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KR101098338B1 - 광학 패키지, 광학 렌즈 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리및 표시장치 - Google Patents

광학 패키지, 광학 렌즈 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리및 표시장치 Download PDF

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KR101098338B1
KR101098338B1 KR1020050033520A KR20050033520A KR101098338B1 KR 101098338 B1 KR101098338 B1 KR 101098338B1 KR 1020050033520 A KR1020050033520 A KR 1020050033520A KR 20050033520 A KR20050033520 A KR 20050033520A KR 101098338 B1 KR101098338 B1 KR 101098338B1
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KR
South Korea
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lens
light emitting
light
optical
light guide
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KR1020050033520A
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KR20060111266A (ko
Inventor
박세기
이상유
김기철
남석현
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US11/239,869 priority patent/US7488089B2/en
Priority to TW094134891A priority patent/TWI396904B/zh
Priority to CN2005101094844A priority patent/CN1851540B/zh
Priority to JP2005333737A priority patent/JP4959971B2/ja
Priority to EP06002317A priority patent/EP1715366B8/en
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Abstract

광학 패키지, 광학 렌즈 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치가 개시된다. 광학 렌즈는 중심 렌즈부, 주변 렌즈부 및 도광부를 포함한다. 광학 패키지는 복수의 발광부들 및 렌즈 플레이트를 포함한다. 렌즈 플레이트는 발광부들 각각에 대응하여 렌즈부들을 정의하고, 렌즈부들 각각의 사이드 방향으로 연장된 도광부를 갖는다. 이에 따라, 발광부 위에 배치되는 광학 렌즈에 도광 기능을 부여하므로써, 발광 다이오드에서 출사되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
렌즈, 도광, 오목 형상, 볼록 형상, 발광 다이오드, 광균일도

Description

광학 패키지, 광학 렌즈 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치{OPTIC PACKAGE, OPTIC LENS AND BACKLIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY DEVICE HAVING THE OPTIC PACKAGE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 렌즈를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광학 렌즈의 원리를 설명하는 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 광학 렌즈의 가변 곡률을 설명하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 렌즈들이 일체로 형성된 광학 패키지의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 렌즈 어레이의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 렌즈를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 광학 렌즈의 원리를 설명하는 개념도이다.
도 8은 프론트 방향과 사이드 방향 각각으로 추출되는 광의 효율을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 광학 렌즈 어레이에 의한 광학 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10a 내지 도 10e는 광학 렌즈의 두께 변화에 따른 광분포 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 광학 렌즈의 두께 변화에 따른 광추출 효율의 변화를 나타낸 그래프 이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 34, 40 : 광학 렌즈 12, 42 : 중심 렌즈부
14, 44: 주변 렌즈부 16, 46 : 도광부
20, 56 : 광학 패키지 22, 32, 57 : 발광 다이오드
24, 58 : 렌즈 플레이트 36 : 봉합 부재
50 : 백라이트 어셈블리 52 : 베이스 기판
54 : 반사판 100 : 백라이트 어셈블리
200 : 디스플레이 어셈블리 300 : 탑 샤시
400 : 리어 케이스 500 : 프론트 케이스
본 발명은 광학 패키지, 광학 렌즈 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도광 기능이 부여된 광학 패키지, 광학 렌즈 및 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 복수의 발광 다이오드(LED)들을 구비하는 직하형 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)은 프론트 방향으로 향해 집중되는 광을 보다 균일하게 퍼 트리기 위해 도광판을 구비한다.
상기 도광판은 주로 폴리메틸메탈크리스탈레이트-계열 레진 (polymethylmethacrylate-serises resin, PMMA)으로 제조된다. 상기 도광판의 굴절율은 대략 1.5이다. 상기 도광판의 굴절률은 공기의 굴절률보다 크기 때문에 외부에서 입사되는 광은 상기 도광판의 내부에서 전반사되면서 진행하고, 결국 광을 고르게 퍼트리는 역할을 한다.
그러나, 백라이트 유닛을 채용하는 LCD TV나 모니터가 슬림화되면서 일정 두께를 갖는 도광판을 사용하는데 한계가 있다.
또한, 충분한 컬러의 혼합 영역(mixing zone)이 확보되지 않으면, 도광판을 사용하더라도 발광 다이오드들 각각에서 발산되는 적색, 녹색, 청색의 반점(spot)들이 보이게 된다. 따라서 균일한 배면광을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
즉, 도광판의 존재와는 무관하게 컬러 혼합영역이 충분히 확보되지 않으면 각 발광 다이오드에서 발산되는 광의 얼룩이 사람의 눈으로 확인할 수 있을 정도로 보이게 되는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 균일도를 향상시키기 위해 도광 기능이 부여된 광학 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 광학 패키지에 채용되는 광학 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 광학 패키지를 갖는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 더욱 다른 목적은 상기한 광학 패키지를 갖는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 광학 패키지는 복수의 발광부들 및 렌즈 플레이트를 포함한다. 상기 렌즈 플레이트는 상기 발광부들 각각에 대응하여 렌즈부들을 정의하고, 상기 렌즈부들 각각의 사이드 방향으로 연장된 도광부를 갖는다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 다른 실시예에 따른 광학 패키지는 발광부 및 광학 렌즈를 포함한다. 상기 광학 렌즈는 볼록 형상을 갖고서 상기 발광부 위에 배치된 중심 렌즈부와, 상기 중심 렌즈부를 수용하는 오목 형상을 갖고서 상기 중심 렌즈부의 외측에 형성된 주변 렌즈부와, 상기 주변 렌즈부에서 연장된 도광부를 정의한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일 실시예에 따른 광학 렌즈는 중심 렌즈부, 주변 렌즈부 및 도광부를 포함한다. 상기 중심 렌즈부는 볼록 형상을 갖는다. 상기 주변 렌즈부는 상기 중심 렌즈부를 수용하는 오목 형상을 갖고서, 상기 중심 렌즈부의 외측에 형성된다. 상기 도광부는 상기 주변 렌즈부에서 연장된다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 백라이 트 어셈블리는 베이스 기판 및 광학 패키지를 포함한다. 상기 베이스 기판은 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 갖는다. 상기 광학 패키지는 복수의 발광부들과 상기 발광부들에 대응하는 복수의 광학 렌즈들을 포함하여 상기 제1 영역에 배치된다. 상기 광학 렌즈들 각각은 볼록 형상을 갖는 중심 렌즈부와, 상기 중심 렌즈부를 수용하는 오목 형상을 갖고서 상기 중심 렌즈부의 외측에 형성된 주변 렌즈부와, 상기 주변 렌즈부에서 연장된 도광부를 정의한다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여 다른 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 베이스 기판 및 광학 패키지는 포함한다. 상기 베이스 기판은 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 갖는다. 상기 광학 패키지는 상기 제1 영역에 배치되고, (a) 복수의 발광부들과, (b) 볼록 형상의 중심부를 수용하는 오목 형상을 갖고서, 상기 발광부들 각각에 대응하여 복수의 렌즈부들을 정의하면서 상기 렌즈부들 각각의 사이드 방향으로 연장된 렌즈 플레이트를 포함한다.
