KR20220054722A - 액정 디스플레이 장치용 엣지 조명형 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

액정 디스플레이 장치에서 이용하기에 적합한 도광판으로서, 그러한 도광판은 유리 판 및 도광판의 주 표면에 결합된 광 커플러를 포함한다. 또한, 도광판을 이용하는 액정 디스플레이 장치를 위한 백라이트 유닛, 및 그러한 백라이트 유닛을 이용하는 디스플레이 장치가 개시된다.

Description

액정 디스플레이 장치용 엣지 조명형 백라이트 유닛{EDGE LIGHTED BACKLIGHT UNIT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본원은 2014년 5월 16일자로 출원된 미국 가출원 제61/994,369호 및 2015년 4월 23일자로 출원된 미국 가출원 제62/151508호의 35 U.S.C. § 119(e) 하의 우선권의 이익 향유를 주장하며, 그러한 가출원의 내용은 그 전체가 참조되고 본원에서 포함된다.

본 개시 내용은 액정 디스플레이 장치를 위한 엣지 조명형 백라이트 유닛, 그리고 보다 특히 광원과, 백라이트 유닛을 포함하는 도광판(light guide plate) 사이에서 광을 커플링시키도록 구성된 광 커플러를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD) 패널은, 액정 재료가 사이에 개재된 얇은 유리의 2개의 단편(컬러 필터 기재 및 TFT 기재), 중합체 도광체(light guide)(예를 들어 폴리(메틸 메타크릴레이트)-PMMA) 및 몇 개의 얇은 플라스틱 막(확산기, DBEF 막, 등)을 전형적으로 포함한다. PMMA의 열등한 탄성 계수로 인해서, 전체적인 구조물은, 특히 큰 디스플레이 패널의 경우에, 충분한 물리적 충격을 견딜 수 있을 정도의 충분한 강성도를 가지지 못할 수 있다. PMMA에 대한 영율(Young's modulus)은 약 2 기가파스칼(GPa)이다. 대조적으로, 대부분의 실리카-기반의 유리가 약 72 GPa의 영율을 갖는다. 결과적으로, 경직성을 제공하기 위해서 부가적인 기계적 구조물이 필요할 수 있다.

습도 테스팅은, PMMA이 수분에 민감하고, 치수가 약 0.5%까지 변화될 수 있다는 것을 보여준다. 약 1 미터의 길이를 가지는 중합체 도광체의 경우에, 이는 약 5 밀리미터의 치수 증가를 의미하고, 이는 상당한 것이고 그에 따라 백라이트 유닛의 기계적 설계를 어렵게 만든다. 전형적으로, PMMA의 팽창을 수용하기 위해서, 공기 갭이 광원(예를 들어, 발광 다이오드-LED)과 PMMA 도광체 사이에 제공된다. 불행하게도, 광원과 PMMA 도광체 사이의 광 커플링은 광원과 도광체 사이의 거리에 민감하고, 이는 디스플레이 밝기가 습도의 함수로서 변화되게 할 수 있다.

PMMA은 약 75x10^-6/℃의 열팽창 계수(CTE)를 가지고 약 0.2W/m/K의 비교적 낮은 열 전도도를 가지는 한편, 실리카-계 유리에 대한 동일한 속성은 8x10^-6/℃ 및 0.8 W/m/K일 수 있다. PMMA은 또한 약 105 ℃의 소성적 전이 온도(plastic transition temperature)를 갖는다. PMMA의 낮은 열 전도도는 재료로부터의 열 소산(dissipation)을 방해한다. 그에 따라, 도광체가, 많은 에너지를 소비하는 광원에 근접함에 따라, PMMA이 매우 고온이 될 수 있다.

PMMA의 열등한 열적, 기계적 및 치수적 안정성으로 인해서, 실리카-계 유리와 같은 유리가 액정 디스플레이(LCD) 백라이트 유닛 내의 PMMA에 대한 잠재적인 대체 해결책으로 간주된다. 그러나, 고품질의 광학적-등급의 유리는 PMMA 보다 생산 비용이 더 높을 수 있기 때문에, 유리의 비용은 더 얇은 도광체를 향한 기술 발전을 촉진하는 한편, 예를 들어 일부 경우에 적어도 2 밀리미터 두께의, 도광체에 커플링되어야 하는 LED의 크기는, LED로부터의 광이 100% 가까이 도광체 내로 커플링될 수 있게 하기 위해서, 유리가 통상적인 0.07 밀리미터(mm) 두께 LCD 유리 보다 더 두꺼울 것을 요구한다.

하나의 양태에서, 유리 판 및 유리 판에 커플링된 광 커플러를 포함하는 백라이트 유닛이 개시되며, 유리 판은 제1 주 표면, 제2 주 표면 및 그 사이의 두께(Th1)를 포함하고, 광 커플러는 유리 판의 연부 부분을 따라서 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 중 적어도 하나의 위에서 연장되고 그에 결합되는 적어도 하나의 테이퍼 부분(taper portion)을 포함한다. 광원, 예를 들어 하나 이상의 LED가 광 커플러의 입력 면(facet)에 인접하여 배치될 수 있다.

광 커플러가 유리 판의 연부 표면에 인접한 기저부 부분을 더 포함할 수 있다.

입력 면의 폭(Th2)으로 나눈, 유리 판의 두께(Th1)가 약 0.5 내지 1.0의 범위일 수 있다.

일부 실시예에서, 광 커플러는 유리 판의 제1 및 제2 주 표면 각각에 결합되는 테이퍼 부분의 쌍을 포함할 수 있다. 광 커플러가 테이퍼 부분의 쌍들 사이에서 연장되는 기저부 부분을 더 포함할 수 있고, 유리 판을 수용하기 위한 크기를 가지는 채널을 더 포함하며, 유리 판이 채널 내에 배치된다. 채널은 하단 표면을 포함하고, 광 커플러의 길이(L_t)는 입력 면과 채널의 하단 표면 사이의 거리(L1)와 채널이 깊이(L2)의 합과 같다. 따라서, 일부 실시예에서, 비율(L2/L_t)이 약 0.1 내지 약 0.9의 범위 일 수 있다. L_t 가 약 1 밀리미터 내지 약 20 밀리미터의 범위, 예를 들어 약 1 밀리미터 내지 약 10 밀리미터의 범위일 수 있다. L2가 약 1 내지 약 1.2 배 Th1의 범위, 예를 들어 약 1 내지 약 1.1의 범위, 또는 약 1.1 내지 약 1.05의 범위일 수 있다. Lt의 길이가 약 1 밀리미터 초과, 예를 들어 약 1.5 밀리미터 초과, 또는 일부 실시예에서, 약 2 밀리미터 초과일 수 있다.

