KR102354823B1 - 광학 부재, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 기판 상에 배치되는 복수의 발광소자; 및 상기 복수 개의 발광소자에서 방출된 광을 제어하는 복수 개의 광학 부재를 포함하고, 상기 광학 부재는, 상기 발광소자에서 출사된 광이 입사하는 입사면, 상기 입사면과 마주보는 제1광학면, 및 상기 입사면과 상기 제1광학면 사이를 연결하는 제2광학면을 포함하는 렌즈를 포함하며, 상기 입사면의 적어도 일부에는 표면 거칠기 영역이 형성된다.

Description

광학 부재, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛{OPTICAL ELEMENT AND BACKLIGHT UNIT INCLUDING THE SAME}

본 발명은 발광소자에서 방출된 광을 제어하는 광학 부재에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 인가전압에 따른 액정 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생하는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 장치이다.

액정표시장치는 자체 발광성이 없어 영상이 디스플레이 되는 액정패널의 배면에 광을 제공하는 발광 장치인 백라이트 유닛(backlight unit, BLU)이 구비된다.

백라이트 유닛은 광원인 발광 다이오드의 위치에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 구분될 수 있다.

에지형 백라이트 유닛은 광원인 발광 다이오드들이 도광판의 측면에 배치되고, 도광판은 전반사 등을 통해 발광 다이오드로부터 조사되는 광을 액정패널을 향하여 조사한다.

직하형 백라이트 유닛은 도광판 대신 확산판을 사용하며, 발광 다이오드들은 액정패널의 후면에 배치된다. 이에 따라서, 발광 다이오드들은 액정패널의 후면을 향하여 광을 조사한다.

최근 직하형 백라이트 유닛에 대하여 저가, 소비전력 감소, 및 슬림화에 대한 연구가 활발하다. 이를 해결하기 위해서 적은 개수의 광원으로 많은 영역을 커버할 수 있는 반사형 렌즈가 개발되고 있다.

그러나, 백라이트 유닛의 두께가 얇아질수록, 조도면의 밝고 어두운 정도에 따른 민감도가 커지며, 균일한 조도면을 형성하기 어려운 문제가 있다.

본 발명의 한 실시예는 조도 균일성을 향상시킨 광학 부재 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 광학 부재는 입사면, 상기 입사면과 마주보는 제1광학면, 및 상기 입사면과 상기 제1광학면 사이를 연결하는 제2광학면을 포함하는 렌즈를 포함하며, 상기 입사면의 적어도 일부에는 표면 거칠기 영역이 형성된다.

상기 표면 거칠기 영역은 링(ring) 형상일 수 있다.

상기 링 형상의 내경은 1.6mm 내지 2mm이고, 상기 링 형상의 외경은 2.3mm 내지 3mm일 수 있다.

상기 링 형상의 내경은 1.7mm 내지 1.9mm이고, 상기 링 형상의 외경은 2.4mm 내지 2.6mm일 수 있다.

상기 제1 광학면 상에 배치되는 커버를 더 포함하며, 상기 커버의 한 면에는 확산 패턴이 형성될 수 있다.

상기 제1 광학면은 상기 입사면을 향해 함몰 형성될 수 있다.

상기 입사면에 돌출 형성되는 복수의 지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 표면 거칠기 영역은 상기 복수의 지지부에 의하여 둘러싸이는 영역 내에 형성될 수 있다.

상기 표면 거칠기 영역은 발광 소자에 대향하도록 형성될 수 있다.

