KR20120056468A - 광원 모듈, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시예는 발광소자 패키지 어레이가 배치된 회로기판과, 상기 발광소자 패키지에서 방출되는 빛을 전달하고 상기 빛의 입사각이 임계각 이상인 제1 면과 임계각 이하인 제2 면이 각각 적어도 1개씩 구비된 렌즈를 포함하는 광원 모듈; 상기 광원 모듈에서 전달된 빛을 하기의 광학시트로 전달하는 반사시트; 및 상기 렌즈와 상기 반사시트로부터 전달된 빛을 투사하는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.

Description

광원 모듈, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 표시장치{LIGHT EMITTING MODULE, BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
실시예는 발광소자를 포함하는 광원 모듈과 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 표시장치에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광다이오드(Lighit Emitting Diode; LED)나 레이저 다이오드(Laser Diode; LD)와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
상기 발광소자는 직하형 또는 에지(edge)형 광원으로 백라이트 유닛에 구비되어, 표시장치에 사용되고 있다.
실시예는 백라이트 유닛에서 투사되는 광 분포를 고르게 하고자 하는 것이다.
실시예는 발광소자 패키지 어레이가 배치된 회로기판과, 상기 발광소자 패키지에서 방출되는 빛을 전달하고 상기 빛의 입사각이 임계각 이상인 제1 면과 임계각 미만인 제2 면이 각각 적어도 1개씩 구비된 렌즈를 포함하는 광원 모듈; 상기 광원 모듈에서 전달된 빛을 하기의 광학시트로 전달하는 반사시트; 및 상기 렌즈와 상기 반사시트로부터 전달된 빛을 투사하는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
여기서, 상기 렌즈는 굴절률이 1 이상인 고분자 물질일 수 있다.
그리고, 상기 렌즈는 상기 제1 면과 제2 면이 적어도 2회 반복하여 배치될 수 있다.
그리고, 상기 회로기판은 상기 렌즈 상에 구비된 홈에 삽입되어 고정될 수 있다.
그리고, 상기 홈은, 상기 회로기판이 상기 광학시트에 대하여 예각 또는 둔각을 이루도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 반사시트는 상기 광학시트에 대하여 기울어져 배치될 수 있다.
그리고, 상기 반사시트는 휘어지며 배치될 수 있다.
그리고, 상기 광학시트의 일부분 상에 구비되고, 상기 빛을 상기 반사시트로 반사하는 광반사층을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 광반사층은 상기 광원 모듈으로부터 멀어질수록 밀도가 감소할수 있다.
그리고, 상기 광반사층은 복수 개의 층으로 이루어지고, 상기 층은 상기 광원 모듈으로부터 멀어질수록 면적이 감소할 수 있다.
그리고, 상기 광반사층은 복수 개의 층으로 이루어지고, 상기 층은 상기 광원으로부터 멀어질수록 서로 멀리 이격될 수 있다.
그리고, 상기 광학시트의 일부분 상에 구비되고, 상기 빛을 상기 반사시트로 산란시키는 광산란층을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 광산란층은, TiO2 또는 Al2O3로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 광산란층은 상기 광원 모듈으로부터 멀어질수록 밀도가 감소할 수 있다.
그리고, 상기 광산란층은 복수 개의 층으로 이루어지고, 상기 층은 상기 광원 모듈으로부터 멀어질수록 면적이 감소할 수 있다.
또한, 상기 광산란층은 복수 개의 층으로 이루어지고, 상기 층은 상기 광원으로부터 멀어질수록 서로 멀리 이격될 수 있다.
다른 실시예는 발광소자 패키지 어레이가 고정된 회로기판; 및 상기 발광소자 패키지에서 방출되는 빛을 전달하고, 상기 빛의 입사각이 임계각 이상인 제1 면과 임계각 미만인 제2 면이 각각 적어도 1개씩 구비된 렌즈를 포함하는 광원 모듈을 제공한다.
