KR20150072515A - 백라이트 유닛 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

백라이트 유닛 및 이를 갖는 표시장치 Download PDF

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김희곤
김주영
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황인선
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

백라이트 유닛 및 이를 갖는 표시장치에서, 백라이트 유닛은 제1 광을 발생하는 광원, 제1 방향으로 길게 연장된 형상으로 구비된 도광바를 포함한다. 도광바는 입사면을 통해 상기 제1 광을 수신하여 상기 제1 방향으로 상기 제1 광을 가이드하여 상기 제1 광을 제2 광으로 출력한다. 제어 패턴은 상기 도광바의 상기 제1 방향으로 연장된 면에 제공되어 상기 제2 광을 제3 광으로 변환시킨다. 또한, 제어 패턴은 상기 제1 방향으로 길게 연장된 형상으로 이루어져 상기 제3 광의 출사각을 제어한다. 이로써, 상기 백라이트 유닛의 광원의 개수를 저감할 수 있고, 전체적인 두께를 감소시키면서 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 갖는 표시장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
백라이트 유닛 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 슬림화할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것입니다.
일반적으로, 평판형 표시 장치는 영상을 표시하기 위한 표시 패널, 표시 패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛, 백라이트 유닛을 수납하기 위한 바텀 샤시를 포함한다.
백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라서 에지형과 직하형으로 구분된다. 에지형 백라이트 유닛은 직하형에 비하여 얇은 두께를 갖는 장점이 있어, 휴대형 표시장치에 많이 채용되고 있다.
직하형 백라이트 유닛은 표시 패널의 직하부에 광원들을 배치하는 구조를 갖는다. 따라서, 직하형 백라이트 유닛을 채용하는 표시 장치의 경우 전체적인 두께를 감소시키고, 휘도 균일성을 향상시키는데 어려움이 따른다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광원의 개수를 감소시킬 수 있으며, 전체적인 두께를 감소시키고도 휘도 균일성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 상기한 백라이트 유닛을 구비하는 표시 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 백라이트 유닛은 제1 광을 발생하는 광원; 제1 방향으로 길게 연장된 형상으로 구비되고, 입사면을 통해 상기 제1 광을 수신하여 상기 제1 방향으로 상기 제1 광을 가이드하여 상기 제1 광을 제2 광으로 출력하는 도광바; 및 상기 도광바의 상기 제1 방향으로 연장된 면에 제공되어 상기 제2 광을 제3 광으로 변환시키며, 상기 제1 방향으로 길게 연장된 형상으로 이루어져 상기 제3 광의 출사각을 제어하는 제어 패턴을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 표시장치는 백라이트 유닛 및 표시패널을 포함한다. 백라이트 유닛은 제1 광을 발생하는 광원; 제1 방향으로 길게 연장된 형상으로 구비되고, 입사면을 통해 상기 제1 광을 수신하여 상기 제1 방향으로 상기 제1 광을 가이드하여 상기 제1 광을 제2 광으로 출력하는 도광바; 상기 도광바의 상기 제1 방향으로 연장된 면에 제공되어 상기 제2 광을 제3 광으로 변환시키며, 상기 제1 방향으로 길게 연장된 형상으로 이루어져 상기 제3 광의 출사각을 제어하는 제어 패턴; 상기 제3 광을 확산시키는 확산판을 포함한다. 상기 표시패널은 상기 확산판으로부터 출력된 광을 수신하여 영상을 표시한다.
본 발명에 따르면, 도광바의 일측에 광원을 구비하여 점광원을 선광원으로 변경함으로써, 상기 백라이트 유닛에 구비되는 광원의 개수를 저감할 수 있다. 또한, 도광바의 측면에 제어 패턴을 형성함으로써, 도광바로부터 출사되는 광의 출사각을 제어함으로써, 도광바가 위치하는 중앙부에서의 휘도 상승을 방지함으로써, 전체적인 두께를 감소시키면서 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광원 및 도광바를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 절단선 I-I`에 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도광바로부터 출력되는 광의 프로파일을 나타낸 측면도이다.
도 5는 출사각에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도광바로부터 출력되는 광의 프로파일을 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 절단선 Ⅱ-Ⅱ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 도광바로부터 출력되는 광의 프로파일을 나타낸 측면도이다.
도 10은 출사각에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 11은 도 2에 도시된 도광바의 상면을 정면에서 바라본 평면도이다.
도 12는 도 2에 도시된 도광바의 측면을 정면에서 바라본 측면도이다.
도 13a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바의 형상을 나타낸 사시도이다.
도 13b는 도 13a의 도광바를 절단선 Ⅲ-Ⅲ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 14a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바의 형상을 나타낸 사시도이다.
도 14b는 도 14a의 도광바를 절단선 Ⅳ-Ⅳ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 15a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바의 형상을 나타낸 사시도이다.
도 15b는 도 15a의 도광바를 절단선 Ⅴ-Ⅴ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 18은 도광바의 상면을 정면에서 바라본 평면도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바의 상면을 정면에서 바라본 평면도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바의 상면을 정면에서 바라본 평면도이다.
도 21a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 및 도광바를 나타낸 사시도이다.
도 21b는 도 21a에 도시된 절단선 Ⅵ-Ⅵ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 22a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 및 도광바를 나타낸 사시도이다.
도 22b는 도 22a에 도시된 절단선 Ⅶ-Ⅶ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 23은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 27은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 28은 도 27에 도시된 절단선 Ⅷ-Ⅷ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 29는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사시트의 평면도이다.
도 30은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 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 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 광원 및 도광바를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 절단선 I-I`에 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 제1 광을 발생하는 광원(210), 상기 광원(210)으로부터 상기 제1 광을 입력받아서 제1 방향(D1)으로 가이드하는 도광바(light guide bar, 220), 및 상기 광원(210)과 상기 도광바(220)를 수납하기 위한 바텀 샤시(250)를 포함할 수 있다.
상기 광원(210)은 발광 다이오드(Light Emitting Diodes; LED)로 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 백라이트 유닛(200)은 상기 광원(210)이 실장되는 지지 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 도광바(220)는 상기 제1 방향(D1)으로 길게 연장된 바 형상으로 이루어진다. 상기 도광바(220)는 입사면(221), 대광면(222), 상면(224), 바닥면(223), 제1 및 제2 측면(225, 226)을 포함한다. 상기 도광바(220)는 일단부에 구비된 상기 입사면(221)을 통해 상기 제1 광을 수신하고, 상기 제1 광을 전반사하여 상기 제1 방향(D1)으로 가이드한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 도광바(220)에는 전반사되는 상기 제1 광이 상기 도광바의 내부에서 상기 상면(224) 또는 상기 제1 및 제2 측면(225, 226)을 통해 외부로 출광시키는 출광 패턴이 구비된다. 상기 출광 패턴에 대해서는 이후 도 11 및 도 12를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. 여기서, 상기 도광바(220)의 상기 상면(224), 상기 제1 및 제2 측면(225, 226)를 통해 출력된 광을 제2 광이라고 정의한다.