상기 발광 소자로부터 상기 입사면까지의 거리는 0.8mm 내지 1mm일 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 백라이트 유닛은 구동 기판; 상기 구동 기판 상에 배치되는 복수의 발광소자; 및 상기 복수 개의 발광소자에서 방출된 광을 제어하는 복수 개의 광학 부재를 포함하고, 상기 광학 부재는, 상기 발광소자에서 출사된 광이 입사하는 입사면, 상기 입사면과 마주보는 제1광학면, 및 상기 입사면과 상기 제1광학면 사이를 연결하는 제2광학면을 포함하는 렌즈를 포함하며, 상기 입사면의 적어도 일부에는 표면 거칠기 영역이 형성된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 조도 균일도를 확보할 수 있다. 특히, 조도면에 암링 및 휘점이 발생하는 문제를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 부재의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 커버의 개념도이다.
도 3은 확산 패턴이 형성된 커버를 포함하지 않는 광학 부재의 단면도이고, 도 4는 도 3의 광학부재를 통하여 형성되는 조도 분포를 나타낸다.
도 5는 확산 패턴이 형성된 커버를 포함하는 광학 부재의 단면도이고, 도 6은 도 5의 광학부재를 통하여 형성되는 조도 분포를 나타낸다.
도 7 내지 9는 커버의 한 면에 확산 패턴이 형성된 효과를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 렌즈의 저면도를 나타낸다.
도 11 내지 13은 표면 거칠기 영역의 치수에 따른 효과를 설명하는 도면이다.
도 14 내지 16은 발광 소자와 입사면 간의 거리에 따른 효과를 설명하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재가 적용되는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재가 적용되는 백라이트 유닛을 A-A` 방향을 따라 절단한 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 부재의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 부재(200)는, 렌즈(210), 및 렌즈(210)의 상부에 배치되어 렌즈(210)의 상부로 출사되는 광의 광량을 조절하는 커버(220)를 포함한다.

렌즈(210)는 입사면(211), 입사면(211)과 마주보는 제1광학면(212), 및 입사면(211)과 제1광학면(212)을 연결하는 제2광학면(213)을 포함한다.

입사면(211)은 발광소자(100)에서 출사된 광이 입사되는 입사면으로 기능한다. 입사면(211)은 평탄면 또는 곡면을 가질 수 있다. 입사면(211)이 소정의 곡률을 가지는 곡면으로 형성되면, 광의 경로가 제어될 수 있다.

제1광학면(212)은 입사되는 광의 일부를 제2광학면(213)으로 반사함으로써 광의 경로를 제어할 수 있다. 제1광학면(212)은 입사면(211)을 향해 함몰된 중심부(212a)와, 제2광학면(213)과 연결되는 테두리부(212c), 및 중심부(212a)와 테두리부(212c)를 연결하는 곡선부(212b)를 포함할 수 있다.

곡선부(212b)는 진행 경로가 광축(OA)과 이루는 각이 소정 각도 이상인 광(L1)은 제2광학면(213)으로 반사시키고, 진행 경로가 광축(OA)과 이루는 각이 소정 각도 이하의 광(L2)은 투과시킬 수 있다. 곡선부(212b)는 요구되는 투과율을 갖기 위하여 적정한 곡률을 가질 수 있다.

테두리부(212c)는 곡선부(212b)와 제2광학면(213)을 연결하며, 커버(220)가 고정될 수 있는 평탄면을 가질 수 있다. 충분한 점착 공간을 마련하기 위하여 테두리부(212c)의 평탄면은 약 0.5mm 내지 1mm의 폭(W)을 가질 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 테두리부(212c)와 제2광학면(213)이 만나는 지점에 플랜지가 더 형성되어 커버 접촉면을 제공할 수도 있다.

지지부(214)는 입사면(211)에서 돌출되어 입사면(211)의 하부에 발광소자(100)가 배치될 수 있는 간격을 형성한다. 지지부(214)는 렌즈(210)의 입사면(211)과 일체로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 별도로 제작되어 부착될 수도 있다.

한편, 제1광학면(212)을 통과하는 광(L2)의 광량이 커지면 휘점이 발생하여 조도 균일도가 악화될 수 있다. 따라서, 커버(220)는 렌즈(210)의 제1광학면(212)으로부터 입사하는 광(L2) 중에서 일부를 흡수, 반사 또는 굴절시켜 출사되는 광(L21)의 광량을 조절한다. 따라서, 렌즈(200)의 중심 영역으로 광이 집중되는 현상이 방지된다.

이를 위하여, 커버의 한 면에는 확산 패턴이 형성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 커버의 개념도이다.

도 2를 참조하면, 커버(220)는 베이스 기재(221)와 베이스 기재(221)의 광출사면(221a)에 배치된 확산 패턴(222)을 포함한다.