여기서, 상기 렌즈는 굴절률이 1 이상인 고분자 물질로 이루어지고, 상기 제1 면과 제2 면이 적어도 2회 반복하여 배치될 수 있다.
그리고, 상기 회로기판은 상기 렌즈 상에 구비된 홈에 삽입되어 고정되고, 상기 홈은 상기 회로기판이 상기 광학시트에 대하여 예각 또는 둔각을 이루도록 형성될 수 있다.
또 다른 실시예는 실시예는 발광소자 패키지 어레이가 고정된 회로기판과, 상기 발광소자 패키지에서 방출되는 빛을 전달하고 상기 빛의 입사각이 임계각 이상인 제1 면과 임계각 미만인 제2 면이 각각 적어도 1개씩 구비된 렌즈를 포함하는 광원 모듈, 상기 광원 모듈에서 전달된 빛을 하기의 광학시트로 전달하는 반사시트, 및 상기 렌즈와 상기 광학시트로부터 전달된 빛을 투사하는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛; 및 상기 백라이트 유닛 상에 상에 배치되고, 상기 빛에 의하여 화상을 구현하는 패널을 포함하는 표시장치를 제공한다.
실시예에 따른 백라이트 유닛은 광원 모듈에서 방출된 빛이 광학시트 전체로 고르게 투사되어, 패널에 전달되는 빛의 분포를 고르게 할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이고,
도 2a는 도 1의 백라이트 모듈의 단면도이고,
도 2b는 도 2a의 A부분의 확대도이고,
도 3a 내지 도 3c는 도 2a의 광원 모듈의 실시예들의 단면도이고,
도 4a는 도 2a의 백라이트 유닛의 광분포를 나타낸 도면이고,
도 4b는 종래의 백라이트 유닛의 광분포를 나타낸 도면이고,
도 5a 내지 도 5f는 백라이트 유닛의 다른 실시예들을 나타낸 도면이고,
도 6a 및 도 6b는 백라이트 유닛의 또 다른 실시예들을 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다. 이하에서, 도 1을 참조하여 실시예에 따른 표시장치를 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시장치(100)는 광원 모듈(미도시)과 백라이트(110)와, 상기 백라이트(110)의 위에 배치되며 상기 광원 모듈에서 전달된 빛을 표시장치 전방으로 안내하는 확산시트(140)와, 상기 확산시트(140)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(150)와 제2 프리즘시트(160)와, 상기 제2 프리즘시트(160)의 전방에 배치되는 패널(170)과 상기 패널(170)의 전방에 배치되는 컬러필터(180)를 포함하여 이루어진다.
상기 광원 모듈과 이를 포함하는 백라이트(110)의 구성은 후술하기로 한다. 상기 확산시트(140)와 제1 프리즘시트(150)과 제2 프리즘시트(160)는 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
확산시트(140)는 폴리에스터와 폴리카보네이트 계열의 재료로 이루어질 수 있으며, 백라이트로부터 입사된 빛을 굴절과 산란을 통하여 광 투사각을 최대로 넓힐 수 있다. 그리고, 상기 확산시트(140)는 광확산제를 포함하는 지지층과, 광출사면(제1 프리즘 시트 방향)과 광입사면(반사시트 방향)에 형성되며 광확산제를 포함하지 않는 제1 레이어와 제2 레이어를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 지지층은 메타크릴산-스틸렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체가 혼합된 수지 100 중량부에 대하여, 1~10 마이크로 미터의 평균입경을 가진 실록산계 광확산제 0.1~10중량부, 1~10 마이크로 미터의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1~10중량부가 포함될 수 있다.
그리고, 상기 제1 레이어와 제2 레이어는 메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 자외선 흡수제 0.01 ~ 1 중량부, 대전 방지제 0.001 ~ 10중량부로 포함될 수 있다.
또한, 상기 확산시트(140)에서 상기 지지층의 두께는 100~10000 마이크로 미터이고, 상기 각각의 레이어의 두께는 10~1000 마이크로 미터일 수 있다.
