KR20080015633A - 엘이디 렌즈 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정디스플레이 장치 - Google Patents

엘이디 렌즈 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LCD로 광선을 출광시키는 도광판과 LED와 같은 점광원을 균일한 면광원으로 변환시키는 것을 목적으로 하는 LED 렌즈에 관한 것으로, LED 광원이 메인 도광판에 대해서 수직으로 배치되어 광의 직진성을 최소화하여 메인 도광판에서 발생될 수 있는 휘선 및 핫스팟을 감소시키고 액정패널에서의 균일도를 증대시키는 동시에 휘도를 향상시킬 수 있도록 한 LED 렌즈 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정 디스플레이 장치를 제공한다.
이를 위한 LED 렌즈는 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면;상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면;상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함한다.
액정 디스플레이 장치, LCD, 도광판, LED, 백라이트 유닛, 액정 패널

Description

엘이디 렌즈 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정 디스플레이 장치{LED lens, back light unit and LCD using a thereof}
도 1은 종래 기술의 백라이트 유닛의 휘선 및 암부 발생 상태를 나타낸 구성도
도 2 내지 도 4는 종래에 실시하고 있는 도광판의 저면에 대한 반사 형태를 보여주기 위한 단면 예시도
도 5는 본 발명에 따른 수직 입광 구조의 LED 렌즈 및 도광판의 일예 및 그의 광선 진행 상태를 나타낸 구성도
도 6 내지 도 8은 LED 렌즈 어레이와 메인 도광판의 결합 형태를 나타낸 구성도
도 9 내지 도 40은 수직 입광 구조의 LED 렌즈 및 도광판의 실시예들 및 그의 광선 진행 상태를 나타낸 구성도
도 41 내지 도 47은 본 발명에 따른 메인 도광판의 광선 입사 부분이 되는 측면의 굴곡 형태를 나타낸 구성도
도 48 내지 52는 본 발명에 따른 분리형 도광판의 실시 형태들 및 이들을 사용한 시뮬레이션에 따른 광선 진행시의 산란 및 굴절 상태를 나타낸 구성도
도 53 내지 55는 본 발명에 따른 일체형 도광판의 실시 형태들 및 이들을 사 용한 시뮬레이션에 따른 광선 진행시의 산란 및 굴절 상태를 나타낸 구성도
도 56은 본 발명에 따른 수직 입광 구조의 도광판을 적용한 백라이트 유닛의 일실시예를 나타낸 구성도
도 57은 본 발명에 따른 수직 입광 구조의 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 적용한 액정 디스플레이 장치의 구성도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
40. 메인 도광판 41. LED 렌즈
42. 광원 43. 메인 도광판 광선 입사 영역
44. 도광판 경계면 200a. LED 렌즈
200b. LED 어레이 200c. 메인 도광판
300. 확산판 400. 프리즘 시트
500. 반사판 600. 차광 테이프
700. 액정 패널
본 발명은 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device)용 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛(Back Light Unit)에 관한 것으로, 구체적으로 LED 광원이 도광판에 대해서 수직으로 배치되어 광의 직진성을 최소화하여 도광판에서 발생될 수 있는 휘선 및 핫스팟을 감소시키고 액정패널에서의 균일도를 증대시키는 동시에 휘도를 향상시킬 수 있도록 한 LED 렌즈 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판형 표시 장치의 하나인 액정 디스플레이 장치(LCD)는 음극 선관(CRT)에 비해 시인성이 우수하고 평균 소비 전력도 같은 화면 크기의 CRT에 비해 적을 뿐만 아니라 발열량도 적기 때문에 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Pannel:PDP)나 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display)와 함께 최근에 휴대폰이나 노트북, 컴퓨터 모니터, 텔레비전의 차세대 표시 장치로 각광받고 있다.
액정 디스플레이 장치는 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들의 광투과율을 그에 공급되는 비디오신호를 조절함으로써 비디오신호에 해당하는 화상을 디스플레이하는 것이다.
이에 따른, 액정 디스플레이 장치는 하부에서 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열된 액정패널과, 상기 액정패널의 하부에서 광을 투사하는 백라이트 유닛(Back-Light Unit)과, 상기 액정패널의 상면에 각 액정 셀들 별로 분리되어 형성된 적, 녹, 청색의 컬러필터 및 화소를 구분하기 위한 블랙 매트릭스층 등으로 이루어진다.
이에, 램프가 액정패널의 측면에 설치되어 액정층에 광을 제공하는 측면형 백라이트 유닛은 액정패널의 측면에 설치되어 반사판과 도광판을 통해 액정층에 광선을 공급할 수 있기 때문에 전체적인 두께를 얇게 할 수 있다.
따라서, 핸드폰, PDA, 차량 네비게이션, 노트북 및 모니터, TV등에 주로 사용된다.
그러나 광선을 발광하는 LED 램프가 액정패널의 측면에 위치하므로 광선의 직진성이 높아서 휘선, 핫스팟(hot spot) 등의 문제가 쉽게 발생하고 이로 인해서 백라이트 유닛의 균일도 등과 같은 제품특성의 품위가 떨어져 상대적으로 크기가 큰 모니터, 노트북, TV 등의 대형 액정패널에 적용하기 어렵다.
이와 같이, 상기 측면형 백라이트 유닛은 고휘도를 얻기 위한 휘도를 증가시키기 위해서 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 종래에는 도광판의 저면을 여러 형태로 이루도록 제시하였다.
그러나, 도 2에 도시된 도광판(11)의 저면에는 원형 및 타원형의 반사패턴(11a) 형태로 배열되어 형성되고, 도 3에 도시된 도광판(12)의 저면에는 피라미드(사각뿔) 형태의 반사패턴(12a)로 배열되어 형성되어 있으나, 이들은 고휘도를 얻는데 어느 정도 한계가 있을 뿐만 아니라 형태의 구성이 복잡하여 제조 및 생산이 어려워 전체적인 경제성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 도광판(13)의 저면에는 일렬로 배열된 형태의 프리즘 어레이부(13a)가 형성되어 있는 것으로, 이는 고휘도를 얻을 수 있는 장점이 있으나 전체적인 광균일도를 이루지 못하여 LED와 같은 점광원을 사용하였을 경우 광선의 직진성에 의해서 휘선이 발생되는 문제가 있고, 이러한 휘선은 프리즘 어레이만으로 조절하기 어렵다는 문제가 있고, 상기 휘선 및 핫스팟으로 인해 발생되는 문제로 인해 도광판에 대한 면광원의 품질이 저하되는 문제가 발생하게 되는 것이다.
