KR20140120698A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20140120698A
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 기판부; 상기 기판붕 실장되는 발광 소자와, 상기 발광 소자의 상측에 놓이는 렌즈를 포함하는 발광부; 상기 기판부의 상면에 놓이는 반사층; 상기 반사층의 상측에 놓이며, 상기 발광부로부터 이격되는 높이에 놓이는 광학 시트; 및 상기 광학 시트의 상면에 놓이는 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 렌즈는, 비구면 형태로 볼록하게 라운드지는 상면부와; 저면에서 상측으로 함몰되며, 한 쌍의 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥이 상호 교차되는 방향으로 놓인 형태의 저면 중심부를 포함한다.

Description

디스플레이 장치{Display appratus}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 디스플레이 장치가 연구되어 사용되고 있다.
그 중 LCD의 액정 패널은 액정층 및 상기 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 TFT 기판 및 컬러 필터 기판을 포함하며, 자체 발광력이 없어 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광을 사용하여 화상을 표시할 수 있다.
등방성 렌즈를 이용한 종래의 백라이트 유닛은 광원이 직각 배열 또는 벌집 구조로 배열되고, 렌즈가 광원으로부터 나온 빛을 원형의 등방적 배광 형태로 퍼트리는 구조이다. 이러한 구조에서는, 광원의 개수가 감소함에 따라 광원들 간의 피치(pitch)가 증가하기 때문에, 2차 렌즈를 이용하여 원형의 등방적 배광 형태로 빛을 멀리 퍼뜨리는 것이 어려운 단점이 있다.
또한, 백라이트 유닛의 저면에 다수의 광원을 배치한 후, 백라이트 유닛의 두께를 줄이기 위해 도광층의 두께를 줄이면, 핫스팟(hot spot)의 발생으로 인하여 광 균일도(uniformity)가 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 디스플레이 영상의 화질을 개선할 수 있는 광학 어셈블리가 구비된 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상세히, 백라이트 유닛의 두께를 감소시키더라도 핫스판이 여러 지점으로 분산되어 휘도 균일도의 저하를 최소화할 수 있는 렌즈가 구비된 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 기판부; 상기 기판붕 실장되는 발광 소자와, 상기 발광 소자의 상측에 놓이는 렌즈를 포함하는 발광부; 상기 기판부의 상면에 놓이는 반사층; 상기 반사층의 상측에 놓이며, 상기 발광부로부터 이격되는 높이에 놓이는 광학 시트; 및 상기 광학 시트의 상면에 놓이는 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 렌즈는, 비구면 형태로 볼록하게 라운드지는 상면부와; 저면에서 상측으로 함몰되며, 한 쌍의 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥이 상호 교차되는 방향으로 놓인 형태의 저면 중심부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 상기 백라이트 유닛을 구비하는 디스플레이 장치의 외관을 개선할 수 있다.
또한, LED 소자의 상측에 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 구조가 배치됨으로써, 발광 소자로부터 방출되는 광을 측면 하측 방향으로 전반사하고, 핫 스팟이 다수의 지점으로 분산되도록 함으로써, 광균일도의 저하를 최소화할 수 있는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈가 채용되는 경우, 하나의 광원으로부터 휘도가 주변보다 현저히 높은 단일의 핫 스팟이 형성되는 종래의 백라이트 유닛에 비하여, 휘도가 낮은 다수의 핫 스팟으로 분산되기 때문에, 휘도가 균일한 면광원을 확보할 수 있는 장점이 잇다.
또한, 백라이트 유닛을 구성하는 도광층의 두께를 줄이더라도 핫스팟으로 인한 휘도 균일도 저하를 최소화할 수 있으므로, 백라이트 유닛의 두께를 종래보다 절반 이하로 줄일 수 있으며, 그 결과 디스플레이 장치의 전체 두께가 감소되어 슬림한 디스플레이 장치를 생산할 수 있는 장점이 있다.
또한, 광원으로부터 방출되는 빛이 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 하면 중심부를 통과하면서 대부분 전반사되어 측면으로 확산되므로, 빛을 멀리까지 퍼트릴 수 있는 장점이 있다.
또한, 빛을 멀리까지 퍼트릴 수 있으므로, 소요되는 광원의 개수를 줄일 수 있어, 디스플레이 장치의 제조 비용이 절감되는 효과도 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 종단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 사시도.
