KR101249249B1 - 광 발생 모듈, 이이 제조 방법 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

광 발생 모듈, 이이 제조 방법 및 이를 갖는 표시장치 Download PDF

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Abstract

광 이용효율이 향상된 광 발생 모듈, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시장치가 개시된다. 광 발생 모듈은 광 가이드 몸체, 발광체 및 형광체를 포함한다. 광 가이드 몸체에는 홈이 형성된다. 발광체는 홈의 일부 영역에 배치되어 제1 광을 출사한다. 형광체는 홈의 나머지 영역에 일체로 형성되어, 제1 광을 받아 제1 광과 다른 파장을 갖는 제2 광을 홈의 내측면에 출사한다. 따라서, 제1 광 및 제2 광의 손실량이 감소하여 광 발생 모듈의 광 이용효율이 향상되고, 표시 장치의 소비전력이 절감된다.
발광다이오드, 형광체, 광 가이드, 홈, 표시장치

Description

광 발생 모듈, 이이 제조 방법 및 이를 갖는 표시장치{LIGHT EMITING MODULE, METHODE OF MANUFACTURING THE LIGHT EMITING MODULE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 발생 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광 발생 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 광 발생 모듈을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 발생 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 발생 모듈의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 광 발생 모듈을 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 발생 모듈의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 표시장치의 분해 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 표시장치를 III-III' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 표시장치를 IV-IV' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 표시장치를 V-V' 선을 따라 절단한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5 : 광 발생 모듈 10 : 광 가이드 몸체
11 : 제1 면 12 : 제2 면
13, 15, 17, 19 : 측면 14 : 홈
20 : 발광체 23 : 전원인쇄회로필름
25 : 형광체 500 : 표시장치
530 : 수납용기 531 : 바닥판
533, 535, 537, 539 : 측벽 550 : 광학시트
570 : 표시패널 573 : 패널인쇄회로필름
574 : 구동부
본 발명은 광 발생 모듈, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 발광체로부터 출사된 광 중 손실되는 광량이 감소되어 광 이용 효율이 향상된 광 발생 모듈, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 자동차 항법 시스템, TV 세트 등에 장착되어 전기적 포맷 형태를 갖는 정보를 영상으로 표시한다. 상기 액정 표시 장치는 무게가 가볍고 부피가 작은 장점을 갖기 때문에 최근 널리 사용되고 있다.
액정표시장치는 광량이 부족한 곳에서도 영상을 표시하기 위해 표시패널로 광을 제공하는 광 발생 모듈을 포함한다. 최근에는 상기 액정표시장치의 부피, 두께 및 무게를 감소시키려는 연구가 계속되고 있으며, 표시장치의 소비전력 감소 및 표시품질의 향상을 위해 광 이용 효율을 향상시키기 위한 노력이 진행되고 있다.
상기 광 발생 모듈은 상기 표시장치의 부피, 두께 및 무게의 대부분을 차지하기 때문에 상기 광 발생 모듈의 부피, 두께 및 무게의 감소와 소비전력 감소 및 출사광의 휘도 향상의 문제는 상기 액정표시장치의 기술적 및 디자인 경쟁력에 직결된다.
한편, 핸드폰 및 PDP와 같은 중소형 액정표시장치, 특히 모바일(Mobile) 액정표시장치는 상기 광 발생 모듈의 광원으로서 소비 전력량이 작고, 부피 및 무게가 가벼운 장점을 갖는 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)를 포함한다.
최근에는 고휘도의 광을 출사하는 발광다이오드가 제공되어 상기 광 발생 모듈 및 표시장치의 휘도 향상의 문제는 어느 정도 개선된 바 있다. 그러나, 상기 발광다이오드의 광 이용 효율이 충분히 향상되고 있지 못하며, 이로 인해 광 발생 모듈 및 표시장치의 소비전력이 증가하는 문제점이 있다.
상기 광 이용 효율이 저하되는 문제는 종래의 모바일 액정표시장치의 구조로 인해 발생된다. 구체적으로, 상기 모바일 액정표시장치는 상기 발광다이오드로부터 출사된 광을 가이드하여 표시패널에 출사하는 광 가이드 유닛을 포함한다. 상기 발광다이오드 상기 광 가이드 유닛의 일 측면에 배치되며, 상기 발광다이오드로부터 출사된 광은 상기 측면으로 입사하며 일부가 반사되어 손실된다. 상기 광 가이드 유닛의 상기 측면과 상기 발광다이오드간의 이격 간격이 증가할수록 상기 광의 손실량은 증가한다.
따라서, 상기 발광다이오드의 출광부가 상기 광 가이드 유닛의 상기 측면에 밀착되는 것이 바람직하며, 상기 발광다이오드의 상기 출광부와 상기 측면간의 이격 간격을 약 1mm 이하로 설계하고 있다. 그러나, 상기 광 발생 모듈을 구성하는 부품들의 제조 상의 공차로 인해 상기 발광다이오드의 상기 출광부와 상기 광 가이드 유닛의 상기 측면간의 이격 간격이 설계 치수를 벋어나게 된다.