이에 따른, 종래의 도광판을 적용시켜 이루어지는 백라이트 유닛의 구성은 광 선을 발광하는 LED 광원과, 상기 LED 광원에서 발생한 광선을 산란시키어 면광원으로 출사하는 도광판과, 상기 도광판의 하부에서 광선을 액정패널이 위치한 상부 방향으로 반사시키는 반사패턴 및 반사판과, 상기 도광판을 경유한 광선의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판과 프리즘 시트를 포함하여 구성되는 것이다.
여기서, LED 광원의 발광 중심 방향이 직접 도광판의 대광면을 향하는 구조이다.
상기 도광판을 경유한 광선은 도광판의 하면에 존재하는 반사패턴에 의해서 출사면으로 출사되고 확산판에 의해 전방향으로 확산되고, 상기 확산판을 경유한 광선은 프리즘 시트에서 그 진행 방향이 액정패널과 수직을 이루도록 조절되며, 상기 프리즘 시트를 경유한 광선은 액정패널에 입사하게 되는 것이다.
그러나, 종래의 LED를 이용한 백라이트 유닛의 도광판은 LED 광원의 광선이 입사되는 과정에서 LED 광원의 발광 중심 방향이 직접 도광판의 대광면을 향하는 구조이기 때문에 LED의 특성상 대부분 직진성을 가지는 광선이어서 휘선이 발생되는 문제가 있고, 상기의 휘선이 발생되는 문제로 인해 광선이 폭넓게 퍼지지 못하여 액정패널에 있어 빛의 직진성이 명확히 관찰되고 휘도가 휘선을 따라서 높아지기 때문에 광균일도도 저하되는 문제가 있다.
상기 도 1의 (가)에서와 같은 휘선의 발생은 광선이 균열하게 이루어지지 못하기 때문에 발생되는 것으로, 이는 액정패널 상에서 광선이 강하게 된 부분에 굵은 줄이 생성되어 화면에 표출되는 문제가 발생되고, 중심의 휘도가 높은 LED 광원의 특징으로 인해서 도광판 입광부에서 LED와 인접한 부분만 밝아지는 핫 스팟이 발생 되며, LED 광원의 특성 중 viewing angle이 120도 미만으로 작아지기 때문에 LED의 간격이 멀어짐에 따라서 부분적으로 광선이 지나지 않는 도 1의 (나)에서와 같이 암부가 발생한다.
특히, 상기에서 설명한 바와 같이 액정패널에 불균일한 광선이 입사되기 때문에 고균일도를 얻기 어려워 대면적의 액정패널에는 적합하지 못하는 문제가 있는 것이다.
따라서, 상기와 같은 문제들로 인해 종래에 실시하고 있는 LED 광원을 이용한 도광판 및 이를 적용하여 제조 조립된 백라이트 유닛은 휘도 및 광균일도가 좋지 못한 등의 그 효율성에 한계가 있기 때문에 액정패널과 같은 제품에는 전혀 신뢰성을 갖지 못하는 문제점이 내포되어 있는 것이다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 LED 광원, 도광판 및 백라이트 유닛 그리고 이들을 적용한 액정 디스플레이 장치의 문제를 해결하기 위한 것으로, 액정패널에서의 집광 효율을 증대시키는 동시에 휘도를 향상시킬 수 있도록한 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛(Back Light Unit), 액정 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 LED 광원이 최종적으로 광선을 출사시키는 도광판(메인 도광판)의 입사면에 수직 방향으로 배치되고 확산, 굴절, 반사를 가능하게 하는 기능을 가지는 LED 렌즈(사이드 도광판)을 이용하여 메인 도광판에 입사시킬 때 점광원이 아닌 면광원으로 입사시켜 광의 퍼짐각도와 균일한 입사량을 조절하여 광의 손실을 최소 화하여 액정패널에서의 집광 효율을 증대시키는 동시에 휘도를 향상시킬 수 있도록 한 기능을 가지는 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 메인 도광판에 대해서 수직으로 배열 가능한 LED 어레이부와 입광면을 이루는 LED 렌즈에 톱니 모양의 굴곡을 형성하거나, LED 렌즈의 하부면에 톱니 모양의 굴곡을 형성하여 광선이 LED 렌즈에서 대광면을 이루는 메인 도광판으로 입사되는 과정에서 발생하는 휘선을 최소화시킬 수 있도록 한 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 메인 도광판에 대해서 수직으로 배열 가능한 LED 어레이부와 입광면을 이루는 LED 렌즈 그리고 LED 렌즈와 대광면을 이루는 메인 도광판에 공간부를 형성하여 입사된 광선을 다양하게 굴절, 반사시켜 평면으로 퍼지도록 하여 액정패널에서의 집광 효율의 증대와 휘도를 향상시킬 수 있도록 한 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 휘도 및 광균일도가 우수하여 측면형 백라이트 유닛이라 하더라도 대형 LCD 디스플레이용 액정패널과 같은 제품에 적합하게 적용시키는 등의 만족도를 극대화시키게 하는 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘이디 렌즈는 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면;상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면;상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘이디 렌즈는 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면;상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면;상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하고, 상기 입사면과 출사면이 접하는 부분에 제 1 경사면이 형성되고, 출사면과 반사면이 접하는 부분에 제 1 경사면에 대응하는 제 2 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 입사면이 출사면에 대하여 수직인 직각 삼각 형태이거나, 입사면이 출사면에 대하여 수직이 아닌 예각 삼각 형태인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 입사면 전체 또는 부분적으로, 위로 향하는 톱니 형태, 아래로 향하는 톱니 형태, 직사각 형태, 물결 무늬 형태들을 포함하는 복수의 형태들 중에서 어느 하나의 형태로 굴곡이 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 입사면에 형성되는 굴곡들의 형성 깊이가 어느 한 지점에서 다른 지점으로 갈수록 깊어지는 가변 깊이를 갖는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 출사면 전체 또는 부분적으로, 위로 향하는 톱니 형태, 아래로 향하는 톱니 형태, 직사각 형태, 물결 무늬 형태들을 포함하는 복수의 형태들 중에서 어느 하나의 형태로 굴곡이 형성되는 것이 바람직하다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 구비하고 상기 입사면과 출사면이 접하는 부분에 제 1 경사면이 형성되고, 출사면과 반사면이 접하는 부분에 제 1 경사면에 대응하는 제 2 경사면이 형성되는 LED 렌즈들;상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;상기 LED 광원 으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하고,상기 LED 렌즈부에 의해 꺾여져 입사되는 광선을 받는 메인 도광판의 광선 입사면에는 광선의 분포가 더 균일해지도록 하기 위한 굴곡을 갖는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하고, 상기 LED 렌즈부와 메인 도광판의 경계면에 진행되어 온 광선을 다시 반사, 굴절, 확산시키기 위한 공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;상기 LED 광원 으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하고,상기 LED 렌즈부의 입사면의 전체 또는 부분적으로, 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하고,상기 LED 렌즈부의 출사면의 전체 또는 부분적으로, 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판;상기 메인 도광판을 경유한 광원의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판 및 프리즘 시트;상기 광원이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판을 포함하고 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, LED 렌즈부와 메인 도광판은 일체형이거나, 분리 제작되어 결합된 분리형 구조인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 LED 렌즈들은 메인 도광판의 일측에 n개가 구성되고 메인 도광판의 타측에 n개가 구성되거나, 메인 도광판의 어느 일측에만 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 메인 도광판의 양측에 LED 렌즈들이 구성되는 경우에는, 광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 일측과 타측에서 서로 반대가 되도록 LED 렌즈들 및 광원이 배치되거나,광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 서로 동일하도록 LED 렌즈들 및 광원이 배치되는 것이 바람직하다.
