(57)【要約】【課題】点光源を光源として採用した直下型バックライトアセンブリの厚みを減少させ、点光源の個数が減少させ消費電力を節減できる、直下型に配置された点光源から出射された光を水平方向にガイドする光ガイドユニット及びこれを有するバックライトアセンブリを提供する。【解決手段】光ガイドユニット１０は、第１面１１、第２面２１、及び入光面３０を含む。第１面は、出光面１３及び上部ガイド曲面１５を含む。上部ガイド曲面は出光面から陥没して形成される。第２面は、対向面２３及び下部ガイド曲面２５を含む。対向面は、出光面に対向する。下部ガイド曲面は、対向面から上部ガイド曲面の外形に沿って折り曲げられる。入光面は、下部ガイド曲面の端部に形成される。【選択図】図１
2007200885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出光面、及び前記出光面から陥没した上部ガイド曲面を含む第１面と、
前記出光面に平行な対向面及び前記対向面から前記上部ガイド曲面の外形に沿って湾曲された下部ガイド曲面を含む第２面と、
前記下部ガイド曲面の端部に形成された入光面と、を含むことを特徴とする光ガイドユニット。
【請求項２】
前記入光面は、第１方向に延長され、前記第１方向に垂直な第２方向に互いに離隔して平行な複数個が配置されたことを特徴とする請求項１記載の光ガイドユニット。
【請求項３】
前記入光面には、前記第１方向に光を拡散させる第１光学パターンが形成されることを特徴とする請求項２記載の光ガイドユニット。
【請求項４】
前記第１光学パターンは、前記第２方向に延長された第１プリズム山を含むことを特徴とする請求項３記載の光ガイドユニット。
【請求項５】
前記対向面には、導かれた光の経路を変更させる第２光学パターンが形成されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の光ガイドユニット。
【請求項６】
前記第２光学パターンは、前記第１方向に延長された第２プリズム山が形成された円形パターンを含むことを特徴とする請求項５記載の光ガイドユニット。
【請求項７】
前記出光面には、前記第１方向に導く第３光学パターンが形成されることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の光ガイドユニット。
【請求項８】
第３光学パターンは、前記第２方向に延長された第３プリズム山を含むことを特徴とする請求項７記載の光ガイドユニット。
【請求項９】
前記入光面は、前記第２面上にマトリックス形態に複数個が配置されることを特徴とする請求項１記載の光ガイドユニット。
【請求項１０】
前記上部ガイド曲面は、端部が丸く形成された錐形状を有することを特徴とする請求項９記載の光ガイドユニット。
【請求項１１】
前記対向面には、円形パターンが形成されることを特徴とする請求項９または１０記載の光ガイドユニット。
【請求項１２】
前記入光面は、前記出光面及び対向面と平行であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光ガイドユニット。
【請求項１３】
前記上部ガイド曲面は、第１曲率を有するように折り曲げられ、
前記下部ガイド曲面は、前記第１曲率より大きい第２曲率を有するように折り曲げられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光ガイドユニット。
【請求項１４】
前記上部ガイド曲面及び下部ガイド曲面は、円又は楕円の一部の曲率に対応する曲率で折り曲げられることを特徴とする請求項１３記載の光ガイドユニット。
【請求項１５】
前記出光面に結合され前記出光面から出射された光を偏光させる液晶フィルムを更に含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光ガイドユニット。
【請求項１６】
出光面及び前記出光面から陥没した上部ガイド曲面を含む第１面、前記出光面に平行な対向面及び前記対向面から前記上部ガイド曲面の外形に沿って湾曲した下部ガイド曲面を含む第２面、及び前記下部ガイド曲面の端部に形成された入光面を含む光ガイドユニットと、
前記入光面に光学的に結合された光源と、を含むことを特徴とするバックライトアセンブリ。
【請求項１７】
前記上部ガイド曲面及び下部ガイド曲面は、前記光源から入射された光を全反射させて前記出光面及び対向面に導く外形を有することを特徴とする請求項１６記載のバックライトアセンブリ。
【請求項１８】
前記上部ガイド曲面は第１曲率で折り曲げられ、前記下部ガイド曲面は前記第１曲率より大きい第２曲率で折り曲げられることを特徴とする請求項１７記載のバックライトアセンブリ。
【請求項１９】
前記入光面と前記光源との間には、空気層が介在されることを特徴とする請求項１７または１８記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２０】
前記入光面と光源とを連結させる透光性連結部材を更に含むことを特徴とする請求項１７または１８記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２１】
前記連結部材は、シリコンを含むことを特徴とする請求項２０記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２２】
前記入光面は長尺形状を有し、互いに平行に複数個が配置され、前記光源は前記入光面に沿って配置された発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項１６記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２３】
前記発光ダイオードは、赤色光出射部、緑色光出射部、及び青色光出射部を含み、