구체적으로, 상기 발광다이오드가 실장되는 전원인쇄회로필름을 컷팅하는 공정에서 발생하는 전원인쇄회로필름이 컷팅 공차, 상기 전원인쇄회로필름이 수납될 수납용기의 치수공차 및 상기 광 가이드 유닛의 사출 성형시 발생하는 사출 공차 등으로 인해 상기 발광다이오드와 상기 광 가이드 유닛의 상기 측면이 설계치수보다 크게 이격된다. 그 결과, 상기 발광다이오드로부터 출사된 광의 상당량이 상기 광 가이드 유닛에 의해 가이드되지 못하고 손실되어 상기 광 발생 모듈 및 이를 포함하는 표시장치의 소비전력이 증가하는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 광 가이드 몸체와 발광체간의 이격 간격을 감소시켜 광 이용효율을 향상시킨 광 발생 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광 발생 모듈의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광 발생 모듈을 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일 실시예에 따른 광 발생 모듈은 광 가이드 몸체, 발광체 및 형광체를 포함한다. 상기 광 가이드 몸체에는 홈이 형성된다. 상기 발광체는 상기 홈의 일부 영역에 배치되어 제1 광을 출사한다. 상기 형광체는 상기 홈의 나머지 영역에 일체로 형성되어, 상기 제1 광을 받아 상기 제1 광과 다른 파장을 갖는 제2 광을 상기 홈의 내측면에 출사한다.
바람직하게는, 상기 발광체는 상기 제1 광인 청색광을 출사하는 발광다이오드이고, 상기 형광체는 상기 청색광을 상기 제2 광인 백색광으로 변환시키는 옐로우(yellow) 형광체를 포함하거나, 레드(red) 형광체 및 그린(green) 형광체를 포함한다.
바람직하게는, 상기 광 발생 모듈은 상기 발광체에 전기적으로 연결되어 상기 발광체에 발광을 위한 구동전류를 인가하는 전원인쇄회로필름을 더 포함하며, 상기 발광체는 상기 전원인쇄회로필름에 실장되어, 상기 형광체가 형성된 상기 홈에 삽입된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여, 일 실시예에 따른 광 발생 모듈의 제조 방법은 광 가이드 몸체에 홈을 형성하는 단계와, 상기 홈의 일부 영역에 형광체를 형성하는 단계와, 상기 홈의 나머지 영역에 전원인쇄회로필름에 실장된 발광체를 삽입하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 발광체는 청색광을 출사하는 청색 발광다이오드이고, 상기 형광체는 상기 청색광을 백색광으로 변환시켜 상기 홈의 내측면에 출사하는 형광물질을 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여, 일 실시예에 따른 표시장치는 광 발생 모듈 및 표시패널을 포함한다. 상기 광 발생 모듈은 광 가이드 몸체, 발광체 및 형광체를 포함한다. 상기 광 가이드 몸체에는 홈이 형성되며, 상기 발광체는 상기 홈에 배치되어 제1 광을 출사한다. 상기 형광체는 상기 홈의 기저면 및 내측면에 형성되어 상기 제1 광을 받아 상기 제1 광과 다른 파장을 갖는 제2 광을 상기 내측면에 출사한다. 상기 표시패널은 상기 광 가이드 몸체가 출사한 광을 기초로 영상을 표시한다.
바람직하게는, 상기 발광체는 청색광을 출사하는 발광다이오드이고, 상기 형광체는 상기 청색광을 백색광으로 변환시키는 형광물질을 포함한다.
바람직하게는, 상기 광 발생 모듈은 구동부 및 전원인쇄회로필름을 더 포함한다. 상기 구동부는 상기 발광체의 구동전류를 출력하고, 상기 전원인쇄회로필름은 상기 구동부와 발광체를 전기적으로 연결한다.
바람직하게는, 상기 광 가이드 몸체는 출광면, 대향면 및 측면을 포함한다. 상기 홈은 상기 출광면으로부터 대향면을 향하여 형성되거나, 상기 대향면으로부터 상기 출광면을 향하여 형성되거나, 상기 측면에 형성된다.
이와 같은 광 발생 모듈, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시장치에 의하면 및 표시 장치에 따르면, 광 발생 모듈의 광 이용 효율이 향상되며, 광 발생 모듈 및 이를 갖는 표시장치를 감소된 조립단계를 통하여 제조할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
광 발생 모듈
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 발생 모듈의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 광 발생 모듈의 분해 사시도이다.
상기 광 발생 모듈은 표시장치에서 표시패널의 배면에 광을 출사하는 광 제공 장치로 채용된다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 광 발생 모듈(5)은 광 가이드 몸체(10), 발광체(20) 및 형광체(25)를 포함한다.
상기 광 가이드 몸체(10)는 후술될 상기 발광체(20)로부터 출사되어 상기 형광체(25)를 경유한 광을 가이드하여 출사한다. 상기 광 가이드 몸체(10)는 광 투과성, 내열성, 내화학성 및 기계적 강도 등이 우수한 광산란 도광체로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 광산란 도광체의 예로는 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리아미드(polyamide), 폴리이미드(polyimide), 폴리프로필렌(polypropylene) 및 폴리우레탄(polyurethane) 등을 들 수 있다.
상기 광 가이드 몸체(10)는 플레이트 형상을 갖고 제1 면(11), 제2 면(12) 및 제1 내지 제4 측면들(13, 15, 17, 19)을 포함한다. 이와 다른 실시예에서, 상기 광 가이드 몸체(10)는 상기 제1 측면(13)으로부터 멀어질수록 두께가 감소하는 쐐기(Wedge) 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 면(11) 및 제2 면(12)은 서로 대향하게 배치된다. 상기 제1 내지 제4 측면들(13, 15, 17, 19)은 상기 제1 면(11)과 제2 면(12)을 각각 연결한다. 상기 제1 측면(13) 및 제2 측면(15)은 서로 대향하게 배치된다. 상기 제3 측면(17)과 제4 측면(19)은 서로 대향하게 배치되어 상기 제1 측면(13) 및 제2 측면(15)을 각각 연결한다.