상기 도광바(220)의 상기 일단부와 반대하는 타단부에는 대광면(222)이 구비된다. 도 1에서는, 상기 대광면(222)에 상기 광원(210)이 구비되지 않은 구조를 도시하였으나, 상기 백라이트 유닛(200)의 전체적인 광량을 증가시키기 위해서 상기 대광면(222)에도 상기 광원(210)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 바닥면(223)은 상기 바텀 샤시(250)의 바닥부(251)와 마주하고, 상기 상면(224)은 상기 바닥면(223)과 마주하며, 상기 제1 및 제2 측면(225, 226)은 상기 바닥면(223)과 상기 상면(224)을 연결한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 백라이트 유닛(200)은 상기 도광바(220)의 상기 제1 방향(D1)으로 연장된 면에 제공되어 상기 제2 광을 제3 광으로 변환시키는 제어 패턴을 포함한다. 본 발명의 일 예로, 상기 제어 패턴은 상기 도광바(220)의 상기 제1 측면(225)에 제공된 제1 제어 패턴(231) 및 상기 제2 측면(226)에 제공된 제2 제어 패턴(232)을 포함한다. 특히, 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)은 상기 제1 방향(D1)으로 길게 연장된 형상으로 이루어져 상기 제3 광의 출사각을 제어한다.
도 3을 참조하면, 상기 도광바(220)를 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(즉, 상기 도광바(220)의 폭 방향)(D2)으로 절단했을 때, 상기 도광바(220)의 단면은 사각 형상을 갖는다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 도광바(220)의 네 개의 모서리는 라운드진 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)은 렌티큘러 렌즈 형상으로 이루어진다. 상기 제1 및 제2 측면(225, 226) 각각에는 상기 다수개의 렌티큘러 렌즈가 상기 도광바(220)의 두께 방향(즉, 제3 방향)(D3)으로 연속하여 배열된 구조를 갖는다.
상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)은 상기 도광바(220)의 상기 제1 및 제2 측면(225, 226)을 각각 가공하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 측면(225, 226)에 레이저를 조사하여 상기 렌티큘러 렌즈 형상을 갖는 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)을 형성할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 백라이트 유닛(200)은 상기 도광바(220)의 상부에 배치되는 다수의 광학 시트들(optical sheets, 230)을 더 포함한다.
상기 다수의 광학 시트들(230)은 광의 확산을 위한 확산 시트 및 광을 집광하기 위한 적어도 1매의 집광 시트로 이루어져 출사면으로 출사되는 광의 휘도 및 시야각을 향상시킨다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 다수의 광학 시트들(230)은 시트들의 최상측에 구비된 보호시트를 더 포함할 수 있다.
상기 바텀 샤시(250)는 상기 광원(210) 및 상기 도광바(220)가 안착되는 바닥부(251) 및 상기 바닥부(251)로부터 수직하게 연장된 측벽(252)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 바텀 샤시(250)는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
도 4는 도광바로부터 출력되는 광의 프로파일을 나타낸 측면도이고, 도 5는 출사각에 따른 휘도를 나타낸 그래프이며, 도 6은 도광바로부터 출력되는 광의 프로파일을 나타낸 평면도이다.
도 4는 상기 도광바(220)의 상기 입사면(221)을 정면에서 바라봤을 때, 상기 도광바(220)로부터 출력되는 광의 프로파일을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 상기 광원(210)으로부터 발생된 상기 제1 광은 상기 도광바(220)에 의해서 가이드된 후, 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)을 통해 상기 도광바(220)의 중심을 관통하는 중심선(CL)을 기준으로 우측 및 좌측으로 각각 출사된다.
본 발명의 일 예로, 상기 도광바(220)의 상기 제1 및 제2 측면(225, 226)에 각각 형성된 상기 제1 제어 패턴(231)과 상기 제2 제어 패턴(232)의 형상 및 밀도는 서로 동일할 수 있다. 즉, 상기 중심선(CL)을 기준으로 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)은 대칭 구조를 가질 수 있다.
여기서, 상기 제1 제어 패턴(231)을 통해 출력되는 광을 좌측광이라 하고, 상기 제2 제어 패턴(232)을 통해 출력되는 광을 우측광이라 정의한다. 상기 좌측광의 출사각은 상기 제1 제어 패턴(231)에 의해서 제어되며, 상기 우측광의 출사각은 상기 제2 제어 패턴(232)에 의해서 제어된다. 상기 중심선(CL)을 기준으로 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)은 대칭 구조를 가지므로, 상기 좌측광 및 우측광의 출광 분포 역시 상기 중심선(CL)을 기준으로 대칭 구조를 가질 수 있다.
도 5에서, x축은 상기 중심선(CL)과 이루는 각도를 나타내고, y축은 상기 각도에 따른 휘도를 나타낸다. 제1 그래프(G1)는 상기 좌측광의 출사각에 따른 휘도를 나타내며, 제2 그래프(G2)는 상기 우측광의 출사각에 따른 휘도를 나타낸다.
상기 출사각은 상기 도광바(220)의 중심을 관통하는 상기 중심선(CL)과 상기 좌/우측광이 이루는 각도로 정의될 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 상기 제1 제어 패턴(231)과 상기 제2 제어 패턴(232)의 형상 및 밀도가 서로 동일하므로, 상기 좌측광과 우측광의 출사각은 유사한 프로파일로 나타났다.
도 5에서는 상기 좌측광은 출사각이 -85°부근에서 피크 휘도(P1)를 갖고, 상기 우측광 역시 출사각이 +85°부근에서 피크 휘도(P2)를 갖는 것으로 나타났다.
한편, 상기 도광바(220)의 상기 상면(224)에 출광 패턴이 형성되지 않는 경우, 출사각이 0부터 ±20°까지는 휘도가 거의 0에 가까우며, 특히, -50°내지 50°범위에서의 휘도는 상기 피크 휘도(P1, P2)의 1/8 이하의 값을 갖는 것으로 나타났다.
이처럼, 상기 도광바(220)의 상기 제1 및 제2 측면(225, 226)에 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)을 각각 형성함으로써 좌/우측광의 출사각을 제어할 수 있고, 특히, 상기 제1 제어 패턴(231)은 상기 좌측광의 피크 휘도(P1)가 상기 중심선(CL)과 -80° 내지 -90°의 범위 내에 위치하도록 제어할 수 있으며, 상기 제2 제어 패턴(232)은 상기 우측광의 피크 휘도(P2)가 +80° 내지 +90°의 범위 내에 위치하도록 제어할 수 있다.
