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KR20130066142A - 렌즈, 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치 - Google Patents

렌즈, 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치 Download PDF

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KR20130066142A
KR20130066142A KR1020110132850A KR20110132850A KR20130066142A KR 20130066142 A KR20130066142 A KR 20130066142A KR 1020110132850 A KR1020110132850 A KR 1020110132850A KR 20110132850 A KR20110132850 A KR 20110132850A KR 20130066142 A KR20130066142 A KR 20130066142A
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dot
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여동민
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이영근
이지원
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

렌즈는 제1 반경을 가지는 상부 평탄면, 제2 외부 반경 및 제3 내부 반경을 가지는 하부면, 상기 상부 평탄면과 하부면을 연결하는 외부 곡면 및 상기 하부면의 제3 내부 반경을 가지는 내부면과 연결되어 광을 인입하는 내부 곡면을 포함한다. 따라서, 적은 수의 광원으로도 균일한 광을 공급하는 백라이트 어셈블리를 제공할 수 있다.

Description

렌즈, 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치{LENS, BACKLIGHT MODULE AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE LENS}
본 발명은 렌즈, 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적은 개수의 광원을 이용하는 렌즈, 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 자체적으로 발광하지 못하기 때문에 원하는 밝기로 이미지를 나타내기 위해서는 외부 광원을 필요로 한다. 따라서, 액정 표시 장치는 백라이트와 같은 광원을 구비한다.
이러한 백라이트는 광원의 위치에 따라 에지형(edge type) 방식과 직하형(direct type) 방식으로 분류된다. 에지형 방식은 액정 표시 패널의 가장자리에 광원을 설치하여, 광원으로부터 발생된 광이 액정 표시 패널의 하부에 위치한 도광판을 통해 액정 표시 패널에 광을 공급한다. 직하형 방식은 액정 표시 패널의 하부에 다수의 광원을 두어 액정 표시 패널의 전면에 직접 광을 공급하는 방식이다.
이때, 직하형 방식은 광을 직접 공급하기 때문에, 높은 휘도와 명암비에 유리한 장점이 있다.
종래에는 이러한 직하형 방식의 백라이트 광원으로 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL)를 사용하였다. 하지만, 최근에는 고수명, 저전력소모, 경량화 및 박형화가 가능한 발광다이오드(light emitting diode: LED) 램프의 사용이 증대되고 있는 실정이다.
이때, LED 램프는 광을 생성하는 복수의 LED 패키지를 구비하고, 이러한 LED 패키지에 의해 LED 램프는 점광원 형태의 광 분포를 갖게 된다. 이러한 점 광원 형태의 광은 전용 렌즈에 의해 일정 영역에 면광원 형태의 광분포로 변화되어 출사된다.
하지만, 이러한 LED 램프의 점광원은 점광원 하나당 커버할 수 있는 면적이 크지 않고, 각 광원당 발생할 수 있는 휘도의 양도 제한된다. 따라서, 백라이트에는 수백개의 LED 광원이 포함되게 된다. 이 경우 광원의 개수가 증가하고, 상기 광원에 사용되는 PCB 기판의 개수나 면적이 증가하여 백라이트의 제조비용이 급격히 증가하게 되는 문제가 발생한다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 적은 개수의 광원을 이용할 수 있는 광원용 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 렌즈를 포함하는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 렌즈를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 렌즈는 제1 반경을 가지는 상부 평탄면, 제2 외부 반경 및 제3 내부 반경을 가지는 하부면, 상기 상부 평탄면과 하부면을 연결하는 외부 곡면 및 상기 하부면의 제3 내부 반경을 가지는 내부면과 연결되어 광을 인입하는 내부 곡면을 포함한다.