도 3은 도 2에 도시된 광 발생 모듈을 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 광 가이드 몸체(10)에는 홈(14)이 형성된다. 상기 홈(14)은 상기 발광체(20) 및 형광체(25)의 수용 공간을 제공한다. 상기 홈(14)이 형성되는 위치는 상기 제1 면(11), 제2 면(12) 및 제1 내지 제4 측면들(13, 15, 17, 19) 등 다양하게 변경될 수 있으며, 상기 홈(14)이 형성되는 개수는 상기 광 발생 장치에 요구되는 출광량에 따라 변경될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 홈(14)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 면(11) 중 상기 제1 측면(13) 인근의 가장 자리를 따라 3 개가 형성된다.
구체적으로, 상기 홈(14)은 상기 제1 면(11)으로부터 제2 면(12)을 향하여 소정의 깊이로 형성된다. 상기 홈(14)은 기저면 및 내측면을 포함한다. 상기 기저면은 상기 제1 면(11)으로부터 상기 발광체(20)의 길이 이상의 깊이에 형성되며, 직사각형 형상을 갖는다. 이와 다른 실시예에서, 상기 기저면은 원 또는 타원 등 곡선을 포함하는 형상을 가질 수 있다.
상기 내측면은 상기 기저면의 4 개의 에지들과 상기 제1 면(11)을 연결한다. 따라서, 상기 내측면은 상기 4 개의 에지들과 각각 연결되는 제1 내지 제4 내측면 부들로 이루어진다. 상기 제1 내지 제4 내측면부들은 상기 광 가이드 몸체(10)의 상기 제1 내지 제4 측면들(13, 15, 17, 19)에 각각 대응한다. 상기 기저면 및 제1 내지 제4 내측면부들은 상기 수용 공간을 정의한다.
상기 형광체(25)는 상기 수용 공간 중 후술될 상기 발광체(20)가 수용되는 공간을 제외한 공간에 형성된다. 구체적으로, 상기 형광체(25)는 상기 기저면 및 제2 내지 제4 내측면부들에 소정의 두께로 형성된다. 이때, 상기 형광체(25) 및 제1 내측면은 상기 발광체(20)가 수용되는 공간을 정의한다. 이와 다른 실시예에서, 상기 형광체(25)는 상기 기저면 및 제1 내지 제4 내측면부들에 소정의 두께로 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 형광체(25)는 옐로우(yellow) 형광체, 예를 들어, 야그(YAG ; Y3Al5O12) 형광체(25)를 포함한다. 외부로부터 상기 옐로우(yellow) 형광체(25)에 백색광이 입사되면, 상기 옐로우(yellow) 형광체(25)는 백색광을 출사한다. 외부로부터 상기 옐로우(yellow) 형광체(25)에 청색광이 입사되는 경우, 상기 옐로우(yellow) 형광체(25)는 백색광을 출사한다.
이와 다른 실시예에서, 상기 형광체(25)는 레드 형광체 및 그린 형광체를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 형광체(25)는 상기 레드 형광체 및 그린 형광체가 소정의 비율로 혼합되어 형성되며, 청색광이 입사되는 경우 백색광을 출사한다.
이와 또 다른 실시예에서, 상기 형광체(25)의 색특성은 상기 광 발생 모듈(5)로부터 얻고자 하는 광의 파장 대역에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
상기 발광체(20)는 상기 홈(14)의 일부 영역에 배치되어 제1 광(L1)을 출사한다. 전술한 바와 같이, 상기 발광체(20)는 상기 형광체(25)와 상기 홈(14)의 제1 내측면부가 정의하는 수용 공간에 배치되며, 상기 형광체(25)는 상기 제1 광(L1)을 입사받아 상기 제1 광(L1)과 다른 파장을 갖는 제2 광(L2)을 출사한다.
상기 발광체(20)는 부피, 무게 및 소비전력이 작은 점광원인 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 발광체(20)는, 예를 들어, 질화갈륨(GaN)을 포함하는 청색 발광다이오드(20)이다. 상기 발광체(20)는 상기 제1 광(L1)인 청색광을 출사하며, 상기 형광체(25)는 상기 청색광을 입사받아 상기 제2 광(L2)인 백색광을 출사한다. 이와 다른 실시예에서, 상기 발광체(20)는 적색광을 출사하는 적색 발광다이오드 또는 녹색광을 출사하는 녹색 발광다이오드일 수 있다.
상기 광 발생 모듈(5)은 전원인쇄회로필름(23)을 더 포함한다. 상기 전원인쇄회로필름(23)은 베이스필름, 절연층 및 도전패턴을 포함한다. 상기 베이스필름은 절연성 수지로 이루어지며 플렉시블한 특성을 갖는다. 상기 베이스필름 위에는 상기 도전패턴이 형성되고, 상기 절연층은 상기 도전패턴을 커버하여 전기적으로 외부와 절연시킨다.
