KR101621013B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

박형의 표시 장치를 개시한다. 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 광을 생성하여 출사하는 광원부, 표시 패널의 하부에 배치되는 반사 시트 및 반사 시트의 상부에 배치되는 플레이트를 포함한다. 반사 시트는 상면에 상기 광을 확산 반사하는 광 확산 패턴을 구비하여 광원부로부터 공급받은 광을 상기 표시 패널로 가이드한다. 플레이트는 반사 시트의 상부에 소정 거리로 이격되어 배치되고, 광원부 및 반사 시트로부터 공급되는 광들의 입사각에 따라 광들을 선택적으로 반사 및 출사시키기 위해 하면에 복수의 프리즘을 구비한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박형의 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 얇고 가벼우며 저소비전력 등의 장점 때문에 널리 사용되고 있다. 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정 표시 패널, 액정 표시 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛, 및 액정 표시 패널에 구동 신호를 공급하는 구동 회로부로 구성된다.
백라이트 유닛은 액정 표시 패널에 광을 공급하는 방법에 따라 직하형과 에지형으로 구분된다. 직하형 백라이트 유닛은 액정 표시 패널의 아래에 다수의 광원이 위치하며, 상기 액정 표시 패널에 바로 광을 공급한다. 직하형 백라이트 유닛은 소비 전력이 많고, 두께가 두꺼운 단점이 있다. 이에 비해, 에지형 백라이트 유닛은 액정 표시 패널의 측면에 광원이 위치하며, 도광판을 이용하여 액정 표시 패널에 광을 공급한다. 에지형 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛에 비해 소비 전력이 적고, 두께를 줄일 수 있다.
액정 표시 장치의 크기가 점점 커지고, 두께가 점점 얇아지면서 에지형에지 형 백라이트 유닛은 두께를 줄이기 위해 광원과 도광판의 두께를 축소시킨다. 도광판은 대형 크기가 되면서 면적에 비해 두께가 얇아 휘어진다. 이에 따라, 도광판은 광원으로부터 공급받아 액정 표시 패널로 가이드하는 광의 휘도가 전체적으로 고르지 못해 도광 성능이 저하된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 도광판 없이 측면에 출사되는 광을 가이드할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 광을 생성하여 출사하는 광원부, 상기 표시 패널의 하부에 배치되는 반사 시트 및 상기 반사 시트의 상부에 배치되는 플레이트를 포함한다.
상기 반사 시트는 상면에 상기 광을 확산 반사하는 광 확산 패턴을 구비하여 상기 광원부로부터 공급받은 광을 상기 표시 패널로 가이드한다.
상기 플레이트는 상기 반사 시트의 상부에 소정 거리로 이격되어 배치되고, 상기 광원 및 상기 반사 시트로부터 공급되는 광들의 입사각에 따라 상기 광들을 선택적으로 반사 및 출사시키기 위해 하면에 복수의 프리즘을 구비한다.
상기 광원부는 상기 광을 생성하는 광원 및 상기 광원에서 출사되는 광을 굴절시켜 상기 광의 출사 각도를 제어하는 콜리메이터를 포함할 수 있다. 상기 콜리메이터는 볼록 렌즈로 이루어지고, 상기 광의 출사 각도를 10도 내지 60도로 제어 할 수 있다. 상기 광원부는 상기 광원이 발광 다이오드로 이루어지고, 상기 발광 다이오드가 실장되는 광원 기판을 더 포함할 수 있다. 한편, 상기 발광 다이오드와 상기 콜리메이터는 일체형으로 이루어질 수도 있다.
상기 플레이트는 상기 광을 효과적으로 가이드하기 위해 상기 반사 시트로부터 4mm 이상 이격된다. 상기 프리즘들은 상기 광원부에서 출사되는 광의 진행 방향과 나란한 방향으로 배열될 수 있다.
상기 플레이트는 상면에 위치하여 상기 광의 투과율을 향상시키는 광 투과 패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 광 투과 패턴은 폴리염화비닐 및 아크릴 중 어느 하나로 이루어진 잉크와 상기 잉크에 혼합되는 확산제로 이루어질 수 있다.
상기 반사 시트와 상기 플레이트 사이에 배치되어 상기 플레이트를 지지하는 서포터를 더 포함할 수 있다. 상기 서포터는 상기 서포터의 길이 방향에 수직하게 상기 서포터의 몸체를 관통하는 홀을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 상기 광원부, 상기 반사 시트 및 상기 플레이트를 수납하는 바텀 샤시를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 반사 시트와 상기 바텀 샤시 사이에 배치되어 상기 반사 시트와 상기 바텀 샤시를 고정하는 점착제를 더 포함할 수 있다. 상기 반사 시트는 상기 플레이트를 향해 일부분이 돌출되는 돌출부를 더 포함할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 다른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 광을 생성하여 출사하는 광원부, 상기 표시 패널의 하부에 배치되는 반사 시트 및 상기 반사 시트의 상부에 배치되는 확산판을 포함한다.
상기 반사 시트는 상면에 상기 광을 확산 반사하는 광 확산 패턴을 구비하여 상기 광원으로부터 공급받은 광을 상기 표시 패널로 가이드한다.
상기 확산판은 상기 반사 시트의 상부에 소정 거리로 이격되어 배치되고, 상기 광원 및 상기 반사 시트로부터 공급되는 광들의 입사 위치에 따라 상기 광들을 선택적으로 반사 및 출사시키기 위해 하면에 상기 광들을 반사하는 복수의 광 반사 패턴을 구비한다.
상기 광 반사 패턴들은 상기 확산판의 중앙 부분보다 상기 광원부에 인접한 입광 영역에서 상대적으로 넓은 면적을 가질 수 있다. 상기 광 반사 패턴들은 금속 및 반사 잉크 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 광 반사 패턴들은 상기 확산판의 하면 전체에서 금속 및 반사 잉크 중 어느 하나의 층으로 이루어지며, 단위 면적 내에 각각 광을 투과시키는 개구부를 포함할 수도 있다. 상기 개구부는 상기 광원부에 인접한 입광 영역보다 상기 확산판의 중앙 부분에서 상대적으로 넓은 면적을 가질 수 있다.
상술한 표시 장치에 따르면, 광 확산 패턴이 구비된 반사 시트와 하면에 프리즘이 구비된 플레이트로 측면에서 출사되는 광을 가이드하여 표시 패널에 제공한다. 이에 따라, 표시 장치는 도광판의 사용에 따른 비용을 절감할 수 있고, 두께를 감소시킬 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 표시 장치에 대한 실시 예를 상세하게 설명한다. 상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 아래의 실시 예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고, 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 후술될 실시 예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 도면에 표현된 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 장치(50)는 표시 패널(100), 구동 회로부(200), 백라이트 유닛(300) 및 바텀 샤시(400)를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 박막 트랜지스터 기판(110), 컬러필터 기판(120) 및 이들 사이에 개재되어 광 투과량을 조절하는 액정(130)을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터 기판(110)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 기판 상에 서로 교차하여 형성되는 게이트 라인(111)과 데이터 라인(112), 상기 게이트 라인(111)과 상기 데이터 라인(112)에 연결된 박막 트랜지스터(115) 및 상기 박막 트랜지스터(115)와 연결된 화소 전극(117)을 포함한다. 상기 컬러필터 기판(120)은 상기 박막 트랜지스터 기판(110)에 대향하며, 컬러필터(미도시), 블랙 매트릭스(미 도시) 및 공통 전극(미도시)을 포함한다. 상기 액정(130)은 상기 박막 트랜지스터 기판(110)과 상기 컬러필터 기판(120)의 배향막(미도시)에 의해 배향되며, 상기 화소 전극(117)과 상기 공통 전극에 의해 형성된 전계에 의해 구동되어 광의 투과량을 조절한다.
