KR20060032434A - 광 조명 유닛 및 이를 갖는 액정표시장치 - Google Patents

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KR20060032434A
KR20060032434A KR1020040081381A KR20040081381A KR20060032434A KR 20060032434 A KR20060032434 A KR 20060032434A KR 1020040081381 A KR1020040081381 A KR 1020040081381A KR 20040081381 A KR20040081381 A KR 20040081381A KR 20060032434 A KR20060032434 A KR 20060032434A
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light incident
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차재록
이경돈
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삼성전자주식회사
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Abstract

광 조명 유닛은 발광 부재들 및 도광판을 포함한다. 발광 부재는 광을 발생한다. 도광판은 광이 입사되는 광 입사면, 광 입사면과 대향하는 측면, 및 광 입사면과 측면을 연결하고 입사된 광이 출사되는 광 출사면을 갖는다. 광 입사면과 측면 사이의 이격 거리는 발광 부재의 위치에 따라 서로 다르다. 광 입사면은 측면과 평행한 제1 면과, 제1 면의 양측에 각각 인접하여 형성되고 제1 면과 경사진 제2 면 및 제3 면을 포함한다. 따라서, 발광 다이오드들의 개수가 감소되어 조립 공정을 단순화할 수 있으며, 이를 포함하는 광 조명 유닛 및 액정표시장치의 제조 비용 및 소비 전력을 절감할 수 있다.

Description

광 조명 유닛 및 이를 갖는 액정표시장치{LIGHT ILLUMINATING UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 조명 유닛의 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 조명 유닛의 광의 경로를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 조명 유닛의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 조명 유닛의 광의 경로를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 조명 유닛의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 조명 유닛의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100,200,300,400 : 광 조명 유닛 100a,200a,300a,400a : 도광판
100b,200b,300b,400b : 발광 다이오드 110,210,310,410 : 제1 광 입사면
120,220,320,420 : 제2 광 입사면 230,380,460 : 제3 광 입사면
390 : 제4 광 입사면 150,250,350,450 : 광 출사면
152,252,352,452 : 디스플레이 영역 154,254,354,454 : 암부 영역
700 : 액정표시장치 710 : 액정표시패널
720 : 반사 시트 730 : 광학 시트
740 : 수납 용기 750 : 샤시
본 발명은 광 조명 유닛 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부품을 단순화할 수 있는 광 조명 유닛 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 디스플레이 한다. 상기 액정표시장치는 CRT 등에 비하여 부피가 매우 작고 무게가 가벼운 장점을 갖고, 그 결과 휴대용 컴퓨터, 통신 기기, 액정 TV 등에 널리 사용되고 있다.
상기 액정을 제어하기 위해, 상기 액정표시장치는 상기 액정을 제어하는 액정 제어 파트 및 상기 액정에 광을 공급하는 광공급 파트를 필요로 한다. 구체적으로, 상기 액정표시장치는 상기 액정 제어 파트인 액정표시패널 및 상기 광공급 파트인 백라이트 어셈블리를 포함할 수 있다. 상기 백라이트 어셈블리는 광을 발생하는 발광 다이오드 및 상기 광을 가이드하여 출사하는 도광판을 포함할 수 있다.
상기 액정표시패널에는 면광원 형태의 광 분포를 가지며, 균일한 휘도를 갖는 광이 입사되어야 디스플레이 영역에 균일한 성능의 영상이 디스플레이될 수 있 다. 상기 광 분포의 균일성은, 예를 들면 상기 도광판의 형상 및 상기 발광 다이오드의 위치 등에 의해 영향을 받는다.
상기 발광 다이오드의 개수가 부족한 경우, 상기 발광 다이오드로부터 발생한 광이 디스플레이 영역을 전체적으로 커버하지 못하여 암부(dark portion)가 발생할 수 있다. 따라서, 원하는 표시 품질을 얻기 위하여 상기 액정표시장치는 일정한 개수 이상의 발광 다이오드를 필요로 한다.