여기서, 광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 메인 도광판의 중심을 기준으로 서로 반대가 되도록 LED 렌즈들 및 광원이 배치되는 것이 바람직하다.
여기서, 각각의 n개의 LED 렌즈들은, 일체로 제작되어 메인 도광판과 결합되거나, n개의 LED 렌즈들이 각각 제작되어 메인 도광판과 결합되는 것이 바람직하다.
여기서, LED 렌즈들은, 광원에서 멀어질수록 그 너비가 좁아져 광원에서 가까운쪽에서 먼쪽으로 갈수록 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면으로부터 메인 도광판에 도달하는 광 경로가 짧아지는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치는 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부와, 상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들과, 상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛;상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치는 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부와, 상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사 면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 구비하고 상기 입사면과 출사면이 접하는 부분에 제 1 경사면이 형성되고, 출사면과 반사면이 접하는 부분에 제 1 경사면에 대응하는 제 2 경사면이 형성되는 LED 렌즈들과, 상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛;상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치는 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부와,상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들과,상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판과,상기 메인 도광판을 경유한 광원의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판 및 프리즘 시트와, 상기 광원이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판을 포함하고 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛;상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 메인 도광판에 대해서 수직으로 배열되어 있는 LED 어레이부, 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정 디스플레이 장치의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 메인 도광판에 대해서 수직으로 배열되어 있는 LED 어레이부, 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정 디스플레이 장치의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 수직 입광 구조의 LED 렌즈 및 도광판의 일예 및 그의 광선 진행 상태를 나타낸 구성도이고, 도 6 내지 도 8은 LED 렌즈 어레이와 메인 도광판의 결합 형태를 나타낸 구성도이다.
본 발명에 따른 도광판은 입광면이 대광면에 대하여 수직으로 배치되는 수직 입광 구조를 갖는 것으로 광의 손실을 최소화하고, 도광판에 입사된 광선을 다양하게 산란, 확산, 반사 및 굴절시켜 평면으로 퍼지도록 하여 액정패널에서의 집광 효율을 증대시키는 동시에 휘도를 향상시킬 수 있도록한 것이다.
본 발명은 LED 렌즈(41)에 의해 광원으로부터 광선이 직접 메인 도광판(40)으로 입사되지 않고 1회 이상의 반사, 굴절, 투과 과정을 통해서 메인 도광판(40)으로 입사되도록 한다.
본 발명에 따른 도광판은 입사되는 광선을 액정 패널 방향으로 진행시키는 메 인 도광판(40)과, 상기 메인 도광판(40)과 일체형으로 형성되거나 분리 제작되어 결합되어 LED 광원(42)으로부터의 광선의 진행 방향이 수직으로 변경되도록 반사 및 굴절시키는 LED 렌즈(41)로 구성된다.
광원은 발광다이오드(LED)와 같은 발광램프가 사용되고, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 발광다이오드 또는 백색의 발광 다이오드로 이루어져 LED 렌즈(41)에 각각에 대응되도록 구성된다.
본 발명은 도 5의 (다)의 방향으로 가장 많이 입사되는 광선을 (라)와 같은 LED 렌즈를 통해서 반사시키고 이를 굴절시키면서 메인 도광판 방향으로 균일하게 진행시켜 휘선을 억제하고 균일도를 향상시킬 수 있도록한 것이다.
이와 같은 LED 렌즈에 의해 광선이 외곽으로 빠져서 발생하는 핫스팟을 억제하고 (마)부분에서의 암부 발생을 억제한다.
상기 LED 렌즈는 도 5에서와 같이 메인 도광판(40)의 일측에만 n개가 구성되거나, 도 6 내지 도 8에서와 같이 메인 도광판(40)의 일측과 타측에 각각 n개가 구성될 수 있다.
그리고 도 6에서와 같이, 메인 도광판(40)의 일측과 타측에 구성되는 LED 렌즈들이 서로 반대 방향(톱니 형태의 굴곡 및 너비가 좁아지는 방향이)으로 구성될 수 있다.
즉, 광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 서로 반대가 되도록 LED 렌즈들 및 광원(42)이 배치된다.
이와는 반대로 도 7에서와 같이, 메인 도광판(40)의 일측과 타측에 구성되는 LED 렌즈들이 서로 동일 방향(톱니 형태의 굴곡 및 너비가 좁아지는 방향이)으로 구성될 수 있다.
즉, 광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 서로 동일하도록 LED 렌즈들 및 광원(42)이 배치된다.
도 8에서와 같이, 메인 도광판(40)의 일측 또는 타측에 구성되는 LED 렌즈들이 메인 도광판(40)의 중심을 기준으로 서로 반대 방향(톱니 형태의 굴곡 및 너비가 좁아지는 방향이)으로 구성될 수 있다.
그리고 분리형 도광판이라 하여도 각각의 n개의 LED 렌즈들이 일체로 제작되어 메인 도광판(40)과 결합되거나, n개의 LED 렌즈들이 각각 제작되어 메인 도광판(40)의 일측 또는 양측에 각각 결합 될 수 있다.