도 4는 도 3의 I-I를 따라 절개되는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 종단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 저면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 저면 중심부 형상을 보여주는 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈를 통하여 빛이 반사 또는 굴절되는 현상을 보여주는 백라이트 유닛의 종단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈가 구비된 발광부와 종래의 발광부에서 나타나는 배광 분포를 비교하여 보여주는 시뮬레이션도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈가 구비된 발광부와 종래의 발광부에서 나타나는 핫 스팟의 강도를 비교하여 보여주는 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하, 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 실시예의 기술적 범위를 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 종단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)는, 영상이 표시되는 디스플레이 패널(16)과, 상기 디스플레이 패널(16)의 후방에 구비되어 디스플레이 패널(16) 쪽으로 빛을 방출하는 백라이트 유닛 및 상기 백라이트 유닛으로부터 발산되는 빛을 확산 또는 가공하기 위한 광학 시트(15)를 포함한다.
상세히, 상기 광학 시트(15)는 확산 시트와 프리즘 시트를 포함한다. 그리고, 상기 백라이트 유닛은 광원으로서 LED를 포함할 수 있고, 상기 광원으로부터 방출되는 빛의 지향 방향이 상기 디스플레이 패널(16) 쪽으로 향하는 탑뷰 방식을 포함한다.
상기 백라이트 유닛은, 패널 케이스(11)의 바닥에 놓이는 기판층(12)과, 상기 기판층(12)에 실장되는 발광부(20)와, 상기 기판층(12)의 상면에 놓이는 반사층(13)을 포함한다.
상세히, 상기 발광부(20)는 상기 반사층(13)의 중심부에서, 일정 간격을 두고 다수 개가 배열될 수 있다. 그리고, 상기 반사층(13)은 평평한 플레이트 형태로 놓일 수도 있고, 다른 방법으로서, 상기 반사층(13)의 가장자리 영역이 상측으로 소정 각도 경사지는 형태로 이루어질 수도 있다. 예컨대, 가장 외측에 놓이는 발광부(20)로부터 외측으로 소정 거리 이격된 지점에서 끝단으로 갈수록 상측으로 경사지는 형태로 제공되는 것도 가능하다. 그러면, 종단면 형태는 바닥면은 평평하고 측면이 상단으로 갈수록 벌어지는 "U" 자 형태를 이룰 수 있다. 상기 반사층(13)의 일부가 경사지게 형성됨으로써, 상기 발광부(20)로부터 방출되어 상기 반사 층(13)으로 굴절되는 빛은 상기 광학 시트(15) 쪽으로 반사되어, 면발광 효율을 더 높일 수 있다. 그리고, 상기 반사층(13)의 상면에는 반사 패턴 또는 광추출 패턴(light extraction pattern)(131)이 형성되어, 상기 발광부(20)로부터 방출되는 빛이 상기 패턴에 부딪혀서 상기 디스플레이 패널(16) 쪽으로 반사되도록 한다. 상기 반사 패턴 또는 광추출 패턴은 도시된 바와 같이 돌기 형태로 제공될 수 있다. 상기 반사 패턴 또는 광추출 패터은, 투명한 돌기 형태의 패턴을 포함할 수 있다.
상기 기판층(12)은, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 유리, 폴리카보네이트와 실리콘 등을 이용하여 형성되는 피시비 기판일 수 있고, 필름 형태로 제공될 수 있다.
한편, 상기 발광부(20)는 LED를 포함하는 발광 소자(21)와, 상기 발광 소자(21)의 상측에 놓이는 렌즈(22)를 포함한다. 상기 발광 소자(21)는 발광면이 상측을 향해 형성되는 탑뷰 방식의 LED 패키지이고, 상측으로 약 120도의 지향각을 가지고 빛이 방출된다. 그리고, 상기 렌즈(22)에 의하여 상기 발광 소자(21)로부터 방출되는 빛의 대부분이 측방으로 전반사된다. 구체적으로는, 상기 발광 소자(21)로부터 방출되는 빛의 약 37%는 상기 광학 시트(15) 쪽으로 나아가고, 약 57%는 상기 렌즈(22)에서 반사 또는 굴절되어 측방향으로 나아간다. 따라서, 상기 발광 소자(21)의 상측에 상기 렌즈(22)가 제공됨으로써, 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있고, 면발광 효율 및 조도 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 반사층(13)과 광학 시트(15) 사이에는 도광층(14)이 형성되고, 상기 도광층(14)은 공기로 채워지거나 진공 상태로 유지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 사시도이고, 도 4는 도 3의 I-I를 따라 절개되는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 종단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 저면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 저면 중심부 형상을 보여주는 사시도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발광부(20)는 발광 소자(21)와, 상기 발광 소자(21)의 상측에 제공되는 렌즈(22)를 포함한다. 상기 발광 소자(21)는 상술한 바와 같이 LED 패키지를 포함하며, 상기 LED 패키지는 서브 마운트 기판과, 상기 서브 마운트 기판에 실장되는 LED 소자를 포함한다. 상기 서브 마운트 기판은 투명 재질이며, 유리, 투명 세라믹, 또는 레진을 포함하는 투명 폴리머 재질일 수 있다.