상기 청색 발광다이오드(20)는 상기 전원인쇄회로필름(23)의 상기 절연층 위에 실장되어 상기 형광체(25)가 형성된 상기 홈(14)에 삽입된다. 상기 청색 발광다이오드(20)의 전극단자는 상기 도전패턴에 전기적으로 연결되며, 상기 전원인쇄회로필름(23)은 외부로부터 제공된 구동전류를 상기 청색 발광다이오드(20)에 인가한다.
상기 청색 발광다이오드(20)는 청색광(L1)을 출사하고, 상기 형광체(25)는 상기 청색광(L1)을 받아 백색광(L2)을 출사한다. 상기 백색광(L2)은 상기 홈(14)의 제2 내지 제4 내측면부들을 통하여 상기 광 가이드 몸체(10)의 내부로 도입된다. 상기 광 가이드 몸체(10)의 내부로 도입된 상기 백색광(L2)은 상기 광 가이드 몸체(10)의 내부에서 반복하여 반사 및 확산되어 상기 제2 측면(15)까지 전파된다. 상기 제1 면(11)을 광출사면으로 사용하는 경우, 상기 제1 면(11)에 대한 출사 조건이 만족되면 가이드된 상기 백색광(L2)은 상기 제1 면(11)을 통하여 출사된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 발생 모듈의 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 광 발생 모듈(100)은 광 가이드 몸체(110), 발광체(120), 형광체(125) 및 전원인쇄회로필름(123)을 포함한다.
상기 광 가이드 몸체(110)는 홈(114)의 형상 및 상기 홈(114)이 형성되는 위치를 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시된 광 가이드 몸체(10)와 실질적으로 동일하다.
상기 홈(114)은 상기 광 가이드 몸체(110)의 제1 면(111)의 가장 자리 중, 상기 제1 측면(113)에 인접한 영역에 2 개가 형성되며, 제3 측면(117)에 인접한 영역에 1 개가 형성된다. 상기 홈(114)은 기저면 및 내측면을 포함한다. 상기 홈(114)의 내측면에는 광 확산 패턴이 형성된다. 상기 광 확산 패턴은 상기 제1 면(111)으로부터 상기 광 가이드 몸체(110)의 제2 면(112)을 향하는 방향으로 연장된 프리즘 패턴이다.
상기 발광체(120) 및 형광체(125)는 도 1 내지 도 3에 도시된 발광체(20) 및 형광체(25)와 실질적으로 동일하다. 상기 형광체(125)는 상기 기저면 및 내측면 중 일부에 형성된다. 상기 형광체(125)와 상기 내측면 중 나머지는 상기 발광체(120)가 배치되는 수용 공간을 정의한다. 상기 발광체(120)는 상기 전원인쇄회로필름(123)에 실장되어 상기 수용 공간에 삽입된다.
상기 전원인쇄회로필름(123)은 형상을 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시된 전원인쇄회로필름(23)과 실질적으로 동일하다. 상기 전원인쇄회로필름(123)은 상기 홈(114)의 위에 배치되며, 상기 제1 측면(113) 및 제3 측면(117)에 대응하는 상기 제1 면(111)의 가장 자리를 따라 연장된다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 발생 모듈의 분해 사시도이다. 도 6은 도 5에 도시된 광 발생 모듈을 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 광 발생 모듈(200)은 광 가이드 몸체(210), 발광체(220), 형광체(225) 및 전원인쇄회로필름(223)을 포함한다.
상기 광 가이드 몸체(210)는 홈(214)이 형성되는 위치 및 개수를 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시된 광 가이드 몸체(10)와 실질적으로 동일하다. 상기 홈(214)은 상기 광 가이드 몸체(210)의 제1 측면(213)에 2 개가 형성된다. 상기 홈(214)은 상기 제1 측면(213)으로부터 상기 광 가이드 몸체(210)의 제2 측면(215)을 향하는 방향으로 소정의 깊이로 형성된다. 상기 홈(214)은 기저면 및 내측면을 포함한다. 상기 기저면은 상기 제1 측면(213) 및 제2 측면(215)과 나란하게 형성되며, 상기 내측면은 상기 기저면과 상기 제1 측면(213)을 연결한다.
상기 형광체(225)는 상기 기저면 및 내측면 전체에 소정의 두께로 형성된다. 이에 따라, 상기 발광체(220)는 상기 전원인쇄회로필름(223)에 실장되어 상기 형광체(225)에 의해 둘러싸이도록 상기 홈(214)에 삽입된다. 상기 발광다이오드(220)가 상기 홈(214)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 광 발생 모듈(200)은 접착테이프 등의 접착 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 접착테이프는 상기 제1 측면(213)과 상기 전원인쇄회로필름(223)의 사이에 개재된다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 발생 모듈의 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 광 발생 모듈(300)은 광 가이드 몸체(310), 발광체(320), 형광체(325) 및 전원인쇄회로필름(323)을 포함한다.
상기 광 가이드 몸체(310)는 홈(314)이 형성되는 위치를 제외하고는 도 5 및 도 6에 도시된 광 가이드 몸체(210)와 실질적으로 동일하다. 상기 홈(314)은 상기 광 가이드 몸체(310)의 제1 측면(313)에 2 개가 형성되고, 제3 측면(317)에 1 개가 형성된다. 상기 형광체(325)는 상기 기저면 및 내측면 전체에 소정의 두께로 형성된다. 이에 따라, 상기 발광체(320)는 상기 전원인쇄회로필름(323)에 실장되어 상기 형광체(325)에 의해 둘러싸이도록 상기 홈(314)에 삽입된다.