상기한 본 발명의 더욱 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 백라이트 어셈블리를 포함한다. 상기 표시 패널은 광을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 백라이트 어셈블리는 베이스 기판, 복수의 발광부들, 복수의 광학 렌즈들을 포함하여, 상기 표시 패널에 광을 출사한다. 상기 베이스 기판은 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 갖는다. 상기 복수의 발광부들은 상기 제1 영역에 배치된다. 상기 복수의 광학 렌즈들은 볼록 형상을 갖고서 상기 발광부 각각을 커버하는 복수의 중심 렌즈부들, 상기 중심 렌즈부를 수용하는 오목 형상을 갖고서 상기 중심 렌즈부의 외측에 형성된 주변 렌즈부 및 상기 주변 렌즈부에서 연장된 도광부를 정의한다.
상기한 본 발명의 더욱 목적을 실현하기 위하여 다른 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 백라이트 어셈블리는 포함한다. 상기 표시 패널은 광을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 백라이트 어셈블리는 베이스 기판과, 복수의 발광부들과, 렌즈 플레이트를 포함하여 상기 표시 패널에 광을 출사한다. 상기 베이스 기판은 제1 영역 및 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 갖는다. 상기 복수의 발광부들은 상기 제1 영역에 배치된다. 상기 렌즈 플레이트는 볼록 형상의 중심부를 수용하는 오목 형상을 갖고서, 상기 발광부들 각각에 대응하여 복수의 렌즈부들을 정의하면서 상기 렌즈부들 각각의 사이드 방향으로 연장된다.
이러한 광학 렌즈와, 이를 갖는 광학 패키지, 백라이트 어셈블리 및 표시장치에 의하면, 발광 다이오드 위에 배치되는 광학 렌즈에 도광 기능을 부여하므로써, 상기 발광 다이오드에서 출사되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
<광학 렌즈의 실시예 1>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 렌즈를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 광학 렌즈의 원리를 설명하는 개념도이다. 특히, 도광 기능이 부여된 광학 렌즈의 도광부의 두께가 동일한 것을 도시한다. 여기서, 도광 기능이 부여된 광학 렌즈란, 렌즈 본연의 역할과 함께 렌즈 플레이트의 역할, 즉 전반사를 통한 광의 분포를 균일하게 만드는 역할을 수행하는 렌즈를 칭한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 광학 렌즈(10)는 중심 렌즈부(12), 주변 렌즈부(14) 및 도광부(16)를 포함한다. 상기 중심 렌즈부(12)의 배면에는 발광 다이오드(LED) 따위의 발광 소자를 수용하기 위한 홈(18)이 형성된다. 상기 홈(18)의 형상은 상기 발광 소자의 형상에 적응한다. 상기 중심 렌즈부(12)는 상기 홈(18)에 배치된 발광부인 발광 다이오드(LED)와 접촉할 수 있다.
상기 중심 렌즈부(12)는 프론트측(z-축)을 향해 상대적으로 돌출된 볼록(convex) 형상을 갖는다. 상기 중심 렌즈부(12)는 평면(x-y 평면)에서 관찰할 때 원형 형상을 갖는다. 상기 중심 렌즈부(12)는 서로 다른 곡률들에 의해 정의되는 곡면에 의해 정의된다. 상기 볼록 형상의 중심 렌즈부(12)는 일종의 볼록 렌즈(convex lens)의 역할을 수행한다. 상기 중심 렌즈부(12)의 등고선들은 서로 평행할 수도 있고, 어느 한쪽으로 치우칠 수도 있다. 즉, 임의의 영역들에 존재하는 등고선들은 밀하고, 다른 영역들에 존재하는 등고선들은 소하다.
상기 주변 렌즈부(14)는 상기 중심 렌즈부(12)를 수용하는 오목(concave) 형상을 갖고서, 상기 중심 렌즈부(12)의 외측에 형성된다. 상기 주변 렌즈부(14)는 프론트측(z-축)을 향해 상대적으로 오목한 형상을 갖는다. 상기 주변 렌즈부(14)는 평면(x-y 평면)에서 관찰할 때 상기 중심 렌즈부(12)를 둘러싸는 도넛 형상을 갖는다. 상기 주변 렌즈부(14)는 서로 다른 곡률들에 의해 정의되는 곡면에 의해 정의된다. 상기 오목 형상의 주변 렌즈부(14)는 일종의 오목 렌즈(concave lens)의 역할을 수행한다. 상기 주변 렌즈부(14)의 등고선들은 서로 평행할 수도 있고, 어느 한쪽으로 치우칠 수도 있다. 즉, 임의의 영역들에 존재하는 등고선들은 밀하고, 다른 영역들에 존재하는 등고선들은 소하다.