본 실시예에서, 상기 제2 외부 반경은 상기 제1 반경의 6배인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 내부 곡면은 상기 상부 평면을 기준으로 수직으로 절단하였을 때에, 단면이 타원 형상의 일부인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 내부 곡면의 단면을 기준으로 한 최단 지반지름을 A, 최장 반지름을 B라고 할 때에, B/A 는 1.5 내지 2.0 사이에 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 하부면과 상기 내부 곡면이 만나는 지점에서 두 면의 각은 105 에서 115 도 인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 하부면은 4 마이크로 미터 이하의 거칠기를 가지는 엠보싱 패턴을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제1 반경은 상기 제3 내부 반경의 2배 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 하부면에 형성되는 얼라인 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 하부면과 상기 외부 곡면이 만나는 지점에서 연장되는 적어도 두 개 이상의 렌즈 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 외부 곡면을 통과한 광은 65도 내지 75도의 지향각을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 외부곡면을 통과한 광은 20도 이하의 세기 대역폭(intensity band width)을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 외부 곡면을 통과한 광은 중심 세기(center intensity) 와 피크 세기(peak intensity) 의 비율이 0.15가 되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 백라이트 어셈블리는 렌즈, 광원이 실장되고, 상기 렌즈의 체결부들 간의 거리보다 더 작은 폭을 가지는 기판 및 상기 렌즈의 체결부와 체결되는 체결홀을 포함하고, 상기 기판을 수용하는 바텀 플레이트를 포함한다. 상기 렌즈는 제1 반경을 가지는 상부 평탄면, 제2 외부 반경 및 제3 내부 반경을 가지는 하부면, 상기 상부 평탄면과 하부면을 연결하는 외부 곡면, 상기 하부면의 제3 내부 반경을 가지는 내부면과 연결되어 광을 인입하는 내부 곡면 및 적어도 두 개 이상의 렌즈 체결부를 측면에 포함한다.
본 실시예에서, 상기 렌즈 및 기판 사이에 위치하는 반사시트를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 표시 장치는 액정표시모듈, 복수개의 도트 패턴들을 가지는 광확산판 및 백라이트 어셈블리를 포함한다. 상기 백라이트 어셈블리는 복수개의 렌즈들, 기판 및 바텀플레이트를 포함한다. 상기 렌즈는 제1 반경을 가지는 상부 평탄면, 제2 외부 반경 및 제3 내부 반경을 가지는 하부면, 상기 상부 평탄면과 하부면을 연결하는 외부 곡면, 상기 하부면의 제3 내부 반경을 가지는 내부면과 연결되어 광을 인입하는 내부 곡면 및 적어도 두 개 이상의 렌즈 체결부를 측면에 포함하고, 상기 광확산판의 도트 패턴과 대응되는 위치에 형성된다. 상기 기판은 광원이 실장되고 상기 렌즈 체결부들 간의 거리보다 더 작은 폭을 가진다. 상기 바텀 플레이트는 상기 렌즈 체결부와 체결되는 바텀 체결부를 포함하고 상기 기판을 수용한다.
본 실시예에서, 상기 도트 패턴의 도트 피치는 1-1.5 mm 인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 도트 패턴의 도트 반지름은 0.3-1.0 mm 인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 도트 패턴의 도트 피치는 상기 도트 패턴의 중심부로 갈수록 점차적으로 작아지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 도트 패턴의 도트 반지름은 상기 도트 패턴의 중심부로 갈수록 점차적으로 증가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 도트 패턴은 이산화 타이타늄(TiO2)의 잉크 함유율이 50%인 잉크로 인쇄된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 렌즈를 통하여 굴절된 광선은 보다 넓은 범위에서 고르게 광을 분산시키므로, 적은 개수의 광원을 이용하여 백라이트 어셈블리를 구성할 수 있다.
또한, 길이 방향으로 길게 형성된 PCB 기판을 이용하여 PCB 기판의 사용면적을 줄였기 때문에, 고비용의 PCB 기판의 사용 면적을 감소시켜 제작비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 확산판의 도트 패턴이 광을 더욱 고르게 분산시키므로, 광이 불균일하게 공급되어 발생할 수 있는 명부 또는 암부의 발생이 억제된 표시 장치를 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 백라이트 어셈블리를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도 4는 도 2의 백라이트 어셈블리의 구성요소인 렌즈의 사시도이다.
도 5는 도 4의 II-II'선을 따라 절단한 렌즈의 단면도이다.