즉, 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)은 상기 제3 광이 상기 도광바(220)가 위치하는 영역(예를 들어, 상기 백라이트 유닛(200)의 중앙부)에 집중되어 출사되지 않고, 상기 백라이트 유닛(200)의 사이드부 측으로 진행하는 광량을 증가시키기 위하여 상기 제3 광의 출사각을 제어한다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 도광바(220)가 상기 백라이트 유닛(200)의 중앙부에 구비하더라도, 상기 백라이트 유닛(200)의 사이드부(A1)까지 균일하게 광이 공급될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 절단선 Ⅱ-Ⅱ`에 따라 절단한 단면도이다. 단, 도 7 및 도 8에 도시된 구성요소 중 도 2 및 도 3에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하고 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛(200)은 상기 도광바(220)의 상기 제1 방향(D1)으로 연장된 면에 제공되어 상기 제2 광을 제3 광으로 변환하는 제어 패턴을 포함한다. 본 발명의 일 예로, 상기 제어 패턴은 상기 도광바(220)의 상기 제1 측면(225)에 제공된 제3 제어 패턴(233) 및 상기 제2 측면(226)에 제공된 제4 제어 패턴(234)을 포함한다. 특히, 상기 제3 및 제4 제어 패턴(233, 234)은 상기 제1 방향(D1)으로 길게 연장된 형상으로 이루어져 상기 제3 광의 출사각을 제어한다.
상기 도광바(220)를 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 상기 제2 방향(D2)으로 절단했을 때, 상기 도광바(220)의 단면은 사각 형상을 갖는다.
여기서, 상기 제3 및 제4 제어 패턴(231, 232)은 프리즘 형상으로 이루어진다. 상기 제1 및 제2 측면(225, 226) 각각에는 상기 다수개의 프리즘이 상기 제3 방향(D3)으로 연속하여 배열된 구조를 갖는다.
도 9는 도광바로부터 출력되는 광의 프로파일을 나타낸 측면도이고, 도 10은 출사각에 따른 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 9는 상기 도광바(220)의 상기 입사면(221)을 정면으로 바라봤을 때, 상기 도광바(220)로부터 출력되는 광의 프로파일을 나타낸다. 도 9를 참조하면, 상기 광원(210)으로부터 발생된 상기 제1 광은 상기 도광바(220)에 의해서 가이드된 후 상기 제3 및 제4 제어 패턴(233, 234)을 통해 상기 도광바(220)의 중심을 관통하는 중심선(CL)을 기준으로 우측 및 좌측으로 각각 출사된다. 본 발명의 일 예로, 상기 제3 및 제4 제어 패턴(233, 234)은 상기 중심선(CL)을 기준으로 대칭 구조를 갖는다.
상기 제3 제어 패턴(233)을 통해 출력되는 광을 좌측광이라 하고, 상기 제4 제어 패턴(232)을 통해 출력되는 광을 우측광이라 정의한다. 상기 좌측광의 출사각은 상기 제3 제어 패턴(233)에 의해서 제어되며, 상기 우측광의 출사각은 상기 제4 제어 패턴(234)에 의해서 제어된다. 상기 중심선(CL)을 기준으로 상기 제3 및 제4 제어 패턴(233, 234)은 대칭 구조를 가지므로, 상기 좌측광 및 우측광의 출광 분포 역시 상기 중심선(CL)을 기준으로 대칭 구조를 가질 수 있다.
도 10에서, x축은 상기 중심선과 이루는 각도를 나타내고, y축은 상기 각도에 따른 휘도를 나타낸다. 제3 그래프(G3)는 상기 좌측광의 출사각에 따른 휘도를 나타내며, 제4 그래프(G4)는 상기 우측광의 출사각에 따른 휘도를 나타낸다.
상기 출사각은 상기 도광바(220)의 중심을 관통하는 상기 중심선(CL)과 상기 좌/우측광이 이루는 각도로 정의될 수 있다. 상기 제3 제어 패턴(233)과 상기 제4 제어 패턴(234)의 형상 및 밀도가 서로 동일하므로, 상기 좌측광과 우측광의 출사각은 유사한 프로파일로 나타났다.
도 10에서는 상기 좌측광은 출사각이 -85°부근에서 피크 휘도(P3)를 갖고, 상기 우측광은 출사각이 +85°부근에서 피크 휘도(P4)를 갖는 것으로 나타났다.
한편, 도 5 및 도 10에서는 상기 도광바(220)의 상기 상면(224)에 출광 패턴이 형성되지 않는 경우를 예로 들어 측정한 것이므로, 출사각이 0부터 ±45°까지 범위에서의 휘도가 거의 0에 가까우며, -60°내지 60°범위에서의 휘도는 상기 피크 휘도(P3, P4)의 1/12 이하의 값을 갖는 것으로 나타났다.
이처럼, 상기 도광바(220)의 상기 제1 및 제2 측면(225, 226)에 상기 제3 및 제4 제어 패턴(233, 234)을 각각 형성함으로써 좌/우측광의 출사각을 제어할 수 있고, 특히, 상기 제3 제어 패턴(233)은 상기 좌측광의 피크 휘도(P3)가 상기 중심선(CL)과 -80° 내지 -90°의 범위 내에 위치하도록 제어할 수 있으며, 상기 제4 제어 패턴(234)은 상기 우측광의 피크 휘도(P4)가 +80° 내지 +90°의 범위 내에 위치하도록 제어할 수 있다.
특히, 프리즘 형상을 갖는 제3 및 제4 제어 패턴(233, 234)이 구비되는 제2 실시예의 경우에 렌티큘러 렌즈 형상을 갖는 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)이 구비되는 제1 실시예의 경우보다 피크 휘도가 상승한다. 또한, 제2 실시예의 경우 상기 제1 실시예의 경우보다 제로(zero) 휘도 범위가 -20°내지 +20°에서 -45° 내지 +45°로 넓어진 것으로 나타났다.
도 11은 도 2에 도시된 도광바의 상면을 정면에서 바라본 평면도이고, 도 12는 도 2에 도시된 도광바의 측면을 정면에서 바라본 측면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 도광바(220)의 상기 상면(224)에는 상기 제1 광을 상기 도광바(220)의 상측으로 출사시키는 상측 출광 패턴(224a)이 형성된다. 상기 상측 출광 패턴(224a)의 밀도에 따라서 출사각이 0°부터 ±45°범위에서의 휘도가 달라질 수 있다. 즉, 상기 상측 출광 패턴(224a)의 밀도를 증가시켜 0°부터 ±45°범위의 휘도를 증가시킬 수 있고, 상기 상측 출광 패턴(224a)의 밀도를 감소시켜 0°부터 ±45°범위의 휘도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 0°부터 ±45°범위의 휘도가 설정되면, 그에 따라서 상기 상측 출광 패턴(224a)의 밀도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 상측 출광 패턴(224a)의 밀도는 상기 광원(210)으로부터의 거리에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 상측 출광 패턴(224a)의 밀도가 상기 광원(210)으로부터의 거리에 무관하게 동일하게 설정되면, 상기 광원이 위치하는 입광부 측에서는 휘도가 높게 나타나는 반면, 대광부 측에서는 휘도가 상기 입광부보다 낮게 나타나 휘도 균일성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 광원(210)으로부터의 거리가 증가할수록 밀도가 증가하도록 상기 상면(224)에 상기 상측 출광 패턴(224a)을 형성하면, 상기 입광부와 상기 대광부 사이의 휘도 편차를 감소시킬 수 있고, 그 결과 휘도 균일성이 향상될 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 도광바(220)의 상기 제1 측면(225)에는 상기 제1 광을 상기 도광바(220)의 좌측으로 출사시키는 제1 출광 패턴(미도시)이 형성되고, 상기 제2 측면(226)에는 상기 제1 광을 상기 도광바(220)를 기준으로 우측으로 출사시키기는 제2 출광 패턴(226a)이 형성된다. 도 12에서는 상기 제2 출광 패턴(226a)만을 도시하였으나, 상기 제1 출광 패턴은 상기 제2 출광 패턴(226a)과 유사한 형태로 구비되므로, 별도의 도면으로 도시하는 것은 생략한다.