상기 도광부(16)는 상기 주변 렌즈부(14)에서 연장된다. 상기 도광부(16)는 프론트측(x-y 평면)에 대응하여 플랫한 평면을 갖는다. 도 1에서는 상기 도광부(16)가 상기 주변 렌즈부(14)를 둘러싸는 사각 형상을 도시하였으나, 상기 주변 렌즈부(14)를 둘러싸는 도넛 형상, 타원 형상과 같은 다양한 형상이 가능하다.
도 2를 참조하여, 광학 렌즈(10)의 홈(18)에 수용된 발광 다이오드(LED)에서 광들이 출사됨에 따라, 중심렌즈부(12), 주변 렌즈부(14) 및 도광부(16)에 의해 변경되는 광 특성을 설명한다.
상기 중심 렌즈부(12)에 입사되는 광들은 상대적으로 볼록한 계면 형상에 의해 굴절되어 백라이트 유닛을 밝히는 광으로 이용된다. 즉, 상기 중심 렌즈부(12)의 계면에 입사된 광들은 입사각보다 큰 투과각을 갖고서 외부의 공기 영역에 출사된다. 왜냐하면, 스넬의 법칙(snell's law)에 의해 광학 렌즈의 굴절률(예를들어, 1.5)이 공기 영역(예를들어, 1)의 굴절률보다 크기 때문이다.
도 2에서 광학 렌즈(10)의 계면에서 반사되는 반사광은 입사각과 동일한 각도의 반사각을 갖는다. 상기한 반사광의 도시는 생략한다.
한편, 상기 주변 렌즈부(14)에 입사되는 광들은 상대적으로 오목한 계면 형상에 의해 광학 렌즈(10)의 외측 방향으로 굴절되어 투과되고, 상기 굴절되어 투과되는 광들은 상기 도광부(16)를 경유하면서 보다 외측 방향으로 굴절되어 출사된다. 상기 주변 렌즈부(14)의 곡면은 광학 렌즈의 내측을 경유하는 광 또는 광학 렌즈의 외측을 경유하는 광의 경로를 제1 변경하고, 상기 도광부(16)는 상기 곡면부에 의해 제1 경로 변경된 광을 받아 제2 경로 변경시켜 출사한다.
구체적으로, 상기 주변 렌즈부(14)의 곡면은 중심부에 구비되는 발광 다이오드(LED)로부터 30도 미만과 같이 상대적으로 작은 경사각을 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 주변 렌즈부(14)의 내부 곡면에 입사되는 광들은 거의 투과되지 않고 반사되어 도광부(16)에 제공된다. 한편, 상기 주변 렌즈부(14)의 외부 곡면에 입사되는 광들의 일부는 일정 반사각을 갖고서 외부의 공기 영역으로 반사되는 반면, 나머지는 일정 투과각을 갖고서 상기 주변 렌즈부(14)를 경유하여 상기 도광부(16)에 제공된다.
상기 도광부(16)는 상기 주변 렌즈부(14)로부터 연장되므로 상기 주변 렌즈부(14)에서 제공되는 광의 경로를 가이드하여 프론트 방향이나 사이드 방향을 통해 출사한다. 예를들어, 상기 주변 렌즈부(14)의 곡면에 의해 반사된 광은 입사각에 비해 상대적으로 큰 투과각을 갖도록 측부의 프론트 방향으로 출사하고, 상기 주변 렌즈부(14)의 곡면을 경유하는 투과광은 입사각에 비해 상대적으로 큰 투과각을 갖도록 측부의 리어 방향으로 출사한다.
이처럼, 도광 기능이 부여된 광학 렌즈의 프론트 방향으로 출사되는 광은 백라이트 유닛(BLU)의 휘도를 증가시킬 수 있고, 상기 광학 렌즈의 사이드 방향으로 출사되는 광은 백라이트 유닛(BLU)의 균일성을 증가시킬 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 광학 렌즈의 가변 곡률을 설명하는 개념도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 중심 렌즈부(12)는 정점부가 후퇴된 볼록 형상을 갖고, 상기 정점부가 후퇴된 볼록 형상은 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되고, 상기 오목 형상은 복수의 가변 곡률들에 의해 정의된다.
구체적으로, 상기 중심 렌즈부(12)는 상기 광학 렌즈(10)의 중심에서 외곽으로 진행함에 따라, 배면측에서 정의되는 센터를 갖고서 2.76㎜의 곡률 반경을 갖는 제1 곡면과, 상기 제1 곡면과 연결되면서 1.98㎜의 곡률 반경을 갖는 제2 곡면과, 상기 제2 곡면과 연결되면서 2.15㎜의 곡률 반경을 갖는 제3 곡면과, 정면측에서 정의되는 센터를 갖고서 상기 제3 곡면과 연결되면서 4.07㎜의 곡률 반경을 갖는 제4 곡면과, 상기 제4 곡면과 연결되면서 22.97㎜의 곡률 반경을 갖는 제5 곡면에 의해 정의된다. 이에 따라, 상기 중심 렌즈부(12)는 단면에서 관찰할 때 상대적으로 볼록한 형상을 정의한다.
또한, 상기 주변 렌즈부(14)는 상기 광학 렌즈(10)의 중심에서 외곽으로 진행함에 따라, 상기 광학 렌즈(10)의 프론트측에서 정의되는 센터를 갖고서 상기 제5 곡면과 연결되면서 13.74㎜의 곡률 반경을 갖는 제6 곡면과, 제6 곡면과 연결되면서 2.70㎜의 곡률 반경을 갖는 제7 곡면에 의해 정의된다. 이에 따라, 상기 주변 렌즈부(14)는 단면에서 관찰할 때 상대적으로 오목한 형상을 정의한다.
