KR101673033B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 광원으로부터 방출되는 빛이 균일하게 확산되어 디스플레이 패널 쪽으로 제공되도록 하는 백라이트 유닛의 도광층 구조에 관한 것이다. 본 발명은, 도광층의 측면에 반사면이 형성되도록 하여, 도광층의 측면으로 진행하는 빛의 손실을 최소화함으로써, 백라이트 유닛의 광 이용 효율이 증가하는 장점이 있다.

Description

디스플레이 장치{Display apparatus}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 소형, 경량화 및 저소비전력 등의 장점으로 노트북 PC 및 모니터 시장은 물론 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 액정패널 및 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 백라이트 유닛은 액정패널에 빛을 제공하고, 이러한 빛은 액정패널을 투과하게 된다. 이때, 액정패널은 빛의 투과율을 조절하여 화상을 구현하게 된다.
백라이트 유닛은 광원이 배치된 형태에 따라 에지형과 직하형으로 구분될 수 있다. 에지형은 광원이 액정패널의 측면에 배치되고, 도광판이 액정패널의 배면에 배치되어 액정패널의 측면에서 제공된 빛을 액정패널의 배면으로 가이드할 수 있다. 그리고, 직하형은 액정패널 배면에 다수의 광원들을 구비하고 다수의 광원들로부터 발광된 빛이 직접적으로 액정패널의 배면으로 제공될 수 있다.
이러한 광원으로는 EL(electro luminescence), CCFL(cold cathode fluorescent lamp), HCFL(hot cathode fluorescent lamp), LED(light emitting diode) 등이 사용될 수 있다. 이 중 LED는 소비 전력이 낮으며 발광 효율이 뛰어난 장점을 가질 수 있다.
본 발명은 백라이트 유닛을 구성하는 도광층의 측면으로 광이 새어 나가서 손실되는 것을 차단하여, 광 이용 효율을 극대화하고, 휘도를 증가시키는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널의 후방에서 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 기판층; 상기 기판층에 실장되는 다수의 광원 어레이; 상기 기판층의 상면에 형성되어, 상기 광원으로부터 방출되는 빛이 상기 디스플레이 패널 쪽으로 반사되도록 하는 광추출층; 상기 광추출층의 상면에 형성되는 광추출 패턴; 상기 광추출층의 상측에 형성되고, 상기 광원을 감싸는 형태로 제공되어, 상기 다수의 광원 어레이로부터 방출되는 빛을 투과 및 확산시키는 도광층; 상기 도광층의 적어도 하나의 측면에 제공되어, 상기 도광층의 측방으로 이동하는 빛이 상기 도광층의 내부로 반사되도록 하는 반사면을 포함하고, 상기 다수의 광원 어레이는, 다수의 제 1 광원 어레이와, 상기 다수의 제 1 광원 어레이와 소정 간격 이격되게 배치되는 다수의 제 2 광원 어레이를 포함하고, 상기 다수의 제 1 광원 어레이 각각은, 서로 이격 배치되는 다수의 제 1 광원을 포함하고, 상기 다수의 제 2 광원 어레이 각각은, 서로 이격 배치되는 다수의 제 2 광원을 포함하며, 상기 제 1 광원의 발광면은 제 1 방향을 향하고, 상기 제 2 광원의 발광면은 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향을 향하고, 상기 다수의 제 1 광원 어레이와 상기 다수의 제 2 광원 어레이는, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향과 교차하는 제 3 방향으로 교번하여 나란히 배열되며, 상기 제 2 광원 각각은, 서로 인접하는 두 개의 상기 제 1 광원 사이에 배치되고, 상기 광추출 패턴은, 인접하는 상기 제 1 광원들 사이 및 인접하는 상기 제 2 광원들 사이에 형성되고, 상기 다수의 제 1 및 제 2 광원들 각각의 광 방출면으로부터 광 조사 방향으로 멀어질수록 분포 밀도가 증가하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 백라이트 유닛을 구성하는 도광층의 측면에 반사면을 형성함으로써, 도광판의 측면으로 광이 손실되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 도광판의 측면으로 이동하는 빛을 반사 및 굴절시켜 디스플레이 패널 쪽으로 방출되도록 함으로써, 광 이용 효율을 극대화하고, 휘도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
셋째, 상기와 같은 구성에 의하여 디스플레이 장치의 휘도가 증가함으로써, 고화질의 영상을 얻을 수 있어, 제품의 경쟁력을 확보할 수 있는 장점이 있다.