따라서, 다수의 발광 다이오드를 구동하기 위해서 소비 전력이 증가되고, 상기 다수의 발광 다이오드를 채용하기 때문에 상기 액정표시장치의 제조 비용이 증가되는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 부품을 단순화할 수 있는 광 조명 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 부품을 단순화할 수 있는 광 조명 유닛을 갖는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 일 특징에 따른 광 조명 유닛은 복수의 발광 부재들 및 도광판을 포함한다. 상기 발광 부재는 광을 발생한다. 상기 발광 부재는, 예를 들면 발광 다이오드이다. 상기 도광판은 상기 광이 입사되는 광 입사면, 상기 광 입사면과 대향하는 측면, 및 상기 광 입사면과 상기 측면을 연결하고 상기 입사된 광이 출사되는 광 출사면을 갖는다. 이 때, 상기 광 입사면과 상 기 측면 사이의 이격 거리는 상기 발광 부재의 위치에 따라 서로 다르다. 예를 들어, 상기 광 입사면은 상기 측면과 평행한 제1 면, 상기 제1 면의 일측에 인접하여 형성되고, 상기 측면과 경사진 제2 면, 및 상기 제1 면의 타측에 인접하여 형성되고, 상기 측면과 경사진 제3 면을 포함한다. 상기 광 입사면은 제1 광 입사면 및 상기 제1 광 입사면에 인접하여 나란히 형성된 제2 광 입사면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광 입사면은 상기 제2 광 입사면에 인접하여 나란히 형성된 제3 광 입사면을 더 포함할 수 있다. 상기 발광체들은 상기 제1 내지 제3 면들에 광을 입사하도록 배치될 수 있으며, 경사면인 상기 제2 및 제3 면들에만 광을 입사하도록 배치될 수 있다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 다른 특징에 따른 광 조명 유닛은 발광 부재들 및 도광판을 포함한다. 상기 발광 부재들은 광을 발생한다. 상기 도광판은 상기 광이 입사되는 광 입사면 및 상기 입사된 광이 출사되는 광 출사면을 갖는 도광판을 포함한다. 상기 광 출사면은 상기 입사된 광이 출사되어 디스플레이되는 디스플레이 영역을 갖는다. 상기 광 입사면은 각 상기 발광 부재들로부터 발생한 광이 적어도 상기 디스플레이 영역에 입사될 때 서로 오버랩되도록 경사면을 갖는다.
상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는 광 발생부, 도광판, 액정표시패널 및 수납 용기를 포함한다. 상기 광 발생부는 광을 발생하는 복수의 발광 부재들을 포함한다. 상기 도광판은 상기 광이 입사되는 광 입사면, 상기 광 입사면과 대향하는 측면, 및 상기 광 입사면과 상기 측면을 연결하고 상기 입사 된 광이 출사되는 광 출사면을 갖는다. 이 때, 상기 광 입사면과 상기 측면 사이의 이격 거리는 상기 발광 부재의 위치에 따라 서로 다르다. 상기 액정표시패널은 출사된 광을 입력받아 영상을 표시한다. 상기 수납 용기는 상기 광 발생부, 상기 도광판 및 상기 액정표시패널을 수납하는 수납 용기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 발광 다이오드들을 출사되는 광이 상이한 방향으로 진행하도록 서로 경사지게 배치하여, 상기 발광 다이오드들의 개수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 상기 발광 다이오드의 조립 공정을 단순화할 수 있으며, 이를 포함하는 광 조명 유닛 및 액정표시장치의 제조 비용 및 소비 전력을 절감할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 광 조명 유닛 및 이를 갖는 액정표시장치에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
광 조명 유닛
실시예 1
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 조명 유닛의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 광 조명 유닛(100)은 도광판(100a) 및 복수의 발광 다이오드(100b)들을 포함한다.
상기 발광 다이오드(100b)들은 외부 전원에 응답하여 광을 발생한다. 예를 들면, 상기 발광 다이오드(100b)들은 백색광을 발생하는 백색광 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 상기 발광 다이오드(100b)들은 적색광을 발생하는 적색광 발광 다이오드, 녹색광을 발생하는 녹색광 발광 다이오드 및 청색광을 발생하는 청색광 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 적색광, 녹색광 및 청색광 발광 다이오드들은 소정의 조합비에 의해 백색광을 발생할 수 있다. 상기 발광 다이오드(100b)들은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)(도시되지 않음)에 전기적으로 연결되어서, 외부로부터 전원을 인가받을 수 있다.
상기 도광판(100a)은 대체로 평탄한 소정의 두께의 다각형 평판 형상을 갖는다. 상기 도광판(100a)은 상기 발광 다이오드(100b)들로부터 발생한 상기 광을 수평한 방향을 따라 가이드하여 출사한다. 상기 도광판(100a)은 상기 발광 다이오드(100b)들로부터 발생한 점광원 형태의 광 분포를 갖는 광을 면광원 형태의 광 분포를 갖는 광으로 변경한다. 상기 도광판(100a)은 제1 광 입사면(110), 제2 광 입사면(120), 광 출사면(150), 제1 측면(160), 제2 측면(170) 및 제3 측면(180)을 포함한다.
상기 제1 광 입사면(110)에는 상기 발광 다이오드(100b)로부터 발생한 상기 광이 입사된다. 상기 제1 광 입사면(110)과 상기 제3 측면(180) 사이의 이격 거리는 상기 발광 다이오드(100b)들의 위치에 따라 서로 다르다. 예를 들면, 상기 제1 광 입사면(110)은 제1 면(112), 제2 면(114) 및 제3 면(116)을 포함한다. 상기 제1 면(112)은 상기 제3 측면(180)과 평행하다. 즉, 상기 제1 면(112)는 도 1에 도시된 제1 방향과 평행하다. 상기 제1 면(112)에 광을 제공하는 상기 발광 다이오드(100b)는 상기 제1 면(112)의 중앙에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 제2 면(114)은 상기 제1 면(112)의 좌측에 인접하여 형성되고, 상기 제1 면(112)을 향하여 경 사진다. 상기 제3 면(116)은 상기 제1 면(112)의 우측에 인접하여 형성되고, 상기 제1 면(112)을 향하여 경사진다. 따라서, 상기 제2 및 제3 면들(114,116)은 상기 제1 방향에 대해서 일정한 경사각을 갖는다. 상기 제2 및 제3 면들(114,116)은 상기 제1 면(112)의 중심을 관통하여 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 평행한 축에 대하여 대체로 상호 대칭된다. 상기 제1 내지 제3 면들(112,114,116)에는 상기 발광 다이오드(100b)들이 각각 1개씩 대응되어 광이 입사된다.
