KR20070118913A - 면 광원 장치, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평면 광을 제공할 수 있는 면 광원 장치, 상기 면 광원 장치를 구비한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 면 광원 장치는 소정 간격으로 배치한 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 광원부; 및 상기 광원부로부터 입사되는 빛을 내면에서 반사시켜서 출사하는 광변환부를 포함한다. 또한, 광변환부는 상기 광원부로부터 방출된 빛이 입사 또는 반사되는 복수의 면을 갖는 광입사부; 및 상기 광입사부의 일단으로부터 돌출되는 형상을 가지며, 상기 광입사부로부터 전달된 빛이 반사 또는 출사하는 복수의 면을 갖는 복수의 광출사부를 포함한다. 본 발명은 빛의 반사 및 굴절을 이용하여, 하나의 광원이 복수의 광원으로서 역할을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 하나의 광원이 복수의 광원으로서 역할을 수행하므로, 소비 전력과 발열량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
면 광원 장치, 백라이트 유닛, 액정 표시 장치

Description

면 광원 장치, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치 {PLANAR LIGHT SOURCE, BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING THE SAME}
도 1은 종래의 액정 표시 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 면 광원 장치의 사시도들이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 면 광원 장치의 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 면 광원 장치 내에서 빛이 진행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 A 부분을 확대한 도면이다.
본 발명은 면 광원 장치, 상기 면 광원 장치를 구비한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device)는, 인가 전압에 따른 액정의 광 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전자 소자이다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(100)는 액정 패널(150) 및 상기 액정 패널의 후면에 배치된 백라이트 유닛(110)을 포함한다.
본 발명을 이해하고 실시함에 있어서, 액정 패널(150)의 구체적인 구조는 중요하지 않다. 따라서, 본 발명을 이해하기 위해 필요한 범위 내에서 액정 패널(150)의 기본 구조에 대해 설명하도록 한다.
액정 패널(150)은 일반적으로 한 쌍의 투명 기판, 상기 투명 기판들 사이에 개재된 액정층, 상기 투명 기판에 각각 형성되는 컬러 필터층, 블랙 매트릭스, 화소 전극, 공통 전극 및 TFT 어레이를 포함한다.
백라이트 유닛(110)은 광원부(120), 도광판(130), 반사 시트(140) 및 광학 시트(112)를 포함한다.
광원부(120)는 광원(120a) 및 광원 반사판(120b)을 포함한다.
광원(120a)으로서는 일반적으로 냉음극 형광램프 또는 외부전극 형광램프가 사용된다.
광원(120a)은 광원 반사판(120b)의 내측에 수납된 상태에서, 도광판(130)의 일 측면에서 이와 나란히 배치된다.
광원 반사판(120b)은 광원(120a)의 외주면을 따라 배치되며, 광원(120a)으로 부터 발생된 빛을 도광판(130)의 측면으로 반사시켜 도광판(130)으로 입사되는 빛의 효율을 향상시킨다.
광원부(120)와 인접하여 배치된 도광판(130)의 측면은 빛이 입사하기 위한 광 입사면이 되며, 상기 광 입사면을 통해 입사한 빛은 도광판(130)의 내부에서 혼합되어, 상기 광 입사면과 대략 수직 관계로 배치된 광 출사면을 통해 상부에 배치된 액정 패널(150) 방향으로 빛을 출사된다.
반사 시트(140)는 도광판(130)의 배면으로 출사된 빛을 다시 도광판(130) 쪽으로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킨다.
광학 시트(112)는 확산 시트(112a), 프리즘 시트(112b) 및 보호 시트(112c) 등의 다수 매의 광학 필름을 포함할 수 있다.
위와 같은 구조의 에지-라이트형 백라이트 유닛에서는, 도광판(130)의 일 측면을 통해 입사되는 빛만을 이용하게 때문에 광 효율이 저하될 뿐만 아니라, 도광판(130) 자체에서도 광 손실이 상당히 발생한다는 문제점이 있다.