베이스 기재(221)는 PMMA(poly methyl methacrylate), PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate) 등을 경화시킨 필름일 수 있다. 필요에 따라 베이스 기재(221)에는 강도를 높이기 위해 별도의 코팅층을 더 형성할 수도 있다.

베이스 기재(221)의 두께는 100㎛ 내지 1000㎛일 수 있다. 일반적으로 렌즈(210)의 제1광학면(212)은 중심이 함몰되고 직경은 약 10mm 내지 30mm이므로, 베이스 기재(221)의 두께가 100㎛미만인 경우 평탄도를 유지하기 어려운 문제가 있다. 또한, 두께가 1000㎛를 초과하는 경우에는 슬림화 추세에 있는 백라이트 유닛의 허용 두께를 만족하기 어렵고 제조 단가가 상승하는 문제가 있다.

확산 패턴(222)은 베이스 기재(221)의 광출사면(221a)에 형성된다. 확산 패턴(222)은 베이스 기재(221)에 직접 형성될 수도 있고, 별도로 형성되어 부착될 수도 있다. 확산 패턴(222)은 랜덤하게 배치되어 입사되는 광을 확산 및/또는 산란시킬 수 있다.

확산 패턴(222)은 마이크로 렌즈 형상, 엠보싱 형상, 다각형 형상, 피라미드 형상 등의 다양한 확산 패턴 형상이 적용될 수 있다. 또는 별도의 확산 필름을 부착할 수도 있다.

도 3은 확산 패턴이 형성된 커버를 포함하지 않는 광학 부재의 단면도이고, 도 4는 도 3의 광학부재를 통하여 형성되는 조도 분포를 나타낸다. 도 5는 확산 패턴이 형성된 커버를 포함하는 광학 부재의 단면도이고, 도 6은 도 5의 광학부재를 통하여 형성되는 조도 분포를 나타낸다.

도 3 내지 4를 참조하면, 발광소자(100)로부터 입사면(211)으로 입사된 광이 제1 영역 및 제3 영역을 통과하나, 제2 영역에는 광이 통과하지 않게 된다. 이에 따라, 상대적으로 어두운 영역인 암링이 형성될 수 있다. 또한, 제1 영역을 통과하는 광량이 제2 영역 및 제3 영역을 통과하는 광량에 비하여 높음으로, 상대적으로 밝은 영역인 휘점(Hot spot)이 형성될 수 있다.

도 5 내지 6을 참조하면, 커버(220)의 한 면에 확산 패턴(222)이 형성된다. 이에 따라, 발광소자(100)로부터 입사면(211)을 통하여 입사된 후, 커버(220)를 통하여 출사되는 광의 일부가 흩어지게 된다. 이에 따라, 휘점 및 암링이 형성되는 현상을 개선할 수 있다.

도 7 내지 9는 커버의 한 면에 확산 패턴이 형성된 효과를 설명하는 도면이다.

도 7(a)는 커버의 한 면에 확산 패턴이 형성된 렌즈의 조도를 측정한 결과이고, 도 7(b)는 커버의 한 면에 확산 패턴이 형성되지 않은 렌즈의 조도를 측정한 결과이다. 도 7(a)와 도 7(b)를 비교하면, 커버의 한 면에 확산 패턴이 형성된 경우, 휘점 및 암링이 형성되는 현상을 개선할 수 있음을 알 수 있다.

이는 렌즈의 커버 영역에 대한 휘도를 나타내는 도 8, 그리고 도 8을 노멀라이징한 도 9에 의하여 더욱 구체적으로 설명될 수 있다. 도 8을 참조하면, 커버의 한 면에 확산 패턴이 형성되지 않은 렌즈의 최대 밝기는 1949nit이고, 커버의 한 면에 확산 패턴이 형성된 렌즈의 최대 밝기는 1717nit이다. 이로부터 커버의 한 면에 확산 패턴이 형성된 경우, 렌즈의 중심 부분의 휘점이 형성되는 문제가 개선됨을 알 수 있다. 그리고, 도 9를 참조하면, 커버의 한 면에 확산 패턴이 형성되는 경우, 렌즈의 중심에 인접한 부분에 암링이 형성되는 문제가 개선됨을 알 수 있다.