前記光ガイドユニットは、前記赤色光、緑色光、及び青色光を導き混合して前記出光面を通じて白色光を出射することを特徴とする請求項２２記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２４】
前記光源は、赤色光を出射する赤色発光ダイオード、緑色光を出射する緑色発光ダイオード、及び青色光を出射する青色発光ダイオードを含み、
前記光ガイドユニットは、前記赤色光、緑色光、及び青色光を導き混合して白色光を出射することを特徴とする請求項２２記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２５】
前記入光面には、前記入光面の長手方向に光を拡散させる第１光学パターンが形成されることを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか１項に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２６】
前記対向面には、導かれた光をランダムに拡散させる第２光学パターンが形成されることを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか１項に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２７】
前記出光面には、前記入光面の長手方向に導く第３光学パターンが形成されることを特徴とする請求項２２〜２６のいずれか１項に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２８】
前記光源は、前記入光面の長手方向に沿って配置された蛍光ランプを含むことを特徴とする請求項２２〜２７のいずれか１項に記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２９】
前記入光面は、マトリックス形態に複数個が配置されることを特徴とする請求項１６記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３０】
前記光源は、白色光を出射する発光ダイオードであることを特徴とする請求項２９記載のバックライトアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ガイドユニット及びこれを有するバックライトアセンブリに関する。より詳細には、発光ダイオードを光源として有する直下型バックライトアセンブリに採用される光ガイドユニット及びこれを有するバックライトアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶表示装置は、パーソナルコンピュータ、ノートパソコン、自動車航法システム、ＴＶセット等に装着され、電気的フォーマット形態を有する情報を画像に表示する。前記液晶表示装置は、重量が軽く、体積が小さいという長所を有するので、最近広く使用されている。
【０００３】
前記液晶表示装置に採用されるバックライトアセンブリは、光源の配置によって直下型バックライトアセンブリ及びエッジ型バックライトアセンブリに分けられる。直下型バックライトアセンブリでは、表示パネルの下部に複数個の光源が配置される。エッジ型バックライトアセンブリは導光板の側面に光源が配置され、表示パネルに光を提供する。
【０００４】
バックライトアセンブリに使用される光源としては、冷陰極線管蛍光ランプが代表的であるが、消費電力量が小さく、体積及び重量が軽いという長所を有する発光ダイオードも多く使用される。
【０００５】
前記エッジ型バックライトアセンブリに光源として前記発光ダイオードが採用される場合、前記バックライトアセンブリの出射光の色及び輝度均一性に優れ、バックライトアセンブリをスリム化することができる長所がある。
【０００６】
しかし、大型表示装置では、大型の導光板の側面に前記発光ダイオードを配置する場合、前記導光板の側面に配置されることができる発光ダイオードの個数に限界があるため、前記発光ダイオードが配置された前記側面と対向する導光板の他側面にまで充分な光を供給することが困難である。又、大面積導光板が所望する方向に充分に光を導くためには、厚い導光板が要求され表示装置の重量が増加するという短所がある。
【０００７】
一方、前記直下型バックライトアセンブリに光源として前記発光ダイオードが採用される場合、前記直下型バックライトアセンブリは、導光板を採用しないので、バックライトアセンブリの軽量化が可能であり、大面積の表示パネルに充分な光を提供することができる充分な発光ダイオードを配置することができるという長所を有している。
【０００８】
しかし、発光ダイオードから出射される赤色光、緑色光、及び青色光は、前記発光ダイオードの上部に向かって相当な距離を移動した後に相互に干渉され白色光となる。これによって、前記直下型バックライトアセンブリの厚みが厚くなり、発光ダイオードの数が増加するという短所がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の技術的課題は、このような従来の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、直下部に配置された発光ダイオードから入射された光を効率的に水平方向に導く光ガイドユニットを提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、前記光ガイドユニットを含むバックライトアセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記した本発明の目的を実現するために、一実施形態による光ガイドユニットは、第１面、第２面、及び入光面を含む。前記第１面は、出光面及び上部ガイド曲面を含む。前記上部ガイド曲面は、前記出光面から陥没して形成される。前記第２面は、対向面及び下部ガイド曲面を含む。前記対向面は、前記出光面に対向する。前記下部ガイド曲面は、前記対向面から前記上部ガイド曲面の外形に沿って折り曲げられる。前記入光面は、前記下部ガイド曲面の端部に形成される。