그리고, 상기 제1 프리즘 시트(150)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제2 프리즘 시트(160)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(150) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(170)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
그리고, 도시되지는 않았으나 상기 각각의 프리즘 시트 상에는 보호 시트가 구비될 수 있는데, 지지필름의 양면에 광확산성 입자와 바인더를 포함하는 보호층이 구비될 수 있다. 또한, 상기 프리즘층은 폴리우레탄, 스티렌부타디엔 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 엘라스토머, 폴리이소프렌, 폴리실리콘으로 구성되는 군으로부터 선택되는 중합체 재료로 이루어질 수 있다.
상기 패널(170)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(60) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(170)은, 유리 기판 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리기판에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.
디스플레이 장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
그리고, 상기 패널(170)의 전면에는 컬러 필터(180)가 구비되어 상기 ㅍ패(170)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
도 2a는 도 1의 백라이트 유닛의 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 A부분의 확대도이다.
실시예에 따른 백라이트 유닛(110)은, 발광소자 패키지 어레이(125)가 고정된 회로기판(121)을 포함하는 광원 유닛(120)과 상기 발광소자 패키지에서 방출되는 빛을 전달하는 렌즈(130)를 포함하는 광원 모듈과, 상기 광원 모듈에서 전달된 빛을 확산시트(140)로 전달하는 반사시트(111)와, 상기 렌즈(130)와 반사시트(111)로부터 전달된 빛을 패널 방향으로 투사하는 확산시트(140)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 확산시트(140)는 프리즘 시트, 마이크로 렌즈 어레이 등을 포함하는 광학시트의 일실시예임은 상술한 바와 동일하다.
상기 광원 유닛(120)은 광원(125)과 상기 광원(125)이 배열되는 회로기판(121)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 광원(125)은 상기 렌즈(130) 방향으로 빛을 방출할 수 있게 구비된다. 여기서, 상기 광원(125)은 광원이 복수 개 배치된 광원 어레이의 형태로 구비될 수 있으며, 발광 다이오드 패키지(Light emitting diode package)일 수 있다.
그리고, 상기 렌즈(130)는 상기 광원 유닛(120)에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 반사시트(111)와 확산시트(140)의 전체 영역에 걸쳐 분포되도록 한다. 따라서, 광투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 일 예로써 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 또는 레진 사출물로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 렌즈(130)는 도시된 바와 같이 광원 유닛(120)으로부터 방출된 빛의 입사각이 임계각 이상인 제1 면(136)과 임계각 미만인 제2 면(138)이 각각 적어도 1개씩 구비될 수 있다. 그리고, 도시된 바와 같이 상기 렌즈(130)에는 상기 제1 면(136)과 제2 면(138)이 적어도 2회 반복하여 배치될 수 있다.
상술한 렌즈(130)의 구성으로 인하여 광원 유닛(120)으로부터 입사된 빛이 일부는 투과되고 일부는 렌즈(130) 내부로 전반사된 후 다시 투사되므로, 반사시트(111)과 확산시트(140) 방향으로 투사되는 빛이 고르고 더 멀리 분포할 수 있다.
상세히 설명하면 아래와 같다.
광학적으로 밀한 매질에서 소한 매질로 빛이 진행할 때, 임계각보다 큰 입사각으로 입사한 빛은 굴절하지 않고 내부로 100% 반사되는 현상을 전반사라고 한다. 전반사가 일어날 수 있는 입사각의 최소값을 임계각이라 한다.
실시예에서 전반사가 일어나기 위하여 상기 렌즈(130)는 공기보다 밀한 물질이어야 하며, 굴절률이 1 이상일 수 있다. 그리고, 광원 유닛(120)으로부터 방출된 빛 중 렌즈(130)의 제1 면(136)으로 입사된 빛이 렌즈의 법선과 이루는 각도(θ1)가 임계각(θc)보다 크므로 상기 빛은 렌즈(130) 내부로 전반사된다.