상기 제2 광 입사면(120)은 상기 제1 광 입사면(110)에 인접하여 나란하게 형성된다. 상기 제2 광 입사면(120)은 상기 제1 광 입사면(110)과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2 광 입사면(120)과 상기 제3 측면(180) 사이의 이격 거리는 상기 발광 다이오드(100b)들의 위치에 따라 서로 다르며, 상기 제2 광 입사면(120)은 상기 제1 방향과 평행한 제1 면(122) 및 상기 제1 방향에 대해서 상기 제1 면(122)을 향하여 일정한 경사각을 갖는 제2 및 제3 면들(124,126)을 포함한다. 또한, 상기 제1 면(122)에 광을 제공하는 상기 발광 다이오드(100b)는 상기 제1 면(122)의 중앙에 위치하는 것이 바람직하고, 상기 제2 및 제3 면들(124,126)은 상기 제1 면(122)의 중심을 관통하여 상기 제2 방향에 평행한 축에 대하여 대체로 상호 대칭된다. 상기 제1 광 입사면(110)과 유사하게, 상기 제1 내지 제3 면들(122,124,126)에는 상기 발광 다이오드(100b)들이 각각 1개씩 대응되어 광이 입사된다.
상기 제1 및 제2 광 입사면들(110,120)로 입사된 광은 광 출사면(150)을 통해서 출사된다. 구체적으로, 점광원 형태의 광 분포를 갖는 광이 발광 다이오드 (100b)들로부터 상기 제1 및 제2 광 입사면들(110,120)로 입사되면, 상기 광은 상대적으로 넓은 면적을 갖는 상기 도광판(100a)으로부터 균일하게 반사되어서 면광원 형태의 광 분포를 형성한다. 이어서, 상기 면광원 형태의 광 분포를 갖는 광은 상기 광 출사면(150)을 통해서 출사된다. 상기 광 출사면(150)은 디스플레이 영역(152) 및 암부 영역(154)을 갖는다. 상기 디스플레이 영역(152)에서는 상기 제1 및 제2 광 입사면들(110,120)로 입사된 광이 출사되어 디스플레이된다. 상기 암부 영역(154)은 상기 입사된 광이 일부에서 출사되지 않아 디스플레이 영역으로 활용될 수 없다.
상기 제1 측면(160) 및 상기 제2 측면(170)은 각각 상기 제2 광 입사면(120) 및 상기 제1 광 입사면(110)에 인접하여 형성된다. 이 때, 상기 제1 및 제2 측면들(160,170)은 서로 대향한다. 상기 제3 측면(180)은 상기 제1 및 제2 광 입사면들(110,120)과 대향하여 형성된다.
상기 도광판(100a)은 평판형 도광판이므로, 상기 도광판(100a)은 상기 발광 다이오드(100b)와 인접한 상기 제1 및 제2 광 입사면들(110,120)로부터 이에 대향하는 상기 제3 측면(180)까지 균일한 두께를 갖는다. 또한, 상기 도광판(100a)은 상기 발광 다이오드(100b)와 인접한 상기 제1 및 제2 광 입사면들(110,120)로부터 이에 대향하는 상기 제3 측면(180)으로 갈수록 두께가 감소하는 쐐기형 도광판일 수 있다.
이하, 상기 광 조명 유닛(100a)의 광의 경로를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 조명 유닛의 광의 경로를 설명하기 위한 평면도들이다. 도 2는 평탄한 광 입사면을 갖고, 도 1의 광 조명 유닛과 동일한 개수의 발광 다이오드를 포함하는 광 조명 유닛의 광의 경로를 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 평탄한 광 입사면을 갖고, 도 1의 광 조명 유닛보다 더 많은 개수의 발광 다이오드를 포함하는 광 조명 유닛의 광의 경로를 설명하기 위한 평면도이며, 도 4는 도 1의 광 조명 유닛의 광의 경로를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 광 조명 유닛(5)은 도 1의 광 조명 유닛과 동일한 개수의 발광 다이오드(5b)들을 포함한다. 평탄한 평면의 광 입사면(10)을 갖는 도광판(5a)에 발광 다이오드(5b)들로부터 발생한 광이 입사될 때, 상기 광들은 디스플레이 영역(52)에 도달하기 전에 서로 오버랩되지 않는다. 따라서, 상기 발광 다이오드(5b)들의 근처에 위치한 상기 디스플레이 영역(52)의 경계부에는 충분한 광을 제공받지 못하는 암부가 형성된다. 이를 방지하기 위해서는, 상기 발광 다이오드(5b)와 상기 디스플레이 영역(52) 사이의 거리를 증가시켜야 하지만, 상기 디스플레이 영역(52)이 감소되거나, 상기 도광판(5a)의 크기가 증가되어야 한다.
