KR102236710B1 - 광학 부재, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

광학 부재, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1광학면, 상기 제1광학면과 마주보는 제2광학면, 및 상기 제1광학면과 제2광학면 사이를 연결하는 제3광학면을 포함하는 렌즈, 및 상기 제2광학면 상에 배치되고, 광 투과율이 5% 내지 30%인 커버를 포함하는 광학 부재 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 개시한다.

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 10mm 이하가 되면, 렌즈의 중심이 밝아져 무라(Mura)가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 무라(Mura)를 개선하여 조도 균일성을 향상시킨 광학 부재 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 광학 부재는, 제1광학면, 상기 제1광학면과 마주보는 제2광학면, 및 상기 제1광학면과 제2광학면 사이를 연결하는 제3광학면을 포함하는 렌즈; 및 상기 제2광학면 상에 배치되고, 광 투과율이 5% 내지 30%인 커버;를 포함한다.
본 발명의 일 특징에 따른 백라이트 유닛은, 구동 기판; 상기 구동 기판 상에 배치되는 복수의 발광소자; 및 상기 복수 개의 발광소자에서 방출된 광의 배광을 제어하는 복수 개의 광학 부재를 포함하고, 상기 광학 부재는, 상기 발광소자에서 출사된 광이 입사하는 제1광학면, 상기 제1광학면과 마주보는 제2광학면, 및 상기 제1광학면과 제2광학면을 연결하는 제3광학면을 포함하는 렌즈; 및 상기 제2광학면 상에 배치되고, 광 투과율이 5% 내지 30%인 커버;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 렌즈 상에 커버를 배치함으로써 렌즈 중심부로 광이 집중되는 현상을 개선하여 조도 균일도를 확보할 수 있다.
따라서, 하나의 발광소자와 광학 부재가 커버하는 영역을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 개념도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 광 투과율 적정 범위를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 개념도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 패턴의 SEM 사진이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 패턴의 표면 광택도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 점착층을 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재를 적용함으로써 무라(Mura)가 개선되는 효과를 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 변형예이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 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 일 실시예에 따른 광학 부재의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 광 투과울 적정 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광학 부재(200)는, 광학 렌즈(210), 및 광학 렌즈(210)의 상부에 배치되어 광학 렌즈(210)의 상부로 출사된 광의 광량을 조절하는 커버(220)를 포함한다.
광학 렌즈(210)는 제1광학면(211)과, 제1광학면(211)과 마주보는 제2광학면(212), 및 제1광학면(211)과 제2광학면(212)을 연결하는 제3광학면(213)을 포함한다.
제1광학면(211)은 발광소자(100)에서 출사된 광이 입사되는 광입사면일 수 있다. 제1광학면(211)은 평탄면 또는 곡면을 가질 수 있다.
제2광학면(212)은 제1광학면(211)에 이격 배치된 천정면으로서, 입사되는 광의 일부를 제3광학면(213)으로 반사함으로써 광의 경로를 제어할 수 있다. 제2광학면(212)은 제1광학면(211)을 향해 함몰된 중심부(212a)와, 제3광학면(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 제3광학면(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 제3광학면(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 제3광학면(213)이 만나는 지점에 플랜지(도시 되지 않음)가 더 형성되어 커버 접촉면을 제공할 수도 있다.
지지부(214)는 제1광학면(211)에서 돌출되어 제1광학면(211)의 하부에 발광소자(100)가 배치될 수 있는 간격을 형성한다. 지지부(214)는 렌즈(210)의 제1광학면(211)과 일체로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 별도로 제작되어 부착될 수도 있다.
제1광학면(211)은 발광소자(100)가 수용될 수 있는 홈을 포함할 수 있다. 이러한 렌즈는 발광소자(100)의 일부가 렌즈(210)의 내부에 수용되는 IOL(Integrated Optical Lens) 타입일 수 있다.
제2광학면(212)을 통과하는 광(L2)의 광량이 커지면 휘점이 발생하여 조도 균일도가 악화된다. 따라서, 커버(220)는 렌즈(210)의 제2광학면(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.