그리고 상기 n개의 LED 렌즈들의 광 입사 부분에는 광원이 메인 도광판(40)의 광 입사 부분에 수직한 방향으로 구성되어 광선을 조사한다.
즉, 광원에서 조사된 광선이 최초 진행 방향에서 그대로 메인 도광판(40)으로 입사되는 것이 아니고, LED 렌즈들에 의해 광선이 최초 진행 방향에서 수직으로 꺾여서 메인 도광판(40)에 입사된다.(광선 진행 방향은 광선의 중심 영역을 기준으로 설명함)
이와 같이 LED 렌즈들은 광선 진행 방향을 꺾기 위한 면을 구비하는데, 상기 구비된 면에는 톱니 형태의 굴곡이 형성된다.
즉, 광선을 반사 및 산란시키는 굴곡면은 평면으로 도시된 도면에서 보면 LED 렌즈들의 광선의 입사면에 대응되는 반대면이 아니고, LED 렌즈들의 광선 출사면 (메인 도광판의 입사 부분에 대응되는 부분)의 반대 부분이다.
이는 LED 렌즈들이 광원에서 멀어질수록 그 너비가 좁아지는 형태를 갖기 때문이다.
따라서, 광선의 최초 진행 방향에서 수직으로 꺾여져 메인 도광판(40)으로 진행시키는 LED 렌즈들의 톱니 형상의 굴곡 부분에서, 광원에서 가까운쪽에서 먼쪽으로 갈수록 꺾여지는 부분으로부터 메인 도광판에 도달하는 광 경로가 짧아진다.
또한, 진행되는 광선들의 균일한 분포를 위하여 LED 렌즈들은 광원에 마주하는 광선 입사 부분에 굴곡을 갖고 형성될 수 있고, LED 렌즈들에 대응되는 메인 도광판(40)의 광입사면(측면)에는 굴곡이 형성될 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 LED 렌즈들의 여러 형태를 설명한다.
도 9 내지 도 40은 수직 입광 구조의 LED 렌즈 및 도광판의 실시예들 및 그의 광선 진행 상태를 나타낸 구성도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 LED 렌즈는 도 9에서와 같이, 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과, 상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하고 구성된다.
여기서, 반사면에 형성되는 톱니 형태의 굴곡은 음각 형태이거나 양각 형태로 형성될 수 있다.
도면을 기준으로 음각 형태는 톱니 부분의 빗변 진행 방향이 좌하(左下)에서 우상(右上)으로 진행되고, 양각 형태는 톱니 부분의 빗변 진행 방향이 우상에서 좌하로 진행되는 것으로 정의한다.
이하의 설명에서는 음각 형태의 톱니 모양을 기준으로 설명한다.
여기서, 톱니 형태의 굴곡은 α의 크기가 2°~ 45°그리고 β의 크기가
30°~ 90°의 크기를 갖는다.
이와 같은 LED 렌즈의 구조에서의 광선 진행 형태는 도 10에서와 같은데, A 부분에 광선이 도달할 확률이 적어서 B부분에서와 같은 LED 렌즈들간의 경계 영역에서 일부의 암부가 있을 수 있는데, 이를 해결하기 위한 구조가 도 11에 개시된다.
본 발명의 제2실시예에 따른 LED 렌즈는 도 11에서와 같이, 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과, 상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하고, 상기 입사면과 출사면이 접하는 C 부분에 제 1 경사면이 형성되고, 출사면과 반사면이 접하는 D 부분에 제 1 경사면에 대응하는 제 2 경사면이 형성된다.
이와 같은 LED 렌즈의 구조에서의 광선 진행 형태는 도 12에서와 같은데, A 부분에 광선이 도달할 확률이 높아져 B부분에서와 같은 LED 렌즈들간의 경계 영역에서 암부 발생이 억제된다.
도 13은 본 발명의 제3실시예를 나타낸 것으로, 광선의 입사각을 크게 하기 위 하여 입사면이 출사면에 대하여 수직이 아닌 C에서와 같이 기울어진 형태로 예각 삼각 형태이다.
이와 같은 LED 렌즈의 구조에서의 광선 진행 형태는 도 14에서와 같은데, C 부분에서와 같이 입사면이 기울어진 것만으로도 휘선 발생이 억제됨을 알 수 있다.
도 15는 본 발명의 제4실시예를 나타낸 것으로, 광선의 입사각을 크게 하기 위하여 입사면이 출사면에 대하여 수직이 아닌 기울어진 형태로 예각 삼각 형태이고, 상기 입사면과 출사면이 접하는 C 부분에 제 1 경사면이 형성되고, 출사면과 반사면이 접하는 D 부분에 제 1 경사면에 대응하는 제 2 경사면이 형성된다.
이와 같은 LED 렌즈의 구조에서의 광선 진행 형태는 도 16에서와 같은데, C 부분의 제 1 경사면과 D 부분의 제 2 경사면에 의해 광선이 메인 도광판 방향으로 균일하게 출사되어 B 부분에서의 암부 발생이 억제된다.
이와 같은 본 발명에 따른 LED 렌즈들의 구조에서 상기 입사면 전체 또는 부분적으로, 위로 향하는 톱니 형태, 아래로 향하는 톱니 형태, 직사각 형태, 물결 무늬 형태들을 포함하는 복수의 형태들 중에서 어느 하나의 형태로 굴곡이 형성될 수 있다.
여기서, 입사면에 형성되는 굴곡들의 형성 깊이가 어느 한 지점에서 다른 지점으로 갈수록 깊어지는 가변 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.
도 17은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 렌즈의 기본 구조에서 입사면의 A 부분에 형성되는 굴곡들의 형성 깊이가 어느 한 지점에서 다른 지점으로 갈수록 깊어지는 가변 깊이를 갖도록한 것이다.
깊이 가변되는 A 부분의 굴곡에 의해 광선의 진행 방향이 도 18의 B 부분에서와 같이 달라져 전체적으로 암부가 감소될 수 있다.
도 19는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 렌즈의 기본 구조에서 입사면의 A 부분에 형성되는 굴곡들의 형성 깊이가 어느 한 지점에서 다른 지점으로 갈수록 깊어지는 가변 깊이를 갖도록한 것이다.
깊이 가변되는 A 부분의 굴곡에 의해 광선의 진행 방향이 도 20의 B 부분에서와 같이 달라져 전체적으로 암부가 감소될 수 있다.