도 3을 참조하면, 광 조명 유닛(7)은 도 1의 광 조명 유닛보다 더 많은 개수의 발광 다이오드(7b)들을 포함한다. 이로써, 평탄한 평면의 광 입사면(10)을 갖는 도광판(7a)에 상기 발광 다이오드(7b)들로부터 발생한 광이 입사될 때, 상기 광들은 디스플레이 영역(52)에 도달하기 전에 서로 오버랩될 수 있다. 따라서, 상기 발광 다이오드(7b)들의 근처에 위치한 상기 디스플레이 영역(52)의 경계부에는 충분 한 광을 제공받지 못하는 암부가 형성되지 않는다. 그러나, 도 3의 광 조명 유닛에 비해서, 더 많은 발광 다이오드가 요구되므로, 상기 광 조명 유닛(7)의 제조 공정이 복잡해지고 제조 비용 및 소비 전력이 증가한다.
도 4를 참조하면, 상기 발광 다이오드(100b)들로부터 발생한 광은 상기 제1 광 입사면(110) 및 상기 제2 광 입사면(120)에 입사된다. 입사된 광들은 스넬(Snell)의 법칙에 의하여 소정의 확산각으로 진행한다.
상기 제1 광 입사면(110), 구체적으로 상기 제1 면(112), 상기 제2 면(114) 및 상기 제3 면(116)에 입사된 광들은, 예를 들면 각각 대략 70도 내지 80도의 확산각으로 진행한다. 상기 제1 면(112)은 상기 제1 방향에 대해서 평행하게 형성되고, 상기 제2 및 제3 면들(114,116)은 상기 제1 방향에 대해서 상기 제1 면(112)을 향하여 소정의 각으로 경사지게 형성된다. 따라서, 상기 제2 및 제3 면들(114,116)로 입사된 광이 상기 디스플레이 영역(152)에 입사될 때, 상기 제1 광 입사면(110)이 경사면을 갖지 않는 경우보다 더 넓은 부분에 걸쳐 입사된다.
한편, 상기 제2 광 입사면(120), 구체적으로 상기 제1 면(122), 상기 제2 면(124) 및 상기 제3 면(126)에 입사된 광들의 경로도 상기 제1 광 입사면(110)에 입사된 광들의 경로와 동일하다.
도 2에 도시된 광의 경로와 비교할 때, 상기 광 조명 유닛(100)은 동일한 개수의 발광 다이오드를 이용하여 상기 발광 다이오드로부터 입사된 광들이 적어도 상기 디스플레이 영역(152)에 입사될 때 서로 오버랩될 수 있기 때문에, 상기 발광 다이오드(100b)들의 근처에 위치한 상기 디스플레이 영역(152)의 경계부에 암부가 형성되지 않는다. 따라서, 상기 광 출사면(150)은 보다 작은 상기 암부 영역(154)을 갖는다.
또한, 도 3에 도시된 광의 경로와 비교할 때, 상기 광 조명 유닛(100)은 동일한 크기의 상기 디스플레이 영역(152) 및 상기 암부 영역(154)을 갖고, 보다 적은 개수의 발광 다이오드를 필요로 한다.
본 실시예에 따르면, 상기 발광 다이오드들을 출사되는 광이 상이한 방향으로 진행하도록 서로 경사지게 배치하여, 상기 발광 다이오드들의 개수가 감소될 수 있다. 따라서, 상기 발광 다이오드들의 조립 공정을 단순화할 수 있으며, 이를 포함하는 광 조명 유닛 및 액정표시장치의 제조 비용 및 소비 전력을 절감할 수 있다. 또한, 발광 다이오드들의 개수를 유지하는 경우에는, 상기 암부 영역을 보다 감소시킬 수 있으므로, 상기 광 조명 유닛 및 이를 갖는 액정표시장치의 크기가 감소된다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 조명 유닛의 분해 사시도이다. 본 실시예에서, 도광판의 광 입사면을 제외한 나머지 구성 및 기능은 제1 실시예와 동일하므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도광판(200a)은 제1 광 입사면(210), 제2 광 입사면(220), 제3 광 입사면(230), 광 출사면(250), 제1 측면(260), 제2 측면(270) 및 제3 측면(280)을 포함한다.