상세히, 상기 렌즈(22)는, 상기 발광 소자(21)로부터 방출되는 빛의 전반사(total reflection)를 유도하여, 광을 측방으로 안내하도록 광출사면이 비구면으로 볼록하게 라운드지는 형태를 이룰 수 있다. 상기 렌즈(22)는 투명 재질의 고분자 수지를 이용하여 사출 공정을 통해 제조될 수 있다.
더욱 상세히, 상기 렌즈(22)는, 상기 기판층(12)(또는 반사층)에 대면하는 하면부(222)와, 상기 하면부(222)로부터 상측으로 볼록하게 라운드지는 상면부(221)와, 상기 하면부(222)의 중앙에서 상측으로 함몰되는 저면 중심부(226)를 포함한다. 상기 렌즈(22)의 상면 중심부(225)는 하측으로 소정 깊이 함몰되며, 이와 같이 중심부(225)가 함몰되는 것은, 상기 상면부(221)가 상기 렌즈(22)의 중심점으로부터 외측으로 볼록하게 라운드지는 형태로 이루어지는 것에 기인한다.
또한, 상기 하면부(222)의 가장자리로부터 중심 방향으로 소정 간격 이격되는 지점으로부터 상기 하면부(222)의 중심점까지 상측으로 소정 깊이 단차지는 단차면(223)이 형성된다. 그리고, 상기 단차면(223)으로부터 하측으로 다수의 지지 돌기(224)가 돌출될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈(22)는 이에 한정되지 않고, 상기 하면부(222)는 단차면이 없는 매끈한 평면을 이루고, 상기 지지 돌기(224)도 상기 하면부(222)로부터 돌출되는 것도 가능하다.
또한, 상기 렌즈(22)의 중심 영역, 구체적으로는 상기 다수의 지지 돌기(224)들의 내측 영역에는 상측으로 소정 형태 및 소정 깊이로 함몰되는 저면 중심부(226)가 형성된다. 상세히, 상기 저면 중심부(226)의 직하방에는 상기 발광 소자(21)가 장착된다. 그리고, 상기 발광 소자(221)로부터 상측으로 방출되는 빛은 상기 저면 중심부(226) 내에서 사방으로 퍼지게 되고, 상기 저면 중심부의 표면에 부딪힌 뒤 굴절된다. 그리고, 굴절되는 빛은 상기 렌즈(22)의 상면에 부딪혀서 일부는 투과되고 일부는 전반사되어, 백라이트 유닛의 상면에서 볼 때 등방적 배광 분포를 이루며 확산된다.