상기 제2 출광 패턴(226a)의 밀도는 상기 광원(210)으로부터의 거리에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 출광 패턴(226a)의 밀도가 상기 광원(210)으로부터의 거리에 무관하게 동일하게 설정되면, 상기 광원이 위치하는 입광부 측에서는 휘도가 높게 나타나는 반면, 대광부 측에서는 휘도가 상기 입광부보다 낮게 나타나 휘도 균일성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 광원(210)으로부터의 거리가 증가할수록 밀도가 증가하도록 상기 제2 측면(226)에 상기 제2 출광 패턴(226a)을 형성하면, 상기 입광부와 상기 대광부 사이의 휘도 편차를 감소시킬 수 있고, 그 결과 휘도 균일성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 측면의 출광 효율을 상기 상면의 출광 효율보다 증가시키기 위해서 상기 제2 출광 패턴(226a)의 밀도를 상기 제1 출광 패턴의 밀도보다 증가시킬 수 있다.
도 13a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바의 형상을 나타낸 사시도이고, 도 13b는 도 13a의 도광바를 절단선 Ⅲ-Ⅲ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바(240)는 삼각 기둥 형상으로 이루어진다. 상기 도광바(240)는 바닥면(241), 상기 바닥면(241)의 양단부로부터 연장되어 맞물리는 제1 및 제2 측면(242, 243)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 측면(242, 243)에 만나서 형성된 모서리를 피치(P1)라고 정의한다.
상기 바닥면(241)은 상기 바텀 샤시(250)의 바닥부(251, 도 16 참조)와 접하는 면이며, 상기 제1 및 제2 측면(242, 243)에는 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)이 각각 형성된다.
본 발명의 일 예로, 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232) 각각은 다수의 렌티큘러 렌즈로 이루어지거나, 다수의 프리즘으로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)은 상기 바닥면(241)으로부터 상기 피치(P1)로 갈수록 그 밀도가 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)의 밀도는 상기 바닥면(241)에 인접한 부분에서 상대적으로 높은 값을 갖고 상기 피치(P1)에 인접한 부분에서 상대적으로 낮은 값을 가질 수 있다. 그러나, 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)의 밀도는 이에 한정되지 않는다. 즉, 다를 실시예로 상기 바닥면(241)에 인접한 부분에서 상대적으로 밀도가 낮고 상기 피치(P1)에 인접한 부분에서 상대적으로 밀도가 높게 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)이 형성되거나, 상기 제1 및 제2 측면(242, 243)의 중심부에서 가장 높은 밀도를 갖도록 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)의 밀도는 렌티큘러 렌즈의 사이즈 또는 개수 등으로 제어할 수 있다. 도 13a 및 도 13b에서는 본 발명의 일 예로 렌티큘러 렌즈의 사이즈가 상기 피치(P1)에서 상기 바닥면(241)로 갈수록 증가되는 것을 도시하였다. 그러나, 상기 렌티큘러 렌즈 사이즈는 동일하되, 렌즈들 사이의 간격이 상기 피치(P1)에서 상기 바닥면(241)로 갈수록 좁아지거나, 상기 렌티큘러 렌즈 각각의 높이가 상기 피치(P1)에서 상기 바닥면(241)로 갈수록 증가할 수 있다.
상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)의 밀도를 영역별로 조절함으로써, 상기 도광바(240)의 정면 또는 사이드로 출사되는 광량을 제어할 수 있다.
도 14a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바의 형상을 나타낸 사시도이고, 도 14b는 도 14a의 도광바를 절단선 Ⅳ-Ⅳ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바(260)는 오각 기둥 형상으로 이루어진다. 상기 도광바(260)는 바닥면(261), 상기 바닥면(261)의 양단부로부터 각각 연장된 제1 및 제2 하측면(262, 263), 상기 제1 하측면(262)으로부터 연장된 제1 상측면(264), 및 상기 제2 하측면(263)으로부터 연장되어 상기 제1 상측면(264)과 맞물리는 제2 상측면(265)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 상측면(264, 265)이 만나서 형성된 모서리를 피치(P2)라고 정의한다.
상기 제1 및 제2 하측면(262, 263)에는 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)이 각각 형성되고, 상기 제1 및 제2 상측면(264, 265)에는 제3 및 제4 제어 패턴(235, 236)이 각각 형성된다.
상기 제1 내지 제4 제어 패턴(231, 232, 235, 236) 각각은 다수의 렌티큘러 렌즈 또는 다수의 프리즘으로 이루어질 수 있으나, 도 14a 및 도 14b에서는 렌티큘러 렌즈들로 이루어진 구조를 도시하였다.
상기 제1 및 제2 하측면(262, 263)에는 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)이 제1 밀도로 형성되면, 상기 제1 및 제2 상측면(264, 265)에는 제3 및 제4 제어 패턴(235, 236)이 상기 제1 밀도와 다른 제2 밀도로 각각 형성된다.
도 14a 및 도 14b에서, 상기 제1 내지 제4 제어 패턴(231, 232, 235, 236) 각각은 동일 사이즈 및 동일 형상을 갖는 다수의 렌티큘러 렌즈를 포함하지만, 각 제어 패턴(231, 232, 235, 236) 내에서 렌티큘러 렌즈들 사이의 간격을 서로 다르게 설정하여 제어 패턴들(231, 232, 235, 236)의 밀도를 조절한 구조를 개시하였다.
이처럼, 상기 제1 및 제2 하측면(262, 263)과 상기 제1 및 제2 상측면(264, 265)에 형성되는 제어 패턴의 밀도를 조절함으로써, 상기 도광바(260)의 정면 또는 사이드로 출사되는 광량을 제어할 수 있다.