상기 제1 광 입사면(210)에는 상기 발광 다이오드(200b)로부터 발생한 상기 광이 입사된다. 상기 제1 광 입사면(210)과 상기 제3 측면(280) 사이의 이격 거리는 상기 발광 다이오드(200b)들의 위치에 따라 서로 다르다. 예를 들면, 상기 제1 광 입사면(210)은 제1 면(212), 제2 면(214) 및 제3 면(216)을 포함한다. 상기 제1 면(212)은 상기 제3 측면(280)과 평행하다. 즉, 상기 제1 면(212)는 도 5에 도시된 제1 방향과 평행하다. 본 실시예에서, 상기 제1 면(212)에는 광이 제공되지 않는다. 상기 제2 면(214)은 상기 제1 면(212)의 좌측에 인접하여 형성되고, 상기 제1 면(212)을 향하여 경사진다. 상기 제3 면(216)은 상기 제1 면(212)의 우측에 인접하여 형성되고, 상기 제1 면(212)을 향하여 경사진다. 따라서, 상기 제2 및 제3 면들(214,216)은 상기 제1 방향에 대해서 일정한 경사각을 갖는다. 상기 제2 및 제3 면들(214,216)은 상기 제1 면(212)의 중심을 관통하여 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 평행한 축에 대하여 대체로 상호 대칭된다. 상기 제2 및 제3 면들(214,216)에는 상기 발광 다이오드(200b)들이 각각 1개씩 대응되어 광이 입사된다.
상기 제2 광 입사면(220)은 상기 제1 광 입사면(210)에 인접하여 나란하게 형성된다. 또한, 상기 제3 광 입사면(230)은 상기 제2 광 입사면(220)에 인접하여 나란하게 형성된다. 상기 제2 및 제3 광 입사면들(220,230)은 상기 제1 광 입사면(210)과 실질적으로 동일한 형상을 갖는다. 즉, 제2 및 제3 광 입사면들(220,230)과 상기 제3 측면(280) 사이의 이격 거리는 상기 발광 다이오드(100b)들의 위치에 따라 서로 다르며, 상기 제2 및 제3 광 입사면들(220,230)은 각각 상기 제1 방향과 평행한 제1 면들(222,232)을 포함하고, 각각 상기 제1 방향에 대해서 상기 제1 면 들(222,232)을 향하여 일정한 경사각을 갖는 제2 면들(224,234) 및 제3 면들(226,236)을 포함한다. 또한, 상기 제2 면들(224,234) 및 제3 면들(226,236)은 각각 상기 제1 면들(222,232)의 중심을 관통하여 상기 제2 방향에 평행한 축에 대하여 대체로 상호 대칭된다. 상기 제1 광 입사면(210)과 유사하게, 상기 제2 면들(224,234) 및 제3 면들(226,236)에는 상기 발광 다이오드(100b)들이 각각 1개씩 대응되어 광이 입사된다.
상기 제1 내지 제3 광 입사면들(210,220,230)로 입사된 광은 광 출사면(250)을 통해서 출사된다. 상기 광 출사면(250)은 디스플레이 영역(252) 및 암부 영역(254)을 갖는다. 상기 디스플레이 영역(252)에서는 상기 제1 내지 제3 광 입사면들(210,220,230)로 입사된 광이 출사되어 디스플레이된다. 상기 암부 영역(254)은 상기 입사된 광이 일부에서 출사되지 않아 디스플레이 영역으로 활용될 수 없다.
이하, 상기 광 조명 유닛(200a)의 광의 경로를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 조명 유닛의 광의 경로를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 발광 다이오드(200b)들로부터 발생한 광은 상기 제1 광 입사면(210), 상기 제2 광 입사면(220) 및 상기 제3 광 입사면(230)에 입사된다. 입사된 광들은 스넬(Snell)의 법칙에 의하여 소정의 확산각으로 진행한다.
상기 제2 광 입사면(210), 구체적으로 상기 제2 면(214) 및 상기 제3 면(216)에 입사된 광들은, 예를 들면 각각 대략 70도 내지 80도의 확산각으로 진행한 다. 상기 제1 면(212)은 상기 제1 방향에 대해서 평행하게 형성되고, 상기 제2 및 제3 면들(214,216)은 상기 제1 방향에 대해서 상기 제1 면(212)을 향하여 소정의 각으로 경사지게 형성된다. 따라서, 상기 제2 및 제3 면들(214,216)로 입사된 광이 상기 디스플레이 영역(252)에 입사될 때, 상기 제1 광 입사면(210)이 경사면을 갖지 않는 경우보다 더 넓은 부분에 걸쳐 입사된다. 또한, 상기 제1 면(212)의 상기 제1 방향으로의 길이가 충분히 짧으므로, 상기 제2 및 제3 면들(214,216)로 광을 공급하는 상기 발광 다이오드들(200b)만으로 적어도 상기 디스플레이 영역(252)에 입사될 때 서로 오버랩될 수 있다.
한편, 상기 제2 광 입사면(220), 구체적으로 상기 제2 면(224) 및 상기 제3 면(226)에 입사된 광들의 경로와 상기 제3 광 입사면(230), 구체적으로 상기 제2 면(234) 및 상기 제3 면(236)에 입사된 광들의 경로도 상기 제1 광 입사면(210)에 입사된 광들의 경로와 동일하다.