상기 전원인쇄회로필름(323)은 형상을 제외하고는 도 5 및 도 6에 도시된 전원인쇄회로필름(223)과 실질적으로 동일하다. 상기 전원인쇄회로필름(323)은 상기 홈(314)을 커버하며, 상기 제1 측면(313)을 따라 연장되며, 절곡되어 상기 제3 측면(317)을 따라 연장된다.
광 발생 모듈의 제조 방법
본 발명의 일 실시예에 따른 광 발생 모듈의 제조 방법은 광 가이드 몸체에 홈을 형성하는 단계와, 상기 홈의 일부 영역에 형광체를 형성하는 단계와, 상기 홈의 나머지 영역에 전원인쇄회로필름에 실장된 발광체를 삽입하는 단계를 포함한다.
먼저, 플레이트 형상의 광 가이드 몸체에 기계적 가공을 통해 상기 홈을 형성하거나, 상기 광 가이드 몸체를 사출성형하는 단계에서 금형을 이용하여 상기 홈을 형성한다.
다음, 상기 홈의 기저면 및 내측면에 소정의 두께로 상기 형광체를 형성한다. 상기 형광체는, 예를 들어, 야그(YAG) 형광체를 포함한다. 이때, 상기 야그 형광체 분말을 원하는 형상으로 상기 홈에 고정시키기 위하여, 상기 야그 형광체를 가압하는 가압부재를 사용할 수 있다.
마지막으로, 상기 발광체가 실장된 상기 전원인쇄회로필름을 상기 홈을 커버하도록 배치하여, 상기 발광체를 상기 형광체가 형성된 상기 홈에 삽입한다. 상기 발광체는 청색 발광다이오드인 것이 바람직하다.
표시장치
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다. 도 9는 도 8에 도시된 표시장치의 분해 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 표시장치(500)는 광 발생 모듈(505) 및 표시패널(570)을 포함한다. 상기 광 발생 모듈(505)은 백색광을 출사하고, 상기 표시패널(570)은 상기 백색광을 기초로 영상을 표시한다.
상기 광 발생 모듈(505)은 광 가이드 몸체(510), 발광체(520) 및 형광체(525)를 포함한다. 상기 광 발생 모듈(505)은 상기 광 가이드 몸체(510)를 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시된 광 발생 모듈(5)과 실질적으로 동일하다.
상기 광 가이드 몸체(510)는 출광면(511), 대향면(512) 및 제1 내지 제4 측면들(513, 515, 517, 519)을 포함한다. 상기 출광면(511)과 대향면(512)은 서로 대향하게 배치되며, 상기 제1 내지 제4 측면들(513, 515, 517, 519)은 상기 출광면(511)과 대향면(512)을 서로 연결한다. 상기 제1 측면(513) 및 제2 측면(515)은 서로 대향하게 배치되며, 상기 제3 측면(517) 및 제4 측면(519)은 서로 대향하며 상기 제1 측면(513)과 제2 측면(515)을 연결한다.
한편, 상기 제1 측면(513)에 대응하는 상기 출광면(511)의 가장 자리에는 상기 대향면(512)을 향하여 소정의 깊이를 갖는 가이드 단턱이 형성된다. 상기 가이드 단턱에는 상기 전원인쇄회로필름(523)이 배치되며, 상기 가이드 단턱의 깊이는 상기 전원인쇄회로필름(523)의 두께보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 발광체(520) 및 형광체(525)의 수용 공간을 제공하는 홈(514)은 상기 가이드 단턱의 기저부에 3 개가 형성된다. 상기 홈(514)의 형상은 도 1 내지 도 3에 도시된 홈(14)의 형상과 실질적으로 동일하다.
상기 발광체(520)는 청색광을 출사하는 청색 발광다이오드(520)이며, 상기 형광체(525)는 상기 청색광을 입사받아 백색광을 출사하는 형광물질, 예를 들어, 야그(YAG) 형광체(525)를 포함한다. 이와 다른 실시예에서, 상기 형광체(525)는 레드 형광체 및 그린 형광체를 포함할 수 있다.
상기 광 발생 모듈(505)은 전원인쇄회로필름(523) 및 구동부(574)를 더 포함한다. 상기 전원인쇄회로필름(523)은 도 1 내지 도 3에 도시된 전원인쇄회로필름(23)과 실질적으로 동일하다. 상기 구동부(574)는 후술될 패널인쇄회로필름(573)을 통하여 상기 전원인쇄회로필름(523)과 전기적으로 연결된다. 상기 전원인쇄회로필름(523)은 상기 구동부(574)가 출력한 발광을 위한 구동전류를 상기 청색 발광다이오드(520)에 인가한다.
상기 청색 발광다이오드(520)는 상기 전원인쇄회로필름(523)에 실장되어 상기 홈(514)에 삽입된다. 이때, 상기 전원인쇄회로필름(523)은 상기 가이드 단턱에 배치된다. 이로 인해, 상기 전원인쇄회로필름(523)은 상기 광 가이드 몸체(510)의 상기 제1 면(111)으로부터 돌출되지 않고, 바람직하게는 상기 제1 면(111)과 동일한 평면 상에 배치된다.
도 10은 도 9에 도시된 표시장치를 III-III' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 표시장치(500)는 수납용기(530) 및 광학시트(550)를 더 포함한다.