상기한 본 발명의 일 실시예에서는 중심 렌즈부의 정점부가 후퇴된 볼록 형상을 갖는 것을 설명하였으나, 상기 중심 렌즈부의 정점부가 후퇴하지 않은 볼록 형상을 가지면서 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되도록 구현할 수도 있다.
상기한 본 발명의 일 실시예에서는 하나의 발광 다이오드에 대응하여 물리적으로 분리된 하나의 광학 렌즈를 설명하였다. 하지만 당업자라면 복수의 발광 다이오드에 대응하여 일체로 구현된 광학 렌즈의 구현도 가능하다.
<광학 패키지의 실시예 1>
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패키지의 사시도이다. 특히, 일 실시예에 따른 광학 렌즈들이 일체로 형성된 것을 도시한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패키지(20)는 복수의 발광 다이오드들(22) 및 렌즈 플레이트(24)을 포함하여, 고균일도의 광을 출사한다.
상기 발광 다이오드들(22)은 평면상에 배치된다. 도 4에서는 16개의 발광 다이오드들이 매트릭스 타입으로 배치된 것을 도시한다.
상기 렌즈 플레이트(24)은 상기 발광 다이오드들(22) 각각에 대응하여 정의되는 중심 렌즈부, 주변 렌즈부 및 도광부를 갖고서, 상기 발광 다이오드들(22) 위에 배치된다. 상기 중심 렌즈부의 바닥부에는 발광 다이오드(22)의 수용을 위한 홈이 형성된다. 상기 중심 렌즈부, 주변 렌즈부 및 도광부에 대해서는 도 1에서 설명하였으므로 그 설명은 생략한다.
<광학 패키지의 실시예 2>
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패키지의 사시도이다. 특히, 일 실시예에 따른 광학 렌즈들이 봉합 부재에 의해 물리적으로 연결된 것을 도시한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패키지(30)는 복수의 발광 다이오드들(32), 복수의 광학 렌즈들(34) 및 봉합 부재(36)를 포함하여, 고균일도의 광을 출사한다.
상기 발광 다이오드들(32)은 평면상에 배치된다. 도 5에서는 16개의 발광 다 이오드들이 매트릭스 타입으로 배치된 것을 도시한다.
상기 광학 렌즈들(34) 각각은 중심 렌즈부, 주변 렌즈부 및 도광부를 갖고서, 각각의 발광 다이오드들(32) 위에 배치된다. 상기 광학 렌즈들(34)에 대해서는 도 1에서 설명하였으므로 그 설명은 생략한다.
상기 봉합 부재(36)는 서로 인접하는 광학 렌즈들간에 개재되어, 서로 인접하는 광학 렌즈들간에 공기층이 포획되는 것을 차단한다. 상기 봉합 부재는 광학 렌즈의 굴절률과 거의 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 통상적으로 광학 렌즈가 PMMA 재질로 이루어짐을 감안하면 상기 봉합 부재(36)는 상기 PMMA 재질의 굴절율과 거의 동일한 굴절률을 갖는 실리콘인 것이 바람직하다.
이에 따라 임의의 광학 렌즈의 도광부를 통해 출사된 광은 실리콘 부재(36)를 경유하여 인접하는 광학 렌즈의 도광부에 전달된다.
이처럼, 광학 렌즈들을 서로 인접하게 배열함으로써 광학 렌즈 자체의 역할을 함과 동시에 광학 렌즈들간에 공간이 생기지 않도록 별도의 실리콘을 통해 밀봉하므로써, 광학 렌즈의 사이드 방향이 렌즈 플레이트의 역할까지 수행하도록 할 수 있다.
<광학 렌즈의 실시예 2>
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 렌즈를 도시한 사시도이다. 도 7은 도 6에 도시된 광학 렌즈의 원리를 설명하는 개념도이다. 특히, 도광 기능이 부여된 광학 렌즈의 도광부의 두께가 서로 다른 것을 도시한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 광학 렌즈(40)는 중심 렌즈부(42), 주변 렌즈부(44) 및 도광부(46)를 포함한다.
상기 중심 렌즈부(42)의 배면에는 발광 다이오드(LED)와 같은 발광 소자를 수용하기 위한 홈(48)이 형성된다. 상기 홈(48)의 형상은 상기 발광 소자의 형상에 적응한다.
상기 중심 렌즈부(42)는 프론트측을 향해 상대적으로 돌출된 볼록 형상을 갖는다. 상기 중심 렌즈부(42)는 평면에서 관찰할 때 원형 형상을 갖는다. 상기 중심 렌즈부(42)는 서로 다른 곡률들에 의해 정의되는 곡면에 의해 정의된다.
상기 주변 렌즈부(44)는 상기 중심 렌즈부(42)를 수용하는 오목 형상을 갖고서, 상기 중심 렌즈부(42)의 외측에 형성된다. 상기 주변 렌즈부(44)는 프론트측을 향해 상대적으로 오목한 형상을 갖는다. 상기 주변 렌즈부(44)는 평면에서 관찰할 때 상기 중심 렌즈부(42)를 둘러싸는 도넛 형상을 갖는다. 상기 주변 렌즈부(44)는 서로 다른 곡률들에 의해 정의되는 곡면에 의해 정의된다.
상기 도광부(46)는 상기 주변 렌즈부(44)에서 연장된다. 상기 도광부(46)는 중심부에서 멀어질수록 두께가 작아지는 형상을 갖는다. 특히, 상기 도광부(46)의 배면은 플랫한 형상을 갖고, 도광부(46)의 프론트면이 배면측으로 경사진 형상을 갖는다. 사이드에서 관찰할 때 상기 프론트면은 직선을 정의할 수도 있고, 곡선을 정의할 수도 있다. 도면에서는 상기 도광부(46)가 상기 주변 렌즈부(44)를 둘러싸는 사각 형상을 도시하였으나, 상기 주변 렌즈부(44)를 둘러싸는 도넛 형상, 타원 형상과 같은 다양한 형상이 가능하다.