【００１２】
１つの実施形態において、前記入光面は第１方向に延長され、前記第１方向に垂直な第２方向に互いに平行に複数個が配置される。他の実施形態において、前記入光面はマトリックス形態に複数個が配置される。
【００１３】
好ましくは、前記上部ガイド曲面は第１曲率を有するように折り曲げられ、前記下部ガイド曲面は前記第１曲率より大きい第２曲率を有するように折り曲げられる。
【００１４】
前記した本発明の他の目的を実現するために、一実施形態によるバックライトアセンブリは、光ガイドユニット及び光源を含む。前記光ガイドユニットは、第１面、第２面、及び入光面を含む。前記第１面は、出光面及び上部ガイド曲面を含む。前記上部ガイド曲面は、前記出光面から陥没して形成される。前記第２面は、対向面及び下部ガイド曲面を含む。前記対向面は前記出光面に対向し、前記下部ガイド曲面は、前記対向面から前記上部ガイド曲面の外形に沿って折り曲げられる。前記入光面は、前記下部ガイド曲面の端部に形成される。前記光源は、前記入光面に配置される。
【００１５】
好ましくは、前記上部ガイド曲面及び下部ガイド曲面は、前記光源から入射された光を全反射させて前記出光面及び対向面に導く外形を有する。
【００１６】
好ましくは、前記入光面は棒形状を有し、互いに平行に複数個が配置され、前記光源は前記入光面の長手方向に沿って配置された発光ダイオードである。前記光ガイドユニットは、前記発光ダイオードが出射した赤色光、緑色光、及び青色光を導いて白色光を出射する。
【００１７】
他の実施形態において、前記入光面はマトリックス形態に複数個が配置され、前記光源は白色光を出射する発光ダイオードである。
【発明の効果】
【００１８】
このような光ガイドユニット、これを有するバックライトアセンブリ、及び表示装置によると、点光源を光源として有する直下型バックライトアセンブリで点光源の個数を減少させて、出射光の輝度均一性を向上させ、バックライトアセンブリをより薄くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
＜光ガイドユニット＞
図１は、本発明の第１実施形態による光ガイドユニットの斜視図である。図２は、図１に図示された光ガイドユニットをＩ−Ｉ’に沿って切断した断面図である。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、前記光ガイドユニット１０は、直下型バックライトアセンブリを含む表示装置において、表示パネルの直下部に配置された点光源から出射され上部に向かう光を水平方向に導いて、前記表示パネルに提供される光の輝度均一性を向上させる。
【００２２】
前記光ガイドユニット１０は、光透過性、耐熱性、耐化学性、及び機械的強度等に優れた光散乱導光体からなることが好ましい。前記光散乱導光体の例としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、及びポリウレタン等が挙げられる。
【００２３】
本実施形態において、前記光ガイドユニット１０は、全体的にプレート形状を有するが、一部領域では前記点光源に向かって陥没した形状を有する。
【００２４】
具体的に、前記光ガイドユニット１０は、第１面１１、第２面２１、及び入光面３０を含む。
【００２５】
前記第１面１１は前記光ガイドユニット１０の上面であって、出光面１３及び上部ガイド曲面１５を含む。前記出光面１３は、例えば、平坦で短辺及び長辺を含む矩形形状を有する。前記上部ガイド曲面１５は、前記短辺方向（以下、「第１方向」と称する）に延長され、前記出光面１３から、好ましくは、前記出光面１３の法線方向に陥没して形成される。
【００２６】
これによって、前記上部ガイド曲面１５は、図２に示すように、断面が弧形状を有する。前記上部ガイド曲面１５は、前記出光面１３から陥没して形成されるので、前記上部ガイド曲面１５は互いに対称をなす左側及び右側上部ガイド曲面１５に区分される。互いに対称をなす前記上部ガイド曲面１５の端部は丸く形成され、そして互いに連結されて、凹部が形成される。
【００２７】
前記上部ガイド曲面１５は、位置によって変化する曲率、例えば、楕円の一部の曲率に対応する第１曲率で折り曲げられる。他の実施形態において、前記上部ガイド曲面１５は、一定の曲率、例えば、円形状に対応される曲率を有することができる。
【００２８】
前記第２面２１は前記光ガイドユニット１０の下面であって、対向面２３及び下部ガイド曲面２５を含む。前記対向面２３は、前記光ガイドユニット１０が所定の厚みを有するように前記出光面１３に対向して配置される。前記対向面２３には、図２に示すように、ドット２４パターンが形成される。前記ドット２４パターンは、導かれた光を前記出光面１３に向かってランダムに拡散させる。前記下部ガイド曲面２５は前記第１方向に延長され、前記対向面２３から前記上部ガイド曲面１５の外形に沿って折り曲げられる。
【００２９】
前記上部ガイド曲面１５と同様に前記下部ガイド曲面２５も互いに対称をなす左側及び右側下部ガイド曲面２５に区分される。この際、前記左側及び右側ガイド曲面の端部は一定間隔だけ離隔する。
【００３０】
前記下部ガイド曲面２５は、位置によって変化する曲率、例えば、楕円の一部の曲率に対応する第２曲率で折り曲げられる。他の実施形態において、前記下部ガイド曲面２５は、一定の曲率、例えば、円形状に対応される曲率を有することができる。
【００３１】