또한, 다수의 광원, 예를 들어 냉음극 형광램프 또는 외부전극 형광램프를 액정 패널의 직하부에 위치시키고 광원의 전면에는 확산판을 배치하고, 그 배면에는 반사 시트를 배치하여 구성된 직하형 백라이트 유닛은 광원에서 방출된 빛이 확산판을 통과하더라도 휘도의 균일도가 낮다는 문제점이 있다.
또한, 다수의 광원을 상호 인접하여 배치하면, 액정 표시 장치의 제한된 공간 내에서 열 대류가 발생하여 그 상부에 배치된 광학 시트를 변형시키고, 나아가 액정 표시 장치의 표시 품질에 악영향을 미치게 된다.
본 발명의 제 1 목적은 종래의 백라이트 유닛에 비해 적은 수의 광원을 사용함으로써 소비 전력과 발열의 측면에서 유리한 면 광원 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 보다 균일한 평면 광을 제공할 수 있는 구조를 갖는 면 광원 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 목적은 이러한 면 광원 장치를 구비한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 면 광원 장치는 소정 간격으로 배치한 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 광원부; 및 상기 광원부로부터 입사되는 빛을 내면에서 반사시켜서 출사하는 광변환부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 액정 패널을 조명하기 위한 면 광원 장치; 및 상기 면 광원 장치의 일측에 배치되며, 상기 면 광원 장치에서 출력되는 빛을 입력받아 상기 액정 패널에 출력하는 하나 이상의 광학 시트를 포함하되, 상기 면 광원 장치는, 소정 간격으로 배치한 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 광원부; 및 상기 광원부로부터 입사되는 빛을 내면에서 반사시켜서 출사하는 광변환부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 외부에서 인가되는 전기적 신호에 따라 액정층의 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 입력되는 빛의 투 과량을 제어하여 이미지를 표시하기 위한 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 후방에서 상기 액정 패널에 입력되는 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하되, 상기 백라이트 유닛은, 상기 액정 패널을 조명하기 위한 면 광원 장치; 및 상기 면 광원 장치의 일측에 배치되며, 상기 면 광원 장치에서 출력되는 빛을 입력받아 상기 액정 패널에 출력하는 하나 이상의 광학 시트를 포함하되, 상기 면 광원 장치는, 소정 간격으로 배치한 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 광원부; 및 상기 광원부로부터 입사되는 빛을 내면에서 반사시켜서 출사하는 광변환부를 포함한다.
본 발명은 빛의 반사를 이용하여, 하나의 광원이 복수의 광원으로서 역할을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 하나의 광원이 복수의 광원으로서 역할을 수행하므로, 소비 전력과 발열량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다. 여기서, 액정 표시 장치 내 사용되는 백라이트 유닛은 직하형이다.
도 2를 참조하면, 액정 표시 장치(200)는, 외부에서 인가되는 디스플레이 정보를 포함하는 전기적 신호에 따라 소정의 영상을 표시하는 액정 패널(270) 및 액정 패널(270)을 조명하기 위해 액정 패널(270)의 후면에 배치된 백라이트 유닛(210)을 포함한다.
액정 패널(270)은 한 쌍의 투명 기판, 상기 투명 기판들 사이에 개재된 액정 층, 상기 투명 기판에 각각 형성되는 컬러 필터층, 블랙 매트릭스, 화소 전극, 공통 전극 및 TFT 어레이를 포함할 수 있다.
컬러 필터는 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)에 해당하는 컬러 필터들을 포함하며, 빛이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루의 색에 해당하는 이미지를 발생시킨다.
TFT 어레이는 스위칭 소자로서 화소 전극을 스위칭한다.
공통 전극 및 화소 전극은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층의 분자들의 배열을 변환시킨다.