한편, 휘점 및 암링을 해결하기 위한 재현성을 높이기 위하여, 추가적인 설계가 필요하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 입사면(211)의 적어도 일부에 표면 거칠기 영역을 형성하여 휘점 및 암링이 형성되는 현상을 개선하고자 한다.

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 렌즈의 저면도를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 입사면(211)에는 복수의 지지부(214)가 돌출 형성되며, 표면 거칠기 영역(211a)은 복수의 지지부(214)에 의하여 둘러싸이는 영역 내에 형성될 수 있다. 표면 거칠기 영역(211a)은 발광 소자(100)에 대향하도록 형성될 수 있다. 여기서, 표면 거칠기 영역은 요철이 있는 거친 영역을 의미하며, 부식 등에 의하여 형성될 수 있다. 입사면(211)에 표면 거칠기 영역(211a)이 형성되면, 발광 소자(100)로부터 입사되는 광의 적어도 일부가 흩어지게 되며, 흩어진 빛의 적어도 일부는 암링이 형성되는 영역으로 출사된다. 이에 따라, 렌즈의 중심 주변에 암링이 형성되는 문제를 개선할 수 있다. 도 10의 b1 및 b2는 입사면(211)의 곡률을 나타낸다. 입사면(211)이 소정의 곡률을 가지는 곡면인 경우, 광의 경로를 제어할 수 있다.

이때, 표면 거칠기 영역(211a)은 링(ring) 형상일 수 있으며, 링 형상의 내경(D_I)은 1.6mm 내지 2mm, 바람직하게는 1.7mm 내지 1.9mm이고, 링 형상의 외경(D_O)은 2.3mm 내지 3mm, 바람직하게는 2.4mm 내지 2.6mm일 수 있다. 링 형상의 내경이 1.6mm 미만인 경우, 렌즈(210) 중심의 밝기가 높아지므로, 휘점이 형성될 수 있다. 링 형상의 외경이 2.3mm 미만인 경우, 암링 개선 효과가 줄어들 수 있다.

도 11 내지 13은 표면 거칠기 영역의 치수에 따른 효과를 설명하는 도면이다. 도 11(a)는 표면 거칠기 영역의 내경이 1.5mm이고, 외경이 2.5mm인 링 형상인 경우의 조도 분포를 나타내고, 도 11(b)는 표면 거칠기 영역의 내경이 1.5mm이고, 외경이 2.2mm인 링 형상인 경우의 조도 분포를 나타내며, 도 11(c)는 표면 거칠기 영역의 내경이 1.8mm이고, 외경이 2.5mm인 링 형상인 경우의 조도 분포를 나타낸다. 도 12는 표면 거칠기 영역의 치수 별로 렌즈의 커버 영역에 대한 휘도를 나타내는 그래프이고, 도 13은 도 12를 노멀라이징한 그래프이다.

도 11 내지 13을 참조하면, 표면 거칠기 영역의 내경이 1.5mm인 경우, 렌즈의 중심에 대응하는 영역의 밝기가 증가함을 알 수 있다. 그리고, 표면 거칠기 영역의 외경이 2.2mm인 경우, 렌즈의 중심 주변에 암링이 상대적으로 진하게 형성됨을 알 수 있다.

이때, 발광 소자(100)로부터 입사면(211)까지의 거리는 0.8mm 내지 1mm로 형성할 수 있다. 발광 소자(100)로부터 입사면(211)까지의 거리는 지지부(214)의 길이에 따라 조정될 수 있다. 발광 소자(100)로부터 입사면(211)까지의 거리가 1mm를 초과하면, 표면 거칠기 영역(211a)에 의하여 산란된 광이 렌즈(210)의 중심으로 집중되어 휘점이 더욱 선명하게 형성될 수 있다. 그리고, 발광 소자(100)로부터 입사면(211)까지의 거리가 0.8mm 미만이면, 암링의 영역이 넓어지게 된다.