또한, 상기 렌즈(22)의 상면부(221)는, 상기 렌즈(22)의 상면 중심부(225)로부터 기울기가 0이 되는 최상부에 이르는 제 1 구간(a)과, 상기 제 1 구간(a)의 가장자리로부터 기울기가 1이 되는 상기 렌즈(22)의 가장자리에 이르는 제 2 구간(b)으로 나뉠 수 있다. 상세히, 상기 상면부(221)의 제 1 구간(a) 부분은 제 1 곡면부(221a)로 정의할 수 있고, 상기 상면부(221)의 제 2 구간(b) 부분은 제 2 곡면부로 정의할 수 있다. 상기 제 1 곡면부(221a)에 부딪히는 빛은 상기 렌즈(22)의 하면부(222) 쪽으로 전반사된다. 그리고, 상기 반사층(13)으로 전반사된 빛은 상기 제 2 곡면부(221b) 쪽으로 반사된다. 그리고, 상기 제 2 곡면부(221b)에 부딪히는 빛의 일부는 투과되어 상기 광학 시트(15)로 조사되고, 나머지는 렌즈(22)의 측방향으로 굴절되거나 상기 하면부(222) 쪽으로 재반사된다. 이와 같이, 상기 발광 소자(21)로부터 방출되는 빛의 대부분이 굴절 또는 재반사를 통하여 상기 렌즈(22)의 측방향으로 확산됨으로써, 빛이 멀리까지 퍼질 수 있으며, 백라이트 유닛의 휘도 균일도가 높아지게 된다. 그리고, 상기 제 2 곡면부(221b)를 통과하는 빛은 상기 광학 시트(15)에 핫스팟을 형성할 수 있다. 그러나, 상기 광학 시트(15)에 형성된 확산 패턴에 의하여 상기 핫스팟이 제거될 수 있다. 상기 광학 시트(15)에 형성되는 확산 패턴은, 빛의 일부를 반사시키는 투명한 돌기 형태의 확산 패턴, 검은색으로 도트 인쇄된 확산 패턴 또는 크기가 다양한 다수의 홀이 모여서 이루어지는 홀 패턴(hole pattern)을 포함할 수 있다. 이러한 확산 패턴에 의하여, 상기 패턴 홀 이외의 지점, 상기 돌기 또는 상기 도트에 부딪히는 빛은 반사되고, 나머지 영역에 부딪히는 빛은 상기 광학 시트(15)를 투과하여 상기 디스플레이 패널(16) 쪽으로 이동하게 된다. 그 결과, 상기 광학 시트(15)의 어느 지점에 빛이 집중되어 형성되는 핫스팟이 약화되고, 휘도가 균일하게 조절될 수 있다.
한편, 상기 저면 중심부(226)의 내부 공간은, 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥이 상호 교차하는 방향으로 놓인 형상을 이룬다. 구체적으로는, 상기 저면 중심부(226)는, 한 쌍의 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥이 상호 직교하는 방향으로 놓이는 형태의 함몰 공간을 형성한다. 여기서, 상기 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥의 폭과 높이에 의하여 상기 렌즈(22)의 측방향으로 반사 또는 굴절되는 빛의 양과, 핫 스팟의 크기 및/또는 휘도가 조절된다. 그리고, 상기 저면 중심부(226)의 윤곽을 형성하는 렌즈 표면의 조도를 조절하여 상기 발광 소자(21)로부터 방출되는 빛의 투과율 조절이 가능하다. 그리고, 상기 저면 중심부(226)의 상면과 상기 렌즈(22)의 상면 중심부(225)는 소정 간격(L1) 이격된다. 즉, 상기 상면 중심부(225)가 상기 저면 중심부(226)의 상단에 닿아서 상기 저면 중심부(226)와 상기 렌즈(22)가 놓이는 도광층(14)이 연통하지 않도록 한다. 만일, 상기 도광층(14)과 상기 저면 중심부(226)가 연통하게 되면, 연통하는 공간을 통하여 빛이 그대로 상기 광학 시트(15)에 조사되어, 광학 시트(15)에 과도하게 높은 휘도를 가지는 핫 스팟이 형성될 수 있다.
상기 저면 중심부(226)를 형성하는 한 쌍의 교차되는 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥 형태의 공간에 대하여 더욱 상세히 설명하면, 상기 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥 형상을 이루는 공간의 바닥면(226a)은, 상기 렌즈(22)의 하면부(222) 또는 단차면(223)과 동일 면을 이룬다. 그리고, 상기 바닥면(226a)으로부터 제 1 경사면(226b)과 제 2 경사면(226c)이 서로 마주보는 형태로 연장된다. 즉, 상기 제 1 경사면(226a)과 제 2 경사면(226c)의 상단부가 서로 만나는 형태로 경사지게 형성된다. 그리고, 한 쌍의 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥이 직교하는 형태로 놓여서 상기 저면 중심부(226) 공간을 형성한다. 그리고, 상기 한 쌍의 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥의 상단부는 상기 렌즈(22)의 정 중앙부에서 하나의 점으로 만나게 되고, 상기 만나는 점의 직 상방에 상기 렌즈(22)의 상면 중심부(225)가 위치하게 된다. 그리고, 상기 저면 중심부(226)의 정 중앙에 상기 발광 소자(21)가 놓인다.
