룹은 하나의 광원 또는 광원 그룹에 대응하고, 복수의 렌즈 그룹들이 복수의 광원들 또는 복수의 광원 그룹들에 대응하여 반복적으로 배치될 수 있다. 이 때, 상기 복수의 렌즈 그룹들은 서로 인접하여 형성될 수도 있고, 상기 렌즈 그룹들 사이에 플랫한 면이 형성될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 제1 렌즈 패턴(122)의 상기 제1 렌즈들(122a,122b,122c,122d,122e)의 단면이 가변 곡률을 갖는다. 이와는 다르게, 상기 제2 렌즈 패턴(130)의 제2 렌즈(130a)들의 단면도 가변 곡률을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈 패턴(130)의 제2 렌즈(130a)들의 단면만이 가변 곡률을 가질 수도 있다.
실시예 3
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 부분 단면도이다. 도 7에 도시된 광학 부재는 제1 렌즈 패턴의 제1 렌즈들을 제외하면 도 1 내지 도 3에 도시된 광학 부재(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 부분에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 광학 부재(104)는 베이스 기판(110), 제1 렌즈 패턴(124) 및 제2 렌즈 패턴(130)을 포함한다.
상기 제1 렌즈 패턴(122)은 복수의 제1 렌즈들(124a,124b,124c)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제1 렌즈들(124a,124b,124c) 각각의 단면은 볼록 렌즈 형상을 갖고, 서로 상이한 곡률을 갖는다.
예를 들면, 상기 제1 렌즈들(124a,124b,124c) 중에서 중앙에 있는 제1 렌즈(122a)로부터 양 사이드에 배치된 제1 렌즈(124b,124c)까지 곡률이 증가한다. 따라서, 상기 중앙에 있는 제1 렌즈(124a)로부터 양 사이드로 갈수록, 상기 광학 부재(104)에 입사된 광의 확산의 정도가 커질 수 있다.
상기 제1 렌즈들(124a,124b,124c)은 서로 인접하여 형성된다. 이와는 다르게, 상기 제1 렌즈들(124a,124b,124c)은 서로 인접하지 않고, 상기 제1 렌즈들(124a,124b,124c) 사이에 플랫한 면이 형성될 수 있다.
상기 제1 렌즈들(124a,124b,124c)은 하나의 렌즈 그룹으로 정의될 수 있다. 상기 렌즈 그룹은 하나의 광원 또는 광원 그룹에 대응하고, 복수의 렌즈 그룹들이 복수의 광원들 또는 복수의 광원 그룹들에 대응하여 반복적으로 배치될 수 있다. 이 때, 상기 복수의 렌즈 그룹들은 서로 인접하여 형성될 수도 있고, 상기 렌즈 그룹들 사이에 플랫한 면이 형성될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 제1 렌즈 패턴(124)의 상기 제1 렌즈들(124a,124b,124c)의 단면이 서로 상이한 곡률을 갖는다. 이와는 다르게, 상기 제2 렌즈 패턴(130)의 제2 렌즈(130a)들의 단면도 서로 상이한 곡률을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈 패턴(130)의 제2 렌즈(130a)들의 단면만이 서로 상이한 곡률 을 가질 수도 있다.
실시예 4
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 부분 단면도이다. 도 8에 도시된 광학 부재는 제1 렌즈 패턴의 제1 렌즈들을 제외하면 도 1 내지 도 3에 도시된 광학 부재(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 부분에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 광학 부재(106)는 베이스 기판(110), 제1 렌즈 패턴(126) 및 제2 렌즈 패턴(130)을 포함한다.
상기 제1 렌즈 패턴(126)은 복수의 제1 렌즈들(126a,126b,126c,126d)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제1 렌즈들(126a,126b,126c,126d) 각각의 단면은 볼록 렌즈 형상을 갖고, 서로 상이한 렌즈 폭을 갖는다.
예를 들면, 상기 제1 렌즈들(126a,126b,126c,126d) 중에서 중앙에 있는 제1 렌즈(126a)로부터 양 사이드에 배치된 제1 렌즈(126b,126c,126d)까지 렌즈 폭이 감소한다. 즉, 상기 베이스 기판(110) 상에 형성된 상기 제1 렌즈들(126a,126b,126c,126d)의 수밀도(number density)가 증가한다. 따라서, 상기 중앙에 있는 제1 렌즈(126a)로부터 양 사이드로 갈수록, 상기 광학 부재(106)에 입사된 광의 확산의 정도가 커질 수 있다.
상기 제1 렌즈들(126a,126b,126c,126d)은 서로 인접하여 형성된다. 이와는 다르게, 상기 제1 렌즈들(126a,126b,126c,126d)은 서로 인접하지 않고, 상기 제1 렌즈들(126a,126b,126c,126d) 사이에 플랫한 면이 형성될 수 있다.