그러면 도 7을 참조하여 발광 다이오드(LED)에서 광들이 출사됨에 따라, 중심렌즈부(42), 주변 렌즈부(44) 및 도광부(46)에 의해 변경되는 광 특성에 대해서 설명한다.
상기 중심 렌즈부(42)에 입사되는 광들은 상대적으로 볼록한 계면 형상에 의해 굴절되어 백라이트 유닛을 밝히는 광으로 이용된다. 즉, 상기 중심 렌즈부(42)의 계면에 입사된 광들은 입사각보다 큰 투과각을 갖고서 외부의 공기 영역에 출사된다. 왜냐하면 스넬의 법칙(snell's law)에 의해 광학 렌즈의 굴절률(예를들어, 1.5)이 공기 영역(예를들어, 1)의 굴절률보다 크기 때문이다. 도 6에서 계면에 반사되는 반사광은 입사각과 동일한 각도의 반사각을 갖는다.
한편, 상기 주변 렌즈부(44)에 입사되는 광들은 상대적으로 오목한 계면 형상에 의해 광학 렌즈(40)의 외측 방향으로 굴절되어 투과되고, 상기 굴절되어 투과되는 광들은 상기 도광부(46)를 경유하면서 보다 외측 방향으로 굴절되어 출사된다. 이때, 상기 주변 렌즈부(44)의 곡면은 광학 렌즈의 내측을 경유하는 광 또는 광학 렌즈의 외측을 경유하는 광의 경로를 제1 변경한다. 상기 도광부(46)는 상기 곡면부에 의해 제1 경로 변경된 광을 받아 제2 경로 변경시켜 출사한다.
구체적으로, 상기 주변 렌즈부(44)의 곡면은 중심부에 구비되는 발광 다이오드(LED)로부터 5 내지 10도와 같이 상대적으로 작은 경사각을 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 주변 렌즈부(44)의 내부 곡면에 입사되는 광들은 거의 투과되지 않고 반사되어 도광부(46)에 제공된다. 한편, 상기 주변 렌즈부(44)의 외부 곡면에 입사되는 광들은 일부는 일정 반사각을 갖고서 외부의 공기 영역으로 반사되는 반면, 나머지는 일정 투과각을 갖고서 주변 렌즈부(44)를 경유하여 도광부(46)에 제공된다.
주변으로 갈수록 두께가 얇아지는 상기 도광부(46)는 상기 주변 렌즈부(44)로부터 연장되고, 상기 주변 렌즈부(44)에서 제공되는 광의 경로를 가이드하여 프론트 방향이나 사이드 방향을 통해 출사한다. 예를들어, 일정 곡률의 에지부를 갖는 도광부는 광이 입사됨에 따라, 상기 광의 입사각에 비해 상대적으로 큰 투과각을 갖도록 측부의 프론트 방향으로 출사한다.
이처럼, 광학 렌즈의 프론트 방향으로 출사되는 광은 백라이트 유닛(BLU)의 휘도를 증가시키고, 상기 광학 렌즈의 사이드 방향으로 출사되는 광은 백라이트 유닛(BLU)의 균일성을 증가시킨다.
도 8은 본 발명에 따른 광학 렌즈의 프론트 방향과 사이드 방향 각각으로 추출되는 광의 효율을 시뮬레이션한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하면, 렌즈 플레이트 부분의 두께가 두꺼워 짐에 따라, 사이드 방향(SIDE DIR.)의 광추출 효율은 상대적으로 증가하고, 프론트 방향(TOP DIR.)의 광추출 효율은 상대적으로 감소한다.
구체적으로, 상기 렌즈 플레이트 부분의 두께가 각각 1㎜, 2㎜, 3㎜, 4㎜ 및 4.4㎜일 때, 사이드 방향의 광추출 효율은 각각 80%, 84, 88, 94 및 96%이고, 프론트 방향의 광추출 효율은 각각 91, 88, 85, 81 및 80%인 것을 확인할 수 있다.
따라서, 전체 광 추출효율은 두께가 4.5㎜일 때, 최대의 값(97.67%)을 가짐을 알 수 있다.
본 발명에 따른 도광 기능이 부여된 광학 렌즈는 프론트 방향으로 약 80%의 광을 출사시키고, 사이드 방향으로는 약 18%의 광을 출사시킨다. 특히, 사이드 방향으로 출사되는 광은 서로 인접하는 광학 렌즈의 렌즈 플레이트 부분과 만나게 되어 이웃하는 광학 렌즈에 광을 전달시킬 수 있으며, 이러한 방식으로 광을 넓게 분포시킴으로써 광의 균일성을 높일 수 있다.
특히, 도광 기능이 부여된 광학 렌즈의 렌즈 부분은 사이드 방향으로 광을 분포시켜 줄 수 있는 오목 형상(또는 사발 형상)를 갖는 것이 유리하고, 그와 유사한 구조를 가지는 모든 광학 렌즈에 대해서 렌즈 플레이트 부분이 균일하게 광을 분포시킬 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 광학 렌즈에 의한 광학 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9를 참조하면, 평면상에서 관찰할 때 광의 분포를 등고선 형태로 나타내었고, 상기 등고선 형태의 가로축과 세로축 단면부 각각에 대응하여 광속(flux) 분포상태(cross-sectional analysis)를 나타내었다.
광학 렌즈의 중심부에서 상대적으로 휘도가 높고, 주변부에서 상대적으로 휘도가 낮음이 관측되었다. 하지만, 광학 렌즈에 도광 기능이 부여되었으므로, 가로축이나 세로축에 대응하더라도 중심부에서 관측되는 휘도와 주변부에서 관측되는 휘도는 상대적으로 편차가 작은 것을 확인할 수 있다.