일부 실시예에서, Δn = n_c - n_L 가 약 -0.4 내지 약 0.8의 범위일 수 있다.

입력 면의 폭(Th2)이 광원(예를 들어, LED)의 폭(Wd)의 1 내지 1.5배의 범위, 예를 들어 약 1 내지 약 1.25의 범위, 또는 약 1 내지 약 1.1의 범위일 수 있다.

채널의 폭(Wx)이 1 내지 1.1 배 Th1의 범위일 수 있다.

다른 양태에서, 디스플레이 장치가 설명되며, 그러한 디스플레이 장치는 디스플레이 패널, 디스플레이 패널을 조명하도록 구성된 백라이트 유닛으로서, 백라이트 유닛이 유리 판을 포함하고, 유리 판은 제1 주 표면, 제2 주 표면 및 그 사이의 두께(Th1)를 포함하는, 백라이트 유닛, 유리 판의 연부 부분을 따라서 제1 주 표면에 결합되는 광 커플러로서, 적어도 하나의 테이퍼 부분을 포함하는, 광 커플러, 및 광 커플러의 입력 면에 인접하여 배치된 광원을 포함한다. 광 커플러가 유리 도광판의 연부 표면에 인접한 기저부 부분을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 입력 면의 폭(Th2)으로 나눈 Th1이 약 0.5 내지 1.0의 범위일 수 있다.

광 커플러가 유리 판의 제1 및 제2 주 표면에 각각 결합되는 테이퍼 부분의 쌍을 포함할 수 있고, 유리 판을 수용하기 위한 크기를 가지는 채널을 더 포함하며, 유리 판이 채널 내에 배치된다. 광 커플러가 테이퍼 부분의 쌍 사이에서 연장되는 기저부 부분을 더 포함할 수 있다. 채널은 하단 표면을 포함하고, 광 커플러의 길이(L_t)는 입력 면과 채널의 하단 표면 사이의 거리(L1)와 채널이 깊이(L2)의 합과 같다. 따라서, 비율 L2/L_t 가 약 0.1 내지 약 0.9의 범위 일 수 있다. L_t 가 약 1 밀리미터 내지 약 20 밀리미터의 범위일 수 있다. 채널의 폭(Wx)이 Th1과 같을 수 있다.

도광판이 굴절률(n_L)을 포함하고, 광 커플러는 굴절률(n_c)을 포함하며, n_c - n_L 가 약 -0.4 내지 약 0.8의 범위, 예를 들어 약 -0.3 내지 약 0.3의 범위, 또는 약 -0.2 내지 약 0.2의 범위일 수 있다.

광 커플러 입력 면의 폭(Th2)이 광원(예를 들어, LED)의 폭(Wd)의 1 내지 1.5배의 범위, 예를 들어 약 1 내지 약 1.25의 범위, 또는 약 1 내지 약 1.1의 범위일 수 있다.

다른 양태에서, 디스플레이 장치에서의 이용을 위해서 구성된 도광판이 개시되며, 그러한 도광판은 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향되는 제2 주 표면, 및 그 사이의 두께(Th1)를 포함하는 유리 판, 그리고 유리 판의 제1 주 표면 및 제2 주 표면 중 적어도 하나에 결합된 적어도 하나의 테이퍼 부분을 포함하는 광 커플러를 포함한다. 광 커플러가 유리 판의 연부 표면에 인접한 기저부 부분을 포함할 수 있다.

광 커플러가 폭(Th2)을 가지는 입력 면을 포함하고, Th2로 나눈 Th1이 약 0.5 내지 1.0의 범위일 수 있다.

일부 실시예에서, 광 커플러가 유리 판의 제1 및 제2 주 표면 각각에 결합되는 테이퍼 부분의 쌍을 포함하고, 테이퍼 부분들의 쌍 사이에서 연장되는 기저부 부분을 더 포함할 수 있다. 광 커플러가 또한 유리 판을 수용하기 위한 크기를 가지는 채널을 포함하고, 유리 판이 채널 내에 배치된다. 채널은 하단 표면을 포함하고, 광 커플러의 길이(L_t)는 입력 면과 채널의 하단 표면 사이의 거리(L1)와 채널이 깊이(L2)의 합과 같다. 따라서, 비율(L2/L_t)이 약 0.1 내지 약 0.9의 범위, 예를 들어 약 0.1 내지 0.9의 범위, 또는 약 0.3 내지 약 0.9의 범위일 수 있다. 채널의 폭(Wx)이 1 내지 1.1 배 Th1의 범위이고, 모든 범위 및 그 사이의 하위 범위가 포함된다.

유리 판이 굴절률(n_L)을 포함하고, 광 커플러가 굴절률(n_c)을 포함하며, n_c - n_L 가 약 -0.4 내지 약 0.8의 범위, 예를 들어 약 -0.3 내지 약 0.3의 범위, 또는 약 -0.2 내지 약 0.2의 범위일 수 있다.

또 다른 양태에서, 광 커플러를 제조하는 방법이 설명되며, 그러한 방법은 유리 판의 연부 부분에 몰드 조립체를 적용하는 단계로서, 몰드 조립체가 중합체 재료를 수용하기 위한 공동을 포함하는, 몰드 조립체를 적용하는 단계, 중합체 재료를 몰드 조립체 내로 주입하는 단계, 몰드 조립체를 유리 판으로부터 제거하는 단계를 포함하고, 유리 판은, 몰드 조립체의 제거 이후에, 광 커플러를 포함하고, 그러한 광 커플러는 연부 부분을 따라서 유리 판의 제1 주 표면 및 제2 주 표면 중 적어도 하나에 결합된 적어도 하나의 테이퍼 부분을 포함한다. 중합체 재료가, 예를 들어, PMMA 재료 또는 폴리카보네이트 재료일 수 있다. 중합체 재료가 UV 경화성 재료일 수 있다.