도 14 내지 16은 발광 소자와 입사면 간의 거리에 따른 효과를 설명하는 도면이다. 도 14(a)는 발광 소자와 입사면 간의 거리가 1.09mm이고, 도 14(b)는 발광 소자와 입사면 간의 거리가 0.99mm이고, 도 14(c)는 발광 소자와 입사면 간의 거리가 0.89mm이고, 도 14(d)는 발광 소자와 입사면 간의 거리가 0.79mm인 경우의 조도 분포를 나타내고, 도 15는 발광 소자와 입사면 간의 거리 별로 렌즈의 커버 영역에 대한 휘도를 나타내는 그래프이고, 도 16은 도 15를 노멀라이징한 그래프이다.

도 14 내지 16을 참조하면, 발광 소자와 입사면 간의 거리가 짧아질수록 렌즈의 중심 부분의 밝기가 낮아짐을 알 수 있다. 다만, 발광 소자와 입사면 간의 거리가 0.8mm 미만으로 짧아질 경우, 암링 영역이 넓어짐을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따라, 렌즈의 입사면에 표면 거칠기 영역을 형성하고, 렌즈의 입사면과 발광 소자 간의 거리를 소정 거리 이내로 설정하면, 휘점 및 암링이 형성되는 현상을 개선할 수 있으며, 조도의 균일성을 높일 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재가 적용되는 액정표시장치의 분해 사시도이고, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재가 적용되는 백라이트 유닛을 A-A` 방향을 따라 절단한 단면도이다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 액정표시장치는 백라이트 유닛(10)과 액정패널(20)을 포함한다.

액정패널(20)은 액정표시장치의 표시부로서, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) 기판과 컬러필터 기판과, 그리고 두 기판 사이에 개재된 액정층을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터 기판은 복수의 게이트 라인, 복수의 게이트 라인과 교차하는 복수의 데이터 라인, 각 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 형성되는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다.

액정패널(20)의 일측에는 구동 회로부(30)가 연결될 수 있다.

구동 회로부(30)는 박막 트랜지스터 기판의 게이트 라인에 스캔 신호를 공급하는 인쇄회로기판(31)과, 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 인쇄회로기판(32)을 포함한다.

구동 회로부(30)는 칩온필름(Chip on film, COF), 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, TCP) 등의 방식으로 액정패널(20)과 전기적으로 연결된다.

액정표시장치는 액정패널(20)을 지지하는 패널 가이드(21), 액정패널(20)의 가장자리를 감싸며 패널 가이드(21)와 결합되는 상부 케이스(22)를 더 포함할 수 있다.

백라이트 유닛(10)은 직하형으로 액정패널(20)에 결합되며, 하부 커버(300), 구동 기판(110), 복수의 발광소자(100), 발광소자(100)의 광을 제어하는 광학 부재(200), 및 다수의 광학시트(400)를 포함할 수 있다.

하부 커버(300)는 금속 등으로 이루어지며, 상부가 개구된 박스 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 하부 커버(300)는 금속 플레이트 등이 절곡되어 형성될 수 있다.

하부 커버(300)가 절곡되어 형성되는 공간에는 구동 기판(110)이 수용된다. 또한, 하부 커버(300)는 광학시트(400) 및 액정패널(20)을 지지하는 기능을 수행한다.

구동 기판(110)은 플레이트 형상을 가지며, 반사층이 구동 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 반사층은 발광소자(100)로부터 조사되는 광을 반사시켜 백라이트 유닛(10)의 성능을 향상시키는 기능을 수행한다.

구동 기판(110) 상에는 복수의 발광소자(100)가 실장될 수 있다. 각 발광소자(100)는 광학 부재(200)에 의해 배광이 제어된다. 도 17 및 도 18에서는 발광소자(100)가 발광 다이오드(LED)인 경우를 예로 들어 설명한다.

각 발광 다이오드(100)는 구동 기판(110) 상에 배치되며, 구동 기판(110)에 전기적으로 연결된다. 발광 다이오드(100)는 구동 기판(110)에서 공급되는 구동신호에 따라서 발광한다.

각 발광 다이오드(100)는 점광원으로 동작하며, 구동 기판(110) 상에 소정 간격으로 배치된 발광 다이오드(100) 배열(array)은 면광원을 형성할 수 있다.

각 발광 다이오드(100)는 발광 다이오드 칩을 포함하는 발광 다이오드 패키지 형태로 마련될 수 있다. 각 발광 다이오드(100)는 백색 광을 조사하거나, 청색 광, 녹색 광 및 적색 광을 골고루 나누어서 조사할 수도 있다.