상기 구동 회로부(200)는 상기 표시 패널(100)에 신호를 공급하기 위해 게이트 구동부(210), 데이터 구동부(220), 타이밍 컨트롤러(230) 및 인쇄 회로 기판(240)을 포함한다.
상기 게이트 구동부(210)는 상기 표시 패널(100)의 일측에 실장되며, 상기 게이트 라인(111)에 구동 신호를 공급한다. 상기 데이터 구동부(220)는 다수의 배선이 형성된 신호 전송 필름(225)에 실장되며, 상기 표시 패널(100)과 상기 인쇄 회로 기판(240)에 전기적으로 연결된다. 상기 타이밍 컨트롤러(230)는 상기 인쇄 회로 기판(240)에 실장되며, 상기 게이트 구동부(210)와 상기 데이터 구동부에 제어 신호를 공급한다. 상기 인쇄 회로 기판(240)은 상기 타이밍 컨트롤러(230)를 포함하는 각종 전자 소자들을 실장하여 상기 신호 전송 필름(225)을 통해 상기 표시 패널(100)에 각종 신호를 제공한다.
상기 백라이트 유닛(300)은 상기 표시 패널(100)에 광을 공급하기 위해 광원부(305), 반사 시트(330), 플레이트(340) 및 광학 시트(360)를 포함한다.
상기 광원부(305)는 상기 표시 패널(100)의 하부의 적어도 일측에 배치된다. 도 1 및 도 2에서는 상기 광원부(305)가 상기 표시 패널(100)의 하부의 양측에 배치된다.
상기 광원부(305)는 광원 기판(315)에 실장되는 복수의 발광 다이오드(310)와 상기 발광 다이오드들(310)에서 출사되는 광을 각각 굴절시키는 복수의 콜리메이터(collimator)(320)를 포함한다. 상기 광원 기판(315)은 외부로부터 공급받은 전원을 상기 발광 다이오드들(310)에 제공한다. 상기 발광 다이오드들(310)은 상기 광원 기판(315)에 소정의 간격으로 복수 개가 실장되며, 상기 표시 패널(100)의 양측에서 서로 마주하여 배치된다. 상기 발광 다이오드들(310)은 백색 광을 생성하여 출광한다. 여기서, 상기 발광 다이오드들(310)은 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광할 수도 있다. 상기 콜리메이터들(320)은 각각 투명한 재질로 이루어져 상기 발광 다이오드들(310)의 전방에 배치된다. 상기 콜리메이터들(320)은 상기 발광 다이오드들(310)로부터 출사되는 광의 출사 각도를 축소시키기 위해 반원형의 볼록 렌즈로 형성될 수 있다. 상기 콜리메이터들(320)은 상기 발광 다이오드들(310)과 일체형으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 상기 콜리메이터들(320)은 상기 발광 다이오드들(310)의 발광 소자를 감싸는 볼록 렌즈로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 콜리메이터들(320)은 볼록 렌즈에 한정되지 않고, 상기 광의 출사 각도를 축소시키는 사다리꼴로도 형성될 수 있다.
한편, 상기 광원부(305)는 램프 하우징(미도시)에 삽입되는 램프(미도시)와 상기 램프의 전방에 배치되는 상기 콜리메이터(320)로 이루어질 수도 있다.
상기 반사 시트(330)는 서로 마주하는 상기 광원부(305) 사이에 상기 표시 패널(100)과 중첩하여 배치된다. 상기 반사 시트(330)는 상기 광원부(305)로부터 공급받는 광을 반사한다. 상기 반사 시트(330)는 베이스 필름에 금속 물질을 코팅 하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 시트(330)는 베이스 필름에 은(Ag), 알루미늄(Al) 등과 같이 표면에서 거울 반사가 일어나는 금속 물질을 코팅하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사 시트(330)는 굴절률이 다른 물질을 여러층으로 쌓은 다층 박막 구조로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 상기 반사 시트(330)는 ESR(Enhanced Specular Reflector) 필름과 같이 굴절률이 낮은 물질과 굴절률이 높은 물질을 번갈아가며 적층하여 다층 박막으로 이루어질 수 있다.
상기 반사 시트(330)는 상기 바텀 샤시(400)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 시트(330)는 점착제를 사용하여 상기 바텀 샤시(400)와 결합한다. 이때, 상기 점착제는 상기 반사 시트(330)의 외곽을 따라 선형으로 배치되어 상기 반사 시트(330)와 상기 바텀 샤시(400)를 결합할 수 있다. 또한, 상기 점착제는 상기 반사 시트(330)의 전면에 배치되어 상기 반사 시트(330)와 상기 바텀 샤시(400)를 결합할 수도 있다.
상기 반사 시트(330)는 상기 광원부(305)로부터 공급받는 광을 상기 표시 패널(100)의 전면으로 고르게 반사시키기 위해, 상면에 상기 광원부(305)로부터 공급받는 광을 확산 반사하는 복수의 광 확산 패턴(333)을 더 구비한다.
상기 반사 시트(330)는 상기 광원부(305)에 인접한 입광 영역에서 상기 광원부(305)로부터 공급받는 광을 확산 반사하면, 상기 광이 상기 입광 영역에 대응하는 상기 표시 패널(100)의 측면으로 많이 출사되어 상기 표시 패널(100)의 중앙 영역에 공급되는 광량이 줄어든다. 이에 따라, 상기 반사 시트(330)는 상기 표시 패널(100)의 전면으로 고르게 광을 반사하기 위해, 상기 광원부(305)와의 거리에 따 라 상기 광 확산 패턴들(333)을 서로 다른 면적으로 배치한다. 예를 들어, 상기 광 확산 패턴들(333)은 상기 광원부(305)와 인접한 입광 영역보다 상기 표시 패널(100)의 중앙에 대응하는 상기 반사 시트(330)의 중앙 영역에 더 넓은 면적으로 배치된다. 이러한 상기 반사 시트(330)는 상기 광을 고르게 분산시키기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 상기 광 확산 패턴들(333)이 좁은 면적으로 배치된 상기 입광 영역에서 상기 광을 주로 경면(鏡面) 반사하고, 상기 광 확산 패턴들(333)이 넓은 면적으로 배치된 상기 중앙 영역에서 상기 광을 주로 확산 반사한다.
한편, 상기 광 확산 패턴들(333)은 예컨대, 상기 반사 시트(330)의 상면에 확산 잉크를 인쇄하여 형성될 수 있다.
상기 플레이트(340)는 하나 이상의 서포터(350)에 의해 지지되고, 상기 반사 시트(330)의 상부에 소정의 거리로 이격되어 배치된다. 예를 들어, 상기 플레이트(340)는 약 6개 내지 10개의 서포터(350)에 의해 지지되며, 상기 반사 시트(330)로부터 약 4mm의 도광 높이(H)만큼 이격되어 배치된다. 여기서, 상기 플레이트(340)가 상기 반사 시트(330)으로부터 이격되는 상기 도광 높이(H)는 상기 광원부(305)로부터 공급되는 광의 출사 각도에 따라 변경될 수 있으며 일반적으로 광의 출사각이 증가함에 따라 증가하므로, 이에 한정되지 않는다. 다만, 백라이트 어셈블리의 슬림화를 위하여는 상기 도광 높이(H)의 값은 너무 크지 않은 것이 바람직하다. 상기 플레이트(340)는 공기층을 사이에 두고 상기 반사 시트(330)와 함께 상기 광원부(305)로부터 공급되는 광을 가이드한다.