도 1은 디스플레이 패널 및 백라이트 유닛을 보여주는 예시적인 액정 디스플레이 장치의 횡단면적 측면도이다.
도 2는 도 1의 백라이트 유닛에서 이용하기 위한 예시적인 LED 광원의 상면도이다.
도 3은 도 1의 액정 디스플레이 장치와 함께 이용하기에 적합한 백라이트 유닛의 횡단면적 연부 도면(edge view)으로서, 백라이트 유닛의 유리 도광판에 결합된 광 커플러를 도시한다.
도 4는 커플러의 일 단부로부터 본, 도 3의 광 커플러의 근접 횡단면도이다.
도 5은 도 3의 백라이트 유닛의 사시도이다.
도 6은 도 1의 액정 디스플레이 장치와 함께 이용하기에 적합한 백라이트 유닛의 횡단면적 연부 도면으로서, 백라이트 유닛의 유리 도광판에 결합된 광 커플러의 다른 실시예를 도시한다.
도 7은 도 6의 백라이트 유닛의 사시도이다.
도 8은 몇 개의 광 커플러 치수/특성에 대한 계산된 커플링 효율을 보여주는 도표이다.
도 9는 또 다른 광 커플러 구성의 횡단면적 단부도이다.
도 10a 내지 도 10c는 유리 도광판에 직접적으로 광 커플러를 몰딩하는 여러 스테이지의 횡단면적 도면이다.
도 11은 샘플 광 커플러의 사진이다.
도 12는 광 커플러를 형성하기 위한 중합체 블랭크(polymer blank)의 밀링 가공을 보여주는 횡단면적 측면도이다.
도 13은 도 12로부터의 밀링 가공된 블랭크의 최종 형성 스테이지를 도시한다.
도 14a 내지 도 14c는 광 커플러의 압축 몰딩의 여러 스테이지를 도시한 횡단면적 측면도이다.
도 15a 내지 도 15c는 광 커플러의 주입 몰딩의 여러 스테이지를 도시한 횡단면적 측면도이다.
도 16은 본 개시 내용에 따른 다른 예시적인 광 커플러의 횡단면적 단부도이다.
도 17은, 도 16의 광 커플러의 입력 면의 여러 폭(Th2)에 대한, 모델링된 광학적 커플링 효율을 커플러 길이(L)의 함수로서 도시한 그래프이다.
도 18은 a) 반사 부재가 없는, b) 99% 램버시안 반사율(Lambertian reflectivity)을 가지는 반사 부재를 구비한, 및 c) 99% 거울 반사(정반사(specular reflection))를 가지는 반사 부재를 구비한 실시예에 대한, 광 커플러(100)에 대한 모델링된 광학적 커플링 효율을 커플러 길이(L_t)의 함수로서 도시한 그래프이다.
도 19는 도 16의 광 커플러의 반사 면에 인접하는 반사 부재가 커플링 효율에 미치는 영향을 도시한 다른 그래프이다.
도 20은 3개의 커플러 입력 폭(Th2)에 대해서, 모델링된 커플링 효율을 커플러 길이의 함수로서 도시한 그래프로서, 도광판의 굴절률(n_L)과 광 커플러의 굴절률(n_c) 사이의 굴절률 차이(Δn)가 +0.1인 그래프이다.
도 21은 3개의 커플러 입력 폭(Th2)에 대해서, 모델링된 커플링 효율을 커플러 길이의 함수로서 도시한 그래프로서, 도광판의 굴절률(n_L)과 광 커플러의 굴절률(n_c) 사이의 굴절률 차이(Δn)가 -0.1인 그래프이다.
도 22는 모델링된 커플링 효율을 도광판의 굴절률(n_L)과 광 커플러의 굴절률(n_c) 사이의 굴절률 차이(Δn)의 함수로서 도시한 그래프이다.
도 23은 3개의 커플러 길이에 대해서, 모델링된 커플링 효율을 채널 깊이(L2)와 커플러 길이 사이의 비율 즉, L2/L_t 의 함수로서 도시한 그래프로서, 광 커플러의 굴절률 및 도광판의 굴절률이 각각 1.4 및 1.5인 그래프이다.
도 24는, 광 커플러(n_c = 1.6)와 도광판(n_L = 1.5) 사이의 굴절률 차이가 반대인 것을 제외하고, 도 23에 대해서 제시된 바와 같은 동일한 조건 하에서 L2/L_t 의 함수로서의 모델링된 커플링 효율의 그래프이다.

전형적인 액정 디스플레이 장치(10)가 도 1에 도시되어 있다. 명료함을 위해서, 현재의 논의에 있어서 필수적이지 않은 구성요소를 생략하였다. 액정 디스플레이 장치(10)가 액정 디스플레이 패널(12)을 포함하고, 액정 디스플레이 패널은 상단 유리 판(14)(예를 들어, 컬러 필터), 하단 유리 판(16)(예를 들어, 박막 트랜지스터, TFT, 후면판) 및 그 사이에 배치된 액정 재료(18)를 포함한다. 유리 판(14 및 16)의 연부 부분이 밀봉 재료(20), 예를 들어 UV-경화성 접착제로 밀봉되고, 그에 의해서 상단 및 하단 유리 판들 사이에서 액정 재료를 밀봉한다. 액정 디스플레이 장치(10)는 도광판(24) 및 광원(26)을 포함하는 백라이트 유닛(22)을 더 포함한다. 현대적인 액정 디스플레이 장치는, 전형적으로, 도광판의 하나 이상의 연부를 따라서 배열되고 도광판의 하나 이상의 연부를 따라서 도광판 내로 광을 주입하도록 구성되는 광원을 포함한다. 도광판 내로 주입된 광이 도광판을 통해서 전파되고, 디스플레이 패널(12)이 백라이트 유닛에 의해서 조명되게 하는 방향으로, 예를 들어 여러 가지 확산 및 전환 막(turning film)에 의해서, 산란된다.

도 2를 참조하면, LCD 디스플레이를 조명하기 위해서 이용되는 전형적인 광원(26)이 스트립-형상의 회로 기판(30) 상에 장착된 구분된(discrete) 발광 다이오드(LED)(28)의 선형 어레이로서 형성될 수 있다. 개별적인 LED가 전형적으로 직사각형 형상(예를 들어, 각각, 7x2 밀리미터의 길이(Ld) x 폭(Wd))을 가지고, 어레이 내의 인접한 LED들이 약 2 내지 약 5 밀리미터의 갭(δ)에 의해서 분리된다.