도 6은 도 4의 III-III'선을 따라 절단한 렌즈의 단면도이다.
도 7은 도 1의 백라이트 어셈블리와 확산판을 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 8의 확산판의 도트 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 7의 IV-IV'선을 따라 절단한 백라이트 어셈블리와 확산판을 나타내는 단면도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 상기 표시 장치(1000)는 탑 플레이트(400), 액정표시모듈(300), 확산판(200) 및 백라이트 어셈블리(100)를 포함한다. 상기 탑 플레이트(400)는 상기 백라이트 어셈블리(100)와 결합되어, 상기 액정표시모듈(300) 및 확산판(200)을 수용하여 고정한다. 상기 액정표시모듈(300)은 전달되는 신호에 따라 영상을 출력하고, 상기 액정표시모듈(300)이 이러한 영상을 표시하기 위하여 상기 백라이트 어셈블리(100)에서 공급된 광을 이용한다. 상기 확산판(200)은 상기 백라이트 어셈블리(100)에서 공급된 광이 더 균일하게 분포할 수 있도록 빛을 분산하여 상기 액정표시모듈(300)로 광을 공급한다.
상기 백라이트 어셈블리(100)는 복수의 렌즈(110), 복수의 광원을 포함하는 기판(120) 및 바텀 플레이트(130)를 포함한다. 상기 기판(120)에 실장된 복수의 점광원들에서 발생되는 광이 상기 복수의 렌즈(110)를 통과하여 상기 액정표시모듈(300)을 향하여 출사된다. 상기 복수의 렌즈(110)들이 상기 복수의 점광원들에서 발생되는 광을 충분한 범위로 확산하여 적은 수의 점광원을 이용하더라도 상기 액정표시모듈(300)에 고르게 광을 공급할 수 있다. 보다 높은 휘도가 필요한 경우에는 보다 높은 휘도의 광을 발산하는 점광원을 이용하여 이를 보완할 수 있다.
도 2는 도 1의 백라이트 어셈블리를 나타내는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 백라이트 어셈블리(100)은 복수의 렌즈(110), 복수의 점광원을 포함하는 기판(120) 및 바텀 플레이트(130)를 포함한다. 상기 복수의 렌즈(110)는 상기 기판(120) 상에 형성되는 복수의 광원(미도시)에 대응하여 위치되며, 상기 광원으로부터 발생되는 광원들을 고르게 분산한다. 상기 렌즈(110)는 측면에 적어도 두 개 이상의 렌즈 체결부(115)를 포함하며, 상기 렌즈 체결부들(115)은 상기 바텀 플레이트(130)와 결합한다.
상기 바텀 플레이트(130)와 상기 렌즈(110) 사이에 상기 기판(120)이 위치하며, 상기 렌즈(110)와 바텀 플레이트(130)의 결합에 의해 상기 기판(120)이 상기 바텀 플레이트(130)에 고정된다. 상기 기판(120)의 폭은 상기 렌즈(110)의 렌즈 체결부들(115)의 폭보다 작게 형성되어 상기 렌즈(110)의 렌즈 체결부들(115)에 의해 상기 바텀 플레이트(130)에 고정된다. 따라서 상기 기판(120)은 상기 바텀 플레이트(130) 전체를 덮도록 형성되지 않고 띠 모양으로 형성되며, 따라서 상당 부분 기판(120)의 면적을 줄일 수 있다. 일반적으로 상기 기판(120)의 재질은 고가의 재료를 사용하기 때문에 상기 기판(120)의 형성비용이 많이 든다. 