本実施形態において、前記下部ガイド曲面２５は、前記上部ガイド曲面１５より大きい曲率で折り曲げられる。これによって、前記上部ガイド曲面１５又は下部ガイド曲面２５に沿って前記法線方向（陥没方向）に位置する部位ほど、前記上部ガイド曲面１５と下部ガイド曲面２５間の距離、即ち、前記光ガイドユニット１０の厚みが増加する。
【００３２】
前記入光面３０は、前記上部ガイド曲面１５及び下部ガイド曲面２５の延長方向である前記第１方向に延長された長尺な形状を有する。好ましくは、前記入光面３０は、前記出光面１３及び対向面２３に平行に配置される。前記入光面３０の長辺は前記下部ガイド曲面２５の端部に連結され、前記上部ガイド曲面１５の端部は前記入光面３０と所定間隔だけ離隔して前記入光面の中央に配置される。
【００３３】
本実施形態において、前記光ガイドユニット１０は２つの前記入光面３０を含み、前記入光面３０は前記第１方向と垂直をなす前記長辺方向（以下、「第２方向」と称する）に互いに平行に配置される。
【００３４】
図３は、本発明の第２実施形態による光ガイドユニットの斜視図である。図４は、図３に図示された光ガイドユニットの背面斜視図である。図５は、図３に図示された光ガイドユニットをＩＩ−ＩＩ’に沿って切断した断面図である。
【００３５】
図３乃至図５を参照すると、光ガイドユニット１００は、第１面１１１、第２面１２１、及び入光面１３０を含む。前記光ガイドユニット１００は、前記第２面１２１及び入光面１３０を除いては、図１及び図２に図示された光ガイドユニット１０と実質的に同じである。
【００３６】
前記入光面１３０は、第１光学パターンが形成された点を除いては、図１及び図２に図示された入光面３０と同じである。前記第１光学パターンは、入光面１３０に形成された第１プリズム山１３４を含み、前記第１プリズム山１３４は、前記第２方向に延長される。前記第１プリズム山１３４は、入光面１３０に入射され前記第２方向に導かれる光を前記第１方向に拡散させる。
【００３７】
前記第２面１２１は、対向面１２３に第２光学パターンが形成される点を除いては、図１及び図２に図示された第２面２１と同じである。前記第２光学パターンは、導かれた光を拡散させて前記第１面１１１の出光面１１３から光出射を促進させる。
【００３８】
具体的に、前記第２光学パターンはドット１２４を含み、前記ドット１２４には前記第１方向に延長された第２プリズム山が形成される。前記ドット１２４は、前記下部ガイド曲面１２５に近接するほど相対的に密度が減少するように形成され、前記下部ガイド曲面１２５から離れるほど相対的に密度が増加するように形成される。
【００３９】
前記上部ガイド曲面１１５及び下部ガイド曲面１２５によって導かれた光は、前記第２方向に向かう傾向を有する。前記ドット１２４は、前記ガイドされた光をランダムに拡散させる。この際、前記第２プリズム山は、光が出光面１１３に臨む際に輝度が増加するように、光を前記第２方向に導く。その結果、前記第２光学パターンは、前記第１方向には光を拡散させ、前記第２方向には輝度を増加させる。
【００４０】
図６は、本発明の第３実施形態による光ガイドユニットの斜視図である。
【００４１】
図６を参照すると、光ガイドユニット２００は、第１面２１１、第２面２２１、及び入光面２３０を含む。前記光ガイドユニット２００は、前記第１面２１１を除いては、図３乃至図５に図示された光ガイドユニット１００と実質的に同じである。
【００４２】
前記第１面２１１は出光面２１３及び上部ガイド曲面２１５を含み、前記出光面２１３に第３光学パターンが形成された点を除いては、図３乃至図５に図示された第１面１１１と同じである。
【００４３】
前記入光面２３０に形成された第１光学パターン２３４及び前記対向面２２３に形成された第２光学パターンは、光を前記第１方向に拡散させる。従って、前記出光面２１３から出射される光は、前記出光面２１３の法線方向に対して前記第１方向に傾けて出射される成分を有する。前記第３光学パターンは、前記出光面２１３から出射される光を前記法線方向に導く。このため、前記第３光学パターンは、前記第２方向に延長された第３プリズム山２１４を含む。
【００４４】
図７は、本発明の第４実施形態による光ガイドユニットの断面図である。
【００４５】
図７を参照すると、光ガイドユニット３００は、第１面３１１、第２面３２１、入光面３３０、及び液晶フィルム３５０を含む。前記光ガイドユニット３００は、出光面３１３にプリズム山が形成された点及び前記液晶フィルム３５０を更に含むことを除いては、図３乃至図５に図示された光ガイドユニット１００と実質的に同じである。
【００４６】
前記液晶フィルム３５０は、互いに対向する保護フィルム及び前記保護フィルムの間に介在された液晶層を含む。前記液晶は、例えば、コレステリック液晶で、前記液晶層を構成する前記コレステリック液晶分子は、前記液晶分子に入射する光の振動方向によって互いに異なる屈折率及び反射率を有する。これによって、前記液晶フィルム３５０は、前記出光面３１３から出射される光を偏光させる。
【００４７】
図８は、本発明の第５実施形態による光ガイドユニットの斜視図である。図９は、図８に図示された光ガイドユニットの背面斜視図である。
【００４８】
図８及び図９を参照すると、光ガイドユニット４００は、第１面４１１、第２面４２１、及び入光面４３０を含む。
【００４９】
前記第１面４１１は前記光ガイドユニット４００の上面であって、出光面４１３及び上部ガイド曲面４１５を含む。前記出光面４１３は平坦で、前記出光面４１３のエッジは矩形をなす。前記矩形の内部領域には複数個のガイド領域が定義され、前記ガイド領域は互いに離隔して島形態に配置される。好ましくは、前記ガイド領域は円の内側の領域で定義され、マトリックス形態で配置される。
【００５０】
前記出光面４１３は、前記矩形の内部領域のうち、前記ガイド領域を除いた領域に対応する。前記ガイド領域は、前記出光面４１３の法線方向に陥没し、前記陥没した前記ガイド領域に前記上部ガイド曲面４１５が対応する。前記上部ガイド曲面４１５の基底部は丸く形成される。
