JP5709599B2 - 導光板及びこれを備えたバックライトユニット - Google Patents

Description

本発明は、導光板及びこれを備えたバックライトユニットに関するものである。

表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、電界光学的な効果を用いた液晶表示装置（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）、ガス放電を用いたプラズマ表示素子（ＰＤＰ；Plasma Display Panel）、及び電界発光効果を用いたＥＬ表示素子（ＥＬＤ；Electro Luminescence Display）などがあり、その中で液晶表示装置に対する研究が活発に進行されている。

液晶表示装置は、大部分が外部から入る光量を調節して画像を表示する受光性装置であるので、ＬＣＤパネルに光を照射するための別の光源、即ち、バックライトユニット（BackLight unit）が要求されている。

本発明の目的は、互いに異なる屈折率を有する導光板と、各々の導光板に光を照射する発光モジュールを含み、これを通じて導光板から混合光が出射できるようにする導光板及びこれを備えたバックライトユニットを提供することにある。

本発明の導光板は、第１傾斜面を有する第１導光部材と、第２傾斜面を有する第２導光部材と、を含み、上記第１傾斜面と第２傾斜面とが対向するように上記第１導光部材と第２導光部材が配置される。

また、本発明のバックライトユニットは、発光モジュールと、上記発光モジュールの一側に配置される導光板と、上記導光板の上または下に配置される光学部材と、を含み、上記導光板は第１傾斜面を有する第１導光部材と、第２傾斜面を有する第２導光部材とを含み、上記第１傾斜面と第２傾斜面とが対向するように上記第１導光部材と第２導光部材が配置される。

本発明の導光板及びこれを備えたバックライトユニットによれば、互いに異なる色座標ターゲットを有する発光モジュールから出射された光が混合されるようにすることによって、選択的に混合光が得られる長所がある。

本発明の実施形態に従うバックライトユニットの構成を示す図である。 本発明の実施形態の第１導光部材と第２導光部材とからなる導光板を示す図である。 本発明の他の実施形態の導光板を示す図である。 本発明の他の実施形態の導光板を示す図である。 本発明の他の実施形態の導光板を示す図である。

以下、本発明の実施形態に対して添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。但し、本実施形態が開示する事項から本実施形態が有する発明の思想の範囲が定まることができ、本実施形態が有する発明の思想は提案される実施形態に対して構成要素の追加、削除、変更などの実施変形を含むことと解釈されるべきである。

図１は、本発明の実施形態に従う導光板を備えた表示装置を示す分解斜視図である。

図１を参照すると、表示装置１００は、映像がディスプレイされる表示パネル１１０と、上記表示パネル１１０に光を提供するバックライトユニットとを含む。

上記表示パネル１１０は詳細に図示してはいないが、例えば、互いに対向して均一なセルギャップが維持されるように合着された下部及び上部基板と、上記両基板の間に介された液晶層を含む。上記下部基板には多数のゲートラインと上記多数のゲートラインと交差する多数のデータラインが形成され、上記ゲートラインとデータラインとの交差領域に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；thin film transistor）が形成できる。上記上部基板にはカラーフィルターが形成できる。上記表示パネル１１０の構造はこれに限定されず、上記表示パネル１１０は多様な構造を有することができる。他の例を挙げれば、上記下部基板は薄膜トランジスタだけでなく、カラーフィルターを含むこともできる。また、上記表示パネル１１０は上記液晶層を駆動する方式に従って多様な形態の構造で形成できる。

図示してはいないが、上記表示パネル１１０の縁にはゲートラインにスキャン信号を供給するゲート駆動ＰＣＢ（gate driving printed circuit board）と、データラインにデータ信号を供給するデータ駆動ＰＣＢ（data driving printed circuit board）が備えられる。

上記表示パネル１１０の上及び下のうち、少なくとも１個所には偏光フィルム（図示せず）が配置されることもできる。

上記表示パネル１１０とバックライトユニットとの間には光学シート１２０が配置されることができ、このような光学シート１２０は除去されることができ、これに対して限定するのではない。

上記光学シート１２０は、拡散シート（図示せず）、プリズムシート（図示せず）、及び蛍光シート（図示せず）を含むことができる。

上記拡散シートは上記導光板から出射された光を均等に拡散させてくれて、上記拡散された光はプリズムシートにより表示パネルに集光できる。ここで、上記プリズムシートは水平または／及び垂直プリズムシート、一枚以上の照度強化フィルムなどを用いて選択的に構成できる。蛍光シートは、発光ダイオードから出た光を受けて、これを通過することによって、異なる光が出るようにする。上記光学シート１２０の種類、個数、位置などは実施形態の技術的範囲内で追加または削除されることができ、これに対して限定するのではない。

バックライトユニットは、発光モジュール１３０、１４０と、上記発光モジュールから側面に入射される光を前面に案内する導光板２００及び上記導光板２００の下側に配置されて光を反射させて上記表示パネル１１０側に向かうようにする反射シート１５０を含むことができる。