하지만 본 실시예와 같이 띠 모양의 기판(120)을 이용하여 상기 바텀 플레이트(130)에 고정하는 경우 보다 적은 면적의 기판(120)으로도 백라이트 어셈블리(100)를 제작할 수 있게 되어 전체적인 제작 비용을 감소할 수 있다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 백라이트 어셈블리의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 백라이트 어셈블리(100)는 최상부에 렌즈(110), 렌즈의 하부에 위치하는 기판(120) 및 바텀 플레이트(130)를 포함한다. 좀 더 자세하게는, 상기 렌즈(110)는 상부 평탄면(111), 하부면(112), 외부 곡면(113) 및 내부 곡면(114)를 포함한다. 상기 상부 평탄면(111)은 평면으로 형성되어 아래로부터 입사되는 광들의 전반사를 유도한다. 상기 외부 곡면(113)은 상기 상부 평탄면(111) 및 하부면(112)을 연결하며, 상기 내부 곡면(114)은 상기 하부면(112)의 내부면과 연결되어 광을 인입한다. 이외에도, 상기 렌즈(110)는 적어도 두 개 이상의 렌즈 체결부(115)를 더 포함한다. 상기 렌즈 체결부(115)는 고정부재(117)를 통하여 상기 바텀 플레이트(130)와 결합할 수 있다. 상기 바텀 플레이트는 바텀 체결부(135)를 포함한다. 상기 바텀 체결부(135)는 상기 렌즈 체결부(115)와 결합되며, 다양한 형상으로 체결될 수 있다. 상기 바텀 체결부(135)는 홀을 포함할 수 있다. 상기 고정부재(117)는 체결 스크류를 사용할 수 있으며, 보다 쉬운 조립을 위하여 다양한 체결 구조체를 사용할 수 있다. 또한, 상기 렌즈 채결부(115) 자체에 고정 수단을 포함할 수 있다.
상기 기판(120) 상부에는 광원(121)이 실장된다. 상기 광원(121)은 LED 광원일 수 있다. 상기 광원(121)은 점광원이며, 상기 기판(120)을 통하여 전원을 공급 받고 제어된다. 상기 광원(121)은 상기 내부 곡면(114) 내에 위치하도록 배치된다. 상기 광원(121)에서 생성된 광원 상기 내부 곡면(114)을 통하여 상기 렌즈(110)로 인입된다.
상기 기판(120) 및 렌즈(110) 사이에는 반사시트(125)가 더 포함할 수 있다. 상기 반사시트(125)는 상기 렌즈(110)로부터 굴절되는 광을 상부로 반사하는 역할을 하며, 광의 효율을 더 높이는 역할을 한다. 상기 반사시트(125)는 상기 기판(120) 상에 위치하며 상기 광원(121)이 상기 렌즈(110)에 인입될 수 있는 오프닝을 포함하도록 제작된다. 상기 기판(120)과 유사한 방법으로 상기 반사시트(125)는 상기 렌즈(110)의 렌즈 체결부(115)에 의해 상기 렌즈(110)와 상기 바텀 플레이트(130)의 사이에 고정된다.
도 4는 도 2의 백라이트 어셈블리의 구성요소인 렌즈의 사시도이다. 도 5는 도 4의 II-II'선을 따라 절단한 렌즈의 단면도이다.
도 4 및 5를 참조하면, 상기 렌즈(110)는 상부 평탄면(111), 하부면(112), 외부 곡면(113) 및 내부 곡면(114)을 포함한다. 또한, 상기 렌즈(110)는 적어도 두 개 이상의 렌즈 체결부(115)를 포함한다.
상기 상부 평탄면(111)은 제1 반경(F)을 가지는 원으로 형성된다. 상기 상부 평탄면(111)은 하방으로부터 인입되는 광이 전반사를 일으킬 확률을 증가시켜, 광을 보다 고르게 확산하는 것을 돕는다. 상기 하부면(112)는 제2 외부 반경(L)을 가지고, 제3 내부 반경(l)을 가지는 도넛 모양의 구조로 형성된다. 상기 제2 외부 반경(L)을 가지는 면과 상기 외부 곡면(113)이 연결되며, 상기 외부 곡면(113)은 또한 상기 상부 평탄면(111)과 연결된다. 상기 외부 곡면(113)은 상기 렌즈(110)의 측면을 커버하도록 형성된다.