전술한 바와 같이, PMMA에 대한 대체물로서 유리를 고려할 때, 유리의 재료 및 제조 비용이 백라이트 유닛의 전체 비용에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 그에 다라, 순수 비용 기반으로부터, 더 얇은 유리가 바람직하다. 한편으로, 도광판의 두께에 대비되는 디스플레이 패널(12)을 조명하기 위해서 이용되는 개별적인 LED의 비교적 큰 크기는, 광원으로부터의 광의 최적의 양을 유리 도광판 내로 효율적으로 커플링시키는 것과 관련된 무능력을 초래할 수 있는데, 이는 개별적인 LED의 폭 치수(Wd)가 유리 도광판의 두께 보다 상당히 더 클 수 있기 때문이다.

따라서, 도 3 및 도 4에 도시된 일 실시예에서, 백라이트 유닛(22)이 도시되어 있고, 그러한 백라이트 유닛(22)은 제1 주 표면(32) 및 제1 주 표면(32)에 대향되는 제2 주 표면(34)을 포함하는 유리 도광판(24)을 포함한다. 도광판(24)은 제1 주 표면(32)과 제2 주 표면(34) 사이에서 연장되는 적어도 하나의 연부 표면(36)을 더 포함한다. 제1 주 표면(32)과 제2 주 표면(34) 사이의 도광판(24)의 두께(Th1)가 약 0.5 밀리미터 내지 약 3 밀리미터의 범위일 수 있고, 예를 들어 0.7 밀리미터와 같거나 그보다 크거나, 1 밀리미터와 같거나 그보다 크거나, 1.5 밀리미터와 같거나 그보다 크거나, 또는 2 밀리미터와 같거나 그보다 크며, 그 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함한다. 일부 실시예에서, 도광판(24)의 Th1이 3 밀리미터와 같거나 그보다 클 수 있다. 백라이트 유닛(22)은 도광판(24)의 연부 부분(42)에서 도광판(24)의 제1 주 표면(32)(또는 제2 주 표면(34))에 커플링된 광 커플러(38)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 커플러(38)가 굴절률 합치 접착제(44)로 연부 부분(42)에 커플링될 수 있다.

도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 광 커플러(38)가 입력 면(46), 반사 면(48) 및 출력 면(50)을 포함하는 테이퍼 부분(40)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 출력 면(50)이 굴절률 합치 접착제(44)로 유리 도광판(24)의 연부 부분(42)에 커플링될 수 있다. 따라서, 반사 면(48)이 출력 면(50)과 각도(α)를 형성하고, α는 이하에서 테이퍼 각도로서 지칭된다. 광 커플러(38)는, 입력 면(46)과, 반사 면(48) 및 출력 면(50)이 수렴하는 정점 사이의 거리인 테이퍼 길이(L_t)를 더 포함한다. 테이퍼 길이(L_t)가 약 5 밀리미터 내지 약 30 밀리미터의 범위일 수 있고, 그 사이의 모든 범위 및 하부 범위를 포함하며, 예를 들어 약 10 밀리미터 내지 약 20 밀리미터의 범위이다.

여전히 도 4를 참조하면, 광원(26)(도 4에 도시되지 않음)에 의해서 생성된 광선(52)이 입력 면(46)으로 진입하고, 광선을 반사 면(48)으로부터 내부 전반사적으로 반사시키는 각도로 반사 면(48)을 타격하고, 그에 따라 광선(52)이 출력 면(50)을 빠져 나가고 도광판(24)의 연부 부분(42)으로 진입한다.

도 5는 유리 도광판(24)에 부착된 백라이트 유닛(22)의 사시도를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 도광판(24)의 연부 표면(36)이 길이(L_g)를 가지고, 광 커플러(38)가 길이(L_c)를 갖는다. L_c 가 L_g와 같거나 그보다 짧을 수 있다. 일부 실시예에서, L_c 가 L_g의 약 80%와 같거나 그보다 클 수 있거나, L_g 의 85%와 같거나 그보다 클 수 있거나, L_g 의 90%와 같거나 그보다 클 수 있거나, L_g 의 95%와 같거나 그보다 클 수 있다.

광 커플러(38)의 커플링 효율은 2개의 주요 매개변수, 즉 광 커플러 테이퍼 길이(L_t) 및, TR = Th1/Th2로서 계산되는, 테이퍼 비율(TR)의 함수이고, 여기에서 Th1은 유리 도광판의 두께이고 Th2는 입력 면(46)의 길이이다.

도 6 및 도 7에 도시된 다른 실시예에서, 광 커플러(38)는, 도광판(24)의 연부 표면(36)에 인접하여 연장되는 기저부 부분(54)을 포함할 수 있다. 기저부 부분(54)이 굴절률 합치 접착제(44)로 연부 표면(36)에 커플링될 수 있다. 기저부 부분(54)이 유리 도광체의 취약한 연부를 보호할 수 있다. 또한, 연부 표면(36)이 표면 거칠기를 가지는 경우에, 굴절률 합치 재료로 기저부 부분(54)을 연부 표면(36)에 광학적으로 결합시키는 것은 그러한 거칠기에 의해서 유도되는 산란을 최소화할 수 있다.

일반적으로, 테이퍼 길이(L_t)가 가능한 한 작아야 하는데, 이는 광 커플러가 디스플레이 패널의 연부 주위로 배치되는 디스플레이 패널 베젤에 의해서 은폐될 수 있기 때문이고, 얇은 베젤이 일반적으로 바람직하기 때문이다. 또한, 가장 얇은 실용적 유리 도광판을 얻기 위해서, 테이퍼 비율(TR)이 또한 가능한 한 작아야 하며, 예를 들어 약 0.25 내지 약 1.5의 범위로서, 그 사이의 모든 범위 및 하부 범위를 포함하는 범위여야 한다.

도 8에 도시된 도표는, Th2가 2 밀리미터라고 가정하고 10 밀리미터 및 20 밀리미터(각각 곡선(56 및 57))의 테이퍼 길이(L_t)를 고려할 때, 계산된 커플링 효율(프레넬 손실(Fresnel losses)이 무시되었다)을 Th1의 함수로 도시한다. 약 10 밀리미터 내지 약 20 밀리미터 범위의 테이퍼 길이(L_t) 및 약 0.5 내지 약 1.0의 범위, 예를 들어 약 0.75의 테이퍼 비율(Th1/Th2)이 적절한 광 커플러 속성의 예를 나타낸다.