넷째, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 뉴닛에 의하여, 디스플레이 장치의 전체적인 두께를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 단면도로서, 도 2a는 디스플레이 패널과 백라이트 유닛 사이에 접착층이 개재되는 실시예이고, 도 2b는 디스플레이 패널과 백라이트 유닛 사이에 별도의 접착층이 없는 실시예.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 구성하는 디스플레이 패널의 세부 구조를 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 구성하는 백라이트 유닛의 세부 구조를 보여주는 단면도로서, 도 4a는 백라이트 유닛이 디스플레이 모듈에 결합된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 4b는 백라이트 유닛이 디스플레이 모듈에 결합되는 모습을 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원 배치 구조 및 광추출층 구조를 보여주는 평면도로서, 도 5a 내지 도 5d는 광원의 배치 형태에 대한 여러가지 실시예를 보여주는 평면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 모듈의 구동부 체결 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사면이 구비된 백라이트 유닛의 구조를 보여주는 사시도.
도 8은 도 7의 I-I를 따라 절개되는 단면도.
도 9는 반사면이 도광층의 네 측면에 모두 형성되는 것을 보여주는 사시도,
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 다른 반사면이 구비된 백라이트 유닛의 사시도.
도 11은 도 10의 II-II를 따라 절개되는 단면도.
도 12는 반사면이 도광층의 네 측면에 모두 형성되는 것을 보여주는 사시도.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사면이 구비된 백라이트 유닛의 사시도.
도 14는 도 13의 III-III를 따라 절개되는 단면도.
도 15는 반사면이 도광층의 네 측면에 모두 형성되는 것을 보여주는 평면도.
도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사면의 형태를 보여주는 확대 단면도.
도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사면의 형태를 보여주는 확대 단면도.
도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사면의 형태를 보여주는 확대 단면도.
도 19는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반사면의 형태를 보여주는 확대 단면도.
도 20은 도광층의 측면에 반사면이 제공되는 경우의 광효율 향상 모습을 보여주는 그래프.
도 21은 도 13에 제시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사면 형성 구조에서, 반사면의 이격 거리(d)에 따른 광효율 향상도를 보여주는 그래프.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는, 프런트 커버(10)와; 상기 프런트 커버(10)의 배면에 제공되는 디스플레이 모듈(20)과; 상기 디스플레이 모듈(20)의 배면에 제공되는 방열 부재(30)와; 상기 디스플레이 모듈(20) 및 방열 부재(30)를 수용하는 백커버(40)와; 상기 백커버(40)의 배면에 결합되는 구동부(60)와; 상기 구동부(60)가 상기 백커버(40)에 고정되도록 하는 섀시(50) 및 상기 구동부(60)를 덮는 구동부 커버(70)를 포함한다.