그리고, 상기 광원 유닛(120)으로부터 방출된 빛 중 렌즈(130)의 제2 면(138)으로 입사된 빛이 렌즈의 법선과 이루는 각도(θ2)가 임계각(θc)보다 작으므로 상기 빛은 모두 렌즈(130) 외부로 굴절되며, 이때 굴절각도는 스넬의 법칙에 따른다.
본 실시예에서는 제1 면(136) 사이에 복수 개의 제2 면(138a, 138b, 138c)이 배치되어 있으며, 상기 제1 면(136)과 제2 면(138)로 입사되는 빛의 입사각은 각각 임계각(θc) 이상이거나 미만이므로, 빛이 일부는 외부로 굴절되고 일부는 내부로 전반사된다.
예를 들면 렌즈(130)를 유리로 만들면, 유리로 이루어진 렌즈(130)에서 공기로 빛이 진행한다면 임계각은 42°이고, 입사각이 이보다 크면 빛이 모두 렌즈(130) 내면으로 반사되어 공기 쪽으로는 나가지 않는다. 따라서, 상기 제1 면(136)과 제2 면(138)은 광원 유닛(120)으로부터 입사되는 빛의 입사각이 임계각 이상인 면과 미만이 되도록 이루어져서, 렌즈(130)의 성능을 조절할 수 있다. 즉, 렌즈(130)로 입사된 빛은 손실 없이 멀리까지 전달될 수 있다.
그리고, 상기 반사시트(111)는 상기 광원 모듈에서 방출된 빛이 면광원 형태로 출사되도록 반사하여 광효율을 제고하는 역할을 한다. 여기서, 상기 반사시트(111)는 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 바텀 커버의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련될 수도 있다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2a의 광원 모듈의 실시예들의 단면도이다.
도 3a는 도 2a에 도시된 백라이트에 구비된 광원 모듈과 동일한 실시예가 도시되어 있으며, 도 3b에는 도 3a에 도시된 광원 모듈과 렌즈(130)가 상하 역전을 이루는 점에서 상이하다. 즉, 도 3a와 도 3b에 도시된 실시예에 따른 광원 모듈은 모두 빛의 전반사와 굴절을 통하여 백라이트 유닛(110)의 먼 위치까지 고르게 광을 전달할 수 있다.
그리고, 렌즈(130)는 광원 유닛(120)으로부터 빛이 입사되는 광입사부(135)과 광전달부(131) 및 빛을 외부로 방출하는 제1 면(136)과 제2 면(138)로 이루어진다. 또한, 상기 렌즈(130)의 지지부(132)는 상기 광원 유닛(120)을 지지할 수 있고, 고정부(134)는 상기 광원 유닛(120)에 고정되어 상기 렌즈(130)과 상기 광원 유닛(120)이 일체를 이루게 한다.
이때, 상기 발광소자 패키지 어레이(125)가 고정된 회로기판(Printed Circuit, 121)이 상기 렌즈(130) 상에 구비된 홈(133)에 삽입되어 고정되고 있다.
또한, 도 3c에 도시된 실시예에서는 상기 렌즈(130)에 구비된 홈(133)과 상기 회로기판(121)이 수직이 아니게 형성되어 있다. 이러한 구성은, 발광소자 패키지 어레이(125)로부터 방출되는 빛이 확산시트(140)에 평행하게 투사되지 않고 반사시트(111) 방향으로 기울어지게 투사되도록 하기 위함이다. 여기서, 회로기판(121)은 확산시트(140)와 직각이 아니므로 예각 또는 둔각을 이룰 수 있다.
도 4a는 도 2a의 백라이트 유닛의 광분포를 나타낸 도면이고, 도 4b는 종래의 백라이트 유닛의 광분포를 나타낸 도면이다.
종래의 백라이트 유닛(110)에서는 LED 광원에서 방출된 빛은 램버시안(Lambertian) 산란 상태를 이루는데, 도 4b에 도시된 바와 같이 반사시트(111)와 확산시트(140)의 전면에 분포하지 못하고 광원 유닛(120)에서 가까운 부근에만 집중되며, 이러한 광분포의 불균일성은 표시장치의 휘도의 불균일로 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛(110)은 상술한 구조의 렌즈(130) 내부에서 전반사를 거쳐 외부로 고르게 투사되므로, 반사시트(111)와 확산시트(140) 전체에 고르게 빛이 분포할 수 있다.