시뮬레이션은, 광 커플러 재료의 굴절률과 도광판의 굴절률 사이의 작은 차이가 광 커플러의 성능에 상당한 영향을 미치지 않는다는 것, 그리고 약 +/-0.05까지의 광 커플러 재료의 굴절률과 도광판의 굴절률 사이의 차이가, 상당한 부가적인 광학적 커플링의 손실이 없이, 용인될 수 있다는 것을 나타냈다.

제조 프로세스에 따라서, 두께가 테이퍼의 단부에서 영에 가까워지는 경향을 가지는 광 커플러를 생산하는 것이 어려울 수 있고, 그에 따라 일부 실시예에서, 광 커플러(38)가, 도 9에 도시된 바와 같이, 테이퍼 길이(L_t)의 일 단부에서의 단차부와 함께 형성될 수 있다. 즉, 입력 면(46)에 대항되는 광 커플러의 정점이 절두된다(truncated). 그러한 단차부는 제1 주 표면(32)(또는 제2 주 표면(34))에 대한 90도의 각도(β)를 가질 수 있다. 그러나, 각도(β)가 약 120도까지의 각도일 수 있다. 만약 단차부 크기(dx)가 너무 커진다면, 광 커플러(38) 내로 커플링된 광이 주위 공기 내로 누출될 수 있고, 도광판(24) 내로의 광의 커플링이 상당히 감소될 수 있다.

예로서, Th1 = 1.5 밀리미터이고 Th2 = 0.5 밀리미터라고 가정하고, 추가적으로 10 밀리미터의 테이퍼 길이(L_t)를 가정하면, 약 90%의 커플링 효율을 얻기 위한 최대 단차부 크기(dx)가 약 0.1 밀리미터가 된다. 전형적인 단차부(dx)가 아래가 되어야 한다:

[수학식 1]

0 < dx ≤ (Th2 - Th1)/5

그에 따라, 특정 실시예에서, 0 < |dx| ≤ 0.5, 0 < |dx| ≤ 0.45, 0 < |dx| ≤ 0.3, 0 < |dx| ≤ 0.2 또는 0 < |dx| ≤ 0.1 이다.

적절한 광 커플러의 제조가 몇 가지 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 10a 내지 도10c에 도시된, 일 실시예에서, 투명한 UV 경화성 수지가 유리 도광판의 주요 표면, 예를 들어 제1 주 표면(32) 또는 제2 주 표면(34)에 부착된 몰드 내로 주입될 수 있다. 도 10a 내지 도 10c에 도시된 실시예에서, 몰드(58)가 섹션(58a, 58b 및 58c)을 포함하는 복수-부분 몰드이다. 제1 단계에서, 몰드(58)가 연부 부분(42) 주위에 형성된다. 광 커플러를 형성할 중합체 수지를 주입하기 위해서, 홀(미도시)이 몰드의 섹션, 예를 들어 섹션(58b)을 통해서 드릴 가공될 수 있다. 주입 홀 또는 홀들이 어레이 내의 LED들 사이의 갭과 정렬되도록, 주입 홀 또는 홀들의 위치가 결정되어야 한다. 부가적인 홀을 이용하여, 중합체 수지가 몰드 및 유리 도광판(24)에 의해서 형성된 공동(60) 내로 주입될 때, 공기가 몰드로부터 배출될 수 있게 한다. 다음에, 도 10b에 도시된 바와 같이, 중합체 수지(61)가 공동(60) 내로 주입된다. 중합체 수지가 일단 경화되면, 광 커플러를 몰드로부터 용이하게 사출시키기 위해서, 부분(58c)과 같은, 몰드의 부분이 실리콘과 같은 저탄성계수 재료로 제조되어, 몰드가 형성된 광 커플러로부터 용이하게 제거되게 할 수 있다. 도 10c는 몰드 제거 이후의 광 커플러(38)를 도시한다. 본 실시예에서, 굴절률 합치 접착제가 필수적이지 않을 수 있는데, 이는 광 커플러(38)가 유리 도광판 상에 직접적으로 형성될 수 있기 때문이다. 제조된 커플러의 사진이 도 11에 도시되어 있다.

테이퍼링된 형태의 샘플이, 3 밀리미터 직경의 탄화텅스텐 절삭 공구(62)(도 12)를 구비한 수직 축 밀링 기계 상에서 가공되었다. 도 12에 따라서, 중합체(예를 들어, PMMA) 블랭크(64)가, 적절한 테이퍼 각도(α), 예를 들어 3.18°를 제공하기 위해서, 경사진 바이스(66) 내에 고정된다. 경직화 부재(68)를 이용하여, 밀링 가공 중에 중합체 블랭크로 경직성을 부가할 수 있다. 광 커플러의 내부 측면(예를 들어, 출력 면(50)) 만이 가공되기 때문에, 그러한 측면이, 광 커플러 재료의 굴절률과 실질적으로 합치되는 경화 후 굴절률을 가지는 에폭시를 이용하여 유리 도광판에 결합될 것이다. 굴절률-합치 접착제를 이용한 결합은 가공-유도된 표면 거칠기로 인한 산란을 최소화하거나 제거할 수 있다. 도 13은 밀링 가공된 중합체 블랭크의 진행을 도시한다. 출력 면(50)이 일단 형성되면, 중합체 블랭크가 파선(70)을 따라서 절단되어 광 커플러(38)를 생성할 수 있다. 2 밀리미터의 LED 높이 및 1.5 밀리미터 두께(Th1)의 유리 도광판을 가정하면, 이상적으로, 광 커플러(38)는, 반사 면 및 출력 면이 만나는 곳에서의 영의 두께까지 길이(L_t) 방향을 따라 수렴될 것이다. 그러나, 영의 두께는 비현실적이고 일반적인 가공 공구로 달성할 수 없기 때문에, 적절한 목표 최소 선단부 두께가 예를 들어 50 ㎛일 수 있다.

대형 LCD 디스플레이의 경우에 1 미터 이상의 전체 길이(L_c)를 가지는 광 커플러(38)로서 그러한 작은(tiny) 부분을 조작하는 것은 실용적이지 못할 수 있다. 따라서, 추가적인 실시예에서, 복수의 부분이 제조되고 유리 도광체에 나란히(side-by-side) 부착될 수 있고, 그에 따라 L_g 보다 상당히 짧은 길이를 가지는 복수의 부분을 연결하여 희망 길이(L_c)를 성취할 수 있다. 이는 또한, 온도 변화 및 열팽창 계수차로 인한 박층을 방지하는데 도움이 될 수 있다.