상세히, 상기 디스플레이 모듈(20)은, 화상이 구현되는 디스플레이 패널(21)과, 상기 디스플레이 패널(21)의 배면에서 전방으로 빛을 제공하는 백라이트 유닛(23)을 포함한다. 그리고, 상기 백커버(40)의 배면에 배치되는 상기 구동부(60)는, 전원 공급부(61)와, 메인 보드(62) 및 구동 제어부(63)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 구동부(60)는 상기 섀시(50)에 의하여 상기 백커버(40)의 배면에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 구동 제어부(63)는 타이밍 컨트롤러일 수 있으며, 상기 디스플레이 패널(21) 각 구동 회로에 동작 타이밍을 조절한다. 그리고, 상기 메인 보드(62)는 타이밍 컨트롤러에 V싱크, H싱크 및 R,G,B 해상도 신호를 전달하는 부분이며, 상기 전원 공급부(61)는 상기 디스플레이 패널(21) 및 상기 백라이트 유닛(22)에 전원을 인가하는 부분이다. 그리고, 상기 구동부(60)는 상기 구동부 커버(70)에 의하여 감싸져서 외부 노출이 차단될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 모듈(20)과 상기 백커버(40) 사이에는 방열 부재(30)가 개입되어, 상기 디스플레이 모듈(20) 및 상기 구동부(60)에서 발생되는 열의 방열 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 프런트 커버(10)는 내부에 소정 크기의 개구부가 형성되고, 소정의 폭을 가지는 사각형 띠 형상으로 이루어지거나, 상기 디스플레이 모듈(20)의 전면을 모두 덮는 사각판 형상으로 이루어질 수 있다. 전자의 경우, 영상이 출력되지 않는 상기 디스플레이 모듈(20)의 전면 가장자리를 차폐할 뿐 아니라 상기 디스플레이 모듈(20)의 가장자리 부위가 외력으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있다. 후자의 경우는, 광을 투과하는 투명한 재질의 판재로서, 수지(resin)를 사출 압축 성형(Injection Compression Molding) 공법을 통하여 형성되는 플라스틱 패널 또는 압축 강화 유리일 수 있다. 그리고, 상기 프런트 커버(10)의 가장자리에는 불투명한 필름층 또는 코팅층이 둘러져서, 빛이 방출되지 않는 상기 디스플레이 모듈(20)의 가장자리 부위를 덮을 수 있다.
이하에서는 상기 디스플레이 모듈(20)의 구조 및 상기 구동부(60)의 장착 구조에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 단면도로서, 도 2a는 디스플레이 패널과 백라이트 유닛 사이에 접착층이 개재되는 실시예이고, 도 2b는 디스플레이 패널과 백라이트 유닛 사이에 별도의 접착층이 없는 실시예이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 최전방(도면상에서 최상측)에 프런트 커버(10)가 놓이고, 그 후측으로 디스플레이 모듈(20)과, 방열 부재(30) 및 백커버(40)가 결합된다. 그리고, 상기 구동부(60)가 상기 섀시(50)에 의하여 상기 백커버(40)의 배면에 장착된다. 그리고, 상기 구동부(60)는 상기 구동부 커버(70)에 의하여 덮인다.
한편, 상기 디스플레이 모듈(20)은 디스플레이 패널(21)과 백라이트 유닛(23)을 포함하고, 상기 디스플레이 패널(21)과 상기 백라이트 유닛(23) 사이에는 투명 접착제로 이루어지는 접착층(22)이 개입될 수 있다.
상세히, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 백라이트 유닛(23)의 상부면에 상기 디스플레이 패널(21)이 놓이되, 디스플레이 패널(21)과 백라이트 유닛(23) 사이에 접착층(22)이 개재될 수 있다.
다른 방법으로서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이 패널(21)이 상기 백라이트 유닛(23)의 상부면에 별도의 접착층이 개입되지 않고 단순히 얹히는 형태로 놓일 수 있다.
이하에서는, 디스플레이 패널(21)과 백라이트 유닛(23) 사이에 별도의 접착층이 없는 디스플레이 모듈(20)의 구조로 한정하여 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명에서 제시되는 사상은 위의 두 가지 실시예에 모두 적용 가능함을 밝혀 둔다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 구성하는 디스플레이 패널의 세부 구조를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널(21)의 전면에는 상기 프런트 커버(10)가 배치되고, 배면에는 상기 백라이트 유닛(23)이 배치된다.