한편, 도광 기능이 부여된 광학 렌즈의 제작시 발생 가능한 작업 공차 부분에 관한 부분을 하기하는 도 10a 내지 도 10e를 참조하여 설명한다.
도 10a 내지 도 10e는 광학 렌즈의 두께 변화에 따른 광분포 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프들이다. 특히, 광학 렌즈의 두께가 각각 3.7㎜, 3.9㎜, 4.1㎜, 4.3㎜ 및 4.5㎜일 때, 광분포 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프들이다.
도 10a 내지 도 10e에서 확인할 수 있듯이, 광학 렌즈의 두께가 4.5㎜인 경우의 광분포가 그 이전의 광분포에 비해서 조금 나빠진 것을 확인할 수 있다. 이는 하기하는 도 11에 나타낸 것과 같이, 광추출 효율이 다소 감소했기 때문이다.
도 11은 광학 렌즈의 두께 변화에 따른 광추출 효율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 11을 참조하면, 광학 렌즈의 두께가 대략 4.4㎜일 때, 광추출 효율은 78.69%이다. 광학 렌즈의 두께가 줄어듦에 따라, 광추출 효율은 증가하다가 81% 내외에서 포화되는 것을 알 수 있다. 즉, 광학 렌즈의 두께가 4.2㎜일 때, 광추출 효율은 80.5% 정도이고, 4.0㎜일 때, 광추출 효율은 81% 정도이고, 3.8㎜일 때, 광추출 효율은 81.5% 정도임을 알 수 있다.
<백라이트 어셈블리의 실시예>
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다. 특히, 도 1에 도시된 광학 렌즈를 갖는 백라이트 어셈블리를 도시한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(50)는 베이스 기판(52), 상기 베이스 기판(52) 위에 배치된 반사판(54) 및 상기 반사판(54) 위에 배치된 광학 패키지(56)를 포함한다.
상기 광학 패키지(56)는 발광부(57) 및 렌즈 플레이트(58)을 포함하여, 고균일도의 광을 출사한다.
상기 발광부(57)는 점광원으로서 복수의 발광 다이오드들을 포함한다. 상기 발광부(57)는 백색광을 출사하는 복수의 발광 다이오드들로 이루어질 수 있다. 상기 발광부(57)는 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드로 이루어질 수도 있다. 상기 발광부(57)는 하나의 적색 발광 다이오드, 두 개의 녹색 발광 다이오드 및 하나의 청색 발광 다이오드로 이루어질 수도 있다.
상기 렌즈 플레이트(58)은 볼록 형상의 중심부를 수용하는 오목 형상을 갖고서, 상기 발광부들 (57) 각각에 대응하여 복수의 렌즈부들을 정의하면서 상기 렌즈부들 각각의 사이드 방향으로 연장된다. 상기 중심부는 상기 발광부들(57)에 대응하여 형성된다.
도 12에서는 렌즈 플레이트가 원형 형상의 렌즈부를 둘러싸는 형상을 갖는 것을 도시하였으나, 렌즈 플레이트가 사각형이나 오각형과 같은 다양한 형상이 가능하다.
또한, 상기 렌즈 플레이트가 동일한 두께를 갖는 것을 도시하였으나, 렌즈부에서 멀어질수록 두께가 얇아지도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 발광부들이 서로 균일한 간격을 갖고서 배치된 것을 도시하였으나, 랜덤한 간격을 갖도록 배치될 수도 있다. 이에 따라, 렌즈 플레이트에 형성된 렌즈부들간의 간격도 랜덤하게 구현되는 것은 자명하다.
<액정 표시 장치의 실시예>
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 13을 참조하면, 액정 표시 장치는 백라이트 어셈블리(100), 디스플레이 어셈블리(200), 탑 샤시(300), 리어 케이스(400) 및 프론트 케이스(500)를 포함한다.
상기 백라이트 어셈블리(100)는 베이스 기판(110), 반사시트(120), 복수의 광학 패키지들(130), 광 혼합 부재(140), 광학 시트류(150) 및 수납 용기(160)를 포함한다.
상기 베이스 기판(110)에는 일련의 도전성 경로들이 형성되어, 복수의 광학 패키지들에 일정 전원전압을 공급한다.
상기 반사시트(120)는 상기 베이스 기판(110)과 광학 패키지들(130)간에 배치되어, 상기 광학 패키지들(130)에서 출사된 광이 상기 광 혼합 부재(140)가 형성되어 있지 않은 방향으로 누출되는 것을 방지한다. 상기 반사시트(120)는 베이스 기판 (110)위에 코팅된 반사층에 대체될 수 있다.
상기 광학 패키지들(130)은 발광부(132) 및 렌즈 플레이트(134)을 포함하고, 상기 베이스 기판(110) 상에 배치되어, 고균일도의 광을 출사한다. 상기 광학 패키지들(130)은 각각 백색광을 출사할 수도 있고, 적색광, 녹색광 및 청색광 중 어느 한 광을 출사할 수도 있다.
상기 광 혼합 부재(140)는 상기 광학 패키지(130)의 상부에 대향하여 형성된다. 상기 광 혼합 부재(140)는 상기 광학 패키지(130)로부터 출사된 광이 상기 광 학 패키지(130) 바깥에 형성된 공기에서 혼합되도록 상기 광을 반사 및 투과시킨다. 이때, 상기 각 광학 패키지(130)들에서 출사된 적색광, 녹색광 및 청색광은 서로 혼합되어 백색광을 형성한다.
상기 광학 시트류(150)는 확산판(152)과 프리즘 시트(154)를 포함한다. 상기 확산판(152)은 상기 광학 패키지(110)로부터 출사되어 상기 광 혼합 부재(140)를 투과한 광을 확산시킨다. 상기 프리즘 시트(154)는 상기 확산판(152)에 의해 확산된 광을 집광한다.