도 14a 내지 도 14c에 도시된 또 다른 실시예에서, 1 밀리미터 두께의 PMMA 블랭크가 압축 몰딩에 의해서 적합한 광 커플러로 형성될 수 있다. 이러한 기술은 주입 몰딩과 유사하나, 원형화(prototyping)를 위한 무거운 장비를 필요로 하지 않는다. 그러한 기술은 2개의 폴리싱된 절반-몰드들(polished half-molds) 즉, 섹션들(72a 및 72b) 사이에서 가열된 중합체 블랭크(64)를 압축하는 것을 이용한다. 일부 경우에, 압축력의 균형을 위해서 2개의 광 커플러(38)가 동시에 형성될 수 있다. 커플러들이 결합될 수 있고, 그에 따라 파선(74)에서의 절단이 결합된 커플러들을 개별적인 구성요소로 분리할 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 압축 기술은, 충분히 낮은 점도 형성을 위해서 요구되는 높은 온도로 인한, 기하형태적 제어의 한계 그리고 또한 잠재적인 중합체 열화(degradation)를 나타낸다.

도 15a 내지 도 15c에 도시된 또 다른 실시예에서, 주입 몰딩이 2개의 상보적인 부분(76a 및 76b)으로 제조된 개방-가능 몰드(76)와 함께 이용될 수 있다. 조립되면, 몰딩 부분(76a 및 76b)이 공동(78)을 그 사이에 형성하고, 그러한 공동 내로 용융 중합체 또는 중합체 수지가 주입된다. 약 120 내지 140 ℃에서 용융 중합체(예를 들어, PMMA 또는 폴리카보네이트)를 공동(78) 내로 주입한 후에, 몰드(76)가 개방되고, 하나 이상의 사출기(80)를 이용하여 주입된 단편을 몰드 공동으로부터 밀어낼 수 있다. 이어서, 주입 몰딩된 광 커플러가, 예를 들어 고온 와이어 절단 방법으로, 예를 들어 파선(84)에서, 그 주입 탕구(82)로부터 분리되어 도 15c에 도시된 바와 같은 광 커플러(38)를 형성한다.

또 다른 실시예에서, 광 커플러(100)가 도 16에서 광 커플러의 길이(L_c)에 수직인 횡단면으로 도시되어 있고, 기저부 부분(104)에 의해서 결합된 2개의 테이퍼 부분(102)을 포함하여 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 테이퍼 부분(102) 및 기저부 부분(104)이, 예를 들어 굴절률-합치 접착제로, 함께 결합될 수 있는 분리된 섹션들일 수 있다. 그러나, 특정의 다른 실시예에서, 테이퍼 부분 및 기저부 부분이 균질한(homogeneous) 구성요소일 수 있다. 즉, 광 커플러(100)가 전술한 방법 중 임의의 방법에 의해서 하나의 균질한 단편으로서 몰딩되거나 가공될 수 있다.

광 커플러(100)가, 도광판(24)을 수용하기 위한 크기를 가지는 채널(106)을 포함하는 준-삼각형(quasi-triangular) 형상일 수 있다. 광 커플러(100)는 폭(Th2)을 가지는 입력 면(108), 제1 반사 면(110) 및 제2 반사 면(112)을 포함하고, 제1 반사 면(110) 및 제2 반사 면(112) 각각은 개별적인 출력 면(114, 116)과 각도(α)를 형성한다. 광 커플러(100)는 입력 면(108)과 채널(106)의 하단(115) 사이의 길이(L1)를 포함하고, 채널(106)은 깊이(L2)를 포함한다. 함께, L1 및 L2는 입력 면(108)과 그러한 입력 면(108)에 수직인 방향을 따른 광 커플러(100)의 가장 먼 범위 사이의 총 거리를 나타낸다. L1과 L2의 합인, L_t 가 커플러 길이이다. 가상선(118 및 120)은, 각도(q)로 수렴하는, 반사 면(110 및 112)의 연장선을 각각 나타내고, 여기에서 q = 2·α 이다. 광 커플러(100)가, 예를 들어, 중합체 재료로 형성될 수 있고, 굴절률(n_c)을 포함한다. 간략히, 광 커플러(100)가, 하나의 정점에 형성된 채널(106)을 포함하는 절두형 삼각형, 예를 들어 절두형 이등변 삼각형으로서 횡단면으로 도시되어 있고, 반사 면(110) 의 길이는 반사 면(112) 의 길이와 같다. 채널(106)의 폭은 도광판(24)의 두께(Th1)와 같거나 그보다 약간 더 넓다. 일부 실시예에서, 반사 부재(122)가 반사 면(110, 112)에 인접하여 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 반사 부재(124)가 광원(26)과 광 커플러(100) 사이의 갭에 인접하여 배치된다. 반사 부재(122 및 124)가 함께 또는 개별적으로 이용될 수 있다. 다시 말해서, 일부 실시예에서 반사 부재(122)가 이용될 수 있고, 다른 실시예에서 반사 부재(124)가 이용될 수 있으며, 또 다른 실시예에서 반사 부재(122 및 124) 모두가 이용될 수 있다.