도 2에 도시된 광의 경로와 비교할 때, 상기 광 조명 유닛(200)은 동일한 개수의 발광 다이오드를 이용하여 상기 발광 다이오드로부터 입사된 광들이 적어도 상기 디스플레이 영역(252)에 입사될 때 서로 오버랩될 수 있기 때문에, 상기 발광 다이오드(200b)들의 근처에 위치한 상기 디스플레이 영역(252)의 경계부에 암부가 형성되지 않는다. 따라서, 상기 광 출사면(250)은 보다 작은 상기 암부 영역(254)을 갖는다.
또한, 도 3에 도시된 광의 경로와 비교할 때, 상기 광 조명 유닛(200)은 동일한 크기의 상기 디스플레이 영역(252) 및 상기 암부 영역(254)을 갖고, 보다 적 은 개수의 발광 다이오드를 필요로 한다.
본 실시예에 따르면, 상기 발광 다이오드들을 출사되는 광이 상이한 방향으로 진행하도록 서로 경사지게 배치하여, 상기 발광 다이오드들의 개수가 감소될 수 있다. 또한, 상기 경사면에만 상기 발광 다이오드를 배치함으로써, 상기 디스플레이 영역의 크기가 증가될 수 있고, 상기 광 조명 유닛의 크기가 감소될 수 있다.
실시예 3
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 조명 유닛의 평면도이다. 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 조명 유닛의 광의 경로를 설명하기 위한 평면도를 도시한 것이다. 본 실시예에서, 도광판의 제3 측면을 제외한 나머지 구성 및 기능은 제1 실시예와 동일하므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 도광판(300a)은 제1 광 입사면(310), 제2 광 입사면(320), 광 출사면(350), 제1 측면(360), 제2 측면(370), 제3 광 입사면(380) 및 제4 광 입사면(390)을 포함한다.
상기 제3 및 제4 광 입사면들(380)은 제1 실시예에 따른 광 조명 유닛의 제3 측면에 형성된다.
상기 제3 및 제4 광 입사면들(380,390)은 제1 및 제2 광 입사면들(310,320)과 상기 도광판(300a)의 중심에 대해서 대칭된 형상을 갖는다. 따라서, 상기 제3 및 제4 광 입사면들(380,390)은 서로 인접하여 나란하게 형성된다. 또한, 제3 및 제4 광 입사면들(380,390)은 각각 제1 방향과 평행한 제1 면들(382,392)을 포함하 고, 각각 상기 제1 방향에 대해서 상기 제1 면들(382,392)을 향하여 일정한 경사각을 갖는 제2 면들(384,394) 및 제3 면들(386,396)을 포함한다. 상기 제1 면들(382,392)에 광을 제공하는 상기 발광 다이오드(300b)들은 상기 제1 면들(382,392)의 중앙에 위치하는 것이 바람직하고, 상기 제2 면들(384,394) 및 제3 면들(386,396)은 각각 상기 제1 면들(382,392)의 중심을 관통하여 상기 제2 방향에 평행한 축에 대하여 대체로 상호 대칭된다. 상기 제3 광 입사면(380)의 상기 제1 내지 제3 면들(382,384,386) 및 상기 제4 광 입사면(390)의 상기 제1 내지 제3 면들(392,394,396)에는 상기 발광 다이오드(300b)들이 각각 1개씩 대응되어 광이 입사된다.
본 실시예에서는, 제1 실시예에 따른 광 조명 유닛의 제1 및 제2 광 입사면들과 동일한 형상의 광 입사면들이 이에 대향하여 형성되지만, 제2 실시예에 따른 광 조명 유닛의 제1 내지 제3 광 입사면들과 동일한 형상의 광 입사면들이 이에 대향하여 형성될 수 있다. 또한, 제1 실시예에 따른 광 조명 유닛의 제1 및 제2 광 입사면들 및 제2 실시예에 따른 광 조명 유닛의 제1 내지 제3 광 입사면들이 서로 대향하여 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 광 출사면으로 출사되는 광의 휘도가 증가될 수 있으며, 상기 광의 분포를 보다 균일하게 할 수 있다.
실시예 4
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 조명 유닛의 평면도이다. 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 조명 유닛의 광의 경로를 설명하기 위한 평면도를 도시한 것이다. 본 실시예에서, 도광판의 제1 측면을 제외한 나머지 구성 및 기능은 제1 실시예와 동일하므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 도광판(400a)은 제1 광 입사면(410), 제2 광 입사면(420), 광 출사면(450), 제3 광 입사면(460), 제2 측면(470) 및 제3 측면(480)을 포함한다.
상기 제3 광 입사면(460)은 제1 실시예에 따른 광 조명 유닛의 제1 측면에 형성된다.
상기 제3 광 입사면(460)은 제2 광 입사면(420)에 인접하여 형성된다. 또한, 제3 광 입사면(460)은 제2 방향과 평행한 제1 면(462)을 포함하고, 상기 제2 방향에 대해서 상기 제1 면(462)을 향하여 일정한 경사각을 갖는 제2 면(464) 및 제3 면(466)을 포함한다. 상기 제1 면(462)에 광을 제공하는 상기 발광 다이오드(400b)들은 상기 제1 면(462)의 중앙에 위치하는 것이 바람직하고, 상기 제2 면(464) 및 제3 면(466)은 각각 상기 제1 면(462)의 중심을 관통하여 상기 제1 방향에 평행한 축에 대하여 대체로 상호 대칭된다. 상기 제3 광 입사면(460)의 상기 제1 내지 제3 면들(462,464,466)에는 상기 발광 다이오드(400b)들이 각각 1개씩 대응되어 광이 입사된다.