상기 수납용기(530)는 상기 광 발생 모듈(505), 광학시트(550) 및 표시패널(570)을 수납한다. 상기 수납용기(530)는 바닥판(531) 및 제1 내지 제4 측벽들(533, 535, 537, 539)을 포함한다.
상기 바닥판(531)에는 플레이트 형상의 상기 광 가이드 몸체(510)가 배치되며, 상기 바닥판(531)의 중앙부에는 상기 수납용기(530)의 무게를 감소시키기 위해 개구가 형성된다. 상기 제1 내지 제4 측벽들(533, 535, 537, 539)은 상기 광 가이 드 몸체(510)의 제1 내지 제4 측면들(513, 515, 517, 519)에 각각 대응하여 상기 바닥판(531)의 주변부에 배치된다.
따라서, 상기 제1 및 제2 측벽(533, 535)은 서로 대향하게 배치되며, 상기 제3 및 제4 측벽(537, 539)은 서로 대향하며 상기 제1 측벽(533) 및 제2 측벽(535)을 각각 연결한다. 상기 제1 내지 제4 측벽들(533, 535, 537, 539)의 내측에는 단턱부가 형성된다. 상기 단턱부로 인해 상기 제1 내지 제4 측벽들(533, 535, 537, 539)의 외측은 내측보다 큰 높이를 갖는다.
한편, 상기 제1 측벽(533)에는 상기 단턱부(532)의 상부로부터 상기 제1 측벽(533)의 내측, 상기 제1 측벽(533)의 상단부 및 상기 제1 측벽(533)의 외측을 따라 상기 전원인쇄회로필름(523) 및 후술될 패널인쇄회로필름(573)이 가이드되는 가이드홈이 형성된다.
상기 광학시트(550)는 상기 광 가이드 몸체(510)에 배치된다. 상기 광학시트(550)는 상기 광 가이드 몸체(510)로부터 출사되는 상기 백색광의 광학 특성, 예를 들어, 휘도 및 휘도 균일성을 향상시켜 상기 표시패널(570)에 출사한다. 상기 광학시트(550)는 반사시트(551), 확산시트(553) 및 집광시트들(555, 557)을 포함한다.
상기 반사시트(551)는 상기 대향면(512)에 배치되어 상기 대향면(512)으로 누설되는 상기 백색광을 반사하여 상기 대향면(512)으로 다시 입사시킨다.
상기 확산시트(553)는 상기 출광면(511) 위에 배치되어 상기 광 가이드 몸체(510)로부터 출사된 상기 백색광의 휘도를 균일성을 향상시킨다. 상기 집광시트들(555, 557)은 상기 확산시트(553) 위에 배치되어 상기 확산시트(553)로부터 출사된 상기 백색광의 정면 휘도를 향상시킨다.
상기 표시패널(570)은 상기 광학시트(550)로부터 출사된 광을 받아 영상 정보가 포함된 이미지 광으로 변경시킨다. 상기 표시패널(570)은 상기 제1 내지 제4 측벽들(533, 535, 537, 539)에 형성된 단턱부에 배치된다. 상기 표시패널(570)은 제1 기판(571), 제2 기판(575) 및 액정층(도시되지 않음)을 포함한다.
상기 제1 기판(571)은 하부 기판 및 스위칭 소자를 포함한다. 상기 하부 기판은 투명한 유리기판이며, 상기 하부 기판 위에는 가로 방향으로 게이트 라인들이 형성되고, 상기 게이트 라인과 절연되어 세로 방향으로 데이터 라인들이 형성된다. 상기 게이트 라인과 데이터 라인은 화소 영역을 정의하며, 상기 화소 영역은 메트릭스 형태로 배치된다.
상기 스위칭 소자는, 예를 들어, 박막 트랜지스터(도시되지 않음)로서, 상기 화소 영역들에 배치된다. 상기 각 박막 트랜지스터들의 소오스 단자에는 상기 데이터 라인이 연결되며, 상기 각 박막 트랜지스터들의 게이트 단자에는 상기 게이트 라인이 연결된다. 또한, 상기 각 박막 트랜지스터들의 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결된다.
제2 기판(575)은 제1 기판(571)에 일정 간격 이격되어 대향 배치된다. 제2 기판(575)은 상부 기판 및 색화소를 포함한다. 상기 색화소는 상기 화소 영역에 배치된 상기 화소 전극에 대응하여 상기 상부 기판에 매트릭스 형태로 배치된다. 상기 색화소는 광이 통과하면 소정의 색으로 발현되는 RGB 색화소를 포함한다. 상기 색화소가 배치된 상기 상부 기판의 전면적에는 상기 화소 전극에 대응하여 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 형성된다.
상기 박막 트랜지스터의 상기 게이트 단자에 게이트 전압이 인가되어 상기 박막 트랜지스터가 턴-온(turn on)되면, 상기 화소 전극에 데이터 전압이 인가되고 상기 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전기장이 형성된다. 이러한 전기장에 의해 상기 제1 기판(571)과 제2 기판(575)과의 사이에 개재된 액정층을 구성하는 액정의 배열이 변화된다. 이에 따라, 상기 청색 발광다이오드(520)로부터 상기 광학시트(550)를 통해 상기 표시패널(570)에 제공되는 광의 투과도가 변경되어 상기 표시패널(570)은 원하는 계조의 영상을 표시한다.