도 17은, 다양한 입력 면 폭(Th2)(즉, 입력 면(108)의 길이)에 대한, 모델링된 광학적 커플링 효율을 커플러 길이(L_t)의 함수로서 도시한 그래프이다. 도광판 두께(Th1)가 1.5 밀리미터였고, 도광판(24)의 굴절률(n_L = 1.5)은 광 커플러의 굴절률(n_c)과 같았다. 채널(106)의 폭(Wx = 1.5 밀리미터)이 도광판(24)의 두께(Th1)와 같았다. LED 광원의 폭(Wd)이 2 mm인 것으로 가정되었고, 0.1 mm의 갭이 LED를 입력 면(108)으로부터 분리하였다. 반사 부재는 이용되지 않았다. 데이터는, 최하단 곡선에서 시작하여 위쪽으로, 3.6 밀리미터, 3.4 밀리미터, 3.2 밀리미터, 3.0 밀리미터, 2.8 밀리미터, 2.6 밀리미터, 2.4 밀리미터, 2.4 밀리미터, 2.2 밀리미터 및 2.0 밀리미터의 입력 면(108)의 치수(즉, Th2)에 대해서, 커플링 효율이 약 2 밀리미터의 커플러 길이(L_t)에 대한 약 46%의 낮은 값으로부터 약 4 밀리미터 내지 약 15 밀리미터의 커플러 길이의 범위에 걸친 약 82%의 높은 값까지 증가되었다는 것을 보여준다. 데이터는 또한, 입력 면 폭(Th2)이 3.6으로부터 2.0 밀리미터로 감소됨에 따라, 커플러 길이(L_t)의 함수로서의 커플링 효율이 증가되고 보다 지속적(consistent)이 된다는 것을 보여준다. 커플러 입력 면 폭(Th2 = 3.6)의 경우에, 약 2 밀리미터 내지 약 15 밀리미터 범위의 커플러 길이에 걸친 커플링 효율의 정현파형 특성(sinusoidal character)이 매우 현저해지는 반면, 커플러 입력 면 폭(Th2 = 2.0 밀리미터)의 경우에, 커플링 효율이 약 4 밀리미터 내지 약 15 밀리미터 범위의 커플러 길이에 걸쳐 매우 균일하다는 것이, 그래프로부터 명확하다. 데이터는, 입력 면 폭(Th2)이 LED의 폭(Wd)과 대략적으로 동일할 때 보다 큰 커플링 효율이 성취될 수 있다는 것을 추가적으로 보여준다.

도 18은 a) 반사 부재가 없는, b) 99% 램버시안 반사율을 가지는 반사 부재(122 및 124)를 구비한, 및 c) 99% 거울 반사(정반사)를 가지는 반사 부재(122 및 124)를 구비한 실시예에 대한, 광 커플러(100)에 대한 모델링된 광학적 커플링 효율을 커플러 길이(L_t)의 함수로서 도시한 그래프이다. 도광판 두께(Th1)가 1.5 밀리미터였고, 도광판(24)의 굴절률(n_L = 1.5)은 광 커플러의 굴절률(n_c)과 같았다. 채널(106)의 폭(Wx = 1.5 밀리미터)이 도광판(24)의 두께(Th1)와 같았다. LED 광원의 폭(Wd)이 2 mm인 것으로 가정되었고, 0.1 mm의 갭이 LED를 입력 면(108)으로부터 분리하였다. 데이터는, 광 커플러 반사 표면에 인접하여 그리고 광원(26)과 입력 면(108) 사이의 갭에 인접한 정반사 부재의 이용이 커플링 효율을 높이는데 있어서 효과적이라는 것을 보여준다. 데이터는 또한, 전술한 매개변수의 경우에, 커플링 효율이 약 1 밀리미터인 커플러 길이(L_t)에서 약 70%의 낮은 값으로부터 약 4 밀리미터 및 그 초과(예를 들어, 15 밀리미터까지)에서의 대략적으로 균일한 커플링 효율까지 급격히 증가된다는 것을 보여준다.

도 19는 광 커플러(100)의 반사 면에 인접하는 반사 부재가 커플링 효율에 미치는 영향을 도시한 다른 그래프이다. 좌측으로부터 우측으로, 데이터는, 광 커플러(100)의 반사 면에 인접하여 반사 부재가 없는 것; 램버시안 반사율을 가지는 반사 부재(124)를 이용하는 것; 램버시안 반사율을 가지는 반사 부재(122 및 124)를 이용하는 것, 정반사율을 가지는 반사 부재(124)를 이용하는 것, 그리고 정반사율을 가지는 반사 부재(122 및 124)를 이용하는 것의 효과를 보여준다. 도 18에 도시된 바와 같이, 데이터는, 반사 부재가 이용될 때, 현저한 개선을 보여준다. 이는, 반사 부재가 정반사율을 가질 때, 특히 그러하다. 반사 부재(124)의 이용과 관련한 최소 차이가 있다. 즉, 램버시안 반사율에서, 반사 부재(124)를 반사 부재(122)와 함께 통합하는 것은, 반사 부재(122) 만을 이용하는 것에 비해서 약 0.2%의 커플링 효율의 개선만을 제공한다. 한편으로, 거울 반사율(정반사율)에서, 반사 부재(124)를 반사 부재(122)와 함께 통합하는 것은, 반사 부재(122) 만을 이용하는 것에 비해서 커플링 효율의 개선을 제공하지 않는다.

도 20은, 상단으로부터 하단까지 2.0 밀리미터, 2.2 밀리미터 및 2.4 밀리미터의 3개의 커플러 입력 면 폭(Th2)에 대한, 모델링된 커플링 효율을 커플러의 길이의 함수로서 도시하는 그래프이다. 광 커플러의 굴절률(n_c)이 1.4이었던 한편, 도광판(24)의 굴절률은 1.5 였다. 광 커플러 출력의 폭(Wx)이, 도광판의 두께와 같은, 1.5 밀리미터였다. 커플러 길이와 채널 깊이 사이의 비율(L2/L_t)이 0.5 였다. LED가 2 밀리미터의 폭(Wd)을 가지는 것으로 가정되었다. 데이터는, Th2가 증가될 때(예를 들어, α가 증가될 때), 커플링 효율이 감소된다는 것을 보여준다. 이전의 그래프에서와 같이, 커플링 효율이 또한 약 4 밀리미터 보다 큰, 예를 들어 약 4 밀리미터 내지 15 밀리미터의 커플러 길이(L_t)에 대해서 더 균일해진다.

도 21은, 광 커플러의 굴절률(n_c)이 1.6까지 증가되었다는 것을 제외하고, 도 20에서와 같다. 데이터는 도 20에 도시된 것과 유사한 거동을 보여주나, 각각의 입력 면 폭(Th2)에 대한 전체적인 커플링 효율은 더 낮다.