액정층은 다수의 액정 분자들로 이루어져 있고, 상기 액정 분자들은 화소 전극과 공통 전극 사이에 발생된 전압차에 상응하여 배열을 변화시키고, 이에 의해, 백라이트 유닛(210)으로부터 제공되는 빛은 액정층의 분자 배열의 변화에 상응하여 컬러 필터에 입사된다.
백라이트 유닛(210)은 액정 패널(270)의 후면에 위치하며, 액정 패널(270)에 빛, 예를 들어 백색광을 제공한다.
백라이트 유닛(210)은 액정 패널(270)의 가시면을 조명하기에 충분한 평면 광을 제공하는 광학 시트(220), 면 광원 장치(230) 및 프레임(260)을 포함한다.
광학 시트(220)는 액정 패널(270)과 면 광원 장치(230)의 사이에 배치되며, 확산 시트(220a), 프리즘 시트(220b) 및 보호 시트(220c)를 포함할 수 있다.
면 광원 장치(230)를 통해 출사된 빛은 확산 시트(220a)를 통과하며, 확산 시트(220a)는 입사하는 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하고, 시야각을 넓혀준다.
한편, 확산 시트(220a)를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 보상하기 위해 프리즘 시트(220b)가 사용된다. 프리즘 시트(220b)는 확산 시트(220a)에서 출사된 빛을 굴절시켜 낮은 각도로 입사되는 빛이 정면 쪽으로 집중시키기 때문에 유효 시야각 범위에서 휘도가 상승하게 된다.
확산 시트(220a)를 통과한 빛은 그 상부에 배치된 보호 시트(220c)에 입사되고, 프리즘 시트(220b)에 의해 축소된 시야각은 소정의 범위 내에서 재확대되어 액정 패널(270)에 입사하게 된다.
액정 패널(270)은 외부에서 인가되는 영상 정보를 포함하는 전기적 신호에 따라 액정층의 분자 배열을 변화시켜 광투과도를 제어함으로써 소정의 영상을 구현하게 된다.
본 발명을 이해하고 이를 실시함에 있어서, 광학 시트(220)의 정확한 구조적, 물질적 특성은 중요하지 않으며, 백라이트 유닛에 통상적으로 사용되는 어떠한 구조 및 재료를 이용한 광학 시트를 채용하는 백라이트 유닛에도 본 발명의 사상이 광범위하게 적용될 수 있을 것이다.
면 광원 장치(230)는 소정 간격으로 배치한 적어도 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 광원부(240) 및 광원부(240)로부터 입사되는 빛을 내면에서 반사시켜서 출사하는 광변환부(250)를 포함한다.
광변환부(250)는 광원부(240)로부터 방출된 빛이 입사 또는 반사되는 복수의 면을 갖는 광입사부(252) 및 광입사부(252)의 일단으로부터 돌출되는 형상을 가지 며, 광입사부(252)로부터 전달된 빛이 반사 또는 출사하는 복수의 면을 갖는 복수의 광출사부(254 및 256)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 광변환부(250)는 도 2에 도시된 바와 같이, 정면에서 볼 때, Y자 형상을 갖도록 구성할 수 있다. 광변환부(250)의 구성 및 형상에 관한 자세한 설명은 후술한다.
한편, 도 2에서는 면 광원 장치(230)가 12개로 구성되어 있으나, 이는 설명을 위해 임의로 정해진 것으로써, 그 갯수는 액정 패널(270)의 크기, 필요로 하는 휘도의 정도 및 발광 소자로부터 방출되는 발열량 등을 고려하여, 적당한 수로 조정될 수 있다.
프레임(260)은 면 광원 장치(230)를 수납하기 위한 공간을 제공하며, 상부에 반사 시트(280)가 배치될 수 있다.