상기 외부 곡면(113)으로부터 출사되는 광이 65도 내지 75도의 지향각을 가지도록 상기 외부 곡면(113)의 반경을 조절하여 형성한다. 지향각은 일반적으로 광의 세기가 최대인 지점을 중심으로 그 광의 세기가 이분의 일이 되는 지점까지의 각도를 의미한다. 상기 외부 곡면(113)으로부터 출사되는 광은 상기 렌즈(110)의 광의 세기가 최대인 지점으로부터 65도 내지 75도의 지점에서 상기 최대 광 세기의 절반의 세기를 가지는 분포로 발산된다.
또한, 상기 외부 곡면(113)을 통과한 광은 20도 이하의 세기 대역폭(intensity band width)을 가지도록 형성할 수 있다. 또한, 상기 외부 곡면(113)을 통과한 광은 중심 세기(center intensity) 와 피크 세기(peak intensity) 의 비율이 0.15가 되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 중심 세기는 렌즈의 중심부로부터 수직으로 출사되는 광의 세기이며, 상기 피크 세기는 상기 렌즈의 측면에서 가장 강한 광이 출사되는 광의 세기이다. 이러한 중심 세기와 피크 세기의 비율이 약 0.15가 될 수 있도록 상기 외부 곡면(113)의 반경을 조절하는 경우 상기 렌즈(110)를 통과한 광이 보다 균일하게 확산될 수 있다.
상기 하부면(112)의 제3 내부 반경(l)을 가지는 면과 상기 내부 곡면(114)이 연결되며, 상기 내부 곡면(114)은 광이 인입되는 인입부를 형성한다. 상기 하부면(112)의 제2 외부 반경(L)은 상부 평탄면(111)의 제1 반경의 5배내지 7배로 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부면(112)의 제2 외부 반경(L)은 상부 평탄면(111)의 제1 반경의 6배로 형성될 수 있다. 상기 상부 평탄면(111)의 제1 반경(F)과 상기 하부면의 제2 외부 반경(L)의 비율은 렌즈의 전체적인 크기에 비하여 상부에서 전반사를 일으킬 수 있는 범위를 조절하는 데에 이용된다.
상기 내부 곡면(114)은 상기 상부 평면(111)을 기준으로 수직으로 절단하였을 때에, 단면이 반(半) 타원 형상을 가진다. 상기 내부 곡면(114)의 반(半) 타원 형상에서 상기 하부면과 평행한 반지름을 'A', 상기 하부면과 수직인 반지름을 'B'라고 할 때에 B/A는 1.5 내지 2.0 사이에 있을 수 있다. 또한, 상기 제1 반경(L)은 상기 최단 반지름(A)의 2배 이상이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 내부 곡면(114)와 하부면(112)이 만나는 지점의 각(θ)은 105도 내지 115도가 되도록 형성될 수 있다. 상기 내부 곡면(114)와 하부면(112)이 만나는 지점의 각(θ)은 광원에서 출사되는 빛이 상기 내부 곡면(114)를 최초로 통과하면서 굴절되는 각도를 조절한다.
상기 하부면(114)은 엠보싱 패턴을 포함할 수 있다. 상기 상부면(111)에서 전반사된 광이 상기 하부면(114)을 통해 반사될 경우 광이 분산될 수 있도록 일정한 거칠기를 포함할 수 있다. 상기 엠보싱 패턴은 4 마이크로 미터 이하의 거칠기를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 상부면(111)에서 전반사된 광은 상기 하부면(114)에서 다시 분산되는데, 이 경우 상기 엠보싱 패턴의 거칠기가 너무 크게 되는 경우 불규칙한 패턴의 반사가 일어나 광의 분포를 불균일하게 형성할 수 있으므로, 일정한 범위 내의 거칠기로 형성하여 보다 균일한 광의 반사를 유도한다.