도 22는 모델링된 커플링 효율을 도광판의 굴절률(n_L)과 광 커플러의 굴절률(n_c) 사이의 굴절률 차이 즉, Δn = n_c - n_L의 함수로서 도시한 그래프이다. 커플러 길이(L_t)는 4 밀리미터인 것으로 가정된 반면, 채널 깊이(L2)는 2 밀리미터인 것으로 가정되었다. 광 커플러 출력의 폭(Wx)이, 도광판의 두께(Th1)와 같은 것으로, 즉 1.5 밀리미터인 것으로 가정되었다. 앞서서와 같이, 0.1 mm인 LED와 입력 면 사이의 갭을 가지고, LED가 2 밀리미터의 두께(Wd)를 가지는 것으로 가정되었다. 데이터는, 광 커플러의 굴절률이 도광판의 굴절률과 대략적으로 동일할 때, 즉 굴절률 차이의 절대 값이 |Δn| = 0.1일 때 최적의 커플링 효율이 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 그러나, 데이터는 또한, 수용 가능한 커플링 효율(예를 들어, 80% 이상)이 0 < |Δn| ≤ 0.25, 예를 들어 0 < |Δn| ≤ 0.20에 대해서 달성될 수 있다는 것을 보여준다.

도 23은 3개의 커플러 길이, i) 5 밀리미터, ii) 10 밀리미터, 및 iii) 15 밀리미터에 대해서, 모델링된 커플링 효율을 채널 깊이(L2)와 커플러 길이 사이의 비율 즉, L2/L_t 의 함수로서 도시한 그래프이다. 광 커플러(100)의 굴절률(n_c)이 1.4였고, 도광판(24)의 굴절률(n_L)은 1.5 였다. 커플러 출력의 폭(Wx)이, 도광판의 두께(Th1)와 같은 것으로, 즉 1.5 밀리미터인 것으로 가정되었다. LED 폭(Wd)이 2 밀리미터인 것으로 가정되었고, LED와 입력 면(46) 사이의 갭은 0.1 밀리미터였다. 커플러 입력 면의 폭(Th2)이 LED 폭(Wd)과 동일한 것으로 간주되었다. 데이터는, 비율(L2/L_t)이 0.1 내지 약 0.4로 증가됨에 따라, 더 짧은 커플러 길이가 더 큰 커플링 효율을 나타냈다는 것을 보여준다. 그러나, 데이터는 또한, 커플링 효율이 약 0.4의 비율에 수렴한다는 것, 그리고 3개의 커플러 길이에 대한 커플링 효율이 그 이후에 실질적으로 균일하게, 즉 약 0.9의 비율까지 유지된다는 것을 보여준다.

도 24는, 광 커플러(n_c = 1.6)와 도광판(n_L = 1.5) 사이의 굴절률 차이가 반대인 것을 제외하고, 도 23에 대해서 제시된 바와 같은 동일한 조건 하에서 L2/L_t 의 함수로서의 모델링된 커플링 효율의 그래프이다. 즉, Δn = n_c - n_L 는, -0.1이 아니라, +0.1이었다. 데이터는, 비율(L2/L)에 걸쳐서 비교적 균일한 커플링 효율이 0.1 내지 0.9 범위이나, 시나리오 보다 약 2.5% 낮은 전체적인 커플링 효율이라는 것을 보여주고, Δn = n_c - n_L 이 음(negative)이고, 이는 약간 음인 Δn(즉, 도광판(24)의 굴절률이 광 커플러(100)의 굴절률 보다 약간 더 큰 것)를 이용하는 것이 더 바람직하다는 것을 제시한다.

사실상, 개시 내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 본원에서 개시된 실시예에 대한 여러 가지 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명확할 것이다. 예를 들어, 본원에서 개시된 실시예에 따른 도광판이 일반적인 조명 적용예를 위해서 이용될 수 있을 것이고, 백라이트 유닛 또는 디스플레이 장치와 함께 이용될 필요는 없다. 그에 따라, 본 개시 내용은, 첨부된 청구항 및 그 균등물의 범위 내에 포함되는 한, 이러한 실시예의 수정 및 변경을 포함하도록 의도된다.

Claims (5)

1. 백라이트 유닛이며:
   제1 주 표면, 제2 주 표면 및 그 사이의 두께(Th1)를 포함하는 유리 판;
   상기 유리 판에 커플링되는 광 커플러로써, 상기 광 커플러는 상기 유리 판의 연부 부분을 따라서 상기 제1 주 표면 또는 상기 제2 주 표면 중 적어도 하나의 위에서 연장되고 그에 결합되는 적어도 하나의 테이퍼 부분을 포함하고, 상기 적어도 하나의 테이퍼 부분은 입력 면, 반사 면, 및 출력 면을 포함하고, 상기 반사 면은 상기 출력 면과 테이퍼 각도를 형성하는, 광 커플러;
   상기 광 커플러의 입력 면에 인접하여 배치된 광원으로써, 여기서 입력 면의 폭(Th2)이 광원의 폭(Wd)의 1 내지 1.5배의 범위에 있고 Th1을 Th2로 나눈 값이 0.5 내지 1.0의 범위에 있는, 광원; 및
   상기 적어도 하나의 테이퍼 부분의 반사 면에 인접하여 배치되는 반사 부재
   를 포함하는, 백라이트 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광 커플러가 상기 유리 판의 연부 표면에 인접한 기저부 부분을 포함하는, 백라이트 유닛.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유리 판이 굴절률(n_L)을 포함하고, 상기 광 커플러가 굴절률(n_c)을 포함하며, n_c - n_L 가 -0.4 내지 0.8의 범위인, 백라이트 유닛.
4. 디스플레이 장치이며:
   디스플레이 패널;
   상기 디스플레이 패널을 조명하도록 구성된 백라이트 유닛으로서:
   제1 주 표면, 제2 주 표면 및 그 사이의 두께(Th1)를 포함하는 유리 판;
   상기 유리 판의 연부 부분을 따라서 상기 제1 주 표면에 결합된 광 커플러로서, 상기 광 커플러가 적어도 하나의 테이퍼 부분을 포함하고, 상기 적어도 하나의 테이퍼 부분은 입력면, 반사면, 및 출력면을 포함하고, 상기 반사면은 상기 출력면과 테이퍼 각도를 형성하는, 광 커플러; 및
   상기 적어도 하나의 테이퍼 부분의 반사 면에 인접하여 배치되는 반사 부재
   를 포함하는, 백라이트 유닛; 그리고
   상기 광 커플러의 입력 면에 인접하여 배치된 광원을 포함하고, 여기서 입력 면의 폭(Th2)이 광원의 폭(Wd)의 1 내지 1.5배의 범위에 있고 Th1을 Th2로 나눈 값이 0.5 내지 1.0의 범위에 있는, 디스플레이 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 광 커플러가 상기 유리 판의 연부 표면에 인접한 기저부 부분을 포함하는, 디스플레이 장치.

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