상기 제1 렌즈들(126a,126b,126c,126d)은 하나의 렌즈 그룹으로 정의될 수 있다. 상기 렌즈 그룹은 하나의 광원 또는 광원 그룹에 대응하고, 복수의 렌즈 그룹들이 복수의 광원들 또는 복수의 광원 그룹들에 대응하여 반복적으로 배치될 수 있다. 이 때, 상기 복수의 렌즈 그룹들은 서로 인접하여 형성될 수도 있고, 상기 렌즈 그룹들 사이에 플랫한 면이 형성될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 제1 렌즈 패턴(124)의 상기 제1 렌즈들(126a,126b,126c,126d)의 단면이 서로 상이한 렌즈 폭을 갖는다. 이와는 다르게, 상기 제2 렌즈 패턴(130)의 제2 렌즈(130a)들의 단면도 서로 상이한 렌즈 폭을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 렌즈 패턴(130)의 제2 렌즈(130a)들의 단면만이 서로 상이한 렌즈 폭을 가질 수도 있다.
실시예 5
도 9 본 발명의 제5 실시예에 따른 광학 부재를 나타낸 부분 단면도이다. 도 9에 도시된 광학 부재는 확산부를 제외하면 도 1 내지 도 3에 도시된 광학 부재(100)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 부분에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 광학 부재(108)는 베이스 기판(110), 제1 렌즈 패턴(120), 제2 렌즈 패턴(130) 및 확산부(140)를 포함한다.
상기 확산부(140)는 상기 베이스 기판(110), 상기 제1 렌즈 패턴(120) 및 상기 제2 렌즈 패턴(130) 중에서 적어도 하나의 내부에 형성된다. 일 실시예로, 상기 확산부(140)는 상기 베이스 기판(110)의 내부에 형성될 수 있다.
상기 확산부(140)는 상기 베이스 기판(110)에 입사된 광을 확산시킨다. 이에 따라, 상기 광학 부재(108)를 통과한 광의 휘도 균일성이 향상된다. 상기 광학 부재(108)로부터 출사되는 광의 휘도 균일성을 보다 향상시키기 위해, 상기 확산부(140)는 상기 베이스 기판(110)의 내부에 균일하게 분포될 수 있다.
상기 확산부(140)는, 일 실시예로, 복수의 비드(bead)들을 포함한다. 상기 비드들의 굴절률이 상기 베이스 기판(110)의 굴절률보다 작을 때, 상기 광학 부재(108)에 입사된 광은 보다 효과적으로 확산될 수 있다.
상기 비드들은, 예를 들면, 구 또는 타원체 등의 형상을 가진다. 상기 비드들 각각의 크기가 감소할 때, 상기 비드들과 상기 베이스 기판(110) 사이의 경계면의 면적이 증가하므로, 상기 광학 부재(108)에 입사된 광은 보다 효과적으로 확산될 수 있다.
상기 확산부(140)는, 일 실시예로, 복수의 버블(bubble)들을 포함한다. 상기 버블들의 굴절률은 상기 베이스 기판(110)의 굴절률보다 작으므로, 상기 광학 부재(108)에 입사된 광은 보다 효과적으로 확산될 수 있다.
상기 버블들은, 예를 들면, 구 또는 타원체 등의 형상을 가진다. 상기 버블들 각각의 크기가 감소할 때, 상기 버블들과 상기 베이스 기판(110) 사이의 경계면의 면적이 증가하므로, 상기 광학 부재(108)에 입사된 광은 보다 효과적으로 확산될 수 있다.
본 실시예에서는, 도 1 내지 도 3에 도시된 광학 부재(100)가 상기 확산부(140)를 포함한다. 이와는 다르게, 도 6, 도 7 및 도 8에 각각 도시된 광학 부재 (102,104,106)들도 상기 확산부(140)를 포함할 수 있다.
백라이트 어셈블리
실시예 6
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도 10을 참조하면, 백라이트 어셈블리(700)는 광학 부재(100), 복수의 광원 유닛(200)들, 광학 시트(300) 및 수납 용기(400)를 포함한다.
상기 광학 부재(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 광학 부재(100)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 부분에 대한 중복된 설명은 생략한다.
상기 광원 유닛(200)들은 광을 발생한다. 발생된 상기 광은 상기 광학 부재(100)에 제공되고, 상기 광학 부재(100)는 제공받은 상기 광을 혼합한다.
상기 광학 시트(300)는 상기 광학 부재(100)의 상부에 배치되어, 상기 혼합된 광을 확산시키기 위한 확산 시트(310)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학 시트(300)는 상기 확산된 광을 정면 방향으로 집광시켜 광의 정면 휘도를 향상시키기 위한 집광 시트(320)를 포함할 수 있다.