そして、上記バックライトユニット１３０を収納するためのボトムカバー（図示せず）が設けられることができる。

上記導光板は、各々傾斜面を有する第１導光部材２１０と、第２導光部材２２０からなり、上記発光モジュールは上記第１導光部材２１０の側面に向けて光を発生させる第１発光モジュール１３０と、上記第２導光部材２２０の側面に向けて光を発生させる第２発光モジュール１４０と、を含む。そして、第１導光部材２１０と第２導光部材２２０には各々第１傾斜面及び第２傾斜面が形成されることと説明するが、各々の導光板に複数の傾斜面が形成されることは可能である。

そして、上記発光モジュールは上記導光板の個数と同一の個数で提供される。

そして、上記発光モジュールの各々は少なくとも１つ以上の発光ダイオード１３１、１４１と、上記発光ダイオード１３１、１４１が実装されるモジュール基板１３２、１４２とを含む。

上記発光ダイオード１３１、１４１は、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、白色ＬＥＤのような有色のＬＥＤまたはＵＶ−ＬＥＤで具現されることができ、これに対して限定するのではない。但し、第１発光ダイオード１３１と第２発光ダイオード１４１は同一の色のＬＥＤあるいは互いに異なる色のＬＥＤからなる。即ち、多様な色再現のために、互いに相異する光が各々の導光板に入射されるようにして、最終的に表示パネル１１０側に移動される光は混合光になるようにする。

上記モジュール基板１３２、１４２は、メタルコアＰＣＢ、ＦＲ−４ ＰＣＢ、一般ＰＣＢ、セラミック基板などからなり、実施形態の技術的範囲内で多様に変更できる。

上記導光板の詳細構成に対しては、図２と共に説明する。

図２には、反射シート１５０の上側に配置される第２導光部材２２０と、上記第２導光部材２２０の上に配置される第１導光部材２１０の断面構成が図示されている。

そして、上記第１導光部材２１０の入光面２１２の一側には第１発光モジュール１３０が配置され、上記第２導光部材２２０の入光面２２２の一側には第２発光モジュール１４０が配置される。

特に、上記第２導光部材２２０は、上記第１導光部材２１０に比べて、その屈折率が相対的に等しいか高い物質からなり、これは上記第２導光部材２２０が第１導光部材２１０の下側に配置されるため、外部空気との屈折率が大きく差が出るようにして、上記第２導光部材２２０の下部面で光反射がより多く起こるようにするためである。

上記第２導光部材２２０は上記表示パネル１１０側に向ける傾斜面２２１を有し、上記第１導光部材２１０は上記第２導光部材２２０に向かう傾斜面２１１を有する。以下では、上記第２導光部材２２０の傾斜面を第２傾斜面２２１といい、上記第１導光部材２１０の傾斜面を第１傾斜面２１１という。

上記第１傾斜面２１１と第２傾斜面２２１とが対向できるように上記第１導光部材２１０及び第２導光部材２２０が配置され、上記第２導光部材２２０の下側には光の反射のための反射シート１５０が配置される。

したがって、上記第１発光モジュール１３０で発生される光は上記第１導光部材２１０の入光面２１２を通じて導光板の内部に入射され、上記第１導光部材２１０の第１傾斜面２１１で光反射がなされて上記表示パネル１１０側に移動するようになる。

そして、上記第２発光モジュール１４０で発生される光は上記第２導光部材２２０の入光面２２２を通じて内部に入射され、上記第２導光部材２２０の下部面で光反射が主になされて、上記表示パネル１１０側に移動するようになる。

これによって、上記第１導光部材２１０から出射される光は上記第１発光モジュール１３０から出射された第１光と、上記第２発光モジュール１４０から出射された第２光とが混合された混合光になる。

結局、上記第１発光モジュール１３０及び第２発光モジュール１４０を構成する発光ダイオードの種類によって最終的な混合光の色の変更が可能である。これによって、多様な色座標を具現できるバックライトユニット及び表示装置を製造することできる。

図３乃至図５は、本発明の他の実施形態に従う導光板の構成を示す図である。

まず、図３には第１導光部材２１０の第１傾斜面２１１に小さいサイズのパターンが多数形成され、上記第２導光部材２２０の底面２２３に小さいサイズのパターンが多数形成される場合が図示される。

即ち、上記第１導光部材２１０に入射される光が拡散されるようにするパターン部が上記第１傾斜面２１１に形成される。そして、上記第２導光部材２２０に入射される光が拡散されるようにするパターン部が第２導光部材の底面２２３に形成される。

より詳しくは、パターン部が形成された第１傾斜面２１１によって、上記第１発光モジュール１３０から出射される第１光が拡散されるか、上記反射シート１５０によって反射されて再入射される第１光または第２光が拡散できる。