상기 플레이트(340)는 판상을 유지하기 위한 소정의 두께를 갖는다. 예를 들 어, 상기 플레이트(340)는 상기 반사 시트(330)를 향해 만곡되지 않도록 약 0.7mm 이상의 두께를 갖는다. 상기 플레이트(340)는 약 0.7mm 미만의 두께로 형성될 경우 상기 서포터(350)에 의해 지지되지 않는 부분이 만곡될 수 있다. 이때, 상기 플레이트(340)를 지지하는 상기 서포터(350)의 개수를 증가시키면 상기 서포터(350)의 그림자에 의한 얼룩 등의 휘도 저하가 발생할 수 있다.
상기 플레이트(340)는 광의 투과를 위해 투명한 절연 물질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 플레이트(340)는 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate: PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC) 등의 물질로 이루어지며, 약 1.5 ~1.6의 굴절률을 갖는다.
상기 플레이트(340)는 일면에 상기 반사 시트(330)와 마주하여 배치되는 복수의 프리즘(343)을 구비한다. 상기 프리즘들(343)은 상기 광원부(305)로부터 공급받은 광을 가이드하기 위해 상기 광원부(305)에 수직한 방향으로 연장되어 배열된다. 도 2에서는 상기 프리즘들(343)이 상기 광원부(305)와 나란하게 연장되도록 도시되었지만, 이는 설명의 편의상 상기 프리즘들(343)이 표시되도록 도시한 것으로 이에 한정되지 않는다. 상기 프리즘들(343)은 모아레의 발생을 방지하기 위해 약 50 ~ 300㎛의 피치를 갖도록 배열된다.
상기 플레이트(340)는 상기 프리즘들(343)을 통해 상기 광원부(305)와 상기 반사 시트(330)로부터 공급되는 광들의 입사각에 따라 상기 광들을 선택적으로 반사 및 출사한다. 예를 들어, 상기 플레이트(340)는 상기 광원부(305)로부터 공급되는 광을 상기 프리즘들(343)에서 굴절시킨다. 상기 광은 상기 프리즘들(343)에서 굴절되어 상기 플레이트(340)의 내부에서 외부로 출사되면서 굴절된다. 이때, 상기 프리즘들(343)에서 굴절된 광은 상기 플레이트(340)의 내부와 외부의 경계면에 전반사가 일어나는 임계각보다 작은 각도로 입사될 경우 상기 플레이트(340)의 내부로 반사된다. 또한, 상기 프리즘들(343)에서 굴절된 광은 상기 임계각보다 큰 각도로 상기 경계면에 입사될 경우 상기 플레이트(340)를 투과하여 외부로 출사된다.
상기 플레이트(340)는 상기 프리즘들(343)을 통해 상기 광의 약 70% 이상을 반사할 수 있다. 이때, 상기 플레이트(340)가 상기 광의 약 70% 미만을 반사할 경우 상기 광의 가이드 특성이 저하된다. 상기 플레이트(340)에서는 상기 광의 투과보다 상기 광의 반사가 많아져 상기 표시 패널(100)에 제공하기 위한 상기 광이 고르게 분산된다.
상기 서포터(350)는 상기 반사 시트(330)와 상기 플레이트(340) 사이에서 상기 플레이트(340)를 지지한다. 상기 서포터(350)는 상기 플레이트(340)를 지지하기 위해 접촉면이 넓은 하부면과 접촉면이 좁은 상부면을 가질 수 있다. 상기 서포터(350)의 상부면은 상기 플레이트(340)의 프리즘들(343) 사이에 접촉되고, 상기 서포터(350)의 하부면은 약 3mm 이하의 폭으로 이루어져 상기 반사 시트(330)에 접촉된다. 상기 서포터(350)는 상기 광원부(305)로부터 출사되는 광의 투과율을 높이기 위해, 상기 서포터(350)의 길이 방향에 수직하게 상기 서포터(350)의 몸체를 관통하는 홀(353)을 포함할 수 있다.
상기 광학 시트(360)는 상기 플레이트(340)의 상부에 배치되어 상기 플레이트(340)로부터 공급되는 광을 확산하고 집광하는 확산 시트(365)와 프리즘 시 트(370)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 확산 시트(365)는 상기 광학 플레이트(340)의 상부에 위치하며, 상기 광학 플레이트(340)로부터 출사되는 광이 상기 표시 패널(100)에 골고루 입사되도록 확산시킨다. 상기 프리즘 시트(370)는 상기 확산 시트(365)의 상부에 위치하며, 상기 확산 시트(365)로부터 출사되는 광이 상기 표시 패널(100)에 수직하게 입사되도록 집광시킨다.
상기 백라이트 유닛(300)은 상기 표시 장치(50)의 특성에 따라 상기 광학 시트(360)의 구성을 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 시트(360)는 상기 프리즘 시트(370)의 상부에 배치되어 상기 프리즘 시트(370)로부터 공급되는 광을 반사 및 편광시키는 반사 편광 시트(미도시)와 외부의 충격으로부터 상기 프리즘 시트(370) 또는 상기 반사 편광 시트를 보호하는 보호 시트(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 백라이트 유닛(300)은 경면 반사하는 상기 반사 시트(330)와 전반사하는 상기 프리즘들(343)로 상기 광원부(305)에서 출사되는 광을 가이드하고, 상기 광 확산 패턴들(333)에 의해 고르게 분산된 상기 광을 상기 플레이트(340)에서 출사하여 상기 표시 패널(100)로 공급한다. 이러한 상기 백라이트 유닛(300)은 도광판을 사용하지 않고 측면에서 공급되는 광을 가이드하여 상기 표시 패널(100)에 제공할 수 있다.
상기 바텀 샤시(400)는 상기 백라이트 유닛(300)을 수납하여 외부의 충격으로부터 상기 백라이트 유닛(300)을 보호한다. 상기 바텀 샤시(400)는 상기 백라이트 유닛(300)을 수납함으로써, 상기 백라이트 유닛(300)에서 제외된 도광판을 대신하여 상기 광이 도광되는 영역을 정의한다. 예를 들어, 상기 바텀 샤시(400)는 상 기 광원부(305)에서 출사되는 상기 광이 상기 반사 시트(330)와 상기 광학 플레이트(340) 및 상기 바텀 샤시(400) 내에서 도광되도록 도광 영역을 제공한다.
도 3은 도 2에 도시된 A를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 플레이트(340)는 하면에 외부로 돌출되는 복수의 프리즘(343)을 구비한다. 상기 프리즘들(343)은 제조상 제1 변(346)과 제2 변(347)이 만나는 꼭지 부분이 곡면으로 이루어진다. 상기 제1 변(346)과 상기 제2 변(347)은 상기 프리즘(343)의 측면에 해당한다. 이때, 상기 프리즘들(343)은 상기 양변(346,347)이 상기 플레이트(340)의 상면의 연장 방향과 제1 각도(θ1)로 경사를 이루는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 프리즘들(343)은 상기 양변(346,347)이 45도로 경사를 이룰 때 상기 광원부(305)로부터 공급되는 광을 전반사하기 쉽다. 이에 따라, 상기 프리즘들(343)의 양변(346,347)이 연장되어 만나는 꼭지각이 90도일 때 상기 플레이트(340)에서 전반사가 잘 일어난다.