실시예에 따른 백라이트 유닛(110)은 도광판을 사용하지 않으며, 렌즈(130)에서 전반사와 굴절에 따라 빛을 패널의 전면에 고르게 분포시킬 수 있다. 이때, 광원 모듈에 가까운 패널에 투사되는 빛의 양이 상대적으로 많을 수 있으므로, 빛을 패널의 전체에 고르게 투사하기 위하여 아래와 같은 구성을 가질 수 있다.
도 5a 내지 도 5f는 백라이트 유닛의 다른 실시예들을 나타낸 도면이다. 실시예들에 따른 백라이트 유닛(110)은, 확산시트(140)의 내측면의 일부분에 광반사층(142) 또는 광산란층(144) 중 적어도 하나를 배치한다. 이때, 광원 모듈에 가까운 확산시트(140)에서 광반사층(142) 또는 광산란층(144)의 크기나 밀도를 조절할 수 있다.
도 5a에 도시된 실시예에서 확산시트(140)의 내측면에는 광반사층(142)가 배치되어 있다. 여기서, 내측면은 반사시트(111)를 향하는 방향을 뜻한다. 상기 광반사층(142)은 반사율이 높은 은(Ag)이나 알루미늄(Al) 등으로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서는 광반사층(142)이 렌즈(130)에 가까운 곳에서 가장 폭이 넓으며, 각각의 광반사층(142) 간의 간격도 좁다. 즉, 렌즈(130)로부터 멀어질수록 광반사층(142a, 142b,142c, 142d, 142e, 142f, 142g)의 폭이 좁아지고 각각의 거리는 넓어지므로, 즉 밀도가 감소하므로 빛이 확산시트(140) 외부로 투과될 영역이 넓어진다.
따라서, 광량이 상대적으로 많은 렌즈(130)의 인접 영역에서 확산시트(140) 외부로 투과되는 빛의 양을 줄이므로, 전체적으로 확산시트(140) 외부로 투사되는 빛의 양을 고르게 조절할 수 있다. 이러한 구성은 광반사층(142)이 아닌 광산란층(144)의 분포를 도 5a에 같이 배치하여도 가능하다.
도 5b에 도시된 실시예는 광반사층(142)과 광산란층(144)이 함께 확산시트(14)의 내측면에 구비되어 있다. 이때, 광반사층(142)은 도 5a에 도시된 바와 같이 렌즈(130)로부터 멀어질수록 광반사층(142a, 142b,142c, 142d, 142e, 142f, 142g)의 폭이 좁아지고 각각의 거리는 넓어진다.
그리고, 광산란층(144)는 각각의 폭과 간격이 모두 동일하게 구비되어 있으며, 일부 광산란층(144)은 광반사층(142) 상에 구비되며 일부 광산란층(144)는 확산시트(140) 상에 직접 구비되어 있다. 상기 광산란층(144)은 TiO2 또는 Al2O3로 이루어질 수 있는데, 광학시트(140)의 전체 개구부를 차폐하지는 않고 있다.
본 실시예에서는 도 5a와 같은 배치를 갖는 광반사층(142)과 동일한 배치 내지 밀도를 갖는 광산란층(144)이 구비되어, 확산시트(140) 외부로 투사되는 빛의 분포를 고르게 할 수 있다.
도 5c에 도시된 실시예에는 도 5b에 도시된 실시예와 달리 광반사층(142)이 일정한 폭과 간격으로 배치되고, 광산란층(144)이 렌즈(130)로부터 멀어질수록 밀도가 감소하게 배치된다.
즉, 렌즈(130)로부터 멀어질수록 광반사층(144a, 144b, 144c, 144d, 144e, 144f의 폭이 좁아지고 각각의 거리는 넓어지므로, 즉 밀도가 감소하므로 빛이 확산시트(140) 외부로 투과될 영역이 넓어진다.