상기 수납 용기(400)는 바닥판(410) 및 상기 바닥판(410)의 가장자리로부터 연장되어 수납 공간을 형성하는 측부(620)를 포함하여, 상기 광원 유닛(200)들, 상기 광학 부재(100) 및 상기 광학 시트(300)를 순차적으로 수납한다. 상기 수납용기(400)는, 예를 들면, 강도가 우수하고 변형이 적은 금속으로 이루어진다.
상기 백라이트 어셈블리(700)는 상기 광원 유닛(200)들의 발광을 위한 구동 전압을 발생하는 전원공급장치(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 전원공급장치(500)로부터 발생된 상기 구동 전압은 전원선(510)을 통해 상기 광원 유닛(200)들에 인가된다.
이하, 상기 광원 유닛(200)들을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 11은 도 10에 도시된 광원 유닛들을 나타낸 부분 평면도이고, 도 12는 도 10에 도시된 광원 유닛을 나타낸 부분 측면도이다. 상기 복수의 광원 유닛(200)들은 실질적으로 서로 동일하므로, 하나의 광원 유닛(200)에 관하여 상세하게 설명한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 광원 유닛(200)은 회로 기판(210) 및 복수의 광원 그룹들을 포함한다.
상기 회로 기판(210)은 예를 들어, 인쇄회로기판 또는 인쇄회로기판에 열 전도율이 우수한 금속이 코팅된 금속코팅기판으로 이루어진다. 상기 회로 기판(210)에는 외부로부터 공급된 전원을 상기 광원 그룹들에 인가하기 위한 전원 인가선(도시되지 않음)이 형성되어 있다.
상기 광원 그룹들 각각은 적색 광원(220), 두 개의 녹색 광원들(230,240) 및 청색 광원(250)을 포함한다. 그러나, 상기 광원들의 개수는 이에 한정되지 않는다.
상기 적색 광원(220)은 적색광을 발생하는 적색 발광 다이오드(light emitting diode; LED, 222)를 포함하고, 상기 녹색 광원들(230,240)은 각각 녹색광을 발생하는 녹색 발광 다이오드들(232,242)을 포함하며, 상기 청색 광원(250)은 청색광을 발생하는 청색 발광 다이오드(252)를 포함한다.
상기 적색 광원(220), 상기 녹색 광원들(230,240) 및 상기 청색 광원(250)은 각각 상기 적색 발광 다이오드(222)를 커버하는 적색 발광 다이오드 커버 렌즈(224), 상기 녹색 발광 다이오드 커버 렌즈들(234,244) 및 청색 발광 다이오드 커버 렌즈(254)를 포함한다. 상기 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드 커버 렌즈들(224,234,244,254)은 상기 적색 발광 다이오드(222), 상기 녹색 발광 다이오드들(232,242) 및 상기 청색 발광 다이오드(252)로부터 발생된 광을 확산시켜, 상기 적색, 녹색 및 청색 광원들(220,230,240,250)의 유효 발광 면적을 증가시킨다.
상기 적색 광원(220), 녹색 광원들(230,240) 및 상기 청색 광원(250)으로부터 각각 발생한 적색광, 녹색광 및 청색광은 상기 광학 부재(100)를 통과할 때 혼합되어 백색광을 발생한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 광원 유닛(200)의 상기 광원 그룹들은 이웃한 광원 유닛(200)의 광원 그룹들과 지그재그 형태로 배치되므로, 보다 효과적으로 상기 백색광이 발생될 수 있다.
상기 각 광원 그룹들의 상기 적색 광원(220), 상기 녹색 광원들(230,240) 및 상기 청색 광원(250)은 인접한 광원 그룹의 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원과 동일한 배치를 가질 수도 있고, 상이한 배치를 가질 수도 있다.
한편, 상기 적색 광원(220), 상기 녹색 광원들(230,240) 및 상기 청색 광원(250)이 각각 상기 적색 발광 다이오드(222), 상기 녹색 발광 다이오드들(232,242) 및 상기 청색 발광 다이오드(252)를 포함하므로, 상기 적색 광원(220), 상기 녹색 광원들(230,240) 및 상기 청색 광원(250)이 상기 광학 부재(100)로부터 소정 거리 이내로 이격될 경우, 색얼룩이 발생되고 휘도 균일성이 저하될 수 있다.
따라서, 상기 광학 부재(100)가 포함하는 제1 렌즈(110)들 및 제2 렌즈(120)들의 곡률을 증가시킴으로써, 상기 광학 부재(100)와 광원 유닛(200) 사이의 이격 거리를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 백라이트 어셈블리(700)는 얇은 두께를 가질 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 백라이트 어셈블리(700)는 도 1 내지 도 3에 도시된 광학 부재(100)를 채용하지만, 상기 백라이트 어셈블리(700)는 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9에 각각 도시된 광학 부재들(102,104,106,108)을 채용할 수 있다.