상기 프리즘들(343)은 양변(346,347) 각각의 직선 영역이 양변(346,347) 각각의 전체 영역에 대해 소정의 비율로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 전체 영역은 상기 플레이트(340)의 상면과 경사를 이루는 상기 양변(346,347) 각각의 일측 단부에서 상기 프리즘들(343)의 정점까지의 제1 길이(L1)를 갖는다. 상기 제1 길이(L1)는 예컨대, 상기 양변(346,347) 각각의 일측 단부에서 상기 프리즘들(343)의 정점을 지나는 기준선(I-I')까지의 거리이다. 상기 직선 영역은 상기 양변(346,347) 각각의 일측 단부에서, 상기 양변(346,347)이 곡면을 이루는 꼭지 부분까지의 제2 길이(L2)를 갖는다. 상기 제2 길이(L2)는 상기 양변(346,347) 각각의 일측 단부에서, 상기 양변(346,347) 각각이 상기 꼭지 부분의 곡면에 대응되는 가상원(B)과 접하는 부분까지의 거리이다.
상기 제2 길이(L2)는 상기 제1 길이(L1)에 대해 약 80% 이상의 비율로 이루어질 수 있다. 상기 프리즘들(343)은 상기 양변(346,347) 각각의 직선 영역이 전체 영역에 대해 약 80% 이상 이루어질 때 굴절에 의한 전반사가 잘 일어난다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플레이트의 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 플레이트(340)는 하면에 구비되는 복수의 프리즘(343)과, 상면에 배치되는 복수의 광 투과 패턴(348)을 포함한다. 여기서는, 상기 프리즘들(343)에 대한 설명이 도 3을 참조한 설명과 동일하므로 생략한다.
상기 광 투과 패턴들(348)은 상기 플레이트(340)에 입사된 광의 투과가 잘 일어나도록 상기 플레이트(340)와 유사한 굴절률을 갖는 물질로 이루어지며, 공기층과 접하는 표면이 곡면을 이룬다. 예를 들어, 상기 광 투과 패턴들(348)은 상기 플레이트(340)와 상기 공기층의 굴절률 차이를 완화시키고, 곡면으로 이루어진 표면에 의해 광의 전반사를 감소시킨다. 상기 플레이트(340)에 입사되는 상기 광 투과 패턴들(348)은 상기 플레이트(340)의 내부에서 전반사되어 상기 플레이트(340)의 외부로 나가지 못하는 광의 투과율을 향상시킨다. 이러한, 상기 광 투과 패턴들(348)은 플레이트(340)의 양측에서 공급되는 광이 중앙 부분에서 많이 투과되도록 상기 플레이트(340)의 중앙 부분에 밀집하여 배치된다.
상기 광 투과 패턴들(348)은 상기 광의 투과가 잘 일어나도록 투명 잉크로 이루어진다. 예를 들어, 상기 광 투과 패턴들(348)은 투명한 폴리염화비 닐(PolyVinyl Chloride: PVC) 및 아크릴 수지 중 어느 하나로 이루어진 잉크와 상기 잉크에 혼합되는 확산제로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 확산제는 예컨대, 산화규소(SiO2), 이산화티타늄(TiO2) 등으로 이루어진 입자일 수 있다.
이러한, 상기 광 투과 패턴들(348)은 상기 플레이트(340)의 상면에 배치됨으로써, 상기 플레이트(340)에 입사된 광의 투과율을 특정 위치에서 임의로 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광원부를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 광원부의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 광원부(305)는 플레이트(340)와 반사 시트(330) 사이의 일측에 위치하여 상기 플레이트(340)와 상기 반사 시트(330)에 광을 공급한다. 상기 광원부(305)는 광원 기판(315)에 실장되는 발광 다이오드(310)와, 상기 발광 다이오드(310)로부터 출사되는 광을 굴절시키는 콜리메이터(320)를 포함한다.
상기 발광 다이오드(310)는 백색의 광을 생성하여 상기 플레이트(340)와 상기 반사 시트(330)를 향해 출사한다. 상기 발광 다이오드(310)는 발광 소자가 결합된 출사면에서 상기 광을 소정의 각도로 출사한다. 예를 들어, 상기 발광 다이오드(310)는 생성된 상기 광을 상하 및 좌우 약 120도의 각도로 출사한다.
상기 광원부(305)는 상기 플레이트(340)로 입사되는 광이 약 70% 이상 반사되도록 상기 플레이트(340)에 임계각 이내의 광을 공급해야한다. 이에 따라, 상기 광원부(305)는 상기 발광 다이오드(310)에서 출사되는 광을 굴절시켜 상기 광의 출 사 각도(θ3)를 제어하기 위해 상기 콜리메이터(320)를 이용한다.
상기 콜리메이터(320)는 상기 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 광이 출사되는 상기 발광 다이오드(310)의 전면에 배치될 수 있다. 상기 콜리메이터(320)는 볼록 렌즈로 이루어지며, 상기 발광 다이오드(310)로부터 출사되는 광이 약 10도 ~ 약 60도 이하의 출사 각도(θ3)를 갖도록 굴절시킨다. 상기 콜리메이터(320)는 상기 광을 상기 출사 각도(θ3)로 굴절시키기 위해 약 10도 ~ 약 60도의 상기 출사 각도(θ3)에 각각 대응하는 초점 거리에 배치된다.
한편, 상기 콜리메이터(320)는 상기 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 발광 다이오드(310)와 일체형으로 형성될 수도 있다. 이때, 상기 콜리메이터(320)는 상기 발광 다이오드(310)의 발광 소자를 감싸는 렌즈일 수 있다.
여기서, 도 7a 내지 도 7f를 더 참조하여 상기 광원부(305)의 출사 각도(θ3)에 따른 상기 플레이트(340)의 도광 성능을 살펴본다.
도 7a 내지 도 7f는 도 5에 도시된 광원부의 출사 각도에 따라 플레이트에서 출사되는 광을 나타내는 도면들이다. 도 7a 내지 도 7f는 상기 플레이트(340)와 상기 반사 시트(330)가 약 4mm의 도광 높이(H)를 유지한 상태에서 상기 플레이트(340)와 상기 반사 시트(330) 사이의 일측에 상기 콜리메이터(320)를 포함하는 광원부(305)가 위치하여 광을 각도별로 출사한 후 상기 플레이트(340)를 통해 출사되는 광을 나타낸다. 도 7a 내지 도 7f에서 상기 출사되는 광은 밝은 부분이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c를 참조하면, 상기 광원부(305)에서 출사되는 광의 각도가 각각 약 120도, 약 90도 및 약 70도이면, 상기 광원부(305)와 인접한 입광 영 역 근처의 상기 플레이트(340)에서만 상기 광이 출사된다.