반사 시트(280)는 면 광원 장치(230)에서 저부로 방출하는 빛을 반사시켜 면 광원 장치(230)로 입사시킴으로써 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 반사 시트(280)는 SUS, Brass, 알루미늄, PET 등으로 이루어진 시트 위에 은(Ag)을 입히고, 열이 미세하게 발생한다 해도 장시간 흡열로 인한 변형을 막기 위해 티타늄 코팅하여 제작될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서, 반사 시트(280)는 PET와 같은 합성수지로 된 시트에 광을 산란시키기 위한 기포를 분산시켜 제작될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 면 광원 장치를 도시한 사시도들이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 본 발명의 면 광원 장치(330)는 발광 소자(340, 342 및 346) 및 광변환부(350)를 포함한다.
광변환부(350)는 광입사부(352) 및 광출사부(354 및 356)를 포함한다.
도 3a에서, 발광 소자(340)는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 또는 외부전극 형광램프(External Electrode Flourscent Lamp)로 구성될 수 있다.
냉음극 형광 램프는 유리관 양끝에 전극이 있고, 그 내부에는 일정량의 수은과 아르곤, 네온 등의 혼합 가스를 포함하며, 유리관 내부 표면은 형광체가 도포된다.
냉음극 형광 램프의 두 전극에 고전압 전계가 가해지면 전자 방출이 일어난다. 이어서, 전자 방출이 시작되면 수은이 여기되어 자외선이 발산되며, 이 자외선이 유리관 벽의 형광체와 충돌하면서 가시 광선을 발산시킨다.
외부전극 형광램프는 휘도가 400nit 이상으로 냉음극 형광램프보다 60% 이상 뛰어나 고휘도를 필요로 하는 TV 등 TFT LCD의 응용분야를 더욱 확산시킬 수 있는 장점이 있으며, 전극이 램프 안에 있는 냉음극 형광램프와는 달리 전극이 외부에 있어 병렬로 작동하기에 유리, 램프간의 전압편차를 줄여 고른 휘도 구현이 가능하다.
도 3b에서, 발광 소자(342)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)로 구성될 수 있다. 또한, 면 광원 장치(330)는 일렬로 배치한 발광 소자(342)를 고정시키도록 발광 소자 수납부(344)를 더 포함할 수 있다.
발광 다이오드는 갈륨비소 등의 화합물에 전류를 흘려 빛을 발산하는 반도체소자이다. 전력소비가 낮으며, 수명이 10만 시간에 달해 한번 설치하면 교체나 유지보수가 거의 필요 없다는 장점이 있다.
발광 다이오드는 점광원이므로, 복수의 발광 다이오드를 소정 간격으로 일렬로 배치하여, 선형 광원과 같은 효과를 얻도록 구성할 수 있다.
도 3c에서, 발광 소자(346)는 유기 전계 발광 소자(Organic Electro Luminescence Display)로 구성될 수 있다.
유기 전계 발광 소자는 형광성 유기화합물 박막에 전류를 흘려주면 전자와 정공이 유기 화합물층에서 재결합하면서 빛을 발생하는 현상을 이용한 자발광형 표시소자이다. 이러한 유기 전계 발광 소자는 구조적으로 박형, 경량으로 부품이 간소하고, 제조공정이 간단한 장점을 갖는다. 또한, 광시야각 확보, 완벽한 동영상과 고색순도 구현으로 고화질 표시소자에 적용가능하며, 저소비전력, 저전압 DC 구동의 특성을 갖는다.
유기 전계 발광 소자의 경우, 광변환부(350)의 형상 및 크기에 상응하여 소정 폭(W)과 길이(L)를 갖도록 구성할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 면 광원 장치의 단면도들이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 면 광원 장치(410 및 440)는 광원부(420 및 450) 및 광변환부(430 및 460)를 포함한다.
광원부(420 및 450)는 발광 소자로 구성될 수 있으며, 상기 발광 소자는 냉 음극 형광 램프, 외부전극 형광램프, 발광 다이오드 또는 유기 전계 발광 소자가 될 수 있다.