표시 장치
실시예 7
도 13는 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 13을 참조하면, 표시 장치(1000)는 백라이트 어셈블리(700) 및 표시 유닛(800)을 포함한다.
상기 백라이트 어셈블리(700)는 도 7에 도시된 백라이트 어셈블리(700)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 부분에 대한 중복된 설명은 생략한다.
상기 표시 유닛(800)은 상기 백라이트 어셈블리(700)로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널(810) 및 상기 표시 패널(810)을 구동하기 위한 구동 회로부(820)를 포함한다.
상기 표시 패널(810)은 제1 기판(812), 제1 기판(812)과 대향하여 결합되는 제2 기판(814) 및 제1 기판(812)과 제2 기판(814) 사이에 개재된 액정층(도시되지 않음)을 포함한다. 상기 제1 기판(812)은, 예를 들면, 스위칭 소자인 박막 트랜지 스터(Thin Film Transistor; TFT)가 매트릭스 형태로 형성된 TFT 기판이다. 제2 기판(814)은, 예를 들면, 색을 구현하기 위한 RGB 화소가 박막 형태로 형성된 칼라필터 기판이다.
상기 구동 회로부(820)는 상기 표시 패널(810)에 데이터 구동신호를 공급하는 데이터 인쇄회로기판(821), 상기 표시 패널(810)에 게이트 구동신호를 공급하는 게이트 인쇄회로기판(822), 상기 데이터 인쇄회로기판(821)을 상기 표시 패널(810)에 연결하는 데이터 구동회로필름(823) 및 상기 게이트 인쇄회로기판(822)을 상기 표시 패널(810)에 연결하는 게이트 구동회로필름(824)을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 베이스 기판의 상면 및 하면에 각각 렌즈 패턴을 경사지게 형성하여, 광원으로부터 상기 광학 부재에 제공된 광을 혼합하고, 균일한 평면광으로 확산시킬 수 있다.
또한, 상기 광원이 적색광, 녹색광 및 청색광을 포함할 때, 상기 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼합하여 균일한 백색광이 발생될 수 있다.
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 (17)

  1. 광원으로부터 제공된 광을 혼합하는 광학 부재에 있어서,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 상면에 형성되고, 제1 방향으로 연장된 제1 렌즈 패턴; 및
    상기 베이스 기판의 하면에 형성되고, 제2 방향으로 연장된 제2 렌즈 패턴을 포함하는 광학 부재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 서로 수직한 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 렌즈 패턴은 복수의 제1 렌즈들을 포함하고, 상기 제2 렌즈 패턴은 복수의 제2 렌즈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 렌즈들 각각의 단면은 볼록 렌즈 형상이고, 상기 제2 렌즈들 각각의 단면은 볼록 렌즈 형상인 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 렌즈들 각각의 단면 및 상기 제2 렌즈들 각각의 단면 중에서 적어도 하나는 가변 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 기판, 상기 제1 렌즈 패턴 및 상기 제2 렌즈 패턴 중에서 적어도 하나의 내부에 형성된 확산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 확산부는 복수의 비드(bead)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 확산부는 복수의 버블(bubble)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 렌즈 패턴 및 상기 제2 렌즈 패턴 중에서 적어도 하나는 거친 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  10. 서로 다른 파장의 광을 발생하는 복수의 광원들; 및
    상기 광원으로부터 상기 광을 제공받아 혼합하는 광학 부재를 포함하고,
    상기 광학 부재는,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 상면에 형성되고, 제1 방향으로 연장된 제1 렌즈 패턴; 및
    상기 베이스 기판의 하면에 형성되고, 제2 방향으로 연장된 제2 렌즈 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은 서로 수직한 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 렌즈 패턴은 볼록 렌즈 형상의 단면을 갖는 복수의 제1 렌즈들을 포함하고, 상기 제2 렌즈 패턴은 볼록 렌즈 형상의 단면을 갖는 복수의 제2 렌즈들을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 베이스 기판, 상기 제1 렌즈 패턴 및 상기 제2 렌즈 패턴 중에서 적어도 하나는 확산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 광원들은 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 광원 유닛의 하부에 배치되는 반사 시트;
    상기 광학 부재의 상부에 배치되는 확산 시트; 및
    상기 반사 시트, 상기 광원 유닛, 상기 광학 부재 및 상기 확산 시트를 순차적으로 수납하는 수납 용기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  16. 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 상기 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함하고,
    상기 백라이트 어셈블리는, 상기 광을 발생하는 광원 유닛, 및 상기 광원 유닛으로부터 상기 광을 제공받아 혼합하며, 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상면에 형성되고 제1 방향으로 연장된 제1 렌즈 패턴, 및 상기 베이스 기판의 하면에 형성되고 제2 방향으로 연장된 제2 렌즈 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 광원 유닛은 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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