본 실시예에서는, 제1 실시예에 따른 광 조명 유닛의 인접한 일 측면에 광 입사면이 추가로 형성되지만, 제2 실시예에 따른 광 조명 유닛의 인접한 일 측면에 광 입사면이 추가로 형성될 수 있다. 또한, 제3 실시예에 따른 광 조명 유닛에도 광 입사면이 추가로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 광 출사면으로 출사되는 광의 휘도가 증가될 수 있으며, 상기 광의 분포를 보다 균일하게 할 수 있다.
액정표시장치
실시예 5
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 9를 참조하면, 액정표시장치(700)는 광 조명 유닛(100), 액정표시패널(710), 반사 시트(720), 광학 시트(730), 수납 용기(740) 및 샤시(750)를 포함한다.
본 실시예에 채용된 상기 광 조명 유닛(100)은 도 1에 도시된 광 조명 유닛과 구조 및 기능이 동일하므로, 반복 설명은 생략한다.
상기 액정표시패널(710)은 상기 광 조명 유닛(100)으로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 액정표시패널(710)은 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT) 기판(712), 액정층(714), 컬러필터 기판(716) 및 구동 모듈(718)을 포함한다.
상기 TFT 기판(712)은 매트릭스 형태로 배치된 화소 전극(도시되지 않음), 각 상기 화소 전극에 구동 전압을 인가하는 박막 트랜지스터(도시되지 않음), 게이트 라인(도시되지 않음) 및 데이터 라인(도시되지 않음)을 포함한다.
상기 컬러필터 기판(716)은 상기 TFT 기판(712)에 형성된 상기 화소 전극과 마주보도록 배치된 컬러필터(도시되지 않음), 상기 컬러필터 상에 형성된 공통전극(도시되지 않음)을 포함한다.
상기 액정층(714)은 상기 TFT 기판(712)과 상기 컬러필터 기판(716) 사이에 개재된다.
상기 구동 모듈(718)은 상기 액정표시패널(710)을 구동한다.
상기 반사 시트(720)는 상기 광 조명 유닛(100)의 하부에 배치된다. 상기 반사 시트(720)는 발광 다이오드(100b)로부터 발생하여 도광판(100a)에 의해 가이드되는 광 중에서 누설되어 상기 반사 시트(720)로 향하는 광을 상기 도광판(100a) 방향으로 반사한다.
상기 광학 시트(730)는 상기 광 조명 유닛(100)의 상부에 배치된다. 상기 광학 시트(730)는 확산 시트(732), 프리즘 시트(734), 휘도 강화 필름(Dual Brightness Enhancement Film; DBEF)(736) 등을 포함할 수 있다. 상기 확산 시트(732) 휘도 균일성을 높여 주고, 상기 프리즘 시트(734)는 시야각 저하를 개선한다. 상기 휘도 강화 필름(736)은 휘도를 향상시키고 광 시야각을 넓혀 준다.
상기 수납 용기(740)는 상기 광 조명 유닛(100), 상기 액정표시패널(710), 상기 반사 시트(720), 상기 광학 시트(730)를 수납한다. 상기 수납 용기(740)는 바닥판(742) 및 복수의 측벽(744)들을 포함한다. 상기 측벽(744)은 상기 바닥판(742)과 일체로 형성되고, 상기 바닥판(742)으로부터 연장되어 수납 공간을 제공한다.
상기 샤시(750)는 상기 컬러필터 기판(716)의 에지부를 감싸고, 상기 샤시(750)의 일부는 수납용기(740)에 결합된다. 상기 샤시(750)는 외부 충격에 약한 상 기 액정표시패널(710)의 깨짐을 방지하고, 상기 액정표시패널(710)의 유동을 방지한다.
본 실시예에 따른 상기 액정표시장치는 제1 실시예에 따른 광 조명 유닛을 채용하지만, 다른 실시예로 제2 내지 제4 실시예에 따른 광 조명 유닛을 채용할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 액정표시장치는 개수가 감소된 상기 발광 다이오드들을 포함함으로써 조립 공정을 단순화할 수 있으며, 제조 비용 및 소비 전력을 절감할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 발광 다이오드들을 출사되는 광이 상이한 방향으로 진행하도록 서로 경사지게 배치하여, 상기 발광 다이오드들의 개수가 감소될 수 있다.
따라서, 상기 발광 다이오드의 조립 공정을 단순화할 수 있으며, 이를 포함하는 광 조명 유닛 및 액정표시장치의 제조 비용 및 소비 전력을 절감할 수 있다.