커버(220)는 제2광학면(212)을 통과한 광(L2) 100%를 기준으로 5% 내지 30%의 광(L21)만이 투과하도록 조절될 수 있다. 도 2의 (a)를 참고하면 커버(220)의 광 투과율이 5%미만인 경우 렌즈(210)의 중심(P)에서 암부(Dark area)가 관찰되는 문제가 있으며, 도 2의 (b)를 참고하면 광 투과율이 30%를 초과하는 경우 렌즈(210) 중심(P)에서 휘점(Hot spot)이 발생하는 문제가 있다. 따라서, 커버(220)의 광 투과율을 5% 내지 30%로 조절하면 무라(Mura)를 개선되어 조도 균일도가 향상된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 패턴의 SEM 사진이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 패턴의 표면 광택도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 커버(220)는 베이스 기재(221)와 베이스 기재(221)의 광입사면(221b)에 형성되는 점착층(222), 및 베이스 기재(221)의 광출사면(221a)에 배치된 확산 패턴(223)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 제2광학면(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.
점착층(222)은 베이스 기재(221)의 광입사면(221b)에 형성되어 커버(220)를 제2광학면(212)의 테두리부(212c) 또는 플랜지에 부착시킨다.
확산 패턴(223)은 베이스 기재(221)의 광출사면(221a)에 형성된다. 확산 패턴(223)은 베이스 기재(221)에 직접 형성될 수도 있고, 별도로 형성되어 부착될 수도 있다. 도 4를 참조하면, 확산 패턴(223)은 랜덤하게 배치되어 입사되는 광을 확산 및/또는 산란시킬 수 있다.
확산 패턴(223)은 마이크로 렌즈 형상, 엠보싱 형상, 다각형 형상 등의 다양한 확산 패턴 형상이 적용될 수 있다. 또는 별도의 확산 필름을 부착할 수도 있다.
확산 패턴(223)이 형성된 커버(220)의 표면 광택도는 1% 내지 30%일 수 있다. 표면 광택도가 1% 내지 30%를 만족하면 커버(220)에 입사된 광을 충분히 확산시켜 조도 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 표면 광택도는 법선(S)과 제1각도(θ1)로 배치된 광조사기(1)에서 확산 패턴(223)의 표면에 광을 조사하고, 법선(S)과 제2각도(θ2)에 배치된 수광기(2)에서 입사된 광량을 측정함으로써 산출할 수 있다. 여기서 제1각도 (θ1)와 제2각도(θ2)는 법선(S)을 기준으로 동일하다(θ1=θ2). 따라서, 표면 광택도가 1%라는 의미는 수광기(2)에 수집된 광이 광조사기(1)에서 출사된 광의 1% 인 것으로 정의할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 점착층을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재를 적용함으로써 무라가 개선되는 효과를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버의 변형예이다.
도 6을 참조하면, 점착층(222)은 레진(222a)과 투과율 조절 입자(224)를 포함한다. 레진(222a)은 아크릴계 접착 레진일 수 있다. 이때, 점착층(222)의 점착력은 6N/inch 이상 일 수 있다. 점착력이 6N/inch 미만인 경우에는 커버(220)가 렌즈(210)로부터 이탈하는 문제가 발생할 수 있다. 점착력은 6N/inch 내지 100N/inch일 수 있다.
투과율 조절 입자(224)는 입사되는 광을 흡수하거나 반사 또는 굴절시켜 커버(220)의 투과율을 조절할 수 있다. 이러한 투과율 조절 입자(224)는 블랙 카본(black carbon) 입자일 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 광을 흡수하거나 반사 또는 굴절 시킬 수 있는 입자(예를 들면, 청색 안료 등)이면 모두 적용될 수 있다.
레진(222a)과 투과율 조절 입자(224)의 중량비는 1: 0.01 내지 1: 0.1이 되도록 혼합될 수 있다. 일 예로 레진(222a) 4.0g에 투과율 조절 입자(224)는 0.04g 내지 0.4g이 혼합될 수 있다. 레진(222a)과 투과율 조절 입자(224)의 중량비가 1: 0.01 미만인 경우에는 커버(220)의 광 투과율이 높아져 렌즈(210)의 중앙부에서 휘점이 발생하는 문제가 있으며(도 2의 (b) 참조), 중량비가 1:0.1을 초과하는 경우에는 렌즈(210)의 중앙부에서 암부가 발생하는 문제가 있다(도 2의 (a) 참조).