【００５１】
前記上部ガイド曲面４１５は、位置によって変化する曲率、例えば、楕円の一部の曲率に対応する第１曲率で折り曲げられる。他の実施形態において、前記上部ガイド曲面４１５は、一定の曲率、例えば、円形状に対応される曲率を有することができる。
【００５２】
前記第２面４２１は、対向面４２３及び下部ガイド曲面４２５を含む。前記対向面４２３は、前記光ガイドユニット４００が所定の厚みを有するように前記出光面４１３から所定間隔だけ離隔して対向配置される。前記下部ガイド曲面４２５は、前記対向面４２３から前記上部ガイド曲面４１５の外形に沿って折り曲げられる。前記下部ガイド曲面４２５のエッジは、閉曲線、例えば、円形をなす。
【００５３】
前記下部ガイド曲面４２５は、位置によって変化する曲率、例えば、楕円の一部の曲率に対応する第２曲率で折り曲げられる。他の実施形態において、前記下部ガイド曲面４２５は、一定の曲率、例えば、円形状に対応される曲率を有することができる。
【００５４】
図１０は、図８に図示された光ガイドユニットをＩＩＩ−ＩＩＩ’に沿って切断した断面図である。
【００５５】
図１０を参照すると、前記下部ガイド曲面４２５は、前記上部ガイド曲面４１５より大きい曲率で折り曲げられる。これによって、前記上部ガイド曲面４１５又は下部ガイド曲面４２５に沿って前記法線方向（陥没方向）に位置すする部位ほど、前記上部ガイド曲面４１５と下部ガイド曲面４２５間の距離、即ち、前記光ガイドユニット４００の厚みが増加する。
【００５６】
前記入光面４３０のエッジは、前記下部ガイド曲面４２５のエッジに連結される。これによって、前記入光面４３０は、円形状を有する。前記入光面４３０は前記ガイド領域に対応して、複数個が島形態に配置され、好ましくは、マトリックス形態に配置される。
【００５７】
＜バックライトアセンブリ＞
図１１は、本発明の第６実施形態によるバックライトアセンブリの背面斜視図である。図１２は、図１１に図示されたバックライトアセンブリをＩＶ−ＩＶ’に沿って切断した断面図である。
【００５８】
図１１及び図１２を参照すると、バックライトアセンブリ５００は、光ガイドユニット５１０及び光源５５０を含む。
【００５９】
前記光ガイドユニット５１０は、第１面５１１、第２面５２１、及び入光面５３０を含む。前記光ガイドユニット５１０は、図６に図示された光ガイドユニット２００と実質的に同じである。
【００６０】
従って、入光面５３０に第１光学パターンとして第１プリズム山５３４が形成され、前記第２面５２１の対向面５２３に第２光学パターンとしてドット５２４が形成され、前記ドット５２４には前記第１方向に延長された第２プリズム山５２４ａが形成され、前記第１面５１１の出光面５１３には第３光学パターンとして前記第２方向に延長された第３プリズム山５１４が形成される。
【００６１】
前記光源５５０は、前記第１方向に延長された前記入光面５３０に複数個が一列に配置される。本実施形態において、前記光源５５０は、点光源、例えば、発光ダイオード５５０である。前記発光ダイオード５５０のそれぞれは、赤色光出射部、緑色光出射部、及び青色光出射部を含む。これによって、前記発光ダイオード５５０は、前記赤色光、緑色光、及び青色光を同時に前記入光面５３０に出射する。
【００６２】
他の実施形態において、前記光源５５０は、赤色光を出射する赤色発光ダイオード、緑色光を出射する緑色発光ダイオード、及び青色光を出射する青色発光ダイオードを含み、前記赤色、緑色、及び青色発光ダイオードは、所定の配列規則によって前記入光面５３０に配置されることができる。
【００６３】
図１３は、図１２に図示された第１領域の拡大図である。図１４は、図１１に図示されたバックライトアセンブリをＶ−Ｖ’に沿って切断した断面図である。
【００６４】
図１３を参照すると、前記発光ダイオード５５０と前記入光面５３０との間には空気層が介在される。前記発光ダイオード５５０から出射された前記赤色光、緑色光、及び青色光は、前記空気層を通過して前記入光面５３０に入射される。前記赤色光、緑色光、及び青色光は前記入光面５３０で屈折され、前記上部ガイド曲面５１５と下部ガイド曲面５２５との間に進行する。
【００６５】
この際、前記発光ダイオード５５０の出射角は約±７０°で、前記入光面５３０で屈折された前記赤色光、緑色光、及び青色光は、前記入光面５３０の法線方向に対して約±４２．５°範囲内の進行角を有する。前記上部ガイド曲面５１５及び下部ガイド曲面５２５は楕円の一部に対応して、位置によって変化する曲率を有するか、円に対応して一定の曲率を有する。一方、前記下部ガイド曲面５２５の曲率は、前記上部ガイド曲面５１５の曲率より大きくなるように形成される。
【００６６】
図１４を参照すると、前記発光ダイオード５５０から出射された光は、前記法線方向に向かう指向性を有する。これによって、前記赤色光、緑色光、及び青色光の相互干渉が充分ではないので、白色光を得るための混色効率が低下される可能性がある。
【００６７】
前記第１プリズム山２３４は、前記入光面５３０に入射された前記赤色光、緑色光、及び青色光を前記第１方向に拡散させる。これによって、前記赤色光、緑色光、及び青色光の相互間の干渉量が増加され、前記赤色光、緑色光、及び青色光の混色効率が向上される。
【００６８】
前記赤色光、緑色光、及び青色光は前記第１方向に拡散され、前記赤色光、緑色光、及び青色光は、相互干渉され白色光に変換される。前記白色光は、前記上部及び下部ガイド曲面５１５、５２５で全反射され、前記出光面５１３及び対向面５２３の間に導かれる。この際、前記上部ガイド曲面５１５では、大部分の前記白色光が全反射されるが、一部の白色光は前記上部ガイド曲面５１５から出射される。
【００６９】