상세히, 상기 디스플레이 패널(21)은 화상이 구현되는 부분으로서, 전후면(도면상에서는 상하면)에는 편광판(polarizing plate)(211,214)이 놓이고, 그 사이에는 제 1 기판(212) 및 제 2 기판(213)이 개재된다. 상기 제 1 기판(212)은 TFT 어레이 기판으로 불리기도 하며, 상기 제 1 기판(212)에는 다수의 스캔 라인과 데이터 라인이 매트릭스 형상으로 교차하여 복수의 화소가 정의될 수 있다. 그리고, 각각의 화소에는 신호를 온/오프할 수 있는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)가 구비되고, 박막 트랜지스터에 각각 연결된 화소 전극이 위치할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 기판(213)은 컬러필터 기판으로 불리기도 하며, 상기 제 2 기판(213)에는 복수의 화소에 각각 대응되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러 필터 및 이들을 둘러싸서 스캔 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등의 비표시 소자를 가리는 블랙 매트릭스(black matrix)가 구비될 수 있다. 그리고, 디스플레이 패널(21)의 가장자리에는 상기 디스플레이 패널(21)을 구동시키기 위한 구동 신호를 생성하는 게이트 구동부 및 데이터 구동부가 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 구성하는 백라이트 유닛의 세부 구조를 보여주는 단면도로서, 도 4a는 백라이트 유닛이 디스플레이 모듈에 결합된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 4b는 백라이트 유닛이 디스플레이 모듈에 결합되는 모습을 보여주는 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(23)은 상기 디스플레이 패널(21)의 배면(도면상에서 하측)에 놓인다.
상세히, 상기 백라이트 유닛(23)은 도면상에서 최하층으로부터 PCB 기판을 포함하는 기판층(circuit borard layer)(231)과, 상기 기판층(231)에 실장되는 다수의 광원들(24)과, 상기 기판층(231)의 상면에 형성되는 광추출층(light extraction layer)(232)과, 상기 광추출층(232)의 상측에 형성되고 상기 광원들(24)을 감싸는 도광층(light guiding layer)(233)과, 상기 도광층(233)의 상측에 형성되는 차광층(screeening layer)(234) 및 상기 차광층(234)의 상측에 형성되는 확산층(diffusion layer)(235)을 포함한다. 그리고, 상기 확산층(235)의 상측에 상기 디스플레이 패널(21)이 안착된다. 물론, 상기 디스플레이 패널(21)이 상기 확산층(235)에 단순히 얹히는 형태일 수도 있고, 접착층(22)에 의하여 부착될 수도 있음은 상술한 바와 같다.
여기서, 상기 기판층(231)과 광추출층(232)을 제 1 층으로, 상기 도광층(233)을 제 2 층으로 정의할 수 있다. 그리고, 상기 백라이트 유닛(23)을 구성하는 복수의 층들은 각각 연성(flexible) 재질로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 제시되는 백라이트 유닛은 소정의 휘어짐이 가능한 연성 재질의 층으로 이루어지는 연성 백라이트 유닛(flexible backlight unit)일 수 있다.
도 4b를 참조하면, 휘어짐이 가능한 연성 백라이트 유닛(23)이 디스플레이 패널(21)의 배면에 결합 가능하게 됨으로써, 연성의 디스플레이 패널(flexible display panel)에 적용 가능하게 된다.
상세히, 최근에 출시되는 휘어짐이 가능한 디스플레이 장치(rollable display device)나 전자책(electronic paper)의 경우, 별도의 백라이트 유닛을 필요로 하지 않는 유기 발광 다이오드(OLED)를 사용한다. 반면, TFT-LCD 방식의 디스플레이 패널은 자체 발광하는 소자를 사용하지 않기 때문에 별도의 광원을 필요로 한다. 그러나, 이를 뒷받침할 수 있는 연성 백라이트 유닛에 대한 연구가 미진하였다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 연성 백라이트 유닛을 적용함으로써, TFT-LCD 방식의 디스플레이 패널도 휘어짐이 가능한 형태로 제작될 수 있다.
상기 기판층(231)은 복수의 광원들(24)이 실장되는 기판일 수 있으며, 전원을 공급하는 어댑터와 광원(24)을 연결하기 위한 전극 패턴이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판의 상면에는 상기 광원들(24)과 어댑터를 연결하기 위한 탄소나노튜브 전극 패턴이 형성될 수 있다. 이러한 상기 기판층(231)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 유리, 폴리카보네이트(PC) 또는 실리콘(Si) 등으로 이루어져 복수의 광원들(24)이 실장되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수 있으며, 휘어짐이 가능한 필름 형태의 연성 PCB(flexible PCB)로 형성될 수 있다.
또한, 상기 광원(24)은 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 칩 또는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩이 구비된 발광 다이오드 패키지(이하 LED 패키지) 중 하나일 수 있다. 본 실시 예에서는 광원(24)으로서 LED 패키지인 것을 예로 설명하기로 한다.