상기 표시패널(570)은 패널인쇄회로필름(573)을 더 포함한다. 상기 패널인쇄회로필름(573)은 일측 에지가 상기 표시패널(570)에 전기적으로 연결되며, 상기 일측 에지에 대향하는 상기 패널인쇄회로필름(573)의 타측 에지에 상기 전원인쇄회로필름(523)이 전기적으로 연결된다. 상기 패널인쇄회로필름(573)에는 상기 게이트 전압 및 데이터 전압과 같은 패널구동신호를 제어하는 상기 구동부(574)가 실장된다.
상기 표시장치(500)는 상기 표시패널(570)의 유효표시영역을 노출시키며 상기 수납용기(530)에 체결되는 탑샤시(590)를 더 포함한다. 상기 탑샤시는 상기 표시패널(570)의 가장자리를 커버하는 상판(591) 및 상기 제1 내지 제4 측벽들(533, 535, 537, 539)에 대응하는 측판(593)을 포함한다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다. 도 12는 도 11에 도시된 표시장치를 IV-IV' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 표시장치(700)는 광 발생 모듈(705), 수납용기(730), 광학시트(750), 표시패널(770) 및 탑샤시(790)를 포함한다. 상기 표시장치(700)는 광 발생 모듈(705) 및 광학시트(750)를 제외하고는 도 8 내지 도 10에 도시된 표시장치(500)와 실질적으로 동일하다.
상기 광 발생 모듈(705)은 광 가이드 몸체(710), 발광체(720), 형광체(725), 전원인쇄회로필름(723) 및 구동부(774)를 포함한다. 상기 광 발생 모듈(705)은 상기 광 가이드 몸체(710)를 제외하고는 도 8 내지 도 10에 도시된 광 발생 모듈(505)과 실질적으로 동일하다.
상기 광 가이드 몸체(710)는 도 1 내지 도 3에 도시된 광 가이드 몸체(10)와 실질적으로 동일하다. 이때, 도 2에 도시된 광 가이드 몸체(10)의 상기 제1 면(11)은 도 11에 도시된 광 가이드 몸체(710)의 대향면(712)에 대응하고, 도 2에 도시된 광 가이드 몸체(10)의 상기 제2 면(12)은 도 11에 도시된 광 가이드 몸체(710)의 출광면(711)에 대응한다. 따라서, 상기 발광체(720)와 형광체(725)의 수용 공간을 제공하는 홈(714)은 상기 대향면(712)으로부터 출광면(711)을 향하여 소정의 깊이로 3 개가 형성된다.
한편, 상기 전원인쇄회로필름(723)은 상기 수납용기(730)의 제1 측벽(733) 인근의 바닥판(731)에 배치된다. 이때, 상기 전원인쇄회로필름(723)에 실장된 청색 발광다이오드(720)는 상기 대향면(712)에 형성된 상기 홈(714)에 대응하여 정열된다.
이와 다른 실시예에서, 상기 수납용기(730)의 제1 측벽(733) 인근의 바닥판 (731)에는 홀이 형성되고, 상기 전원인쇄회로필름(723)은 상기 바닥판(731)의 배면에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 청색 발광다이오드(720)는 상기 홀에 삽입되어 상기 수납용기(730)의 내부에 배치된다.
상기 광학시트(750)는 반사시트(751)를 제외하고는 도 9 및 도 10에 도시된 광학시트(550)와 실질적으로 동일하다. 상기 전원인쇄회로필름(723)이 상기 광 가이드 몸체(710)의 상기 대향면(712)에 배치됨에 따라, 상기 반사시트(751)는 상기 전원인쇄회로필름(723)이 배치되는 영역을 제외한 대향면(712)에 배치된다. 따라서, 도 11에 도시된 반사시트(751)는 도 9에 도시된 반사시트(551)보다 작은 길이를 갖는다.
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다. 도 14는 도 13에 도시된 표시장치를 V-V' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 표시장치(900)는 광 발생 모듈(905), 수납용기(930), 광학시트(950), 표시패널(970) 및 탑샤시(990)를 포함한다. 상기 표시장치(900)는 광 발생 모듈(905)을 제외하고는 도 8 내지 도 10에 도시된 표시장치(500)와 실질적으로 동일하다.
상기 광 발생 모듈(905)은 광 가이드 몸체(910), 발광체(920), 형광체(925), 전원인쇄회로필름(923) 및 구동부(974)를 포함한다. 상기 광 발생 모듈(905)은 상기 광 가이드 몸체(910)의 제1 측면(913)에 홈(914)이 형성된 점을 제외하고는 도 8 내지 도 10에 도시된 광 발생 모듈(505)과 실질적으로 동일하다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광 발생 모듈에서 발광체 및 형광체는 표시장치의 백라이트로서 적합한 백색광을 출사하며, 상기 형광체는 광 가이드 몸체에 형성된 홈에 일체로 형성되고, 상기 발광체는 상기 형광체와 홈의 정의하는 수용 공간에 삽입된다.
따라서, 상기 발광체와 형광체간의 이격 간격은 거의 없으며, 상기 형광체와 홈의 내측면은 일체로 붙어 있다. 따라서, 상기 발광체와 광 가이드 몸체가 이격됨으로 인해 발생되는 광의 손실량이 크게 감소된다.
또한, 상기 발광체는 상기 홈에 의해 지정된 위치에 정확하게 배치되며, 복수 개의 발광체들과 상기 광 가이드 몸체간의 이격 간격이 불균일하여 발생되는 휘도의 불균일성이 개선된다. 따라서, 상기 광 발생 모듈은 보다 향상된 휘도 및 휘도 균일성을 갖는 광을 출사하며, 상기 광 발생 모듈을 포함하는 표시장치의 소비전력이 감소되고 표시품질이 향상된다.