一方、導かれた前記白色光は、前記出光面５１３及び対向面５２３で反復して反射及び拡散され、前記対向面５２３に形成されたドット５２４によって乱反射される。又、前記ドット５２４に形成された第２プリズム山は、前記第１プリズム山５３４と同様に、前記対向面５２３で反射される前記白色光を前記第２方向に導き、前記第１方向には拡散させる。
【００７０】
前記出光面５１３に対する出射角条件が満足されると、前記出光面５１３から前記白色光が出射される。前記出光面５１３に形成された前記第３プリズム山５１４は、前記第１方向に指向性を有する光の経路を前記出光面５１３の法線方向に導く。その結果、前記第１面５１１から、比較的均一な輝度を有し、正面輝度に優れた白色光が出射される。
【００７１】
図１５は、本発明の第７実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。
【００７２】
図１５を参照すると、バックライトアセンブリ６００は、光ガイドユニット６１０、発光ダイオード６５０、及び連結部材６５５を含む。前記バックライトアセンブリ６００は、前記連結部材６５５を更に含むことを除いては、図１１乃至図１４に図示されたバックライトアセンブリ５００と実質的に同じである。
【００７３】
前記連結部材６５５は、光透過率に優れた材質、例えば、シリコンからなり、前記発光ダイオード６５０と前記入光面６３０との間に介在される。これによって、前記入光面６３０と発光ダイオード６５０との間に空気層が排除される。これによって、前記発光ダイオード６５０の出光部と前記入光面６３０に異物の吸着又は前記入光面６３０の変色によって前記発光ダイオード６５０からの出射光の利用効率が低下されることが防止される。
【００７４】
前記連結部材６５５の屈折率は、前記光ガイドユニット６１０の屈折率より小さく、前記空気層の屈折率より大きい。従って、前記発光ダイオード６５０から出射された赤色光、緑色光、及び青色光は、前記連結部材６５５と前記光ガイドユニット６１０の境界面、即ち、前記入光面６３０で、前記出光面６１３の法線方向により近接するように屈折される。これによって、前記入光面６３０で屈折された前記赤色光、緑色光、及び青色光の前記法線方向に対する進行角は、前記発光ダイオード６５０の出射角より大幅に減少され、上部ガイド曲面６１５及び下部ガイド曲面６２５で大部分が全反射される。
【００７５】
図１６は、本発明の第８実施形態によるバックライトアセンブリの背面斜視図である。図１７は、図１６に図示されたバックライトアセンブリをＶＩ−ＶＩ’に沿って切断した断面図である。
【００７６】
図１６及び図１７を参照すると、バックライトアセンブリ７００は、光ガイドユニット７１０及び発光ダイオード７５０を含む。
【００７７】
前記光ガイドユニット７１０は、図８乃至図１０に図示された光ガイドユニット４００と実質的に同じである。
【００７８】
前記光ガイドユニット７１０の入光面７３０はマトリックス形態に配列されるので、入光面７３０に赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び青色発光ダイオードを配置する場合、赤色光、緑色光、及び青色光の効率的な混色が困難となる。その結果、前記光ガイドユニット７１０の出光面７１３から前記赤色、緑色、及び青色発光ダイオードに対応する領域によって、互いに異なる色の光が出射され、前記光ガイドユニット７１０から均一な白色光を得るのが難しい。従って、前記発光ダイオード７５０は、白色光を出射する白色発光ダイオード７５０であることが好ましい。
【００７９】
前記入光面７３０に入射された前記白色光は屈折され、上部ガイド曲面７１５及び下部ガイド曲面７２５で全反射される。前記全反射された光は、図１７に示すように、出光面７１３及び対向面７２３の間に導かれ、前記法線方向に垂直な水平方向に導かれる。
【００８０】
図１８は、本発明の第９実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。
【００８１】
図１８を参照すると、バックライトアセンブリ８００は、光ガイドユニット８１０、発光ダイオード８５０、及び収納容器８６０を含む。前記バックライトアセンブリ８００は、前記収納容器８６０を更に含むことを除いては、図１１乃至図１４に図示されたバックライトアセンブリ５００と実質的に同じである。
【００８２】
前記収納容器８６０は、底板８６１及び側壁８６５を含む。前記側壁８６５は、前記底板８６１の周辺部に配置される。前記底板８６１には、多数の前記発光ダイオード８５０が前記第１方向に沿って配置される。前記発光ダイオード８５０は、前記光ガイドユニット８１０の入光面８３０の個数に対応して２列に配置される。前記側壁８６５の内側上部には段差部が形成される。
【００８３】
前記光ガイドユニット８１０の端部は前記段差部によって支持され、前記発光ダイオード８５０は、前記入光面８３０の下部に配置される。この際、光利用効率を向上させるために、前記入光面８３０と発光ダイオード８５０の間の離隔間隔を１ｍｍ以下にすることが好ましい。
【００８４】
前記発光ダイオード８５０から出射された赤色光、緑色光、及び青色光は、前記底板８６１の法線方向に向かう指向性を有して、前記入光面８３０に入射される。前記入光面８３０に入射された前記赤色光、緑色光、及び青色光は、前記光ガイドユニット８１０の上部ガイド曲面８１５及び下部ガイド曲面８２５まで進行しながら、相互干渉され白色光に変換される。
【００８５】
白色光に変換されない前記赤色光、緑色光、及び青色光は、前記上部ガイド曲面８１５及び下部ガイド曲面８２５で全反射され、前記光ガイドユニット８１０の出光面８１３と対向面８２３の間に導かれながら、相互干渉され白色光に変換される。
【００８６】
一方、前記入光面８３０に形成された第１プリズム山は、前記入光面８３０の長手方向である前記第１方向に前記赤色光、緑色光、及び青色光を拡散させて前記白色光への混色効率を向上させる。