도 5d에 도시된 실시예에서는 광반사층(142)이 복수 개의 층(142a, 142b, 142c, 142d, 142e)으로 이루어지며, 렌즈(130)로부터 멀어질수록 상기 광반사층(142)의 밀도가 감소한다.
즉, 광원 유닛(120) 내지 광원 모듈로부터 멀어질수록, 광반사층(142)을 이루는 복수 개의 층(142a, 142b, 142c, 142d, 142e)이 각각 폭이 좁아지고 서로 간의 간격이 더 커지므로 확산시트(140)의 외부로 빛이 투과될 영역이 넓어진다.
도 5e에 도시된 실시예에서는 광산란층(144)이 복수 개의 층(144a, 144b, 144c, 144d, 144e)으로 이루어지며, 렌즈(130)로부터 멀어질수록 상기 광산란층(144)의 밀도가 감소한다.
즉, 광원 유닛(120) 내지 광원 모듈로부터 멀어질수록, 광산란층(144)을 이루는 복수 개의 층(144a, 144b, 144c, 144d, 144e)이 각각 폭이 좁아지고 서로 간의 간격이 더 커지므로 확산시트(140)의 외부로 빛이 투과될 영역이 넓어진다.
도 5d와 도 5e에 도시된 구성은 광반사층(142)과 광산란층(144)이 복수 개의 층으로 이루어지고, 광원 유닛(120)으로부터 가까운 거리에서 각각의 광반사층(142)과 광산란층(144)의 배열 뿐만 아니라 두께가 더 두껍게 구비되어 있다.
즉, 확산시트(140) 전체에 광반사층(142) 또는 광산란층(144)을 형성한 후, 2회의 공정에서는 광원 유닛(120)에서 가장 먼 영역을 제외하고 광반사층(142) 또는 광산란층(144)을 형성할 수 있으며, 다음 공정에서는 상기 광원 유닛(120)에 보다 인접한 영역에만 광반사층(142) 또는 광산란층(144)을 형성할 수 있다. 따라서, 광반사층(142)과 광확산층(144)의 폭과 간격 및 두께를 통하여 밀도를 조절하고, 그에 따라 빛의 반사 정도를 조절할 수 있다.
도 5f에 도시된 실시예에서는 광반사층(142)은 동일한 폭과 간격으로 구비되어 있으며, 광산란층(144)이 복수 개의 층(144a, 144b, 144c, 144d, 144e)으로 이루어지며, 렌즈(130)로부터 멀어질수록 상기 광산란층(144)의 밀도가 감소한다.
즉, 광산란층(144)의 매치는 도 5e에 도시된 실시예와 유사하나, 복수 개의 층으로 이루어진 광산란층(144a, 144b, 144c, 144d, 144e)에서 패턴이 일치하는 위치가 상이하다.
상술한 도 5a 내지 도 5f에 도시된 실시예들에서는, 광학시트(140)의 내측면에 광반사층(142)과 광산란층(144)을 배치하고, 상기 광반사층(142)과 광산란층(144)의 밀도(폭 및/또는 간격)를 조절하여 개구율이 렌즈(130)로부터 멀어질수록 증가하도록 배치하여, 광분포의 균일성을 증진시키고 있다.
도 6a 및 도 6b는 백라이트 유닛의 또 다른 실시예들을 나타낸 도면이다.
실시예들은 도 2a에 도시된 실시예와 유사하나, 도 6a에 도시된 실시예는 반사시트(111)가 기울어져 배치된다. 즉 종래에는 광학시트 내지 확산시트(140)과 반사시트(111)가 나란하나, 실시예에 따른 백라이트 유닛(110)은 반사시트(111)가 상기 광학시트 내지 확산시트(140)에 대하여 기울어진다.
이러한 반사시트(111)의 기울기는 특히 렌즈(130)와 먼 영역에서 빛의 반사를 용이하게 할 수 있다.