도 15a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바의 형상을 나타낸 사시도이고, 도 15b는 도 15a의 도광바를 절단선 Ⅴ-Ⅴ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바(270)는 반원 기둥 형상으로 이루어진다. 상기 도광바(270)는 바닥면(271) 및 상기 바닥면(271)으로부터 반원 형상으로 휘어진 곡면(272)을 포함한다. 상기 곡면(272)에는 제어 패턴(237)이 형성된다. 상기 제어 패턴(237)은 다수의 렌티큘러 렌즈 또는 다수의 프리즘을 포함할 수 있으나, 도 15a 및 도 15b에서는 렌티큘러 렌즈들로 이루어진 구조를 도시하였다.
상기 제어 패턴(237)의 밀도는 상기 곡면(272)의 피치(즉, 상기 바닥면(271)과의 수직 거리가 가장 높은 지점)로 갈수록 감소한다. 따라서, 상기 도광바(270)의 정면으로 출사되는 광량을 감소시키고, 사이드로 출력되는 광량을 증가시켜 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛(200a)은 제1 광원(210), 제2 광원(213) 및 도광바(220)를 포함한다. 상기 도광바(220)는 일 방향으로 길게 연장된 바 형상으로 이루어지고, 상기 제1 광원(210)은 상기 도광바(220)의 일단부에 인접하여 배치되며, 상기 제2 광원(213)은 상기 도광바(220)의 타단부에 인접하여 배치된다.
상기 도광바(220)는 일단부에 상기 제1 광원(210)으로부터 출력된 광을 수신하는 제1 입사면(221)을 구비하고, 상기 타단부에 상기 제2 광원(213)으로부터 출력된 광을 수신하는 제2 입사면(227)을 구비한다.
상기 도광바(220)는 상기 제1 및 제2 입사면(221, 227)을 통해 상기 제1 및 제2 광원(210, 213)으로부터 상기 광을 수신하여 길이 방향으로 가이드한다.
도 16에는 도시하지 않았으나, 상기 도광바(220)의 제1 및 제2 측면(225, 226)에는 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)이 각각 제공되어 상기 가이드된 광은 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)에 의해서 외부로 출력된다.
이처럼, 상기 도광바(220)의 양 단부에 두 개의 광원(210, 213)을 각각 배치하여 상기 백라이트 유닛(200a)의 전체적인 휘도를 증가시킬 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛(200b)은 제1 광원(210), 제2 광원(213) 및 도광바(220)를 포함한다. 상기 도광바(220)는 일 방향으로 길게 연장된 바 형상으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 광원(210, 213)은 상기 도광바(220)의 일단부에 인접하여 배치된다.
상기 도광바(220)는 일단부에 상기 제1 및 제2 광원(210, 213)으로부터 출력된 광을 수신하는 입사면(221)을 구비한다. 이처럼, 상기 입사면(221)에 구비되는 광원의 개수가 증가하면 상기 입사면(221)의 폭(즉 상기 도광바(220)의 폭)이 증가된다.
상기 도광바(220)는 상기 입사면(221)을 통해 상기 제1 및 제2 광원(210, 213)으로부터 상기 광을 수신하여 길이 방향으로 가이드한다.
도 18은 도광바의 상면을 정면에서 바라본 평면도이다.
도 18을 참조하면, 상기 도광바(220)의 일단부에 인접하여 상기 광원(210)이 배치된다. 상기 도광바(220)의 상면(224)은 상기 제1 방향(D1)으로 길게 연장된 직사각형 형상을 갖는다. 또한, 상기 상면(224)의 상기 제2 방향(D2)으로의 폭은 일정하다. 따라서, 상기 도광바(220)의 입사면(221)과 상기 대광면(222)의 폭은 서로 동일할 수 있다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바의 상면을 정면에서 바라본 평면도이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바(220)의 상면(224)은 상기 제1 방향(D1)으로 갈수록 상기 제2 방향(D2)으로의 폭이 일정하게 감소할 수 있다. 상기 도광바(220)의 일단부에 인접하여 상기 광원(210)이 배치되고, 상기 상면(224)의 상기 제2 방향(D2)으로의 폭은 상기 광원으로부터 멀어질수록 감소한다. 따라서, 상기 도광바(220)의 입사면(221)의 폭은 상기 대광면(222)의 폭보다 클 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 측면(225, 226)은 상기 도광바(220)의 외측에 위치하는 가상의 특정 지점에 수렴하도록 기울어질 수 있다. 이처럼, 상기 제1 및 제2 측면(225, 226)의 거리가 상기 광원(210)으로부터 멀어질수록 서로 가까워지는 경우, 상기 도광바(220)에서 상기 광원(210)으로부터 멀어진 대광부에서 휘도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 입광부와 대광부 사이의 휘도 편차를 감소시킬 수 있다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바의 상면을 정면에서 바라본 평면도이다.
도 20을 참조하면, 상기 도광바(220)의 일단부에 인접하여 제1 광원(210)이 배치되고, 상기 도광바(220)의 타단부에 인접하여 제2 광원(213)이 배치된다. 상기 도광바(220)의 상면(224)은 분리선(BL)을 기준으로 제1 및 제2 영역(T1, T2)으로 이분할된다. 상기 제1 영역(T1)에서 상기 상면(224)의 상기 제2 방향(D2)으로의 폭은 상기 제1 광원(210)으로부터 멀어질수록 감소하고, 상기 제2 영역(T2)에서 상기 상면(224)의 상기 제2 방향(D2)으로의 폭은 상기 제2 광원(213)으로부터 멀어질수록 감소한다.
또한, 상기 제1 측면(225)은 상기 제1 영역(T1)에 위치하여 상기 제2 측면(226) 측으로 기울어진 제1 서브 측면(225a) 및 상기 제2 영역(T2)에 위치하여 상기 제2 측면(226) 측으로 기울어진 제2 서브 측면(225b)을 포함한다. 상기 제2 측면(226)은 상기 제1 영역(T1)에 위치하여 상기 제1 측면(225) 측으로 기울어진 제3 서브 측면(226a) 및 상기 제2 영역(T2)에 위치하여 상기 제1 측면(225) 측으로 기울어진 제4 서브 측면(226b)을 포함한다.
상기 제1 및 제3 서브 측면(225a, 226a)은 상기 분리선(BL)을 기준으로 우측에 위치하는 가상의 특정 지점에 수렴하도록 기울어지고, 상기 제2 및 제4 서브 측면(225b, 226b)은 상기 분리선(BL)을 기준으로 좌측에 위치하는 가상의 특정 지점에 수렴하도록 기울어진다. 이처럼, 상기 도광바(220)의 양 단부에 상기 제1 및 제2 광원(210, 213)이 위치하는 경우 상기 제1 및 제2 광원(210, 213)으로부터 멀어진 중앙부의 휘도가 제1 및 제2 입광부보다 저하되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 입광부와 상기 중앙부 사이의 휘도 편차를 감소시킬 수 있다.