【００８７】
前記バックライトアセンブリ８００は、光学シート８７０を更に含む。前記光学シート８７０は前記出光面８１３に配置され、前記出光面８１３から出射される白色光の光学特性を向上させる。前記光学シート８７０は、拡散シート８７１及び集光シート８７３、８７５を含む。
【００８８】
前記拡散シート８７１は前記白色光の輝度均一性を向上させ、前記集光シート８７３、８７５は、前記拡散シート８７１上に配置され、前記白色光の正面輝度を向上させる。
【００８９】
＜表示装置＞
図１９は、本発明の第１０実施形態による表示装置の斜視図である。図２０は、図１９に図示された表示装置の分解斜視図である。
【００９０】
図１９及び図２０を参照すると、表示装置１０００は、光ガイドユニット１０１０、光源１０５０、及び表示パネル１０８０を含む。前記光ガイドユニット１０１０及び光源１０５０は、図１１乃至図１４に図示された光ガイドユニット５００及び光源５５０と実質的に同じである。
【００９１】
前記表示装置１０００は、収納容器１０６０及び光学シート１０７０を更に含む。
【００９２】
前記収納容器１０６０は、底板１０６１及び第１乃至第４側壁１０６３、１０６５、１０６７、１０６９を含む。前記底板１０６１には、前記光源１０５０である発光ダイオード１０５０が多数個配置される。前記発光ダイオード１０５０は、前記光ガイドユニット１０１０の入光面１０３０の個数に対応して、２列に前記光ガイドユニット１０１０の短辺方向に沿って配置される。
【００９３】
前記第１乃至第４側壁１０６３、１０６５、１０６７、１０６９は、前記底板１０６１の周辺部に配置されて収納空間を形成する。前記第１乃至第４側壁１０６３、１０６５、１０６７、１０６９の内側上部には、前記光ガイドユニット１０１０の端部が配置される段差部が形成される。
【００９４】
前記光学シート１０７０は、図１８に図示された光学シート８７０と実質的に同じである。
【００９５】
図２１は、図２０に図示された表示装置をＶＩＩ−ＶＩＩ’に沿って切断した断面図である。
【００９６】
図２１を参照すると、前記表示装置１０８０は、前記光学シート１０７０から出射された光を受けて、画像情報が含まれたイメージ光に変更させる。前記表示パネル１０８０は、前記光学シート１０７０上に配置され前記段差部によって支持される。前記表示パネル１０８０は、第１基板１０８１、第２基板１０８５、及び液晶層（図示せず）を含む。
【００９７】
前記第１基板１０８１は、下部基板及びスイッチング素子を含む。前記下部基板は透明なガラス基板で、前記下部基板上には横方向にゲートラインが形成され、前記ゲートラインと絶縁され縦方向にデータラインが形成される。前記ゲートラインとデータラインは画素領域を定義し、前記画素領域はマトリックス形態に配置される。
【００９８】
前記スイッチング素子は、例えば、薄膜トランジスタ（図示せず）であって、前記画素領域に配置される。前記各薄膜トランジスタのソース端子には前記データラインが連結され、前記各薄膜トランジスタのゲート端子には前記ゲートラインが連結される。又、前記各薄膜トランジスタのドレイン端子には、透明な導電性材質からなる画素電極が連結される。
【００９９】
第２基板１０８５は、第１基板１０８１に一定間隔だけ離隔して対向配置される。第２基板１０８５は、上部基板及び色画素を含む。前記色画素は、前記画素領域に配置された前記画素電極に対応して前記上部基板にマトリックス形態に配置される。前記色画素は、光が通過すると、所定の色に発現されるＲＧＢ色画素を含む。前記色画素が配置された前記上部基板の全面積には、前記画素電極に対応して透明な導電性材質からなる共通電極が形成される。
【０１００】
前記薄膜トランジスタの前記ゲート端子には、ゲート駆動信号が印加され前記薄膜トランジスタがターンオンされると、前記画素電極にデータ駆動信号が印加され、前記画素電極と共通電極との間には電場が形成される。このような電場によって前記第１基板１０８１と第２基板１０８５との間に介在された液晶層を構成する液晶の配列が変化される。これによって、前記発光ダイオード１０５０から前記光学シート１０７０を通じて前記表示パネル１０８０に提供される光の透過度が変更され、前記表示パネル１０８０は所望する階調の画像を表示する。
【０１０１】
前記表示パネル１０８０は、印刷回路基板１０８３及び信号伝送用フィルム１０８４を更に含む。前記印刷回路基板１０８３は、前記ゲート駆動信号及びデータ駆動信号を発生する。前記信号伝送用フィルム１０８４は、前記表示パネル１０８０と印刷回路基板１０８３を電気的に接続させる。前記信号伝送用フィルム１０８４には、前記ゲート駆動信号及びデータ駆動信号のようなパネル駆動信号を制御する駆動チップが実装される。
【０１０２】
前記表示装置１０００は、前記収納容器１０６０と結合するトップシャーシ１０９０を更に含む。前記トップシャーシ１０９０は、上面１０９１及び側面１０９３、１０９５、１０９７、１０９９を含む。前記上面１０９１は、前記表示パネル１０８０の有効表示領域を露出させ、前記側面１０９３、１０９５、１０９７、１０９９は、前記収納容器１０６０の前記第１乃至第４側壁１０６３、１０６５、１０６７、１０６９に対応する。
【０１０３】
図２２は、本発明の第１１実施形態による表示装置の分解斜視図である。
【０１０４】
図２２を参照すると、表示装置１１００は、光ガイドユニット１１１０、発光ダイオード１１５０、収納容器１１６０、光学シート１１７０、表示パネル１１８０、及びトップシャーシ１１９０を含む。
【０１０５】
前記表示装置１１００は、前記光ガイドユニット１１１０及び光源１１５０を除いては、図１９乃至図２１に図示された表示装置１０００と実質的に同じである。
【０１０６】