광원(24)을 구성하는 LED 패키지는 발광면이 향하는 방향에 따라 탑 뷰(Top View) 방식과 사이드 뷰(Side View) 방식으로 나뉠 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광원(24)은 발광면이 상측을 향해 형성되는 탑 뷰 방식의 LED 패키지 및 발광면이 측면을 향해 형성되는 사이드 뷰 방식의 LED 패키지 중 적어도 하나를 이용하여 구성될 수 있다.
본 실시 예에서 광원(24)이 사이드 뷰 방식의 LED 패키지인 경우를 설명하면, 복수의 광원들(24)은 각각 발광면이 측면에 배치되어, 측면 방향, 즉 상기 기판층(231)과 평행한 방향으로 광을 방출할 수 있다. 따라서, 광원(24)을 감싸는 상기 도광층(233)의 두께를 감소시켜 백라이트 유닛(23), 더 나아가 디스플레이 장치(1)의 슬림화를 구현할 수 있다.
또한, 상기 광원(24)은 적색, 청색, 녹색 등과 같은 컬러 중에서 적어도 한 컬러를 방출하는 유색 LED이거나 백색 LED로 구성될 수 있다. 또한, 상기 유색 LED는 적색 LED, 청색 LED 및 녹색 LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 발광 다이오드의 배치 및 방출 광은 다양하게 변경 및 적용 가능하다.
한편, 상기 복수의 광원들(24)을 감싸는 형태로 제공되는 상기 도광층(233)은 광원(24)으로부터 방출되는 빛을 투과시킴과 동시에 확산시켜, 광원(24)으로부터 방출되는 빛이 균일하게 디스플레이 패널(21)로 제공되도록 할 수 있다.
또한, 상기 광추출층(232)은 상기 기판층(231)에 형성되며, 상기 광원(24)이 형성되는 영역을 제외한 영역에 형성될 수 있다. 상기 광추출층(232)은 상기 광원(24)으로부터 방출되는 빛을 반사하고, 상기 도광층(233)의 경계로부터 전반사되는 빛을 재반사시켜 광이 보다 넓게 확산되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 광추출층(232)은 반사 물질인 금속 또는 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au) 또는 이산화 티타늄(TiO2)과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성되는 반사 시트(reflection sheet, 또는 mirror sheet)일 수 있다. 이 경우, 상기 광추출층(232)은 상기 금속 또는 금속 산화물을 기판층(231) 상에 증착 또는 코팅하여 형성할 수 있으며, 금속 잉크를 인쇄하여 형성할 수도 있다. 여기서, 증착하는 방법으로는 열증착법(thermal evaporation method), 증발법(evaporation method)과 스퍼터링법(sputtering method)을 포함하는 물리적 증기 증착법(PVD,Physical Vapor Deposition) 및 진공 증착법(vacuum evaporation method)을 사용할 수 있고, 코팅 또는 인쇄하는 방법으로는 프린팅법, 그라비아 코팅법 또는 실크 스크린법을 사용할 수 있다.
또한, 상기 광추출층(232)에는 복수의 광원들(24)에 대응되는 위치에 복수의 홀들(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 광원들(24)이 상기 홀들을 관통하여 상기 도광층(233)에 둘러싸이게 된다. 이와 같이, 광추출층(232)의 홀들에 광원들(24)이 각각 삽입되는 구조를 이용하여 백라이트 유닛(23)을 구성함으로써, 광원들(24)이 실장된 기판층(231)과 광추출층(232) 사이의 고정성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 광추출층(232) 상면에는, 상기 광원(24)으로부터 방출되는 빛이, 인접하는 광원까지 균일한 휘도로 진행되도록 하는 복수의 광추출 패턴(diffusion pattern)(232a)이 형성될 수 있다. 상기 광추출 패턴(232a)은 빛의 이동 방향을 기준으로 인접하는 광원(24)으로 갈수록 분포 밀도가 증가하는 형태로 제공될 수 있다. 따라서, 해당 광원으로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 광의 휘도가 감소하는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 상기 백라이트 유닛(23)으로부터 제공되는 광의 휘도를 균일하게 유지할 수 있다. 그리고, 상기 광추출 패턴(232a)은 다양한 형태로 제공될 수 있으며, 예를 들어, 반구 형태의 도트, 원뿔 또는 다각뿔 형태의 도트 형태로 제공될 수 있다.