이와 같은 구조에 의하여, 상기 발광 소자(21)로부터 방출되는 빛은 상측으로 조사되어 상기 제 1 경사면(226b)과 제 2 경사면(226c)에 부딪혀서 굴절된다. 그리고, 굴절되는 빛은 상기 렌즈(22)의 상면부(221)에 부딪혀서 전반사 또는 굴절된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈를 통하여 빛이 반사 또는 굴절되는 현상을 보여주는 백라이트 유닛의 종단면도이다.
도 7을 참조하면, 상술한 바와 같이, 상기 발광 소자(21)로부터 방출된 빛은, 1차적으로 상기 렌즈(22)의 저면 중심부(226)에서 굴절되고, 굴절된 빛은 상기 렌즈(22)의 상면부(221)에서 전반사 및 굴절된다.
상세히, 상기 저면 중심부(226)에서 굴절되는 빛의 일부는 상기 상면부(221)의 제 1 곡면부(221a)에서 전반사되고, 다른 일부는 상기 상면부(221)의 제 2 곡면부(221b)에서 전반사 또는 굴절된다. 그리고, 상기 제 1 곡면부(221a)에서 전반사되는 빛은 상기 백라이트 유닛의 반사층(13)에서 재반사되어 상기 제 2 곡면부(221b)로 조사된다. 그리고, 상기 제 2 곡면부(221b)로 조사된 빛의 일부는 투과 또는 굴절되거나 다시 전반사된다.
한편, 상기 렌즈(22)의 상면부(221)는 발광 소자(21)로부터 상측으로 방출되는 빛을 측방향으로 전반사시키는 기능을 한다. 전반사 각도(θc )는 스넬의 법칙에 의하여 다음과 같이 정의된다.
sinθc = (n2/n1), n1 : 렌즈 굴절율, n2 : 공기 굴절율
상기 렌즈(22)의 재질로 폴리카보네이트를 사용할 경우, 폴리카보네이트의 굴절율이 대략 1.58이므로, 전반사를 위한 임계각(θc)은 대략 42도가 적절하다. 따라서, 상기 상면부(221)에 입사되는 빛의 입사각이 42도 이상이 되도록 상면부(221)의 곡률이 형성되는 것이 좋다. 그러면, 상기 렌즈(22)의 상면부(221)로 입사되는 빛의 대부분은 전반사되어 도광층(14) 내부로 확산되고, 일부만이 상기 렌즈(22)를 통과하여 광학 시트(15) 쪽으로 이동하게 된다. 여기서, 상기 렌즈(22)의 상면에는 차광 패턴층이 형성되도록 하여, 상기 디스플레이 패널(15) 쪽으로 진행하는 빛의 일부를 상기 도광층(14)으로 재반사되도록 할 수 있다.
한편, 상기 발광 소자(21)로부터 방출되어 상기 렌즈(22)로 입사되는 빛의 퍼지는 정도는 렌즈 중심부(225)의 깊이(S)/렌즈 상면부(221)의 피치(pitch)(P)에 의하여 결정될 수 있다. 상기 렌즈(22)의 상면부(221)의 피치는 렌즈(22)의 상면 중심부(225)로부터 상기 렌즈(22)의 상면부(221)의 기울기가 0이 되는 지점까지의 거리, 즉 제 1 영역(a)의 길이를 의미한다. 이하에서는, 상기 렌즈(22)로 입사되는 빛의 퍼지는 정도를 의미하는 상기 S/P값을 렌즈의 배광도(Luminous intensity distribution)이라 정의하도록 한다. 상기 배광도 값이 클수록 빛의 전반사가 증가하여, 빛이 멀리까지 균일하게 퍼지게 된다.
실험 결과, 상기 배광도의 값이 증가할수록 핫스팟의 중심부 휘도값이 감소하여 면발광 효율이 좋아진다. 그리고, 배광도가 0.3 미만일 때 광손실이 급격히 증가하기 때문에, 배광도는 0.3 이상이 좋으며, 더욱 바람직하게는 0.5 정도가 좋다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈가 구비된 발광부와 종래의 발광부에서 나타나는 배광 분포를 비교하여 보여주는 시뮬레이션도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈가 구비된 발광부와 종래의 발광부에서 나타나는 핫 스팟의 강도를 비교하여 보여주는 그래프이다.
도 8을 참조하면, (a)는 종래의 발광부에서 나타나는 배광 분포이고, (b)는 본 발명의 실시예에 따른 발광부에서 나타나는 배광 분포이다.