도 21a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 및 도광바를 나타낸 사시도이고, 도 21b는 도 21a에 도시된 절단선 Ⅵ-Ⅵ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 21a 및 도 21b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바(280)는 일측면(281)에 광원 수납홈(215)을 구비한다. 상기 광원 수납홈(215)은 상기 일측면(281)으로부터 상기 도광바(280)의 내측으로 함몰되어 형성되고, 상기 광원 수납홈(215)의 내부에는 광원(210)이 수납된다. 따라서, 상기 광원(210)으로부터 광을 수신하는 입사면(281a)은 상기 광원 수납홈(215)을 정의하는 면 중 상기 광원(210)의 발광면(211)과 마주하는 면이 될 수 있고, 따라서 상기 입사면(281a)은 상기 도광바(280)의 내부에 위치할 수 있다.
상기 도광바(280)의 제1 및 제2 측면(282, 283)에는 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)이 각각 형성된다. 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)에 대해서는 앞서 기술한 내용과 중복되므로, 구체적인 설명은 생략한다.
도 21b에 도시된 바와 같이, 상기 광원(210)은 인쇄회로기판 또는 연성 회로 필름으로 이루어진 베이스 기판(218) 상에 실장된다. 상기 광원(210)이 실장된 베이스 기판(218)은 상기 광원 수납홈(215)이 형성된 상기 일측면(281)에 부착 고정될 수 있다.
따라서, 상기 도광바(280)의 열에 의한 수축 또는 팽창 시 상기 광원(210)이 상기 도광바(280)와 함께 이동할 수 있고, 그 결과 상기 광원(210)과 상기 입사면(281a) 사이의 갭(gap)이 상기 도광바(280)의 열에 의한 수축 또는 팽창에 의해서 가변되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 광원(210)의 발광면(211)과 상기 입사면(281a)이 밀착되도록 상기 광원 수납홈(215)의 깊이를 조절함으로써, 상기 광원(210)으로부터 생성된 광의 누설이 최소화할 수 있다.
도 22a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 및 도광바를 나타낸 사시도이고, 도 22b는 도 22a에 도시된 절단선 Ⅶ-Ⅶ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 22a 및 도 22b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광바(290)는 바닥면(291)에 광원 수납홈(215)을 구비한다. 상기 광원 수납홈(215)은 상기 바닥면(291)으로부터 상기 도광바(290)의 상면(292) 측으로 함몰되어 형성되고, 상기 광원 수납홈(215)의 내부에는 광원(210)이 수납된다. 따라서, 상기 광원(210)으로부터 광을 수신하는 입사면(291a)은 상기 광원 수납홈(215)을 정의하는 면 중 상기 광원(210)의 발광면(211)과 마주하는 면이 될 수 있고, 따라서 상기 입사면(291a)은 상기 도광바(290)의 내부에 위치할 수 있다.
상기 도광바(290)의 제1 및 제2 측면(293, 294)에는 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)이 각각 형성된다. 상기 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)에 대해서는 앞서 기술한 내용과 중복되므로, 구체적인 설명은 생략한다.
도 22b에 도시된 바와 같이, 상기 광원(210)은 인쇄회로기판 또는 연성 회로 필름으로 이루어진 베이스 기판(218) 상에 실장된다. 상기 광원(210)이 실장된 베이스 기판(218)은 상기 광원 수납홈(215)이 형성된 상기 바닥면(291)에 부착 고정될 수 있다.
따라서, 상기 도광바(290)의 열에 의한 수축 또는 팽창 시 상기 광원(210)이 상기 도광바(290)와 함께 이동할 수 있고, 그 결과 상기 광원(210)과 상기 입사면(291a) 사이의 갭(gap)이 상기 도광바(290)의 열에 의한 수축 또는 팽창에 의해서 가변되는 것을 방지할 수 있다.
도 22a 및 도 22b에서는 상기 광원 수납홈(215)이 상기 바닥면(291)으로부터 상기 상면(292) 측으로 함몰되어 형성된 구조를 도시하였다. 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시에로 상기 광원 수납홈(215)은 상기 상면(292)으로부터 상기 바닥면(291) 측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 광원(210)이 실장되는 상기 베이스 기판(218)은 상기 상면(292)에 고정될 수 있다.
도 23은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 23을 참조하면, 바텀 샤시(250)의 바닥부(251)에는 광원(210) 및 도광바(220)가 수납된다. 평면에서 봤을 때, 상기 바텀 샤시(250)가 제1 방향(D1)으로 긴 직사각형 구조를 가질 수 있고, 상기 도광바(220)는 상기 제1 방향(D1)으로 길게 연장될 수 있다.
상기 도광바(220)는 상기 바닥부(251)를 상기 제1 방향(D1)으로 이등분한 중앙부에 위치하고, 상기 광원(210)은 지지필름(미도시)에 실장되어 상기 바텀 샤시(250)의 내측벽 또는 바닥부(251)에 고정될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 도광바(220)는 클립 또는 별도의 접착 부재 등을 통해 상기 바텀 샤시(250)의 상기 바닥부(251)에 고정될 수 있다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 24를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 다수개의 도광바(220-1 ~ 220-n)를 포함할 수 있다. 상기 도광바들(220-1 ~ 220-n)은 제1 방향(D1)으로 길게 연장되고, 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로 평행하게 배열될 수 있다.
이 경우, 상기 백라이트 유닛은 다수개의 광원(210-1 ~ 210-n)을 포함한다. 상기 다수개의 광원(210-1 ~ 210-n)은 상기 제2 방향(D2)으로 소정 간격 이격되어 배열되며 대응하는 도광바의 입사면과 마주한다.
상기 백라이트 유닛에 구비되는 도광바들(220-1 ~ 220-n) 및 광원들(210-1 ~ 210-n)의 개수는 원하는 광량에 따라서 달라질 수 있다.
도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 25를 참조하면, 바텀 샤시(250)의 바닥부(251)에는 광원(210) 및 도광바(220)가 수납된다. 평면에서 봤을 때, 상기 바텀 샤시(250)가 제1 방향(D1)으로 긴 직사각형 구조를 가진 경우, 상기 도광바(220)는 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로 길게 연장된 바 형태로 구비될 수 있다.
상기 도광바(220)는 상기 바닥부(251)를 상기 제2 방향(D2)으로 이등분한 중앙부에 위치하고, 상기 광원(210)은 지지필름(미도시)에 실장되어 상기 바텀 샤시(250)의 내측벽 또는 바닥부(251)에 고정될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 도광바(220)는 클립 또는 별도의 접착 부재 등을 통해 상기 바텀 샤시(250)의 상기 바닥부(251)에 고정될 수 있다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 26을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 다수개의 도광바(220-1 ~ 220-n)를 포함할 수 있다. 상기 도광바들(220-1 ~ 220-n)은 제2 방향(D2)으로 길게 연장되고, 상기 제1 방향(D1)으로 서로 평행하게 배열될 수 있다.