상세히, 상기 광추출 패턴(232a)은, 반사도가 높은 물질이 표면에 도포된 원뿔형 또는 다각뿔형 구조로 이루어질 수 있다. 그러면, 상기 백라이트 유닛이 디스플레이 패널에 부착된 상태에서 휨이 발생하더라도 광원(24)으로부터 입사되는 빛이 반사 및 확산되어 빛의 진행 경로가 디스플레이 패널 쪽으로 향하도록 할 수 있다.
또한, 상기 삼각형 단면을 가지는 상기 광추출 패턴에 있어서, 삼각형 기울기는 20도 ~ 80도 범위일 수 있고, 외면에 고 반사도, 저투과도 및 저 흡수도를 갖는 재료로 코팅 또는 증착될 수 있다.
또한, 상기 광추출 패턴 구조는 일체화된 시트 형태로 제작이 가능하며, 얇은 시트 위에 원뿔 또는 다각뿔 형상의 폴리머로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 패턴의 외주면, 즉 반사면은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
상세히, 상기 광추출층(232)에 상기 추출 패턴(232a)을 형성하기 위하여 다음과 같은 공정이 수행될 수 있다.
먼저, 원뿔 또는 다각뿔 형태의 함몰부가 구비된 몰드에, 플라스틱 수지를 주입하고, UV 성형 또는 열성형 사출 공정을 수행한다. 그리고, 이러한 성형 공정을 통하여 제조된 시트를 상기 기판층(231)에 배치한다. 여기서, 상기 시트는 라미네이션 또는 접착 방법을 통하여 상기 기판층(231)에 결합할 수 있다. 그리고, 상기 추출 패턴이 형성된 광추출 시트의 표면에는, 스퍼터 증착 등을 포함하는 기상 증착 공정 또는 프린팅 공정을 통하여 반사면(또는 반사막)이 형성되도록 할 수 있다.
또한, 상기 몰드의 제작 방법은, 기계적 가공 방법 또는 포토 공정을 이용한 마스터 몰드 제작 및 이를 이용한 도금 공정을 통하여 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 마스터 몰드 제작은, 투명한 기판의 일 면에 초소형 렌즈를 이차원으로 배열하는 단계와, 투명한 기판의 반대면에 음석 감광막을 도포하는 단계와, 렌즈면과 수직하게 평행광을 조사하는 단계와, 각 렌즈를 투과한 빛이 상기 음성 감광막 안에서 초점을 형성하며 투과되어 원뿔 모양을 형성하는 단계와, 감광막을 현상액 처리하는 단계 및 렌즈를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 다수의 패턴들(도트들)은 해당 광원(24)으로부터 빛이 진행하는 방향으로 부채꼴(도 5 참조) 또는 삼각형 모양으로 확산되는 형태로 배치될 수 있다.
상기 다수의 광추출 패턴들(232a)은 반사 물질인 금속 또는 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Ag) 또는 이산화 티타늄(TiO2)과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 광추출 패턴들(232a)은 상기 금속 또는 금속 산화물을 기판층(231) 상에 증착 또는 코팅하여 형성할 수 있으며, 금속 잉크를 인쇄하여 형성할 수도 있다. 여기서, 증착하는 방법으로는 상기 광추출층(232)의 증착법과 마찬가지로, 열증착법(thermal evaporation method), 증발법(evaporation method)과 스퍼터링법(sputtering method)을 포함하는 물리적 증기 증착법(PVD,Physical Vapor Deposition) 및 진공 증착법(vacuum evaporation method)을 사용할 수 있고, 코팅 또는 인쇄하는 방법으로는 프린팅법, 그라비아 코팅법 또는 실크 스크린법을 사용할 수 있다.