광변환부(430 및 460)는 광입사부(432 및 462) 및 광출사부(434, 436, 464 및 466)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광변환부(430 및 460)의 재질은 광 투과율이 양호하고, 기계적 성질(특히 내충격성), 내열성 및 전기적 성질을 균형 있게 갖춘 열가소성 수지 물질이 될 수 있다. 바람직하게는, 광변환부(430 및 460)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA)로 구성될 수 있다. 가장 바람직하게는, 광변환부(430 및 460)는 폴리메틸 메타크릴레이트로 구성될 수 있다. 폴리메틸 메타크릴레이트는 강도가 높아 잘 깨지지 않고 쉽게 변형되지 않는다. 또한, 가시광선 투과율이 높아서 광원 소재로 적합하다.
본 발명의 일 실시예에서, 광변환부(430 및 460)는 사출 또는 압출과 같은 종래에 공지된 일반적인 플라스틱 성형법에 의해 제작될 수 있다. 본 기술분야에 숙달된 자라면 보다 구체적인 설명이 없이도 이러한 성형법들을 이용하여 상기 언급된 물질로 본 발명의 광변환부를 제작할 수 있을 것이다.
광입사부(432 및 462)는 광원부(420 및 450)로부터 방출된 빛이 입사되는 면(432a 및 462a) 및 상기 입사된 빛이 반사되는 면(432b, 432c, 462b 및 462c)을 포함한다. 도 4a의 경우, 빛이 입사되는 면(432a) 및 빛이 반사되는 면(432b 및 432c)이 모두 평면으로 구성되나, 도 4b에서는, 빛이 입사되는 면(462a)이 곡면으로 구성되고, 반사되는 면(462b 및 462c)은 평면으로 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광입사부(432 및 462)에 대하여 도 4a 및 도 4b에서 도시한 구성 외에, 상기 빛이 입사 또는 반사되는 면을 평면 또는 곡면의 다양한 조합으로 구성할 수 있다. 또한, 상기 곡면은 볼록 또는 오목한 형태로 구성될 수 있으며, 곡면의 곡률 정도는 빛의 집광 또는 분산의 목적에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
광출사부(434, 436, 464 및 466)는 광입사부(432 및 462)의 일단으로부터 돌출된 형상을 가지며, 광입사부(432 및 462)를 통해 전달된 빛을 반사시키는 면(434a, 434b, 436a, 436b, 464a, 464b, 466a 및 466b) 및 출사시키는 면(434c, 436c, 464c 및 466c)을 포함한다. 도 4a의 경우, 빛이 반사되는 면(434a, 434b, 436a 및 436b) 및 출사되는 면(434c 및 436c)이 모두 평면으로 구성되나, 도 4b에서는, 빛이 반사되는 일면(464b 및 466b)이 곡면으로 구성되고, 출사되는 면(464c 및 466c)은 평면으로 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광출사부(434, 436, 464 및 466)에 대하여 도 4a 및 도 4b에서 도시한 구성 외에, 상기 빛이 반사 또는 출사되는 면을 평면 또는 곡면의 다양한 조합으로 구성할 수 있다. 또한, 광출사부(434, 436, 464 및 466)의 갯수는 광 효율성, 휘도, 면 광원 장치(410 및 440)의 크기 등을 고려하여, 더 추가될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 본 발명의 면 광원 장치(460)는 광원부(470) 및 광변환 부(480)를 포함한다. 광원부(470)는 발광 소자(472) 및 캡(474)을 포함한다.
광변환부(480)는 광입사부(482) 및 광출사부(484 및 486)를 포함한다.
도 4a 및 도 4b와의 차이점은 광원부(470)가 캡(474)을 더 포함하는 것이다.
캡(474)은 발광 소자(472)의 상부에 배치되어, 발광 소자(472)로부터 출사되는 빛의 각도(α)를 좁힐 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(472)로부터 광변환부(480)로 입사되는 빛의 양은 증가하며, 따라서, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 면 광원 장치 내에서 빛이 진행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 광변환부는 단면도이나, 빛이 진행하는 선을 명확히 표시하기 위하여 빗금을 생략하였다.