또한, 발광체가 상기 광 가이드 몸체에 형성된 홈에 삽입되므로, 상기 광 발생 모듈 및 표시장치의 조립공정이 보다 단순화되며, 상기 광 발생 모듈의 두께 및 부피가 감소되어 표시장치가 더욱 슬림하게 된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (25)

  1. 홈이 형성된 광 가이드 몸체;
    상기 홈의 일부 영역에 배치되어 제1 광을 출사하는 발광체; 및
    상기 홈의 나머지 영역에 일체로 형성되어, 상기 제1 광을 받아 상기 제1 광과 다른 파장을 갖는 제2 광을 상기 홈의 내측면에 출사하는 형광체를 포함하고
    상기 광 가이드 몸체는
    제1 면;
    상기 제1 면과 대향하는 제2 면;
    상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 제1 측면;
    상기 제1 측면과 대향하며, 상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 제2 측면;
    상기 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 제3 측면;
    상기 제3 측면과 대향하며, 상기 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 제4 측면을 포함하고,
    상기 홈은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면을 향하여 형성되며,
    상기 발광체는 상기 제1 면, 제2 면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면을 향하여 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광체는 상기 제1 광인 청색광을 출사하는 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 형광체는 상기 청색광을 상기 제2 광인 백색광으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 형광체는 옐로우(yellow) 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  5. 제3항에 있어서, 상기 형광체는 레드(red) 형광체 및 그린(green) 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 발광체에 전기적으로 연결되어 상기 발광체에 발광을 위한 구동전류를 인가하는 전원인쇄회로필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 발광체는 상기 전원인쇄회로필름에 실장되어, 상기 형광체가 형성된 상기 홈에 삽입된 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 홈은
    상기 광 가이드 몸체의 표면으로부터 소정의 깊이에 형성된 기저면; 및
    상기 기저면과 상기 표면을 연결하는 내측면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 형광체는 상기 기저면 및 내측면에 소정의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서, 상기 홈은 상기 제1 면의 가장자리를 따라 복수 개가 형성된 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 광 가이드 몸체에 홈을 형성하는 단계;
    상기 홈의 일부 영역에 형광체를 형성하는 단계; 및
    상기 홈의 나머지 영역에 전원인쇄회로필름에 실장된 발광체를 삽입하는 단계를 포함하고,
    상기 광 가이드 몸체는
    제1 면;
    상기 제1 면과 대향하는 제2 면;
    상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 제1 측면;
    상기 제1 측면과 대향하며, 상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 제2 측면;
    상기 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 제3 측면;
    상기 제3 측면과 대향하며, 상기 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 제4 측면
    을 포함하고,
    상기 홈은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면을 향하여 형성되며,
    상기 발광체는 상기 제1 면, 제2 면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면을 향하여 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 발광체는 청색광을 출사하는 청색 발광다이오드이고,
    상기 형광체는 상기 청색광을 백색광으로 변환시켜 상기 홈의 내측면에 출사하는 형광물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈의 제조 방법.
  17. 홈이 형성된 광 가이드 몸체와, 상기 홈에 배치되어 제1 광을 출사하는 발광체와, 상기 홈의 기저면 및 내측면에 형성되어 상기 제1 광을 받아 상기 제1 광과 다른 파장을 갖는 제2 광을 상기 내측면에 출사하는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 모듈; 및
    상기 광 가이드 몸체가 출사한 광을 기초로 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고,
    상기 광 가이드 몸체는
    제1 면;
    상기 제1 면과 대향하는 제2 면;
    상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 제1 측면;
    상기 제1 측면과 대향하며, 상기 제1 면과 제2 면을 연결하는 제2 측면;
    상기 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 제3 측면;
    상기 제3 측면과 대향하며, 상기 제1 측면과 제2 측면을 연결하는 제4 측면
    을 포함하고,
    상기 홈은 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면을 향하여 형성되며,
    상기 발광체는 상기 제1 면, 제2 면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면을 향하여 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 발광체는 청색광을 출사하는 발광다이오드이고,
    상기 형광체는 상기 청색광을 백색광으로 변환시키는 형광물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 광 발생 모듈은
    상기 발광체의 구동전류를 출력하는 구동부; 및
    상기 구동부와 발광체를 전기적으로 연결하는 전원인쇄회로필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 광 가이드 몸체는
    상기 표시패널에 상기 광을 출사하는 출광면;
    상기 출광면과 대향하는 대향면; 및
    상기 출광면과 대향면을 연결하는 측면을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 홈은 상기 출광면으로부터 대향면을 향하여 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 홈은 상기 출광면과 평행한 기저면 및 상기 기저면과 상기 출광면을 연결하는 내측면을 포함하고,
    상기 형광체는 상기 기저면 및 내측면에 소정의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  23. 제20항에 있어서, 상기 홈은 상기 대향면으로부터 상기 출광면을 향하여 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  24. 제20항에 있어서, 상기 홈은 상기 측면에 형성된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  25. 제20항에 있어서, 상기 광 가이드 몸체가 배치되는 바닥판; 및
    상기 측면과 마주보며 상기 표시패널을 지지하는 단턱부가 형성된 측벽을 포함하는 수납용기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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