도 7을 참조하면, 광 투과율이 8%가 되도록 레진(222a)과 투과율 조절 입자(224)의 중량비를 조절한 경우, 중심부(212a)의 피크(P1)가 주변 영역과 거의 비슷한 광량을 갖게 된 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 커버(220)를 이용하면 렌즈(210)의 중심부에서 발생하는 무라(Mura)를 제거할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 커버(220)의 구조는 반드시 전술한 바에 한정되는 것은 아니고 다양하게 변형될 수 있다. 도 8을 참조하면, 커버(220)는 베이스 기재(221)에 산란 입자(225)와 투과율 조절 입자(224)가 균질하게 분산되어 형성될 수도 있다. 또는, 산란 입자(225) 및/또는 투과율 조절 입자(224)가 점착층(222)에 분산될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 A-A` 방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 9 및 도 10을 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 9 및 도 10에서는 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.
렌즈(210)는 발광 다이오드(100)로부터의 조사되는 광이 입사되면, 광속을 제어하여 휘도 균일성을 향상시키는 기능을 수행한다. 렌즈(210)는 발광 다이오드(100)와 분리되어 마련될 수 있다. 또한, 렌즈(210)는 발광 다이오드(100)가 내부에 수용된 IOL 타입으로 마련될 수도 있다.
커버(220)는 렌즈(210) 상부면의 적어도 일부를 덮도록 렌즈(210) 상에 접착되며, 광 투과율이 5% 내지 30%로 마련된다.
커버(220)는 렌즈(210)를 통과하여 커버(220)로 입사하는 광 중 특정 영역 즉, 발광 다이오드(100)의 중심부에 대응하는 영역으로 진행되는 광의 일부만을 통과시킴으로써, 발광 다이오드(100)의 중심부에 광이 집중되는 현상을 개선할 수 있다. 광학 부재(200)의 구체적인 구성 및 기능은 전술한 바와 동일하다.
한편, 도 9 및 도 10에서는 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.
한편, 백라이트 유닛(10)에서 조도 균일도를 충분히 확보하기 위해서는 발광 다이오드(100)와 렌즈(210) 사이에 소정 크기 이상의 공극(air gap)이 형성될 필요가 있다. 또한, 넓은 조도 분포를 가지기 위해서는 발광 다이오드(100)의 크기를 줄이거나, 렌즈(210)의 크기를 키워 조도 균일도를 확보할 필요가 있다.
최근 초박형 액정표시장치에 대한 요구가 증가되면서, 발광 다이오드(100)와 렌즈(210) 간의 공극을 줄이는 시도들이 지속되고 있다. 그러나, 줄어든 공극으로 인해 렌즈(210)의 크기를 키우는데 한계가 있고, 이로 인해 조도 균일도를 확보하는데 어려움이 있다.
특히, 백라이트 유닛(10)의 두께가 10mm 이하로 설계되는 경우, 광원(100)의 중심부로 광이 집중되어 중심부가 매우 밝아지는 무라(Mura)가 발생하며, 하나의 광원이 커버하는 영역 또한 줄어들게 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 렌즈(210)의 중심부로 집중되는 광의 일부를 차단하는 커버(220)를 결합함으로써, 발광 다이오드(100)로부터 출사되는 광이 광학 부재(200)의 중심부로 집중되는 것을 효과적으로 개선하고, 하나의 발광 다이오드(100)가 커버할 수 있는 커버 영역을 넓히는 효과가 있다.