도 6은 도 4의 III-III'선을 따라 절단한 렌즈의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 렌즈(110)은 얼라인 돌출부(119)를 더 포함할 수 있다. 상기 얼라인 돌출부(119)는 상기 기판(120)에 결합되어 상기 렌즈(110)가 정확한 위치에 안착될 수 있도록 돕는다. 상기 렌즈(110)는 적어도 두 개 이상의 렌즈 체결부(115)와 상기 얼라인 돌출부(119)에 의해 적어도 세 개 이상의 지점에서 고정되므로, 정확한 지점에 고정될 수 있다. 또한, 상기 얼라인 돌출부(119)는 한 개만 형성되기 때문에, 기존에 두 개 이상의 얼라인 돌출부를 사용하던 것에 비하여 상기 얼라인 돌출부(119)에 의해 빛이 누설되는 정도를 적게 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 7은 도 1의 백라이트 어셈블리와 확산판을 나타내는 사시도이다. 도 8은 도 8의 확산판의 도트 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 백라이트 어셈블리(100) 상에는 상기 확산판(200)이 배치된다. 상기 확산판(200)은 복수의 도트 패턴(210)을 포함하고 있다. 상기 도트 패턴(210)은 상기 백라이트 어셈블리(100)의 렌즈(110) 상에 위치하도록 배치된다. 상기 도트 패턴(210)은 상기 렌즈(110)로부터 출사되는 광이 더욱 고르게 확산될 수 있도록 광을 확산시킨다. 상기 도트 패턴(210)은 상기 확산판(200)에 패턴을 인쇄하는 방식으로 형성될 수 있다. TiO2의 잉크 함유율이 50%인 잉크를 사용하여 상기 도트 패턴(210)을 형성할 수 있다. 상기 도트 패턴(210)의 형상은 원형 또는 사각형 형상일 수 있으며, 상기 도트 패턴(210)의 도트 피치는 1 내지 1.5 밀리미터일 수 있다. 또한, 상기 도트 패턴(210)의 도트 반지름은 0.3 내지 0.1 밀리미터일 수 있다.
상기 도트 패턴(210)으로 공급되는 광은 중심부로 갈수록 조밀하게 공급되기 때문에, 상기 도트 패턴(210)의 배치도 중심부로 갈수록 조밀하게 형성될 수 있다. 상기 도트 패턴(210)의 도트 피치는 상기 도트 패턴(210)의 중심부로 갈수록 점차적으로 작아지도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 도트 패턴(210)의 도트 반지름은 상기 도트 패턴(210)의 중심부로 갈수록 점차적으로 증가하도록 형성될 수도 있다. 이러한 중심부와의 거리에 따른 도트 패턴의 배치는 공급되는 광을 보다 균일하게 확산할 수 있도록 한다.
도 9는 도 7의 IV-IV'선을 따라 절단한 백라이트 어셈블리와 확산판을 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(100)의 렌즈(110)는 상기 확산판(200)의 도트 패턴(210)과 대응되도록 배치된다. 상기 백라이트 어셈블리(100)의 렌즈(110) 상에 상기 도트 패턴(210)이 배치된다. 상기 렌즈(110)의 중심을 통과하여 상기 렌즈(110)의 상부로 빠져나오는 광은 상기 도트 패턴(210)의 중심 쪽으로 도달하게 된다. 상기 도트 패턴(210)의 중심부에는 상기 도트 패턴(210)의 주변부에 비해 보다 많은 광이 도달하게 되므로, 보다 많은 분포의 도트 입자(211)가 배치된다. 도 9에서는 도트 입자(211)의 크기가 동일하게 작성되었지만, 실시예에 따라서 도트 입자(211)의 크기를 달리하여 상기 도트 패턴(210)의 확산 정도를 조절할 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 렌즈를 통하여 굴절된 광선은 보다 넓은 범위에서 고르게 광을 분산시키므로, 적은 개수의 광원을 이용하여 백라이트 어셈블리를 구성할 수 있다.
또한, 길이 방향으로 길게 형성된 PCB 기판을 이용하여 PCB 기판의 사용면적을 줄였기 때문에, 고비용의 PCB 기판의 사용 면적을 감소시켜 제작비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 확산판의 도트 패턴이 광을 더욱 고르게 분산시키므로, 광이 불균일하게 공급되어 발생할 수 있는 명부 또는 암부의 발생이 억제된 표시 장치를 구성할 수 있다.