도 6은 도 5의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 발광 소자(520)로부터 일정한 각도로 방출된 빛(L1)은 광입사부(532)의 일면(532a)을 통해 입사된다. 여기서, 발광 소자(520)와 광변환부(530) 사이의 매질(소한 매질)과 광입사부(532)를 구성하는 매질(밀한 매질)의 굴절률의 차이로 인하여, 발광 소자(520)로부터 방출된 빛(L1)은 굴절되어 광출사부(534) 내로 진행한다(L2).
도 5에서는 빛이 광입사부(532)의 일면(532a)을 통해 입사된 후, 바로 광출사부(534 및 536)로 진행하는 것으로 도시되었으나, 빛이 입사하는 각도에 따라, 광입사부(532)의 다른 면(532b 및 532c)에서 반사된 후, 광출사부(534 및 536)로 진행할 수 있다.
이어서, 상기 진행한 빛(L2)은 광출사부(534)의 일면(534b)에서 반사를 일으키는데, 본 기술분야에 주지된 스넬의 법칙(Snell's law)에 의한 전반사 조건을 충족시키는 임계각 이상의 각도(θa)로 입사하는 경우, 빛은 전반사를 일으키며, 광출사부(534) 내에서 진행한다(L3).
계속하여, 상기 진행한 빛(L3)이 광출사부(534)의 다른 일면(534a)으로 임계각 이상의 각도(θb)로 입사하는 경우, 다시 전반사를 일으키며, 광출사부(534) 내에서 진행한다(L4).
이어서, 상기 진행한 빛(L4)이 광출사부(534)의 또 다른 일면(534c)으로 임계각 이하의 각도(θc)로 입사하는 경우, 빛은 굴절을 일으키며, 광변환부(530)로부터 출사된다.
광변환부(530)의 다른 광출사부(536)의 면들(536a, 536b 및 536c)에서도 상기한 과정이 일어나며, 이에 따라, 하나의 발광 소자(520)가 2 개의 광원으로서 역할을 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 면 광원 장치(510)를 사용하여, 백라이트 유닛(210)을 구성하는 경우, 백라이트 유닛(210) 내 사용되는 발광 소자(520)의 갯수를 줄일 수 있으므로, 백라이트 유닛(210)의 소비전력 및 발열량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광변환부(530)의 광출사부(534 및 536)를 대칭적 형태로 구성하여, 휘도가 균일한 평면광을 발생시킬 수 있다.
상술한 면 광원 장치(510)에서, 빛은 2회 전반사를 일으키며, 광변환부(530)로부터 출사되는 것으로 설명되었으나, 발광 소자(520)로부터 광변환부(530)로 입사되는 빛의 각도, 빛이 반사되는 면의 형상, 광변환부(530)를 구성하는 물질의 굴절률 등에 따라 수회 전반사를 일으키며, 광변환부(530)로부터 출사될 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 단지 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명은 빛의 반사를 이용하여, 하나의 광원으로부터 휘도가 균일한 복수의 평면광을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 하나의 광원을 사용하여, 복수의 평면광을 방출시키므로, 소비 전력과 발열량을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (21)

  1. 액정 패널에 제공되는 빛을 출력하기 위한 면 광원 장치에 있어서,
    소정 간격으로 배치한 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 광원부; 및
    상기 광원부로부터 입사되는 빛을 내면에서 반사시켜서 출사하는 광변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는,
    상기 발광 소자의 상부에 배치되어, 상기 발광소자로부터 방출되는 빛의 출사 각도를 좁히는 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 소자는 냉음극 형광 램프, 외부전극 형광램프, 발광 다이오드 또는 유기 전계 발광 소자인 것을 특징으로 하는 면 광원 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광변환부는,
    상기 광원부로부터 방출된 빛이 입사 또는 반사되는 복수의 면을 갖는 광입사부; 및
    상기 광입사부의 일단으로부터 돌출되는 형상을 가지며, 상기 광입사부로부터 전달된 빛이 반사 또는 출사하는 복수의 면을 갖는 복수의 광출사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 광입사부의 빛이 입사 또는 반사되는 면은 평면 또는 곡면인 것을 특징으로 하는 면 광원 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 광출사부의 빛이 반사 또는 출사하는 면은 평면 또는 곡면인 것을 특징으로 하는 면 광원 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 광변환부는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트 또는 폴리메틸 메타크릴레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치.