前記光ガイドユニット１１１０及び光源１１５０は、図８乃至図１０に図示された光ガイドユニット４００及び光源４５０と実質的に同じである。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上で詳細に説明したように、本発明によると、発光ダイオードから入光面に入射された光は、前記入光面の法線方向に向かう指向性を有し、上部ガイド曲面及び下部ガイド曲面によって前記法線に垂直な水平方向に導かれる。この際、前記発光ダイオードから出射された赤色光、緑色光、及び青色光は、前記光ガイドユニットによって導かれて白色光に変換される。
【０１０８】
従って、前記発光ダイオードから出射された前記赤色光、緑色光、及び青色光の混色のための垂直距離が不必要になって、発光ダイオードを光源として有する直下型バックライトアセンブリをより薄くすることができる。
【０１０９】
又、光ガイドユニットの光ガイド特性によって前記光ガイドユニットの第２面の全面積に対応して、前記発光ダイオードを配置する必要がなく、前記入光面にのみ前記発光ダイオードを配置しても、表示装置のバックライト光として充分な輝度及び輝度均一性を有する光を提供することができる。
【０１１０】
従って、大型表示パネルに光を提供する直下型バックライトアセンブリの消費電力が減少される。
【０１１１】
なお、前述の実施形態に適用される光源が蛍光ランプであってもよく、また、発光ダイオードおよび蛍光ランプであってもよい。蛍光ランプは、入光面の長手方向に沿って配置される。
【０１１２】
以上、本発明の実施形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１実施形態による光ガイドユニットの斜視図である。
【図２】図１に図示された光ガイドユニットをＩ−Ｉ’に沿って切断した断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態による光ガイドユニットの斜視図である。
【図４】図３に図示された光ガイドユニットの配線斜視図である。
【図５】図３に図示された光ガイドユニットをＩＩ−ＩＩ’に沿って切断した断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による光ガイドユニットの斜視図である。
【図７】本発明の第４実施形態による光ガイドユニットの断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態による光ガイドユニットの斜視図である。
【図９】図８に図示された光ガイドユニットの背面斜視図である。
【図１０】図８に図示された光ガイドユニットをＩＩＩ−ＩＩＩ’に沿って切断した断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態によるバックライトアセンブリの背面斜視図である。
【図１２】図１１に図示されたバックライトアセンブリをＩＶ−ＩＶ’に沿って切断した断面図である。
【図１３】図１２に図示された第１領域の拡大図である。
【図１４】図１１に図示されたバックライトアセンブリをＶ−Ｖ’に沿って切断した断面図である。
【図１５】本発明の第７実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。
【図１６】本発明の第８実施形態によるバックライトアセンブリの背面斜視図である。
【図１７】図１６に図示されたバックライトアセンブリをＶＩ−ＶＩ’に沿って切断した断面図である。
【図１８】本発明の第９実施形態によるバックライトアセンブリの断面図である。
【図１９】本発明の第１０実施形態による表示装置の斜視図である。
【図２０】図１９に図示された表示装置の分解斜視図である。
【図２１】図２０に図示された表示装置をＶＩＩ−ＶＩＩ’に沿って切断した断面図である。
【図２２】本発明の第１１実施形態による表示装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０    光ガイドユニット、
１１    第１面、
１３    出光面、
１５    上部ガイド曲面、
２１    第２面、
２３    対向面、
２５    下部ガイド曲面、
３０    入光面、
１１４    第３光学パターン、
１２４    第２光学パターン、
１３４    第１光学パターン、
５００    バックライトアセンブリ、
５５０    発光ダイオード、
１０００    表示装置、
１０６０    収納容器、
１０８０    表示パネル。
【図１】
2007200885.tif 000003
【図２】
2007200885.tif 000004
【図３】
2007200885.tif 000005
【図４】
2007200885.tif 000006
【図５】
2007200885.tif 000007
【図６】
2007200885.tif 000008
【図７】
2007200885.tif 000009
【図８】
2007200885.tif 000010
【図９】
2007200885.tif 000011
【図１０】
2007200885.tif 000012
【図１１】
2007200885.tif 000013
【図１２】
2007200885.tif 000014
【図１３】
2007200885.tif 000015
【図１４】
2007200885.tif 000016
【図１５】
2007200885.tif 000017
【図１６】
2007200885.tif 000018
【図１７】
2007200885.tif 000019
【図１８】
2007200885.tif 000020
【図１９】
2007200885.tif 000021
【図２０】
2007200885.tif 000022
【図２１】
2007200885.tif 000023
【図２２】
2007200885.tif 000024