광학 부재(200)는 렌즈(210)와 렌즈(210)의 상부에 결합되는 커버(220)를 통해 발광 다이오드(100)로부터 조사되는 광의 광속과 투과율을 제어함으로써 백라이트 유닛(10)의 휘도 균일성을 향상시키는 기능을 수행한다.

광학 부재(200)의 구체적인 구성 및 기능은 전술한 바와 동일하다.

한편, 도 17 및 도 18에서는 광학 부재(200)들이 서로 분리된 상태로 소정 간격 이격되어 배치되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 각 발광 다이오드(100)에 대응하여 소정 간격으로 배열된 복수의 광학 부재(200)가 하나의 구조물로 결합된 형태로 구현될 수도 있다.

광학시트(400)는 확산시트(410), 제1프리즘시트(420), 제2프리즘시트(430) 등을 포함하며, 광학시트(400)를 통과하는 광의 특성을 향상시키기 위해 사용될 수 있다.

확산 시트(410)는 광원부(100)로부터 입사된 광을 액정패널(20)의 정면으로 향하게 하고, 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 액정패널(20)에 조사한다.

제1프리즘시트(420)와 제2프리즘시트(430)는 서로 교차하게 배치되어 확산된 광을 다시 집광시켜 액정 패널(20)로 출사시킨다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 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: 발광소자
200: 광학 부재
210: 광학 렌즈
211: 입사면
212: 제1광학면
213: 제2광학면
220: 커버
221: 베이스 기재
222: 확산 패턴

Claims (11)

1. 입사면, 상기 입사면과 마주보는 제1광학면, 및 상기 입사면과 상기 제1광학면 사이를 연결하는 제2광학면을 포함하는 렌즈를 포함하며,
   상기 입사면의 적어도 일부에는 표면 거칠기 영역이 형성되고,
   상기 표면 거칠기 영역은 링(ring) 형상이고, 발광 소자에 대향하도록 형성되고,
   상기 발광 소자는 상기 입사면 및 상기 표면 거칠기 영역으로 광을 방출하고,
   상기 링 형상의 내경은 1.6mm 내지 2mm이고, 상기 링 형상의 외경은 2.3mm 내지 3mm인 광학 부재.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 링 형상의 내경은 1.7mm 내지 1.9mm이고, 상기 링 형상의 외경은 2.4mm 내지 2.6mm인 광학 부재.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1광학면 상에 배치되는 커버를 더 포함하며,
   상기 커버의 한 면에는 확산 패턴이 형성되는 광학 부재.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1광학면은 상기 입사면을 향해 함몰 형성되는 광학 부재.
7. 제1항에 있어서,
   상기 입사면에 돌출 형성되는 복수의 지지부를 더 포함하는 광학 부재.
8. 제7항에 있어서,
   상기 표면 거칠기 영역은 상기 복수의 지지부에 의하여 둘러싸이는 영역 내에 형성되는 광학 부재.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자로부터 상기 입사면까지의 거리는 0.8mm 내지 1mm인 광학 부재.
11. 구동 기판;
    상기 구동 기판 상에 배치되는 복수의 발광소자; 및
    상기 복수 개의 발광소자에서 방출된 광을 제어하는 복수 개의 광학 부재를 포함하고,
    상기 광학 부재는,
    상기 발광소자에서 출사된 광이 입사하는 입사면, 상기 입사면과 마주보는 제1광학면, 및 상기 입사면과 상기 제1광학면 사이를 연결하는 제2광학면을 포함하는 렌즈를 포함하며,
    상기 입사면의 적어도 일부에는 표면 거칠기 영역이 형성되고,
    상기 표면 거칠기 영역은 링(ring) 형상이고, 상기 표면 거칠기 영역은 링(ring) 형상이고, 발광 소자에 대향하도록 형성되고,
    상기 발광 소자는 상기 입사면 및 상기 표면 거칠기 영역으로 광을 방출하고,
    상기 링 형상의 내경은 1.6mm 내지 2mm이고, 상기 링 형상의 외경은 2.3mm 내지 3mm인 백라이트 유닛.

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