  8. 액정 패널을 후방에서 조명하기 위한 백라이트 유닛에 있어서,
    상기 액정 패널을 조명하기 위한 면 광원 장치; 및
    상기 면 광원 장치의 일측에 배치되며, 상기 면 광원 장치에서 출력되는 빛을 입력받아 상기 액정 패널에 출력하는 하나 이상의 광학 시트를 포함하되,
    상기 면 광원 장치는,
    소정 간격으로 배치한 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 광원부; 및
    상기 광원부로부터 입사되는 빛을 내면에서 반사시켜서 출사하는 광변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 광원부는,
    상기 발광 소자의 상부에 배치되어, 상기 발광소자로부터 방출되는 빛의 출사 각도를 좁히는 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 발광 소자는 냉음극 형광 램프, 외부전극 형광램프, 발광 다이오드 또는 유기 전계 발광 소자인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 광변환부는,
    상기 광원부로부터 방출된 빛이 입사 또는 반사되는 복수의 면을 갖는 광입사부; 및
    상기 광입사부의 일단으로부터 돌출되는 형상을 가지며, 상기 광입사부로부터 전달된 빛이 반사 또는 출사하는 복수의 면을 갖는 복수의 광출사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 광입사부의 빛이 입사 또는 반사되는 면은 평면 또는 곡면인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 광출사부의 빛이 반사 또는 출사하는 면은 평면 또는 곡면인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 광변환부는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네 이트 또는 폴리메틸 메타크릴레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  15. 외부에서 인가되는 전기적 신호에 따라 액정층의 액정 분자의 배열을 변화시킴으로써 입력되는 빛의 투과량을 제어하여 이미지를 표시하기 위한 액정 패널; 및
    상기 액정 패널의 후방에서 상기 액정 패널에 입력되는 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하되,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 액정 패널을 조명하기 위한 면 광원 장치; 및
    상기 면 광원 장치의 일측에 배치되며, 상기 면 광원 장치에서 출력되는 빛을 입력받아 상기 액정 패널에 출력하는 하나 이상의 광학 시트를 포함하되,
    상기 면 광원 장치는,
    소정 간격으로 배치한 하나 이상의 발광 소자를 포함하는 광원부; 및
    상기 광원부로부터 입사되는 빛을 내면에서 반사시켜서 출사하는 광변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 광원부는,
    상기 발광 소자의 상부에 배치되어, 상기 발광소자로부터 방출되는 빛의 출사 각도를 좁히는 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 발광 소자는 냉음극 형광 램프, 외부전극 형광램프, 발광 다이오드 또는 유기 전계 발광 소자인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 광변환부는,
    상기 광원부로부터 방출된 빛이 입사 또는 반사되는 복수의 면을 갖는 광입사부; 및
    상기 광입사부의 일단으로부터 돌출되는 형상을 가지며, 상기 광입사부로부터 전달된 빛이 반사 또는 출사하는 복수의 면을 갖는 복수의 광출사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 광입사부의 빛이 입사 또는 반사되는 면은 평면 또는 곡면인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 광출사부의 빛이 반사 또는 출사하는 면은 평면 또는 곡면인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  21. 제 15 항에 있어서, 상기 광변환부는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트 또는 폴리메틸 메타크릴레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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