이 경우, 상기 백라이트 유닛은 다수개의 광원(210-1 ~ 210-n)을 포함한다. 상기 다수개의 광원(210-1 ~ 210-n)은 상기 제1 방향(D1)으로 소정 간격 이격되어 배열되며 대응하는 도광바의 입사면과 마주한다.
상기 백라이트 유닛에 구비되는 도광바들(220-1 ~ 220-n) 및 광원들(210-1 ~ 210-n)의 개수는 원하는 광량에 따라서 달라질 수 있다.
도 27은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 27을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛(200c)은 확산판(235) 및 반사시트(238)를 더 포함할 수 있다.
상기 확산판(235)은 상기 도광바(220)와 상기 광학 시트(230) 사이에 개재되어 상기 도광바(220)의 중앙부와 상기 도광바(220)가 위치하지 않는 백라이트 유닛(200c)의 사이드부 사이의 휘도 편차를 보상한다. 상기 확산판(235) 이외에도 상기 도광바(220)와 상기 광학 시트(230) 사이에는 플래터(flatter)가 더 구비되거나, 상기 확산판(235)이 상기 플래터로 대체될 수 있다.
상기 반사시트(238)는 상기 바텀 샤시(250)의 바닥부(251) 상에 배치될 수 있고, 상기 반사시트(238) 위로 상기 도광바(220)가 배치될 수 있다. 상기 반사시트(238)는 상기 도광바(220)로부터 출사된 광을 반사하는 역할을 수행한다.
도 28은 도 27에 도시된 절단선 Ⅷ-Ⅷ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 28을 참조하면, 반사시트(238)의 상면(238a)에는 반사 패턴들(238b)이 형성된다. 도 28에서는 상기 반사 패턴들(238b)이 상기 상면(238a)으로부터 양각 형태로 형성된 구조를 도시하였으나, 상기 반사 패턴들(238b)은 음각 형태로 형성될 수 잇다. 상기 반사 패턴들(238b)은 상기 도광바(220)의 제1 및 제2 제어 패턴(231, 232)을 통해 출력된 광을 굴절 또는 반사시켜 상기 확산판(235) 측으로 가이드하는 역할을 한다. 따라서, 상기 백라이트 유닛(200c)의 출광 효율이 향상될 수 있다.
상기 반사 패턴들(238b)의 밀도가 상기 도광바(220)를 기준으로 그로부터 멀어질수록 증가하도록, 상기 반사 패턴들(238b)의 사이즈, 높이 또는 간격이 조절될 수 있다. 상기 반사 패턴들(238b)의 밀도 조절은 이에 제한되지 않으며, 상기 백라이트 유닛(200c)의 전체적인 휘도 균일도를 향상시키는 방향으로 상기 반사 패턴들(238b)의 밀도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 반사 패턴들(238b)의 형상도 도 28에 도시된 삼각 형상에 제한되지 않고 다양하게 변형되어 실시 가능하다.
도 29는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사시트의 평면도이다.
도 29를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사시트(238)는 상면(238a)에 형성된 흡수 패턴들(238c)을 더 포함할 수 있다. 상기 흡수 패턴들(238c)은 상기 도광바(220)로부터 출력된 광을 흡수하기 위한 것으로, 상대적으로 휘도가 높은 영역에 형성되어, 상기 백라이트 유닛(200c)의 전체적인 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 29에서는 상기 흡수 패턴들(238c)이 상기 도광바(220)의 인접 영역에 형성된 구조를 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.
도 30은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 30을 참조하면, 표시장치(1000)는 표시 유닛(100) 및 백라이트 유닛(200c)을 포함한다.
상기 표시 유닛(100)은 영상을 표시하는 표시 패널(106), 상기 표시 패널(106)에 구동신호를 제공하는 구동칩(108) 및 상기 표시 패널(106)에 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(110)을 포함한다.
상기 표시 패널(106)은 제1 기판(102), 상기 제1 기판(102)과 대향하여 결합하는 제2 기판(104), 및 상기 제1 기판(102)과 상기 제2 기판(104) 사이에 개재되는 액정층(미도시)을 포함한다. 본 발명의 일 예로, 도 30에서는 상기 표시 패널(106)이 액정 표시 패널로 이루어진 경우를 도시하였으나, 상기 표시 패널(106)은 상기 액정 표시 패널에 한정되지 않는다.
상기 제1 기판(102)에는 다수의 화소가 매트릭스 형태로 구비되고, 다수의 화소 각각은 게이트 라인(미도시), 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인(미도시) 및 화소 전극(미도시)을 구비한다. 또한, 각 화소에는 박막 트랜지스터(미도시)가 구비되어, 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 화소 전극에 연결된다.
상기 제2 기판(104)에는 색화소인 RGB(Red Green Blue) 화소(미도시) 및 화소 전극과 마주보는 공통 전극(미도시)이 형성된다. 상기 색화소와 상기 공통 전극은 상기 제1 기판(102)에 구비될 수도 있다. 상기 액정층은 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극 사이에 형성된 전계의 크기에 따라서 배열됨으로써, 상기 백라이트 유닛(200)으로부터 제공되는 광의 투과율을 조절하여 원하는 계조를 표시할 수 있다.
평면에서 볼 때, 상기 제1 기판(102)의 적어도 일 측에는 상기 데이터 라인에 데이터 신호를 인가하기 위한 상기 구동칩(108)이 구비될 수 있다. 상기 구동칩(108)은 외부 신호에 응답하여 상기 표시 패널(106)의 상기 데이터 라인으로 인가되기 위한 데이터 신호를 발생한다. 상기 외부 신호는 상기 인쇄회로기판(110)으로부터 공급된 신호이고, 상기 외부 신호에는 영상신호, 각종 제어신호, 구동 전압 등이 포함될 수 있다.
상기 제1 기판(102)은 상기 적어도 일 측과 다른 측에 제공되어 상기 게이트 라인에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동회로를 포함한다. 상기 게이트 구동회로는 상기 표시 패널(106)을 형성하는 박막 공정을 통해 상기 다른 일측에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 게이트 구동회로는 상기 표시 패널(106) 내에 내장될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 상기 구동칩(108)은 데이터 구동칩과 게이트 구동칩으로 분리된 두 개 이상의 칩으로 구성될 수 있으며, 칩 온 글라스(Chip on Glass) 공정에 의하여 상기 제1 기판(102) 상에 실장될 수 있다.
상기 인쇄회로기판(110)은 다수의 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP, 109)에 의해 상기 표시 패널(106)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 구동칩(108)은 상기 TCP들(109) 상에 실장될 수 있다. 상기 TCP들(109)은 상기 백라이트 유닛(200c)의 측면을 감싸도록 절곡될 수 있다.