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: 제1광학면
212: 제2광학면
213: 제3광학면
220: 커버
221: 베이스 기재
222: 점착층
223: 확산 패턴

Claims (10)

  1. 제1광학면(211), 상기 제1광학면(211)과 마주보는 제2광학면(212), 및 상기 제1광학면(211)과 제2광학면(212) 사이를 연결하는 제3광학면(213)을 포함하는 렌즈(210); 및
    상기 제2광학면(212) 상에 배치되고, 광 투과율이 5% 내지 30%인 커버(220);를 포함하고,
    상기 제2광학면(212)은 상기 제1광학면(211)을 향해 함몰된 중심부(212a), 상기 제3광학면(213)과 연결되는 연결되는 테두리부(212c), 및 상기 중심부(212a)와 상기 테두리부(212c)를 연결하는 곡선부를 포함하고,
    상기 테두리부(212c)는 평탄면을 포함하고,
    상기 커버(220)의 가장자리부는 상기 제2광학면(212)의 상기 평탄면 상에 배치되고, 상기 커버(220)의 중심부(212a)는 상기 제2광학면(212)의 중심부(212a)와 이격 배치되고,
    상기 커버(220)는 베이스 기재(221) 및 상기 베이스 기재(221)의 광입사면에 형성되는 점착층(222)을 포함하고,
    상기 커버(220)와 상기 광입사면 사이의 이격 간격은 상기 평탄면에서 상기 중심부(212a)로 갈수록 커지고,
    상기 제2광학면(212)은 상기 제1광학면(211)을 향해 함몰되어 입사되는 광의 일부를 상기 제3광학면(213)으로 반사하고
    상기 베이스 기재(221)의 두께는 100㎛ 내지 1000㎛이고,
    상기 제2광학면(212)의 상기 평탄면의 폭은 0.5mm 내지 1 mm인 광학 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점착층(222)은,
    레진, 및 투과율 조절 입자를 포함하고,
    상기 레진과 투과율 조절 입자의 중량비는 1: 0.01 내지 1: 0.1이고,
    상기 점착층(222)의 점착력은 6N/inch 내지 100N/inch인 광학 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기재(221)의 광출사면에 배치되는 확산 패턴을 포함하고,
    상기 커버(220)의 표면 광택도는 1% 내지 30%인 광학 부재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기재(221)는 산란 입자 및 투과율 조절 입자를 포함하는 광학 부재.
  5. 구동 기판(110);
    상기 구동 기판 상에 배치되는 복수의 발광소자(100); 및
    상기 복수의 발광소자에서 방출된 광을 제어하는 복수 개의 광학 부재를 포함하고,
    상기 광학 부재는,
    제1광학면(211), 상기 제1광학면(211)과 마주보는 제2광학면(212), 및 상기 제1광학면(211)과 제2광학면(212) 사이를 연결하는 제3광학면(213)을 포함하는 렌즈(210); 및
    상기 제2광학면(212) 상에 배치되고, 광 투과율이 5% 내지 30%인 커버(220);를 포함하고,
    상기 제2광학면(212)은 상기 제1광학면(211)을 향해 함몰된 중심부(212a), 상기 제3광학면(213)과 연결되는 연결되는 테두리부(212c), 및 상기 중심부(212a)와 상기 테두리부(212c)를 연결하는 곡선부를 포함하고,
    상기 테두리부(212c)는 평탄면을 포함하고,
    상기 커버(220)의 가장자리부는 상기 제2광학면(212)의 상기 평탄면 상에 배치되고, 상기 커버(220)의 중심부(212a)는 상기 제2광학면(212)의 중심부(212a)와 이격 배치되고,
    상기 커버(220)는 베이스 기재(221) 및 상기 베이스 기재(221)의 광입사면에 형성되는 점착층(222)을 포함하고,
    상기 커버(220)와 상기 광입사면 사이의 이격 간격은 상기 평탄면에서 상기 중심부(212a)로 갈수록 커지고,
    상기 제2광학면(212)은 상기 제1광학면(211)을 향해 함몰되어 입사되는 광의 일부를 상기 제3광학면(213)으로 반사하고
    상기 베이스 기재(221)의 두께는 100㎛ 내지 1000㎛이고,
    상기 제2광학면(212)의 상기 평탄면의 폭은 0.5mm 내지 1 mm인 백라이트 유닛.
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