상기 수납 용기(160)는 일부가 개구된 바닥 부재(162) 및 상기 바닥 부재(162)로부터 수직하게 연장된 측벽 부재(164)를 포함한다. 상기 수납 용기(160)의 바닥 부재(162)에는 기판(110), 반사판(120), 광학 패키지(130), 광 혼합 부재(140) 및 광학 시트들(150)이 순차적으로 수납된다.
상기 디스플레이 어셈블리(200)는 화상을 표시하는 액정 패널부(210), 복수의 데이터측 및 게이트측 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : 이하, TCP)(220, 230) 및 통합 인쇄 회로 기판(240)을 포함한다.
상기 액정 패널부(210)는 화소를 표시하는 어레이 기판(212), 상기 어레이 기판(212)과 서로 대향하는 컬러필터 기판(214) 및 상기 어레이 기판(212)과 컬러필터 기판(214)의 사이에 주입된 액정층(미도시)을 포함한다.
상기 어레이 기판(212)의 소스측에는 상기 복수의 데이터측 TCP(220)가 부착되고, 상기 어레이 기판(212)의 게이트측에는 상기 복수의 게이트측 TCP(230)가 부착된다. 상기 데이터측 및 게이트측 TCP(220, 230)는 상기 액정 패널부(210)의 구 동 및 그 구동 시기를 제어하기 위한 구동 신호와 타이밍 신호를 상기 액정 패널부(210)로 인가한다.
상기 데이터측 TCP(220)는 일측이 어레이 기판(212)에 부착되고, 타측이 통합 인쇄 회로 기판(240)에 부착되어, 상기 액정 패널부(210)를 상기 통합 인쇄 회로 기판(240)과 전기적으로 연결시킨다. 상기 게이트측 TCP(230)는 상기 어레이 기판(212)에 부착되어, 상기 액정 패널부(210)를 상기 통합 인쇄 회로 기판(240)과 전기적으로 연결시킨다. 상기 통합 인쇄 회로 기판(240)은 외부로부터 전기적인 신호를 인가받아 상기 데이터측 및 게이트측 TCP(220, 230)로 인가한다.
상기 액정 패널부(210)에 연결된 상기 데이터측 및 게이트측 TCP(220, 230)는 상기 수납 용기(190)의 상기 측벽 부재(194) 바깥면을 따라 절곡되고, 상기 통합 인쇄 회로 기판(240)은 상기 바닥 부재(192)의 배면에 안착된다.
상기 액정 패널부(210)의 상부에는 고정 수단인 탑 샤시(300)가 구비된다. 상기 탑 샤시(300)는 상기 액정 패널부(210)의 유효 디스플레이 영역이 노출되도록 덮으면서 상기 수납 용기(190)와 서로 대향하게 결합하여 상기 디스플레이 유닛(200)을 고정한다.
상기 백라이트 어셈블리(100), 디스 플레이 어셈블리(200) 및 탑 샤시(300)는 상기 리어 케이스(400)에 수납되고, 상기 리어 케이스(400)는 상기 탑 샤시(300)의 상부에 구비되는 프론트 케이스(500)와 서로 대향하게 결합되어 상기 액정 표시 장치를 완성한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 렌즈는 광을 프론트 방향으로 출사시키는 렌즈부분과 더불어 광의 경로를 꺾어주는 곡면부분 그리고 그 광을 받아서 전달시키는 렌즈 플레이트 부분으로 이루어져, 하부에 배치되는 발광 다이오드에서 출사되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 각각의 발광 다이오드에서 적색광, 녹색광, 청색광이 출사되더라도 상기 발광 다이오드 위에 배치되는 광학 렌즈에 도광 기능이 부여되었기 때문에 색의 혼합 영역(mixing zone)을 충분히 확보할 수 있다. 이에 따라, 적색, 녹색, 청색과 같은 반점(spot)들의 발생은 차단될 수 있고, 균일한 특성의 배면광이 얻어진다.
이상에서는 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.

Claims (45)

  1. 복수의 발광부들; 및
    상기 발광부들 각각에 대응하여 렌즈부들을 정의하고, 상기 렌즈부들 각각의 사이드 방향으로 연장된 도광부를 갖는 렌즈 플레이트를 포함하고,
    상기 렌즈부들 각각은
    중심부가 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 볼록 형상을 가지고 상기 중심부의 외측에 형성된 주변부는 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 오목 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주변부는 상기 중심부를 외측에서 수용하는 오목 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 렌즈부들 각각은 평면에서 관찰할 때 원형 형상인 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도광부의 프론트면은 상기 렌즈부의 에지에서 연장된 평면인 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도광부의 프론트면은 상기 렌즈부의 에지에서 연장된 경사진 곡면인 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 렌즈부는 정점부가 후퇴된 볼록 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 중심부는 정점부가 후퇴된 볼록 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  9. 제8항에 있어서, 상기 볼록 형상은 중심부에서 주변부로 진행함에 따라, 2.76㎜의 곡률 반경, 1.98㎜의 곡률 반경, 2.15㎜의 곡률 반경, 4.07㎜의 곡률 반경 및 22.97㎜의 곡률 반경에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  10. 제1항에 있어서, 상기 렌즈부의 배면부에는 상기 발광부를 수용하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  11. 제10항에 있어서, 상기 렌즈부는 상기 홈에 배치된 상기 발광부와 접촉하는 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  12. 삭제
  13. 발광부; 및
    복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 볼록 형상을 갖고서 상기 발광부 위에 배치된 중심 렌즈부와, 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되고 상기 중심 렌즈부를 수용하는 오목 형상을 갖고서 상기 중심 렌즈부의 외측에 형성된 주변 렌즈부와, 상기 주변 렌즈부에서 연장된 도광부를 정의하는 광학 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  14. 제13항에 있어서, 상기 주변 렌즈부는 평면에서 관찰할 때 상기 중심 렌즈부를 둘러싸는 도넛 형상인 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  15. 제13항에 있어서, 상기 도광부는 평면에서 관찰할 때 상기 주변 렌즈부를 둘러싸는 사각 형상인 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  16. 삭제
  17. 제13항에 있어서, 상기 중심 렌즈부는 정점부가 후퇴된 볼록 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  18. 제17항에 있어서, 상기 정점부가 후퇴된 볼록 형상은 중심부에서 주변부로 진행함에 따라,
    상기 중심 렌즈부에 센터를 갖고서 2.76㎜의 곡률 반경, 1.98㎜의 곡률 반경 및 2.15㎜의 곡률 반경에 의해 정의되는 곡면들과, 정면측에 센터를 갖고서 4.07㎜의 곡률 반경 및 22.97㎜의 곡률 반경에 의해 정의되는 곡면들에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  19. 제13항에 있어서, 상기 중심 렌즈부의 배면에는 상기 발광부를 수용하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  20. 제19항에 있어서, 상기 중심 렌즈부는 상기 홈에 배치된 상기 발광부와 접촉하고, 상기 발광부에서 발산된 광은 상기 중심 렌즈부, 주변 렌즈부 및 도광부에 직접 인가되는 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  21. 삭제
  22. 제19항에 있어서, 상기 도광부의 프론트면은 상기 주변 렌즈부의 에지에서 연장된 평면인 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  23. 제13항에 있어서, 상기 도광부의 프론트면은 상기 주변 렌즈부의 에지에서 연장되면서 경사진 곡면인 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  24. 제13항에 있어서, 상기 도광부의 두께는 4.5㎜이하인 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  25. 제13항에 있어서, 상기 도광부의 재질은 상기 주변 렌즈부의 재질과 동일한 것을 특징으로 하는 광학 패키지.