그리고, 도 6b에 도시된 실시예에서는 반사시트(111)가 직선으로 기울어지지 않고, 곡률을 가지고 휘어지며 기울어짐으로써 상술한 작용을 구현할 수 있다.
또한, 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.
100 : 표시장치 110 : 백라이트 유닛
111 : 반사시트 120 : 광원 유닛
121 : 회로기판 125 : 발광소자 패키지 어레이
130 : 렌즈 131 : 광전달부
132 : 지지부 133 : 고정부
134 : 고정부 135 : 광입사부
136 : 제1 면 138 : 제2 면
140 : 확산시트 142 : 광반사층
144 : 광확산층 150, 160 : 제1, 제2 프리즘시트
170 : 패널 180 : 컬러필터

Claims (20)

  1. 발광소자 패키지 어레이가 배치된 회로기판과, 상기 발광소자 패키지에서 방출되는 빛을 전달하고 상기 빛의 입사각이 임계각 이상인 제1 면과 임계각 미만인 제2 면이 각각 적어도 1개씩 구비된 렌즈를 포함하는 광원 모듈;
    상기 광원 모듈에서 전달된 빛을 하기의 광학시트로 전달하는 반사시트; 및
    상기 렌즈와 상기 반사시트로부터 전달된 빛을 투사하는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈는 굴절률이 1 이상인 고분자 물질인 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 제1 면과 제2 면이 적어도 2회 반복하여 배치된 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로기판은 상기 렌즈 상에 구비된 홈에 삽입되어 고정된 백라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 홈은, 상기 회로기판이 상기 광학시트에 대하여 예각 또는 둔각을 이루도록 형성된 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사시트는 상기 광학시트에 대하여 기울어져 배치된 백라이트 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사시트는 휘어지며 배치된 백라이트 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학시트의 일부분 상에 구비되고, 상기 빛을 상기 반사시트로 반사하는 광반사층을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광반사층은 상기 광원 모듈으로부터 멀어질수록 밀도가 감소하는 백라이트 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광반사층은 복수 개의 층으로 이루어지고, 상기 층은 상기 광원 모듈으로부터 멀어질수록 면적이 감소하는 백라이트 유닛.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 광반사층은 복수 개의 층으로 이루어지고, 상기 층은 상기 광원으로부터 멀어질수록 서로 멀리 이격되는 백라이트 유닛.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학시트의 일부분 상에 구비되고, 상기 빛을 상기 반사시트로 산란시키는 광산란층을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 광산란층은, TiO2 또는 Al2O3로 이루어진 백라이트 유닛.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 광산란층은 상기 광원 모듈으로부터 멀어질수록 밀도가 감소하는 백라이트 유닛.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광산란층은 복수 개의 층으로 이루어지고, 상기 층은 상기 광원 모듈으로부터 멀어질수록 면적이 감소하는 백라이트 유닛.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 광산란층은 복수 개의 층으로 이루어지고, 상기 층은 상기 광원으로부터 멀어질수록 서로 멀리 이격되는 백라이트 유닛.
  17. 발광소자 패키지 어레이가 고정된 회로기판; 및
    상기 발광소자 패키지에서 방출되는 빛을 전달하고, 상기 빛의 입사각이 임계각 이상인 제1 면과 임계각 미만인 제2 면이 각각 적어도 1개씩 구비된 렌즈를 포함하는 광원 모듈.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 렌즈는 굴절률이 1 이상인 고분자 물질로 이루어지고, 상기 제1 면과 제2 면이 적어도 2회 반복하여 배치된 광원 모듈.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 회로기판은 상기 렌즈 상에 구비된 홈에 삽입되어 고정되고, 상기 홈은 상기 회로기판이 상기 광학시트에 대하여 예각 또는 둔각을 이루도록 형성된 광원 모듈.
  20. 제 1 항 내지 제 16 항 중의 어느 한 항의 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛 상에 상에 배치되고, 상기 빛에 의하여 화상을 구현하는 패널을 포함하는 표시장치.
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