도 7d, 도 7e 및 도 7f를 참조하면, 상기 광원부(305)에서 출사되는 광의 각도가 약 60도 이하이면, 상기 플레이트(340)의 전면에 걸쳐 상기 광이 고르게 출사된다. 상기 광원부(305)에서 출사되는 광이 약 60도 이하이면, 상기 플레이트(340)의 일측에서 타측까지 상기 플레이트(340)에 상기 광이 반사되는 횟수가 감소되어 상기 광이 상기 플레이트(340)의 전면에 고르게 분산된다.
여기서, 도 8a 내지 도 8c를 더 참조하여 상기 반사 시트(330)와 상기 플레이트(340)의 이격 거리에 따른 상기 플레이트(340)의 도광 성능을 살펴본다.
도 8a 내지 도 8c는 도 5에 도시된 반사 시트와 플레이트의 이격 거리에 따라 플레이트에서 출사되는 광을 나타내는 도면들이다. 도 8a 내지 도 8c는 상기 반사 시트(330)와 상기 플레이트(340) 사이의 일측에 상기 광원부(305)가 위치하여 광을 약 60도의 출사 각도(θ3)로 출사한 후 상기 플레이트(340)를 통해 출사되는 광을 나타낸다. 도 8a 내지 도 8c에서 상기 출사되는 광은 밝은 부분이다.
도 8a를 참조하여 상기 반사 시트(330)와 상기 플레이트(340)의 이격 거리가 약 2mm이면, 상기 광원부(305)에 인접한 입광 영역 근처의 상기 플레이트(340)에서만 상기 광이 출사된다.
도 8b를 참조하여 상기 반사 시트(330)와 상기 플레이트(340)의 이격 거리가 약 3mm이면, 상기 플레이트(340)의 전면에 걸쳐 상기 광이 고르게 분산되지 못한다. 이에 따라, 상기 플레이트(340)에서 출사되는 광의 휘도 편차가 발생한다.
도 8c를 참조하여 상기 반사 시트(330)와 상기 플레이트(340)의 이격 거리가 약 4mm이면, 상기 플레이트(340)의 전면에 걸쳐 상기 광이 고르게 분산되어 고른 휘도를 보인다. 여기서, 상기 이격 거리는 상기 광의 출사 각도가 약 60도일 때 상기 광의 반사 횟수가 감소되어 상기 플레이트(340)의 전면에 고르게 분산된다.
한편, 상기 반사 시트(330)와 상기 플레이트(340)의 바람직한 이격 거리는 상기 광원부(305)로부터 공급되는 광의 출사 각도와 관련하여 변경될 수도 있다. 예를 들어, 상기 이격 거리가 작을수록 상기 광의 출사 각도를 작게 변경하여 상기 플레이트(340)에 상기 광의 반사 횟수를 조절할 수 있다. 이에 따라, 바람직한 상기 이격 거리는 약 4mm 이상이다.
도 9는 도 2에 도시된 반사 시트를 나타내는 평면도이다.
도 9를 참조하면, 반사 시트(330)는 상면에 소정의 형태로 이루어진 복수의 광 확산 패턴(333)을 더 구비한다.
상기 반사 시트(330)는 베이스 필름에 은(Ag)이나 알루미늄(Al)과 같은 금속을 코팅하여 이루어지거나, 상기 베이스 필름에 서로 다른 굴절률을 갖는 물질을 번갈아 적층하여 다층으로 이루어질 수 있다. 상기 반사 시트(330)는 외부로부터 입사되는 광을 경면 반사한다.
상기 광 확산 패턴들(333)은 상기 반사 시트(330)의 양측에 배치되는 광원부로부터 공급받은 광을 확산 반사한다. 상기 광 반사 패턴들(333)은 상기 광원부와의 거리에 따라 상기 반사 시트(330)에 각각 서로 다른 면적으로 배치된다. 상기 광 확산 패턴들(333)은 원형, 타원형 및 다각형 중 어느 하나의 형태로 이루어진다.
상기 광 반사 패턴들(333)은 상기 광원부와 가까운 상기 반사 시트(330)의 양측면 부분에 작은 면적으로 배치되고, 상기 광원부와 먼 상기 반사 시트(330)의 중앙 부분에 큰 면적으로 배치된다. 상기 광 확산 패턴들(333)은 각각 소정의 간격으로 배치된다. 예를 들어, 상기 광 확산 패턴들(333)은 각각 약 2mm 이하의 피치로 배열될 수 있다. 이때, 상기 광 확산 패턴들(333)은 각각 약 2mm 이하의 직경을 갖는 원형으로 형성될 수 있다. 이러한 상기 반사 시트(330)는 상기 광원부로부터 공급되는 광을 상기 광 반사 패턴들(333)이 적은 면적으로 배치된 상기 양측면 부분에서 주로 경면 반사하고, 상기 광 반사 패턴들(333)이 큰 면적으로 배치된 상기 중앙 부분에서 주로 확산 반사한다. 이를 통해, 상기 반사 시트(330)는 상기 광원부로부터 공급되는 광이 고르게 분산되도록 반사시킬 수 있다.
도 10a는 도 9에 도시된 반사 시트의 일 실시 예에 따라 반사되는 광의 휘도를 색상으로 나타내는 도면이고, 도 10b는 도 10a에 도시된 지시선 I-I’을 따라 측정된 휘도를 수치적으로 나타내는 그래프이다. 도 10c는 도 9에 도시된 반사 시트의 다른 실시 예에 따라 반사되는 광의 휘도를 색상으로 나타내는 도면이고, 도 10d는 도 10b에 도시된 지시선 II-II’을 따라 측정된 휘도를 수치적으로 나타내는 그래프이다. 여기서, 도 10a와 도 10c 각각은 외관 측정 계측기를 사용하여 약 40인치의 면적을 갖는 반사 시트로부터 방출되는 광을 측정하였을 때의 휘도 분포를 나타낸다. 도 10a와 도 10c에서 상부와 하부의 밝은 부분은 복수의 광원들을 나타낸다.
도 10a와 도 10c 각각은 도 9에 도시된 바와 같이 복수의 광 확산 패턴을 구 비하는 반사 시트의 양측에서 광원들이 광을 공급할 때 상기 반사 시트에서 반사되는 광의 휘도 분포를 보여준다. 구체적으로, 도 10a는 제1 패턴으로 상기 광 확산 패턴들이 배치된 반사 시트에서 반사되는 광의 휘도를 보여주고, 도 10c는 제2 패턴으로 상기 광 확산 패턴들이 배치된 반사 시트에서 반사되는 광의 휘도를 보여준다.
상기 반사 시트를 상기 광원들과 인접한 입광 영역과 상기 광원들로부터 이격된 중앙 부분으로 구분할 때, 상기 제1 패턴은 상기 제2 패턴에 비해 상대적으로 상기 입광 영역에 배치된 상기 광 확산 패턴들의 면적이 크고, 상기 중앙 영역에 배치된 상기 광 확산 패턴들의 면적이 작은 특성을 갖는다. 상기 제1 패턴으로 배치된 상기 광 확산 패턴들은 상기 입광 영역과 상기 중앙 영역에서 각각의 면적 차이가 작고, 상기 제2 패턴으로 배치된 상기 광 확산 패턴들은 상기 입광 영역과 상기 중앙 영역에서 각각의 면적 차이가 크다. 상기 제2 패턴으로 배치된 상기 광 확산 패턴들은 상기 제1 패턴으로 배치된 상기 광 확산 패턴들보다 상기 중앙 영역에서 차지하는 면적이 상대적으로 넓다.