이상 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 : 백라이트 어셈블리 200 : 확산판
300 : 액정표시모듈 400 : 상부 플레이트
110 : 렌즈 111 : 상부 평탄면
112 : 하부면 113 : 외부 곡면
114 : 내부 곡면 120 : 기판
130 : 바텀 플레이트 210 : 도트 패턴

Claims (20)

  1. 제1 반경을 가지는 상부 평탄면;
    제2 외부 반경 및 제3 내부 반경을 가지는 하부면;
    상기 상부 평탄면과 상기 하부면을 연결하는 외부 곡면; 및
    상기 하부면의 제3 내부 반경을 가지는 내부면과 연결되어 광을 인입하는 내부 곡면을 포함하는 렌즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 외부 반경은 상기 제1 반경의 6배인 것을 특징으로 하는 렌즈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내부 곡면은 상기 상부 평탄면을 기준으로 수직으로 절단하였을 때에, 단면이 타원 형상의 일부인 것을 특징으로 하는 렌즈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부 곡면의 단면을 기준으로 한 최단 지반지름을 A,
    최장 반지름을 B라고 할 때에, B/A 는 1.5 내지 2.0 사이에 있는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부면과 상기 내부 곡면이 만나는 지점에서 두 면의 각은 105도 내지 115 도 인 것을 특징으로 하는 렌즈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부면은 4 마이크로 미터 이하의 거칠기를 가지는 엠보싱 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반경은 상기 제3 내부 반경의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 렌즈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하부면에 형성되는 얼라인 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하부면과 상기 외부 곡면이 만나는 지점에서 연장되는 적어도 두 개 이상의 렌즈 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 외부 곡면을 통과한 광은 65도 내지 75도의 지향각을 가지는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 외부곡면을 통과한 광은 20도 이하의 세기 대역폭(intensity band width)을 가지는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 외부 곡면을 통과한 광은 중심 세기(center intensity) 와 피크 세기(peak intensity) 의 비율이 0.15가 되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
  13. 제1 반경을 가지는 상부 평탄면, 제2 외부 반경 및 제3 내부 반경을 가지는 하부면, 상기 상부 평탄면과 상기 하부면을 연결하는 외부 곡면, 상기 하부면의 제3 내부 반경을 가지는 내부면과 연결되어 광을 인입하는 내부 곡면 및 적어도 두 개 이상의 렌즈 체결부를 측면에 포함하는 렌즈;
    광원이 실장되고, 상기 렌즈 체결부들 간의 거리보다 더 작은 폭을 가지는 기판; 및
    상기 렌즈 체결부와 체결되는 바텀 체결부를 포함하고, 상기 기판을 수용하는 바텀 플레이트를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 렌즈 및 상기 기판 사이에 위치하는 반사시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  15. 액정표시모듈;
    복수개의 도트 패턴들을 가지는 광확산판; 및
    제1 반경을 가지는 상부 평탄면, 제2 외부 반경 및 제3 내부 반경을 가지는 하부면, 상기 상부 평탄면과 상기 하부면을 연결하는 외부 곡면, 상기 하부면의 제3 내부 반경을 가지는 내부면과 연결되어 광을 인입하는 내부 곡면 및 적어도 두 개 이상의 렌즈 체결부를 측면에 포함하고, 상기 광확산판의 도트 패턴과 대응되는 위치에 형성되는 복수개의 렌즈들, 광원이 실장되고 상기 렌즈 체결부들 간의 거리보다 더 작은 폭을 가지는 기판 및 상기 렌즈 체결부와 체결되는 바텀 체결부를 포함하고 상기 기판을 수용하는 바텀 플레이트를 포함하는 백라이트 어셈블리를 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 도트 패턴의 도트 피치는 1-1.5 mm 인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 도트 패턴의 도트 반지름은 0.3-1.0 mm 인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 도트 패턴의 도트 피치는 상기 도트 패턴의 중심부로 갈수록 점차적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 도트 패턴의 도트 반지름은 상기 도트 패턴의 중심부로 갈수록 점차적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 도트 패턴은 이산화 타이타늄(TiO2)의 잉크 함유율이 50%인 잉크로 인쇄된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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