そして、パターン部が形成された第２導光部材の底面２２３によって、上記第２発光モジュール１４０から出射される第２光が拡散されるか、上記反射シート１５０によって反射されて再入射される第１光または第２光が拡散できる。

一方、図４には上記第１導光部材２１０の上部面２１３に小さいサイズのパターンが多数形成され、上記第２導光部材２２０の第２傾斜面２２１に小さいサイズのパターンが多数形成される場合が図示される。

即ち、上記第１導光部材２１０に入射される光が拡散されるようにするパターン部が上記上部面２１３に形成される。そして、上記第２導光部材２２０に入射される光が拡散されるようにするパターン部が第２導光部材の第２傾斜面２２１に形成される。

より詳しくは、パターン部が形成された第１導光部材の上部面２１３によって、上記第１発光モジュール１３０から出射される第１光が拡散されるか、上記反射シート１５０によって反射されて再入射される第１光または第２光が拡散できる。

そして、パターン部が形成された第２導光部材の第２傾斜面２２１によって、上記第２発光モジュール１４０から出射される第２光が拡散されるか、上記反射シート１５０によって反射されて再入射される第１光または第２光が拡散できる。

一方、図５には上記第１導光部材２１０の第１傾斜面２１３及び第２導光部材２２０の第２傾斜面２２１が直接密着して共通傾斜面２１５が形成される場合が図示される。

即ち、上記第１導光部材２１０と上記第２導光部材２２０との間には反射シートなどの他の部材が形成されるか、空気層の形成無しで密着して形成することによって、第１導光部材２１０及び第２導光部材２２０の屈折率が第１導光部材２１０の上の空気層に向けるほど小さくなることによって、光が第１導光部材２１０の上面に放出される。

この際、図３または図４のように、第１導光部材２１０及び第２導光部材２２０の上面または下面に小さいサイズのパターンが多数形成できる。

このような実施形態は多様に変更可能であることは勿論であり、このような実施形態に限定されるのではない。

以上、実施形態を中心として説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない種々の変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形及び応用に関連した差異点は特許請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (11)

1. 第１傾斜面を有する第１導光部材と、
   前記第１導光部材と互いに異なる屈折率を有し、第２傾斜面を有する第２導光部材と、
   を含み、
   前記第１傾斜面と第２傾斜面とが対向するように前記第２導光部材の上に前記第１導光部材が配置され、前記第１導光部材及び前記第２導光部材は各々の側面で光源からの光を収容し、
   前記第１導光部材と前記第２導光部材との間には空気層が介在し、
   前記第２導光部材の屈折率は、前記第１導光部材の屈折率より大きいことを特徴とする導光板。
2. 前記第１導光部材は上側を形成する上部面を有し、
   前記上部面または第１傾斜面にはパターン部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
3. 前記第１導光部材の前記第１傾斜面に第１パターンが形成され、
   前記第２導光部材は下側を形成する下部面を有し、
   前記第２導光部材の前記下部面に第２パターンが形成されることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
4. 第１傾斜面を有する第１導光部材と前記第１導光部材と互いに異なる屈折率を有し、第２傾斜面を有する第２導光部材とを含み、前記第１傾斜面と第２傾斜面とが対向するように前記第２導光部材の上に前記第１導光部材が配置される導光板と、
   前記導光板の上に配置される光学部材と、
   前記第１導光部材の一側に配置される第１発光モジュールと、
   前記第２導光部材の一側に配置される第２発光モジュールと、
   前記第２導光部材の下部に配置される反射部材と、を含み、
   前記第１導光部材と前記第２導光部材との間には空気層が介在し、
   前記第２導光部材の屈折率は、前記第１導光部材の屈折率より大きいことを特徴とするバックライトユニット。
5. 前記第１発光モジュールに取り付けられる発光ダイオードと、前記第２発光モジュールに取り付けられる発光ダイオードとは、モジュール別に互いに異なる色を発生させることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
6. 前記第１発光モジュールまたは第２発光モジュールに取り付けられる発光ダイオードは、互いに異なる色の発光ダイオードで配置されることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
7. 前記第１導光部材は上側を形成する上部面を有し、
   前記上部面または第１傾斜面には複数のパターン部が形成されることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
8. 前記第１導光部材の前記第１傾斜面に第１パターンが形成され、
   前記第２導光部材は下側を形成する下部面を有し、
   前記第２導光部材の前記下部面に第２パターンが形成されることを特徴とする請求項４に記載のバックライトユニット。
9. 前記光学部材は、拡散シート、プリズムシート、蛍光シートのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載のバックライトユニット。
10. 前記バックライトユニットは前記光学部材の上に配置される表示パネルに光を照射することを特徴とする請求項４から９のいずれかに記載のバックライトユニット。
11. 前記第１及び第２発光モジュールは少なくとも１つの発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項４から１０のいずれかに記載のバックライトユニット。