도 10a와 도 10c는 상기 반사 시트에서 반사되는 광의 휘도가 상기 광 확산 패턴들이 배치되는 밀도에 따라 상기 반사 시트의 각 부분에서 달라질 수 있는 점을 보여준다. 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴에 따른 위치별 휘도는 도 10b와 도 10d를 통해 확인할 수 있다.
도 10b는 상기 제1 패턴으로 상기 광 확산 패턴들이 배치된 반사 시트에서 지시선 I-I’를 따라 측정된 휘도를 보여준다. 도 10d는 상기 제2 패턴으로 상기 광 확산 패턴들이 배치된 반사 시트에서 지시선 II-II’을 따라 측정된 휘도를 보여준다. 도 10b 에 도시된 D는 도 10a에 도시된 I에서부터 I’까지의 거리를 나타내고, 도 10d에 도시된 D는 도 10c에 도시된 II에서부터 II’까지의 거리를 나타낸다. 여기서, 상기 D의 단위는 밀리미터(mm)이다. 또한, 도 10b와 도 10d에 도시된 V는 각각 반사 시트에서 반사되는 광의 측정값을 나타낸다. 이때, 상기 V의 단위는 일반적인 자연수의 크기로 나타내고, 그 크기는 휘도에 비례한다. 예를 들어, 약 10의 측정값을 갖는 광의 휘도는 약 2의 측정값을 갖는 광의 휘도보다 약 5배가 클 수 있다. 상기 V의 단위는 휘도의 단위로 환산될 수도 있다.
상기 제1 패턴으로 상기 광 확산 패턴들이 배치된 반사 시트에서 반사되는 광들은 도 10b에 도시된 바와 같이 각각 약 8 ~ 10의 측정값을 갖는다. 상기 제2 패턴으로 상기 광 확산 패턴들이 배치된 반사 시트에서 반사되는 광들은 도 10d에 도시된 바와 같이 각각 약 9 ~ 12의 측정값을 갖는다.
도 10b와 도 10d를 각각 도 10a와 도 10c와 결부시켜 살펴보면, 상기 반사 시트는 상기 광 확산 패턴들이 배치되는 면적을 조절하여 반사되는 광의 휘도를 부분적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 패턴으로 상기 광 확산 패턴들이 배치된 반사 시트는 도 10a와 도 10b에 도시된 바와 같이 전체 영역에서 편차가 적은 휘도로 광이 반사된다. 상기 제2 패턴으로 상기 광 확산 패턴들이 배치된 반사 시트는 도 10c와 도 10d에 도시된 바와 같이 상기 중앙 영역에서 높은 휘도로 광이 반사된다. 상기 두 반사 시트는 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치에 따라 적합한 휘도의 분포를 나타내도록 각각 사용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 백라이트 유닛(300)은 광원부(305), 반사 시트(330), 플레이트(340), 확산 시트(365), 프리즘 시트(370) 및 바텀 샤시(400)를 포함한다. 여기서는, 도 2에 도시된 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서 간락하게 설명하거나 설명을 생략한다.
상기 반사 시트(330)는 상기 바텀 샤시(400)에 수납되며, 점착제(335)를 이용하여 상기 바텀 샤시(400)와 결합된다. 상기 반사 시트(330)는 상기 광원부(305)로부터 공급되는 광이 상기 플레이트(340)의 중앙 부분으로 많이 출사되도록 상기 플레이트(340)를 향해 돌출되는 돌출부(390)를 포함한다. 여기서, 상기 돌출부(390)는 상기 반사 시트(330)와 상기 바텀 샤시(400)가 함께 돌출되어 이루어진다.
상기 돌출부(390)는 상기 반사 시트(330)와 상기 플레이트(340)의 이격 거리의 절반 이하로 돌출되는 것이 바람직하다. 더 상세하게는, 상기 돌출부(390)는 상기 플레이트(340)로부터 도광 높이(H)로 이격된 상기 반사 시트(330)에서 상기 도광 높이(H)의 절반 이하의 높이를 갖도록 돌출된다. 상기 돌출부(390)는 상기 반사 시트(330)와 소정의 각도로 경사를 이룬다. 예를 들어, 상기 돌출부(390)의 경사가 시작되는 위치는 상기 백라이트 유닛(300)의 길이 방향으로 약 1/8 ~ 3/8 지점이며, 상기 돌출부(390)는 약 1.4도 ~ 약 3.5도의 경사를 갖는다. 이를 통해, 상기 반사 시트(330)는 상기 광원부(305)에서 수평으로 진행하는 광의 방향을 변경하여 상기 플레이트(340)로 반사함으로써, 상기 광의 손실을 줄일 수 있다.
한편, 상기 반사 시트(330)는 상면에 상기 광원부(305)로부터 공급되는 광을 확산 반사하는 복수의 광 확산 패턴(미도시)을 더 구비할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 확산판의 일 실시 예를 나타내는 평면도이며, 도 14는 도 12에 도시된 확산판의 다른 실시 예를 나타내는 평면도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 표시 장치(500)는 표시 패널(600), 구동 회로부(미도시), 백라이트 유닛(700) 및 바텀 샤시(800)를 포함한다. 여기서는, 도 2에 도시된 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해 상세한 설명을 생략하거나, 간략하게 설명한다.
상기 표시 패널(600)은 광 투과량을 조절하는 액정(미도시)을 사이에 두고 결합된 박막 트랜지스터 기판(610)과 컬러필터 기판(620)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(700)은 상기 표시 패널(600)에 광을 공급하기 위해 광원부(705), 반사 시트(730), 확산판(740) 및 광학 시트(760)를 포함한다.
상기 광원부(705)는 상기 표시 패널(600)의 하부의 적어도 일측에 배치된다. 상기 광원부(705)는 광을 생성하는 램프(710)와, 상기 램프(710)가 수납되는 램프 하우징(715) 및 상기 램프(710)에서 출사되는 광을 굴절시키는 콜리메이터(720)를 포함한다. 상기 램프(710)는 예컨대, 냉음극 형광램프, 외부전극 형광 램프 등으로 이루어진다. 상기 램프 하우징(715)은 일측으로 개구되어 상기 램프(710)를 감싸며, 상기 램프(710)를 수납하여 상기 램프(710)의 후방으로 출사되는 광을 상기 램 프(710)의 전방으로 반사한다. 상기 콜리메이터(720)는 투명한 재질로 이루어져 상기 램프(710)의 전방에 배치된다. 상기 콜리메이터(720)는 상기 램프(710)로부터 출사되는 광의 출사 각도를 축소시키기 위해 반원형의 볼록 렌즈로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 콜리메이터(720)는 볼록 렌즈에 한정되지 않고, 상기 광의 출사 각도를 축소시키는 사다리꼴로도 형성될 수 있다.
한편, 상기 광원부(705)는 광원 기판(미도시)에 실장되는 복수의 발광 다이오드(미도시)와 상기 발광 다이오드들의 전방에 배치되는 복수의 콜리메이터(720)로 이루어질 수도 있다.