  26. 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 볼록 형상을 갖는 중심 렌즈부;
    복수의 가변 곡률들에 의해 정의되고 상기 중심 렌즈부를 수용하는 오목 형상을 갖고서, 상기 중심 렌즈부의 외측에 형성된 주변 렌즈부; 및
    상기 주변 렌즈부에서 연장된 도광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  27. 삭제
  28. 제26항에 있어서, 상기 도광부의 두께는 균일한 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  29. 제26항에 있어서, 상기 도광부의 두께는 상기 중심 렌즈부에서 멀어질수록 작아지는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  30. 제26항에 있어서, 상기 중심 렌즈부는 정점부가 후퇴된 볼록 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  31. 제26항에 있어서, 상기 중심 렌즈부, 주변 렌즈부 및 도광부의 재질은 폴리메틸메탈크리스탈레이트-계열 레진(polymethylmethacrylate-serises resin, PMMA)인 것을 특징으로 하는 광학 렌즈.
  32. 베이스 기판; 및
    복수의 발광부들과 상기 발광부들에 대응하는 복수의 광학 렌즈들을 포함하고, 상기 베이스 기판 상에 배치된 광학 패키지를 포함하고,
    상기 광학 렌즈들 각각은 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 볼록 형상을 갖는 중심 렌즈부와, 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 상기 중심 렌즈부를 수용하는 오목 형상을 갖고서 상기 중심 렌즈부의 외측에 형성된 주변 렌즈부와, 상기 주변 렌즈부에서 연장된 도광부를 정의하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  33. 제32항에 있어서, 상기 베이스 기판에서 상기 광학 렌즈들이 배치된 제1 영역들 사이의 제2 영역에 배치되어, 상기 발광부에서 출사된 광을 반사하는 반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  34. 제32항에 있어서, 상기 발광부는 점광원인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  35. 제32항에 있어서, 상기 발광부는 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  36. 제32항에 있어서, 서로 인접하는 광학 렌즈들 간에는 중간 도광부재가 더 개재된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  37. 제36항에 있어서, 상기 중간 도광부재는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  38. 베이스 기판; 및
    상기 베이스 기판 상에 배치되고,
    (a) 복수의 발광부들과,
    (b) 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 볼록 형상의 중심부를 수용하고 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 오목 형상을 갖고서, 상기 발광부들 각각에 대응하여 복수의 렌즈부들을 정의하면서 상기 렌즈부들 각각의 사이드 방향으로 연장된 렌즈 플레이트를 포함하는 광학 패키지를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  39. 제38항에 있어서, 상기 베이스 기판에서 상기 발광부들이 배치된 제1 영역들 사이의 제2 영역에 배치되어, 상기 발광부에서 출사된 광을 반사하는 반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  40. 제38항에 있어서, 상기 발광부는 점광원인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  41. 제38항에 있어서, 상기 발광부는 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  42. 제38항에 있어서, 상기 발광부는 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  43. 제38항에 있어서, 상기 발광부는 하나의 적색 발광소자, 두 개의 녹색 발광소자, 하나의 청색 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  44. 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    (a) 베이스 기판과,
    (b) 상기 베이스 기판 상에 배치된 복수의 발광부들과,
    (c) 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 볼록 형상을 갖고서 상기 발광부 각각을 커버하는 복수의 중심 렌즈부들, 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되고 상기 중심 렌즈부를 수용하는 오목 형상을 갖고서 상기 중심 렌즈부의 외측에 형성된 주변 렌즈부 및 상기 주변 렌즈부에서 연장된 도광부를 정의하는 복수의 광학 렌즈들을 포함하여 상기 표시 패널에 광을 출사하는 백라이트 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  45. 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    (a) 베이스 기판과,
    (b) 상기 베이스 기판 상에 배치된 복수의 발광부들과,
    (c) 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 볼록 형상의 중심부를 수용하는 복수의 가변 곡률들에 의해 정의되는 오목 형상을 갖고서, 상기 발광부들 각각에 대응하여 복수의 렌즈부들을 정의하면서 상기 렌즈부들 각각의 사이드 방향으로 연장된 렌즈 플레이트를 포함하여 상기 표시 패널에 광을 출사하는 백라이트 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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