도시된 바와 같이, 종래의 발광부의 경우, 발광 소자의 중심부에 핫스팟 포인트(h)가 형성되고, 본 발명의 실시예에 따른 발광부(20)의 경우, 발광 소자(21)의 중심부로부터 외측으로 이격된 지점에서 다수의 핫 스팟 포인트(H1 ~ H4)가 형성됨을 확인할 수 있다.
또한, 도 9에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광부에 의하여 형성되는 핫스팟 포인트(H1 ~ H4)에서 측정되는 빛의 휘도가 종래의 발광부에 의하여 형성되는 핫스팟 포인트(h)에서 측정되는 휘도값의 75% 수준으로 감소됨을 확인할 수 있다.
이러한 시험 결과로부터, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈(22)가 적용될 경우, 핫스팟의 개수는 종래에 비하여 증가하지만, 핫스팟 중심에서 측정되는 휘도 값이 종래에 비하여 현저히 감소함을 알 수 있다.
종래의 경우, 핫스팟의 휘도가 과도하게 높기 때문에, 휘도 균일도를 달성하는데 어려움이 있고, 그 결과 상기 도광층(14)의 두께를 줄이는데 한계가 있다. 반면, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈가 구비된 발광부를 백라이트 유닛에 실장할 경우, 핫스팟의 개수는 증가하였지만 핫스팟 중심부의 휘도가 종래에 비하여 현저히 낮기 때문에, 휘도 균일도를 달성하기가 쉬워지고, 나아가 도광층(14)의 두께를 종래에 비하여 절반 이하로 줄일 수 있는 장점이 있다.

Claims (12)

  1. 기판부;
    상기 기판붕 실장되는 발광 소자와, 상기 발광 소자의 상측에 놓이는 렌즈를 포함하는 발광부;
    상기 기판부의 상면에 놓이는 반사층;
    상기 반사층의 상측에 놓이며, 상기 발광부로부터 이격되는 높이에 놓이는 광학 시트; 및
    상기 광학 시트의 상면에 놓이는 디스플레이 패널을 포함하고,
    상기 렌즈는,
    비구면 형태로 볼록하게 라운드지는 상면부와;
    저면에서 상측으로 함몰되며, 한 쌍의 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥이 상호 교차되는 방향으로 놓인 형태의 저면 중심부를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상면부는, 상기 렌즈의 중심부로부터 가장자리까지 소정 곡률로 볼록하게 만곡되는 등방성 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈의 상면 중심부는 소정 깊이 함몰되고,
    상기 저면 중심부의 상단과 상기 상면 중심부의 하단은 소정 간격 이격되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 상면부는,
    상기 저면 중심부의 표면에서 굴절되는 빛의 적어도 일부분이 전반사되는 제 1 곡면부와,
    상기 제 1 곡면부의 단부에서 상기 렌즈의 가장자리 영역을 정의하는 제 2 곡면부를 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제 5 항에 있어서,
    프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥 형태의 함몰부 각각은, 바닥면으로부터 상측으로 이격되는 어느 지점에서 상단부가 만나는 제 1 경사면 및 제 2 경사면을 포함하는 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 프리즘 또는 뉘어진 삼각 기둥 형태의 함몰부는 서로 직교하는 형태로 형성되고,
    상기 한 쌍의 함몰부의 상단부는 상기 렌즈의 중심점에서 상호 교차하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    0.3 ≤ S/P ≤ 0.5이고,
    S: 상기 렌즈의 상면 중심부로부터 상기 렌즈의 상단부까지의 수직 거리,
    P: 상기 렌즈의 중심으로부터 상기 렌즈의 상면부 기울기가 0이 되는 지점까지의 수평 거리인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈의 상면부는, 입사되는 빛의 입사각이 42도 이상이 되도록 하는 곡률로 라운드지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사층의 적어도 일부분은 상향 경사지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 시트에는 다수의 차광 패턴이 형성되고,
    상기 차광 패턴은, 돌기 형태의 패턴과, 흑색으로 인쇄된 도트 패턴 및 홀 패턴 중 어느 하나의 형태를 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사층에는 다수의 반사 패턴이 형성되고,
    상기 반사 패턴은 투명한 돌기 형태의 패턴을 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사층과 광학 시트 사이의 이격 공간은 도광층이고,
    상기 도광층은 공기층 또는 진공층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.


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