상기 반사 시트(730)는 상기 광원부(705)로부터 공급받은 광을 반사한다. 이때, 상기 반사 시트(730)는 상면에 상기 광원부(705)로부터 공급받는 광을 확산 반사하는 복수의 광 확산 패턴(733)을 더 구비한다. 상기 광 확산 패턴들(733)은 원형, 타원형 및 다각형 중 어느 하나의 형태로 이루어진다. 상기 광 확산 패턴들(733)은 도 9에 도시된 바와 같이 상기 광원부(705)에 인접한 입광 영역보다 상기 반사 시트(730)의 중앙 영역에 더 넓은 면적으로 배치된다. 상기 반사 시트(730)는 상기 광원부(705)로부터 공급받는 광을 고르게 분산시키기 위해 상기 입광 영역에서 상기 광을 경면 반사하고, 상기 중앙 영역에서 상기 광을 확산 반사한다.
상기 확산판(740)은 하나 이상의 서포터(750)에 의해 지지되고, 상기 반사 시트(730)의 상부에 소정의 거리로 이격되어 배치된다. 예를 들어, 상기 확산판(740)은 약 6개 내지 10개의 서포터(750)에 의해 지지되며, 상기 반사 시트(730) 로부터 약 4mm만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 상기 확산판(740)이 상기 반사 시트(730)로부터 이격되는 거리는 상기 광원부(705)로부터 공급되는 광의 출사 각도에 따라 변경될 수 있으므로, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 이격 거리는 광의 출사 각도가 증가함에 따라 더 커질 수도 있다.
상기 확산판(740)은 광을 투과시키는 고분자 수지로 이루어진 베이스 플레이트(741)와, 상기 베이스 플레이트(741)의 일면에 광을 반사하는 금속 및 반사 잉크 중 어느 하나로 이루어진 광 반사 패턴(745)을 구비한다. 상기 확산판(740)은 상기 광 반사 패턴(745)에 입사되는 광을 반사하고, 상기 베이스 플레이트(741)에 입사되는 광을 확산시켜 출사한다. 상기 확산판(740)은 상기 광 반사 패턴(745)을 이용하여 상기 반사 시트(730)와 함께 상기 광원부(705)에서 출사되는 광을 가이드한다.
일 실시 예로서, 상기 확산판(740)은 상기 광원부(705)와의 거리에 따라 상기 베이스 플레이트(741)에 서로 다른 면적으로 배치되는 복수의 광 반사 패턴(745)을 구비한다. 상기 광 반사 패턴들(745)은 각각 원형, 타원형 및 다각형 중 선택된 하나의 형태로 이루어진다. 상기 광 반사 패턴들(745)은 도 12에 도시된 바와 같이 상기 베이스 플레이트(741)의 중앙 영역보다 상기 광원부(705)와 인접한 상기 베이스 플레이트(741)의 입광 영역에 더 넓은 면적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 확산판(740)은 상기 광 반사 패턴들(745)이 각각 서로 다른 면적으로 배치되는 상기 입광 영역과 상기 중앙 영역에서 서로 다른 반사율을 갖는다.
상기 확산판(740)은 상기 광 반사 패턴들(745)이 각각 배치되는 영역을 단위 셀로 나눌 수 있다. 여기서, 상기 단위 셀의 반사율은 상기 광 반사 패턴(745)의 면적에 따른 광 반사 패턴(745)의 반사율과, 상기 광 반사 패턴(745)이 없는 상기 베이스 플레이트(741)의 반사율의 평균으로 구할 수 있다. 이러한 상기 단위 셀의 반사율은 수학식 1에 의해 측정될 수 있다.
Figure 112008084696713-pat00001
상기 수학식 1에서 R은 상기 단위 셀의 반사율이고, Apat는 상기 광 반사 패턴(745)의 면적이며, Rpat는 상기 광 반사 패턴(745)의 반사율이다. 또한, Acell은 상기 단위 셀의 면적이고, Rplate는 상기 베이스 플레이트(741)의 반사율이다.
상기 수학식 1에 따르면, 단위 셀의 반사율은 상기 광 반사 패턴(745)의 면적에 의해 좌우된다. 상기 확산판(740)은 상기 입광 영역에 배치된 단위 셀의 반사율이 높고, 상기 중앙 영역에 배치된 단위 셀의 반사율이 낮다. 이러한 상기 확산판(740)은 상기 광원부(705)와 상기 반사 시트(730)로부터 공급받는 광들을 상기 입광 영역에서 반사하여 상기 중앙 영역에서 출사시킨다.
다른 실시 예로서, 상기 확산판(740)은 도 13에 도시된 바와 같이 상기 베이스 플레이트(741)의 전면에 서로 다른 면적의 복수의 개구부(747)를 포함하여 배치되는 광 반사 패턴(745)을 구비한다. 상기 개구부들(747)은 상기 광 반사 패턴(745)에 원형, 타원형 및 다각형의 중 선택된 하나의 형태로 이루어져 상기 베이스 플레이트(741)를 노출시킨다. 이때, 상기 개구부들(747)은 상기 광원부(705)와 의 거리에 따라 서로 다른 면적으로 상기 베이스 플레이트(741)를 노출시킨다. 상기 개구부들(747)은 상기 광원부(705)와 인접한 상기 베이스 플레이트(741)의 입광 영역보다 상기 베이스 플레이트(741)의 중앙 영역에 더 넒은 면적으로 배치될 수 있다. 이러한 상기 확산판(740)은 상기 광원부(705)와 상기 반사 시트(730)로부터 공급받는 광들을 상기 광 반사 패턴(745)에서 반사하고, 상기 개구부들(747)이 배치된 상기 베이스 플레이트(741)를 통해 확산시켜 출사한다.
상기 확산판(740)은 상기 개구부들(747)의 면적에 따라 상기 입광 영역과 상기 중앙 영역에서 서로 다른 반사율을 가질 수 있다. 상기 확산판(740)은 상기 개구부들(747)이 각각 배치되는 영역을 단위 셀로 나눌 수 있다. 여기서, 상기 단위 셀의 반사율은 상기 개구부(747)의 면적에 따른 상기 베이스 플레이트(741)의 반사율과, 상기 광 반사 패턴(745)의 면적에 따른 상기 광 반사 패턴(745)의 반사율의 평균으로 구할 수 있다. 이러한 상기 단위 셀의 반사율은 수학식 2에 의해 측정될 수 있다.
Figure 112008084696713-pat00002
상기 수학식 2에서 R은 상기 단위 셀의 반사율이고, Aopen은 상기 개구부(747)의 면적이며, Rplate는 상기 베이스 플레이트(741)의 반사율이다. Acell은 상기 단위 셀의 면적이고, Rpat는 상기 광 반사 패턴(745)의 반사율이다.
상기 수학식 2에 따르면, 단위 셀의 반사율은 상기 개구부(747)의 면적에 의 해 좌우된다. 상기 확산판(740)은 상기 개구부(747)의 면적에 따라 상기 입광 영역에 배치된 단위 셀의 반사율이 높고, 상기 중앙 영역에 배치된 단위 셀의 반사율이 낮다. 이러한 상기 확산판(740)은 상기 광원부(705)와 상기 반사 시트(730)로부터 공급받는 광들을 상기 입광 영역에서 반사하여 상기 중앙 영역에서 출사시킨다.