또한, 발광 다이오드들의 개수를 유지하는 경우에는, 암부 영역을 보다 감소시킬 수 있으므로, 상기 광 조명 유닛 및 이를 갖는 액정표시장치의 크기가 감소될 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (29)

  1. 광을 발생하는 복수의 발광 부재들; 및
    상기 광이 입사되는 광 입사면, 상기 광 입사면과 대향하는 측면, 및 상기 광 입사면과 상기 측면을 연결하고 상기 입사된 광이 출사되는 광 출사면을 갖는 도광판을 포함하고,
    상기 광 입사면과 상기 측면 사이의 이격 거리는 상기 발광 부재의 위치에 따라 서로 다른 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 부재는 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광 입사면은,
    상기 측면과 평행한 제1 면;
    상기 제1 면의 일측에 인접하여 형성되고, 상기 측면과 경사진 제2 면; 및
    상기 제1 면의 타측에 인접하여 형성되고, 상기 측면과 경사진 제3 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제2 면 및 상기 제3 면은 상기 제1 면의 중심을 지나고 상기 제1 면에 수직인 축을 중심으로 서로 대칭인 것을 특징으로 하는 광 조 명 유닛.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 발광 부재들은 상기 제1 면, 상기 제2 면 및 상기 제3 면에 광을 입사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 발광 부재들은 상기 제2 면 및 상기 제3 면에 광을 입사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 광 입사면은 제1 광 입사면 및 상기 제1 광 입사면에 인접하여 나란히 형성된 제2 광 입사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제2 광 입사면은 상기 제1 광 입사면과 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 광 입사면은 제3 광 입사면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제3 광 입사면은 상기 제2 광 입사면에 인접하여 나란히 형성되는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제3 광 입사면은 상기 제2 광 입사면과 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 제3 광 입사면은 상기 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 광 입사면은 제4 광 입사면을 더 포함하고, 상기 제4 광 입사면은 상기 제3 광 입사면과 인접하여 나란히 형성되는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 도광판은 상기 제2 광 입사면과 인접한 제1 측면, 상기 제1 광 입사면과 인접하고 상기 제1 측면과 대향하는 제2 측면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제3 광 입사면은 상기 제1 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  16. 광을 발생하는 복수의 발광 부재들; 및
    상기 광이 입사되는 광 입사면 및 상기 입사된 광이 출사되는 광 출사면을 갖는 도광판을 포함하고,
    상기 광 출사면은 상기 입사된 광이 출사되어 디스플레이되는 디스플레이 영역을 갖고, 상기 광 입사면은 각 상기 발광 부재들로부터 발생한 광이 적어도 상기 디스플레이 영역에 입사될 때 서로 오버랩되도록 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 발광 부재는 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 광 입사면은,
    제1 면;
    상기 제1 면의 좌측에 인접하여 형성된 제2 면; 및
    상기 제1 면의 우측에 인접하여 형성된 제3 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 경사면은 상기 제2 면 및 상기 제3 면이고, 상기 제2 및 제3 면들은 상기 제1 면을 향하여 경사진 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제2 면 및 상기 제3 면은 상기 제1 면의 중심을 지 나고 상기 제1 면에 수직인 축을 중심으로 서로 대칭인 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 발광체들은 상기 제1 면, 상기 제2 면 및 상기 제3 면에 광을 입사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 발광체들은 상기 제2 면 및 상기 제3 면에 광을 입사하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  23. 제 16 항에 있어서, 상기 광 입사면은 제1 광 입사면 및 상기 제1 광 입사면에 인접하여 나란히 형성된 제2 광 입사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 광 입사면은 상기 제2 광 입사면에 인접하여 나란히 형성된 제3 광 입사면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조명 유닛.
  25. 광을 발생하는 복수의 발광 부재들을 포함하는 광 발생부; 및
    상기 광이 입사되는 광 입사면, 상기 광 입사면과 대향하는 측면, 및 상기 광 입사면과 상기 측면을 연결하고 상기 입사된 광이 출사되는 광 출사면을 갖는 도광판;
    출사된 광을 입력받아 영상을 표시하는 액정표시패널; 및
    상기 광 발생부, 상기 도광판 및 상기 액정표시패널을 수납하는 수납 용기를 포함하고,
    상기 광 입사면과 상기 측면 사이의 이격 거리는 상기 발광 부재의 위치에 따라 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 발광 부재는 외부 전원에 응답하여 상기 광을 발생하는 발광 다이오드이고, 상기 광 발생부는 상기 발광 다이오드에 상기 외부 전원을 인가하는 인쇄 회로 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 광 입사면은,
    상기 측면과 평행한 제1 면;
    상기 제1 면의 일측에 인접하여 형성되고, 상기 측면과 경사진 제2 면; 및
    상기 제1 면의 타측에 인접하여 형성되고, 상기 측면과 경사진 제3 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 광 입사면은 제1 광 입사면 및 상기 제1 광 입사면에 인접하여 나란히 형성된 제2 광 입사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 광 입사면은 상기 제2 광 입사면에 인접하여 나란히 형성된 제3 광 입사면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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