그리고 도 21과 도 22는 본 발명의 제 3,4 실시예에서 입사면에 형성되는 굴곡들의 형성 깊이가 어느 한 지점에서 다른 지점으로 갈수록 깊어지는 가변 깊이를 갖도록한 것이다.
여기서 입사면의 굴곡이 다른 형태로 형성될 수 있음은 당연하다. 도 23과 도 24는 LED 렌즈의 입사면에 톱니 형태의 굴곡을 형성한 것을 나타낸 것이다.
도 25는 본 발명의 제 3 실시예의 구조에서 입사면에 톱니 형태의 굴곡을 형성한 것을 나타낸 것으로, 입사면 A 부분의 톱니 형태의 입사조절부에 의해 광원으로부터 출사되는 광선의 일부가 도 26에서와 같이 출사면으로 직접 굴절되어 휘도 불균일을 없애고 암부 발생을 억제한다.
도 27은 본 발명의 제 4 실시예의 구조에서 입사면에 톱니 형태의 굴곡을 형성한 것을 나타낸 것으로, 입사면 A 부분의 톱니 형태의 입사조절부에 의해 광원으로부터 출사되는 광선의 일부가 도 28에서와 같이 출사면으로 직접 굴절되어 휘도 불균일을 없애고 암부 발생을 억제한다.
그리고 C 부분의 제 1 경사면과 D 부분의 제 2 경사면에 의해 광선이 메인 도광판 방향으로 균일하게 출사되어 B 부분에서의 암부 발생이 억제된다.
그리고 출사면 전체 또는 부분적으로, 위로 향하는 톱니 형태, 아래로 향하는 톱니 형태, 직사각 형태, 물결 무늬 형태들을 포함하는 복수의 형태들 중에서 어느 하나의 형태로 굴곡이 형성될 수 있다.
도 29는 본 발명의 제 4 실시예의 구조에 입사면에 톰니 형태의 굴곡을 형성하고 출사면에 프리즘 형태의 굴곡을 형성한 것을 나타낸 것이다.
이와 같이 출사면에 형성되는 프리즘 형태의 굴곡에 의해 도 30에서와 같이, 입사면의 굴곡을 통하여 진행되어 온 광선을 메인 도광판의 입광부에 수직으로 직진시킬 수 있다.
도 31내지 도 34는 본 발명의 제 1,2,3,4 실시예의 구조에서 입사면에 물결 무늬 형태의 굴곡을 형성한 것을 나타낸 것이다.
도 35내지 도 38은 본 발명의 제 1,2,3,4 실시예의 구조에서 입사면에 이격된 음각 라운드를 형성한 것을 나타낸 것이다.
그리고 도 39와 도 40은 본 발명의 제 1,2 실시예의 구조에서 입사면에 직사각 형태(rectangular)의 굴곡이 형성된 것을 나타낸 것이다.
몰론, 이상에서 설명한 것과 같은 형태들에 한정되지 않고 다른 형태의 굴곡 및 입사면과 출사면의 다양한 형태들의 굴곡들을 조합하여 형성할 수 있음은 당연하다.
그리고 보다 더 균일한 광 분포를 위하여 LED 렌즈의 출사면에 대응되는 메인 도광판 광선 입사 영역(43)에 여러 형태의 굴곡을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 메인 도광판(40)의 여러 형태를 설명한다.
도 41 내지 도 47은 본 발명에 따른 메인 도광판의 광선 입사 부분이 되는 측면의 굴곡 형태를 나타낸 구성도이다.
도 41은 LED 렌즈에 의해 산란 및 굴곡되어 꺾여 진행되어진 광선을 받는 부분(메인 도광판의 측면 부분)에 다시 광선의 균일한 분포를 위하여 프리즘 형태의 굴곡을 형성한 것이다.
이와 같은 메인 도광판(40)의 광선 입사 부분에 형성된 프리즘 형태의 굴곡에 의한 산란에 의해 광선이 균일한 분포를 갖게 되고 최종적으로 액정 패널쪽으로 조사되는 면광원이 된다.
그리고 도 42는 LED 렌즈에 의해 산란 및 굴곡되어 꺾여 진행되어진 광선을 받는 부분(메인 도광판의 측면 부분)에 다시 광선의 균일한 분포를 위하여 이격된 음각 프리즘 형태의 굴곡을 형성한 것이다.
이와 같은 메인 도광판(40)의 광선 입사 부분에 형성된 이격된 음각 프리즘 형태의 굴곡에 의한 산란에 의해 광선이 균일한 분포를 갖게 되고 최종적으로 의해 액정 패널쪽으로 조사되는 면광원이 된다.
그리고 도 43은 LED 렌즈에 의해 꺾여 진행되어진 광선을 받는 부분(메인 도광판의 측면 부분)에 다시 광선의 균일한 분포를 위하여 이격된 사각형 홈 구조 형태의 굴곡을 형성한 것이다.
이와 같은 메인 도광판(40)의 광선 입사 부분에 형성된 이격된 사각형 홈 구조 형태의 굴곡에 의한 산란에 의해 광선이 균일한 분포를 갖게 되고 최종적으로 액정 패널쪽으로 조사되는 면광원이 된다.
그리고 도 44는 LED 렌즈에 의해 꺾여 진행되어진 광선을 받는 부분(메인 도광판의 측면 부분)에 다시 광선의 균일한 분포를 위하여 일정 곡률을 갖는 라운드 형태의 굴곡을 형성한 것이다.
이와 같은 메인 도광판(40)의 광선 입사 부분에 형성된 일정 곡률을 갖는 라운드 형태의 굴곡에 의한 산란에 의해 광선이 균일한 분포를 갖게 되고 최종적으로 액정 패널쪽으로 조사되는 면광원이 된다.
그리고 도 45는 LED 렌즈에 의해 꺾여 진행되어진 광선을 받는 부분(메인 도광판의 측면 부분)에 다시 광선의 균일한 분포를 위하여 이격된 음각 라운드 형태의 굴곡을 형성한 것이다.
이와 같은 메인 도광판(40)의 광선 입사 부분에 형성된 이격된 음각 라운드 형태의 굴곡에 의한 산란에 의해 광선이 균일한 분포를 갖게 되고 최종적으로 액정 패널쪽으로 조사되는 면광원이 된다.
그리고 도 46은 LED 렌즈에 의해 꺾여 진행되어진 광선을 받는 부분(메인 도광판의 측면 부분)에 다시 광선의 균일한 분포를 위하여 이격된 양각 라운드 형태의 굴곡을 형성한 것이다.