상기 TCP들(109)과 연결된 상기 인쇄회로기판(110)은 상기 백라이트 유닛(200c) 하부에 배치된다. 이 경우, 상기 표시 장치(1000)는 상기 백라이트 유닛(200c) 하부에 배치되어 상기 인쇄회로기판(110)을 보호하기 위한 쉴드 케이스(미도시)를 더 포함할 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 인쇄회로기판(110)은 상기 백라이트 유닛(200c)의 측벽에 배치될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(200c)에 대해서는 도 1 내지 도 27을 참조하여 구체적으로 설명하였으므로, 상기 백라이트 유닛(200c)에 대한 설명은 생략한다. 다만, 도 1 내지 도 27을 참조하여 기술된 여러 가지 실시예들이 상기 표시장치(1000)에 적용 가능하다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 표시 장치(1000)는 상기 바텀 샤시(250)와 대향하여 결합하고, 상기 표시 패널(106)의 가장 자리를 커버하는 탑 커버를 더 포함할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 표시 유닛 200 : 백라이트 유닛
210 : 광원 220 : 도광바
230 : 광학 시트 250 : 바텀 샤시
235 : 확산판 238 : 반사시트
1000 : 표시 장치

Claims (25)

  1. 제1 광을 발생하는 광원;
    제1 방향으로 길게 연장된 형상으로 구비되고, 입사면을 통해 상기 제1 광을 수신하여 상기 제1 방향으로 상기 제1 광을 가이드하여 상기 제1 광을 제2 광으로 출력하는 도광바; 및
    상기 도광바의 상기 제1 방향으로 연장된 면에 제공되어 상기 제2 광을 제3 광으로 변환시키며, 상기 제1 방향으로 길게 연장된 형상으로 이루어져 상기 제3 광의 출사각을 제어하는 제어 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 패턴은 상기 제1 방향으로 길게 연장된 렌티큘러 렌즈 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 패턴은 상기 제1 방향으로 길게 연장된 프리즘 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도광바는 평면상에서 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 절단했을 때, 그 단면은 삼각 형상, 사각 형상, 오각 형상, 및 반원 형상 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제4항에 있어서, 상기 도광바의 상기 단면이 사각 형상을 갖는 경우,
    상기 도광바는 바닥면, 상기 바닥면과 마주하는 상면, 상기 바닥면과 상기 상면을 연결하는 제1 및 제2 측면을 포함하고,
    상기 제어 패턴은 상기 제1 및 제2 측면에 각각 제공되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제5항에 있어서, 상기 상면, 제1 및 제2 측면 중 적어도 한 면에 형성되어 상기 제1 광을 상기 제2 광으로 출광시키는 출광 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제6항에 있어서, 상기 상면에 상기 출광 패턴이 제공되지 않고, 상기 제1 및 제2 측면에 상기 출광 패턴이 형성되는 경우,
    상기 도광바의 중심을 두께 방향으로 관통하는 가상선에 대해서 ±90°범위의 휘도를 측정했을 때, 피크 휘도는 +80° 내지 +90°사이 및 -80° 내지 -90°위치하고, 적어도 -50°내지 50°범위에서의 휘도는 상기 피크 휘도의 1/8 이하의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제7항에 있어서, 적어도 -60°내지 60°범위에서의 휘도는 상기 피크 휘도의 1/12 이하의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제6항에 있어서, 상기 출광 패턴은 상기 상면에 제공되는 제1 출광 패턴 및 상기 제1 및 제2 측면에 제공되는 제2 출광 패턴을 포함하고,
    상기 제2 출광 패턴의 밀도는 상기 제1 출광 패턴의 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 및 제2 출광 패턴의 밀도는 상기 광원으로부터 멀어질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제1항에 있어서, 상기 도광바의 양단부 중 일단부에 상기 광원이 위치하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 제11항에 있어서, 상기 도광바의 상기 제2 방향으로의 폭은 상기 제1 방향에서 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 제11항에 있어서, 상기 도광바의 상기 제2 방향으로의 폭은 상기 제1 방향에서 상기 광원으로부터 멀어질수록 작아지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  14. 제1항에 있어서, 상기 도광바의 양단부에 각각 상기 광원이 위치하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  15. 제1항에 있어서, 상기 도광바의 양단부 중 적어도 일단부에 적어도 두 개의 광원이 위치하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  16. 제1항에 있어서, 상기 도광바 상에는 상기 제3 광을 확산시키기 위한 확산판; 및
    상기 도광바의 하부에는 상기 제3 광을 상기 확산판 측으로 반사하기 위한 반사시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  17. 제16항에 있어서, 상기 반사시트는 상기 도광바로부터 출력된 상기 제3 광을 상기 확산판 측으로 가이드하기 위한 반사 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  18. 제1항에 있어서, 상기 광원 및 상기 도광바를 수납하기 위한 수납 용기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  19. 제18항에 있어서, 상기 도광바는 상기 수납 용기의 장축 방향으로 길게 연장된 다수개의 도광바를 포함하고,
    상기 도광바들은 상기 수납 용기의 단축 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  20. 제18항에 있어서, 상기 도광바는 상기 수납 용기의 단축 방향으로 길게 연장된 다수개의 도광바를 포함하고,
    상기 도광바들은 상기 수납 용기의 장축 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  21. 제1 광을 발생하는 광원,
    제1 방향으로 길게 연장된 형상으로 구비되고, 입사면을 통해 상기 제1 광을 수신하여 상기 제1 방향으로 상기 제1 광을 가이드하여 상기 제1 광을 제2 광으로 출력하는 도광바,
    상기 도광바의 상기 제1 방향으로 연장된 면에 제공되어 상기 제2 광을 제3 광으로 변환시키며, 상기 제1 방향으로 길게 연장된 형상으로 이루어져 상기 제3 광의 출사각을 제어하는 제어 패턴, 및
    상기 제3 광을 확산시키는 확산판을 포함하는 백라이트 유닛; 및
    상기 확산판으로부터 출력된 광을 수신하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함하는 표시장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 출광 패턴은 상기 제1 방향으로 길게 연장된 렌티큘러 렌즈 형상 또는 프리즘 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 도광바의 단면이 사각 형상을 갖는 경우,
    상기 도광바는 바닥면, 상기 바닥면과 마주하는 상면, 상기 바닥면과 상기 상면을 연결하는 제1 및 제2 측면을 포함하고,
    상기 제어 패턴은 상기 제1 및 제2 측면에 각각 제공되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 상면, 제1 및 제2 측면 중 적어도 한 면에는 상기 제1 광을 상기 제2 광으로 출광시키기 위한 출광 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 상면에 상기 출광 패턴이 제공되지 않고, 상기 제1 및 제2 측면에 상기 출광 패턴이 형성되는 경우,
    상기 도광바의 중심을 두께 방향으로 관통하는 가상선에 대해서 ±90°범위의 휘도를 측정했을 때, 피크 휘도는 +80° 내지 +90°사이 및 -80° 내지 -90°위치하고, 적어도 -50°내지 50°범위에서의 휘도는 상기 피크 휘도의 1/8 이하의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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