한편, 상기 서포터(750)는 상기 광원부(705)로부터 출사되는 광의 투과율을 높이기 위해, 상기 서포터(750)의 길이 방향에 수직하게 상기 서포터(750)의 몸체를 관통하는 홀(755)을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 시트(760)는 상기 확산판(740)으로부터 공급되는 광을 집광하는 프리즘 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(760)는 상기 표시 장치(500)의 특성에 따라 반사 편광 시트(미도시) 및 보호 시트(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 바텀 샤시(800)는 상기 백라이트 유닛(700)을 수납하며, 점착제(735)를 이용하여 상기 반사 시트(730)를 고정시킨다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치(500)는 도광판을 사용하지 않고 상기 반사 시트(730)와 상기 확산판(740)을 이용하여 측면에서 공급되는 광을 가이드할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A를 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플레이트의 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광원부를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 광원부의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7f는 도 5에 도시된 광원부의 출사 각도에 따라 플레이트에서 출사되는 광을 나타내는 도면들이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 5에 도시된 반사 시트와 플레이트의 이격 거리에 따라 플레이트에서 출사되는 광을 나타내는 도면들이다.
도 9는 도 2에 도시된 반사 시트를 나타내는 평면도이다.
도 10a는 도 9에 도시된 반사 시트의 일 실시 예에 따라 반사되는 광의 휘도를 색상으로 나타내는 도면이다.
도 10b는 도 10a에 도시된 지시선 I-I’을 따라 측정된 휘도를 수치적으로 나타내는 그래프이다.
도 10b는 도 9에 도시된 반사 시트의 다른 실시 예에 따라 반사되는 광의 휘도를 색상으로 나타내는 도면이다.
도 10d는 도 10b에 도시된 지시선 II-II’을 따라 측정된 휘도를 수치적으로 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 11에 도시된 확산판의 일 실시 예를 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 11에 도시된 확산판의 다른 실시 예를 나타내는 평면도이다.

Claims (23)

  1. 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 하부에 배치되어 측면에서 공급되는 광을 경면 반사하고, 상면에 상기 광을 확산 반사하는 광 확산 패턴을 구비하여 상기 광을 상기 표시 패널로 가이드하는 반사 시트;
    상기 반사 시트의 상부에 소정 거리로 이격되어 배치되고, 상기 측면에서 공급되는 광 및 상기 반사 시트로부터 공급되는 광들의 입사각에 따라 상기 광들을 선택적으로 반사 및 출사시키는 플레이트;
    상기 표시 패널의 하부의 적어도 일측에 배치되고, 상기 광을 생성하여 상기 반사 시트와 상기 플레이트 사이의 공간으로 출사하는 광원부; 및
    상기 반사 시트와 상기 플레이트 사이에 배치되어 상기 플레이트를 지지하는 서포터를 포함하고,
    상기 플레이트는 하면에 복수의 프리즘을 구비하고,
    상기 서포터의 상부면은 상기 프리즘들 사이에 접촉되고, 상기 서포터의 하부면은 상기 반사 시트에 접촉되며, 상기 서포터는 상부 방향으로 연장하는 상기 서포터의 길이 방향에 수직하게 상기 서포터의 몸체를 관통하는 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 광원부는,
    상기 광을 생성하는 광원; 및
    상기 광원에서 출사되는 광을 굴절시켜 상기 광의 출사 각도를 제어하는 콜리메이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 콜리메이터는 볼록 렌즈로 이루어지고, 상기 광의 출사 각도를 10도 내지 60도로 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 광원이 발광 다이오드로 이루어지고, 상기 발광 다이오드가 실장되는 광원 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드와 상기 콜리메이터는 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 반사 시트로부터 4mm 이상 이격되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 프리즘들은 상기 광원부에서 출사되는 광의 진행 방향과 나란한 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 플레이트는 상면에 위치하여 상기 광의 투과율을 향상시키는 광 투과 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 광 투과 패턴은 폴리염화비닐 및 아크릴 중 어느 하나로 이루어진 잉크와 상기 잉크에 혼합되는 확산제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 광원부, 상기 반사 시트 및 상기 플레이트를 수납하는 바텀 샤시를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 반사 시트와 상기 바텀 샤시 사이에 배치되어 상기 반사 시트와 상기 바텀 샤시를 고정하는 점착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 반사 시트는 상기 플레이트를 향해 일부분이 돌출되는 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널의 하부에 배치되어 측면에서 공급되는 광을 경면 반사하고, 상면에 상기 광을 확산 반사하는 광 확산 패턴을 구비하여 상기 광을 상기 표시 패널로 가이드하는 반사 시트;
    상기 반사 시트의 상부에 소정 거리로 이격되어 배치되고, 상기 측면에서 공급되는 광 및 상기 반사 시트로부터 공급되는 광들의 입사 위치에 따라 상기 광들을 선택적으로 반사 및 출사시키는 확산판;
    상기 표시 패널의 하부의 적어도 일측에 배치되고, 상기 광을 생성하여 상기 반사 시트와 상기 확산판 사이의 공간으로 출사하는 광원부; 및
    상기 반사 시트와 상기 확산판 사이에 배치되어 상기 확산판을 지지하는 서포터를 포함하고,
    상기 확산판은 하면에 배치되어 상기 광들을 반사하는 복수의 광 반사 패턴을 구비하고,
    상기 서포터의 상부면은 상기 광 반사 패턴들 사이에 접촉되고, 상기 서포터의 하부면은 상기 반사 시트에 접촉되며, 상기 서포터는 상부 방향으로 연장하는 상기 서포터의 길이 방향에 수직하게 상기 서포터의 몸체를 관통하는 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 광원부는,
    상기 광을 생성하는 광원; 및
    상기 광원에서 출사되는 광을 굴절시켜 상기 광의 출사 각도를 제어하는 콜리메이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 광 반사 패턴들은 상기 확산판의 중앙 부분보다 상기 광원부에 인접한 입광 영역에서 상대적으로 넓은 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 광 반사 패턴들은 금속 및 반사 잉크 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 광 반사 패턴들은 상기 확산판의 하면 전체에서 금속 및 반사 잉크 중 어느 하나의 층으로 이루어지며, 단위 면적 내에 각각 광을 투과시키는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 광원부에 인접한 입광 영역보다 상기 확산판의 중앙 부분에서 상대적으로 넓은 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 반사 시트를 수납하는 바텀 샤시와, 상기 반사 시트와 상기 바텀 샤시 사이에 배치되어 상기 바텀 샤시를 고정하는 점착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  21. 제1 항에 있어서,
    성가 프리즘들 각각은 상기 프리즘의 측면인 제1 변과 제2 변을 포함하고, 상기 제1 변과 상기 제2 변이 만나는 꼭지 부분은 곡면으로 이루어지는 표시 장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 변 및 상기 제2 변은 상기 플레이트의 상면의 연장 방향과 45도 각도로 경사를 이루고 상기 제1 변과 상기 제2 변이 연장되어 만나는 꼭지각은 90도인 표시 장치.
  23. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 변 및 상기 제2 변 각각의 전체 영역은 상기 제1 변 및 상기 제2 변 각각의 일측 단부에서 상기 프리즘들의 정점까지의 제1 길이를 갖고, 상기 제1 변 및 상기 제2 변 각각의 직선 영역은 제2 길이를 갖고,
    상기 제1 길이는 상기 제1 변 및 상기 제2 변 각각의 일측 단부에서 상기 프리즘들의 정점을 지나는 기준선까지의 거리이고, 상기 제2 길이는 상기 제1 변 및 상기 제2 변 각각의 일측 단부에서 상기 제1 변 및 상기 제2 변 각각이 상기 꼭지 부분의 곡면에 대응되는 가상원과 접하는 부분까지의 거리이며, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이에 대해 80%의 비율로 이루어지는 표시 장치.
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