이와 같은 메인 도광판(40)의 광선 입사 부분에 형성된 이격된 양각 라운드 형태의 굴곡에 의한 산란에 의해 광선이 균일한 분포를 갖게 되고 최종적으로 액정 패널쪽으로 조사되는 면광원이 된다.
그리고 도 47은 LED 렌즈에 의해 꺾여 진행되어진 광선을 받는 부분(메인 도광판의 측면 부분)에 다시 광선의 균일한 분포를 위하여 이격된 양각 프리즘 형태의 굴곡을 형성한 것이다.
이와 같은 메인 도광판(40)의 광선 입사 부분에 형성된 이격된 양각 프리즘 형태의 굴곡에 의한 산란에 의해 광선이 균일한 분포를 갖게 되고 최종적으로 액정 패널쪽으로 조사되는 면광원이 된다.
이상에서 설명한 메인 도광판들의 광선 입사 부분의 굴곡 형태는 상기의 실시예에 한정되지 않고 여러 형태가 적용될 수 있음은 당연하다.
이상에서 설명한 구조를 갖는 본 발명에 따른 수직 입광 구조의 도광판은 다음과 같은 광선 진행 특징을 보인다.
도 48 내지 52는 본 발명에 따른 분리형 도광판의 실시 형태들 및 이들을 사용한 시뮬레이션에 따른 광선 진행시의 산란 및 굴절 상태를 나타낸 구성도이다.
도 48은 메인 도광판(40)과 LED 렌즈(41)가 서로 다른 재질 또는 동일 재질로 분리 제작되어 결합된 분리형 도광판을 나타낸 것이다.
광원(42)에서 조사된 광선이 LED 렌즈(41)의 톱니 형태의 굴곡 부분에 의해 산란 및 굴절되어 수직으로 꺾여져 메인 도광판(40)에 입사되는 과정에서 도광판 경계면(44)에서 다시 반사되고, 반사된 광선은 다시 사이드 도광판(41)의 톱니 형태의 굴곡 부분에 의해 반사 및 산란이 다시 일어나 균일한 분포를 갖고 메인 도광판(40)으로 입사되는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 수직 입광 구조의 도광판은 광선의 더 균일한 분포를 위하여 도광판에 원형을 포함하는 다각형 구조의 공간부를 더 형성할 수 있다.
도 49는 분리형 도광판의 도광판 경계면을 중심으로 0.8mm ~ 1.2mm 정도의 직경 크기의 원형 공간부를 형성한 것으로, 원형 공간부에 의해 진행되어 온 광선이 다시 진행 방향을 바꾸어 메인 도광판으로 입사되는 것을 나타낸 것이다. 여기서, 원형 공간부를 하나 또는 그 이상을 형성하는 것이 가능함은 당연하다.
그리고 도 50은 분리형 도광판의 도광판 경계면을 중심으로 메인 도광판에만 8mm ~ 3.2mm 정도의 가상의 직경 크기를 갖는 반원형 공간부를 형성한 것으로, 반원형 공간부에 의해 진행되어 온 광선이 다시 진행 방향을 바꾸어 메인 도광판으로 입사되는 것을 나타낸 것이다.
그리고 도 51은 분리형 도광판의 도광판 경계면의 메인 도광판에 라운드 형태의 공간부를 형성한 것으로, 공간부에 의해 진행되어온 광선이 다시 진행 방향을 바꾸어 메인 도광판으로 입사되는 것을 나타낸 것이다.
그리고 도 52는 분리형 도광판의 도광판 경계면의 LED 렌즈에 라운드 형태의 공간부를 형성한 것으로, 공간부에 의해 진행되어온 광선이 다시 진행 방향을 바꾸어 메인 도광판으로 입사되는 것을 나타낸 것이다.
그리고 도 53 내지 55는 본 발명에 따른 일체형 도광판의 실시 형태들 및 이들을 사용한 시뮬레이션에 따른 광선 진행시의 산란 및 굴절 상태를 나타낸 구성도이다.
도 53은 LED 렌즈 및 메인 도광판이 일체형으로 제작된 일체형 도광판을 나타낸 것으로, 광원에서 조사된 광선이 LED 렌즈의 톱니 형태의 굴곡 부분에 의해 산란 및 굴절되어 수직으로 꺾여져 바로 메인 도광판에 입사되는 것을 알 수 있다.
여기서는 도광판 경계면이 없으므로 메인 도광판으로 입사되는 광선이 다시 반사되지 않는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 수직 입광 구조의 도광판은 광선의 더 균일한 분포를 위하여 도광판에 원형을 포함하는 다각형 구조의 공간부를 더 형성할 수 있다.
도 54와 도 55는 일체형 도광판의 도광판 경계면을 중심으로 0.8mm ~ 1.2mm 정도의 직경 크기의 원형 공간부를 하나 또는 그 이상을 형성한 것으로, 원형 공간부에 의해 진행되어 온 광선이 다시 진행 방향을 바꾸어 메인 도광판으로 입사되는 것을 나타낸 것이다.
원형 공간부는 광원에 가까운쪽, 중간 부분, 광원에서 먼쪽에 각각 하나를 형성하거나 상기한 모든 위치에 형성할 수도 있다.
이상에서 설명한 도광판 경계면에서의 공간부 형태는 상기의 실시예에 한정되지 않고 여러 형태가 적용될 수 있음은 당연하다.
이상에서 설명한 바와 같은 도광판들의 저면에는 이격된 프리즘 형태의 반사 패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 여기서, 반사 패턴은 도면에 도시한 것 이외에 다른 형태로 형성될 수 있음은 당연하다. 그리고 상기의 도광판은 PC(Polycarbonate), PMMA(polymethylmethacrylate)같은 플라스틱(plastic)이나 수지(resin)와 같은 투명한 재질로 이루어져 있기 때문에 광선이 용이하게 산란되거나 굴절될 수가 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 도광판을 적용한 백라이트 유닛 구조를 설 명한다.
도 56은 본 발명에 따른 수직 입광 구조의 도광판을 적용한 백라이트 유닛의 일실시예를 나타낸 구성도이다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이(200b)와, 상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들(200a)과, 상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판(200c)을 포함하고 구성될 수 있다.
구체적으로 도 56에서와 같이, 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이(200b)와, 상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들(200a)과, 상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들(200a)에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판(200c)과, 상기 메인 도광판(200c)을 경유한 광원의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판(300) 및 프 리즘 시트(400)와, 상기 광원이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판(500) 및 차광을 위한 차광 테이프(600)를 포함하고 구성된다.
물론, 이미 설명한 바와 같은 여러 형태의 LED 렌즈들이 백라이트 유닛에 적용될 수 있음은 당연하다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 LED 렌즈,도광판 및 백라이트 유닛을 적용한 액정 디스플레이 장치를 설명한다.
도 57은 본 발명에 따른 수직 입광 구조의 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 적용한 액정 디스플레이 장치의 구성도이다.
복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이(200b)와, 상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들(200a)과, 상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들(200a)에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판(200c)과, 상기 메인 도광판(200c)을 경유한 광원의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판(300) 및 프리즘 시트(400)와, 상기 광원이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판(500) 및 차광을 위한 차광 테이프(600)를 포함하는 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되 어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널(700)을 포함하고 구성된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 LED 렌즈, 도광판 및 그를 적용한 백라이트 유닛 그리고 액정디스플레이 장치는 광원으로부터 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 광선 진행 방향을 최초 입사 방향에서 수직으로 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면을 갖는 사이드 도광판과 상기 사이드 도광판의 최초 입사 방향에서 직각인 방향으로 위치하는 메인 도광판을 구비하는 것에 의해 액정패널에서의 집광 효율을 증대시키는 동시에 휘도를 향상시킬 수 있도록한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 도광판 및 이를 이용한 백라이트 유닛 그리고 액정 디스플레이 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 광선 진행 방향을 최초 입사 방향에서 수직으로 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면을 갖는 LED 렌즈와 최초 입사 방향에서 직각인 방향으로 위치하는 메인 도광판을 구비하는 것에 의해 액정패널에서의 집광 효율을 증대시키는 동시에 휘도를 향상시킬 수 있다.
둘째, 입광면이 대광면에 대하여 수직으로 배치되어 광의 손실을 최소화하여 액정패널에서의 집광 효율을 증대시킬 수 있다.
셋째, 입광면을 이루는 LED 렌즈에 톱니 모양의 굴곡을 형성하거나, LED 렌즈의 하부면에 톱니 모양의 굴곡을 형성하여 광선이 LED 렌즈에서 대광면을 이루는 메인 도광판으로 입사되는 과정에서 발생하는 휘선을 최소화시킬 수 있다.
넷째, 입광면을 이루는 LED 렌즈 및 LED 렌즈와 대광면을 이루는 메인 도광판에 공간부를 형성하여 입사된 광선을 다양하게 굴절시켜 평면으로 퍼지도록 하여 액정패널에서의 집광 효율의 증대와 휘도를 향상시킬 수 있다.
이와 같은 광원의 효율적인 사용에 의해 광원으로 사용되는 LED의 개수를 줄일 수 있다.
다섯째, 광선의 입사각을 크게 하기 위하여 입사면이 출사면에 대하여 수직이 아닌 기울어진 형태인 예각 삼각 형태이고, 상기 입사면과 출사면이 접하는 부분에 제 1 경사면이 형성되고, 출사면과 반사면이 접하는 부분에 제 1 경사면에 대응하는 제 2 경사면이 형성되어 휘선 및 암부의 발생을 억제한다.
여섯째, 입사면에 형성되는 굴곡들의 형성 깊이가 어느 한 지점에서 다른 지점으로 갈수록 깊어지는 가변 깊이를 갖도록 형성되어 광선의 진행 방향에 변화를 주어 휘도 균일성을 확보할 수 있다.

Claims (37)

  1. 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면;
    상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면;
    상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 렌즈.
  2. 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면;
    상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면;
    상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하고,
    상기 입사면과 출사면이 접하는 부분에 제 1 경사면이 형성되고, 출사면과 반사면이 접하는 부분에 제 1 경사면에 대응하는 제 2 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 렌즈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 입사면이 출사면에 대하여 수직인 직각 삼각 형태이거나, 입사면이 출사면에 대하여 수직이 아닌 예각 삼각 형태인 것을 특징으로 하는 엘이디 렌즈.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 입사면 전체 또는 부분적으로, 위로 향하는 톱니 형태, 아래로 향하는 톱니 형태, 직사각 형태, 물결 무늬 형태들을 포함하는 복수의 형태들 중에서 어느 하나의 형태로 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 렌즈.
  5. 제 4 항에 있어서, 입사면에 형성되는 굴곡들의 형성 깊이가 어느 한 지점에서 다른 지점으로 갈수록 깊어지는 가변 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 엘이디 렌즈.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 출사면 전체 또는 부분적으로, 위로 향하는 톱니 형태, 아래로 향하는 톱니 형태, 직사각 형태, 물결 무늬 형태들을 포함하는 복수의 형태들 중에서 어느 하나의 형태로 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 렌즈.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 반사면에 형성되는 톱니 형태의 굴곡은 음각 형태이거나 양각 형태이고, 여기서, 음각 형태는 톱니 부분의 빗변 진행 방향이 좌하에서 우상으로 진행되고, 양각 형태는 톱니 부분의 빗변 진행 방향이 우상에서 좌하로 진행되는 것임을 특징으로 하는 엘이디 렌즈.
  8. 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;
    상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;
    상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;
    상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 구비하고 상기 입사면과 출사면이 접하는 부분에 제 1 경사면이 형성되고, 출사면과 반사면이 접하는 부분에 제 1 경사면에 대응하는 제 2 경사면이 형성되는 LED 렌즈들;
    상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;
    상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;
    상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하고,
    상기 LED 렌즈부에 의해 꺾여져 입사되는 광선을 받는 메인 도광판의 광선 입사면에는 광선의 분포가 더 균일해지도록 하기 위한 굴곡을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;
    상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;
    상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하고,
    상기 LED 렌즈부와 메인 도광판의 경계면에 진행되어 온 광선을 다시 반사, 굴절, 확산시키기 위한 공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;
    상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;
    상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하고,
    상기 LED 렌즈부의 입사면의 전체 또는 부분적으로, 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;
    상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;
    상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하고,
    상기 LED 렌즈부의 출사면의 전체 또는 부분적으로, 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  14. 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부;
    상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들;
    상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판;
    상기 메인 도광판을 경유한 광원의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판 및 프리즘 시트;
    상기 광원이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판을 포함하고 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  15. 제 8 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    LED 렌즈부와 메인 도광판은 일체형이거나, 분리 제작되어 결합된 분리형 구조인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  16. 제 8 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 LED 렌즈들은 메인 도광판의 일측에 n개가 구성되고 메인 도광판의 타측에 n개가 구성되거나, 메인 도광판의 어느 일측에만 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서, 메인 도광판의 양측에 LED 렌즈들이 구성되는 경우에는,
    광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 일측과 타측에서 서로 반대가 되도록 LED 렌즈들 및 광원이 배치되거나,
    광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 서로 동일하도록 LED 렌즈들 및 광원이 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  18. 제 16 항에 있어서, 광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 메인 도광판의 중심을 기준으로 서로 반대가 되도록 LED 렌즈들 및 광원이 배치되는 것을 특 징으로 하는 백라이트 유닛.
  19. 제 16 항에 있어서, 각각의 n개의 LED 렌즈들은,
    일체로 제작되어 메인 도광판과 결합되거나, n개의 LED 렌즈들이 각각 제작되어 메인 도광판과 결합되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  20. 제 8 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 있어서, LED 렌즈들은,
    광원에서 멀어질수록 그 너비가 좁아져 광원에서 가까운쪽에서 먼쪽으로 갈수록 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면으로부터 메인 도광판에 도달하는 광 경로가 짧아지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  21. 제 11 항에 있어서, LED 렌즈들의 광선 입사면에 형성되는 굴곡은,
    위로 향하는 톱니 형태, 아래로 향하는 톱니 형태, 직사각 형태, 물결 무늬 형태들을 포함하는 복수의 형태들 중의 어느 하나인 것을 특징으로 백라이트 유닛.
  22. 제 9 항에 있어서, LED 렌즈에 의해 꺾여져 입사되는 광선을 받는 메인 도광판의 광선 입사면에 형성되는 굴곡은,
    프리즘 형태, 이격된 음각 프리즘 형태, 이격된 사각형 홈 구조 형태, 일정 곡률을 갖는 라운드 형태, 이격된 음각 라운드 형태, 이격된 양각 라운드 형태, 이격된 양각 프리즘 형태들을 포함하는 복수의 형태들 중의 어느 하나인 것을 특징으 로 하는 백라이트 유닛.
  23. 제 12 항에 있어서, LED 렌즈들의 광선 출사면에 형성되는 굴곡은,
    위로 향하는 톱니 형태, 아래로 향하는 톱니 형태, 직사각 형태, 물결 무늬 형태들을 포함하는 복수의 형태들 중의 어느 하나인 것을 특징으로 백라이트 유닛.
  24. 제 10 항에 있어서, LED 렌즈와 메인 도광판의 경계면에 형성되는 공간부는,
    LED 렌즈와 메인 도광판의 경계면을 중심으로 형성되는 하나의 원형 또는 복수개의 원형, 반원형의 어느 하나의 형태인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  25. 제 10 항에 있어서, LED 렌즈와 메인 도광판의 경계면에 형성되는 공간부는,
    LED 렌즈와 메인 도광판의 경계면을 중심으로 LED 렌즈 또는 메인 도광판이 라운드 형태 또는 다각형 구조로 설계되어 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  26. 제 11 항에 있어서, LED 렌즈들의 광선 입사면에 형성되는 굴곡은,
    형성되는 굴곡들의 형성 깊이가 어느 한 지점에서 다른 지점으로 갈수록 깊어지는 가변 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  27. 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부와, 상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들과, 상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  28. 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부와, 상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 구비하고 상기 입사면과 출사면이 접하는 부분에 제 1 경사면이 형성되고, 출사면과 반사면이 접하는 부분에 제 1 경사면에 대응하는 제 2 경사면이 형성되는 LED 렌즈들과, 상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  29. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 LED 렌즈부에 의해 꺾여져 입사되는 광선을 받는 메인 도광판의 광선 입사면에는 광선의 분포가 더 균일해지도록 하기 위한 굴곡을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  30. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 LED 렌즈부와 메인 도광판의 경계면에 진행되어 온 광선을 다시 반사, 굴절, 확산시키기 위한 공간부가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  31. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 LED 렌즈부의 입사면의 전체 또는 부분적으로, 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  32. 제 31 항에 있어서, LED 렌즈들의 광선 입사면에 형성되는 굴곡은,
    형성되는 굴곡들의 형성 깊이가 어느 한 지점에서 다른 지점으로 갈수록 깊어지는 가변 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  33. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 LED 렌즈부의 출사면의 전체 또는 부분적으로, 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  34. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 메인 도광판의 양측에 LED 렌즈들이 구성되는 경우에는,
    광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 일측과 타측에서 서로 반대가 되도록 LED 렌즈들 및 광원이 배치되거나,
    광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 서로 동일하도록 LED 렌즈들 및 광원이 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  35. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    광원에서 조사되는 광선의 최초 진행 방향이 메인 도광판의 중심을 기준으로 서로 반대가 되도록 LED 렌즈들 및 광원이 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  36. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, LED 렌즈들은,
    광원에서 멀어질수록 그 너비가 좁아져 광원에서 가까운쪽에서 먼쪽으로 갈수록 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면으로부터 메인 도광판에 도달하는 광 경로가 짧아지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  37. 복수개의 LED 광원들을 갖고 메인 도광판에 대하여 수직으로 배열되는 LED 어레이부와,상기 LED 광원으로부터 조사되어 제 1 방향으로 진행되는 광선이 들어오는 입사면과, 상기 입사면으로 조사된 광선을 확산,굴절,반사에 의해 제1 방향과 다른 제 2 방향으로 광선 진행 방향이 꺾이도록 하는 톱니 형태의 굴곡을 갖는 반사면과,상기 반사면에 의해 꺾여진 광선을 출사시키는 출사면을 포함하는 LED 렌즈들과,상기 제 1 방향에 대하여 직각인 방향에 위치하여 상기 LED 렌즈들에 의해 제 2 방향으로 꺾여져 들어오는 광선을 다시 확산, 굴절, 반사시키는 메인 도광판과,상기 메인 도광판을 경유한 광원의 확산 및 진행 방향을 조절하기 위한 확산판 및 프리즘 시트와, 상기 광원이나 도광판에서 직하된 광선을 반사시키기 위한 반사판을 포함하고 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛과 결합되고 투사되는 광의 투과량을 조절하는 액정 셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix)형태로 배열되어 백라이트 유닛에 의해 투사되는 광에 의해 영상을 표시하는 액정 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
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