한편, 상기 기판층(231)과 광추출층(232)으로 이루어지는 제 1 층 위에 놓이는 상기 도광층(233)은, 광투과성 재질, 예를 들어 실리콘 또는 아크릴계 수지(PMMA)로 이루어질 수 있다. 그러나, 도광층(233)은 상기한 물질에 한정되지 않으며 다양한 소재의 수지(resin)로 이루어질 수 있다.
또한, 광원(24)으로부터 방출되는 빛이 확산되어 상기 백라이트 유닛(23)이 균일한 휘도를 가지도록 하기 위해, 상기 도광층(233)은 약 1.4 내지 1.6의 굴절율을 갖는 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 도광층(233)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리스틸렌(PS), 폴리에폭시(PE), 실리콘, 아크릴 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 재료로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 도광층(233)은 광원(24) 및 광추출층(232)에 견고하게 밀착되도록 접착성을 가지는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도광층(233)은 불포화 폴리에스터, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 노말부틸 메타크릴레이트, 노말부틸 메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시 에틸메타크릴레이트, 히드록시 프로필 메타크릴레이트, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 아크릴 아미드, 메티롤 아크릴 아미드, 글리시딜 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 노말부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 중합체 혹은 공중합체 혹은 삼원 공중합체 등의 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 및 멜라민계 등을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 도광층(233)은 액상 또는 겔(gel)상의 수지를 상기 광원들(24) 및 광추출층(232)이 형성된 기판층(231) 상에 도포한 후 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 또는, 지지 시트 상에 수지를 도포한 후 부분 경화하여 상기 기판층(231) 상에 접착시켜 형성할 수도 있다. 즉, 상기 도광층(233)은 별도로 제작되는 독립된 부재 형태로 상기 기판층(231)에 접착될 수 있다.
또한, 상기 도광층(233)의 내부에는 다수의 산란 입자들(233a)을 포함할 수 있다. 상세히, 상기 산란 입자들(233a)은 빛을 산란 또는 굴절시켜, 광원(24)으로부터 방출되는 빛이 보다 넓게 확산되도록 할 수 있다.
상세히, 상기 산란 입자(233a)는 광원(24)으로부터 방출되는 빛을 산란 또는 굴절시키기 위해, 도광층(233)을 구성하는 물질과 상이한 굴절율을 가지는 재질, 보다 상세하게는 도광층(233)을 구성하는 실리콘계 또는 아크릴계 수지보다 높은 굴절율을 가지는 재질로 구성될 수 있다.
예를 들어, 산란 입자(233a)는 폴리 메틸 메타크릴레이트/스티렌 공중합체(MS), 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리 스티렌 (PS), 실리콘, 이산화 티타늄(TiO2), 이산화 실리콘(SiO2) 등으로 구성될 수 있으며, 상기와 같은 물질들을 조합하여 구성될 수도 있다.
한편, 산란 입자(233a)는 상기 도광층(233)을 구성하는 물질보다 낮은 굴절율을 가지는 물질로도 구성될 수 있으며, 예를 들어 상기 도광층(2343)에 기포(bubble)를 형성하여 구성될 수도 있다. 여기서, 상기 산란 입자(233a)를 구성하는 물질은 상기한 바와 같은 물질들에 한정되지 아니하며, 그 이외에 다양한 고분자 물질 또는 무기 입자들을 이용하여 구성될수 있다.
한편, 상기 도광층(233) 상에는 상기 광원들(24)로부터 방출되는 빛이 상부로 확산될 수 있도록 확산층(235)이 제공될 수 있다.
상세히, 상기 확산층(235)은 상기 도광층(233)에 놓이거나, 접착제에 의하여 결합될 수 있다. 상기 확산층(235)은 광학 시트(optical sheet)의 형태로 상기 도광층(233)의 상면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 시트는 하나 이상의 확산 시트(235a) 및 하나 이상의 프리즘 시트(235b)가 적층되어 구성될 수 있다. 이 때, 상기 확산층(235), 즉 상기 광학 시트를 구성하는 복수의 시트들은 서로 이격되지 않고 접착 또는 밀착된 상태로 제공되어, 상기 백라이트 유닛(23)의 두께를 감소시킬 수 있다. 상기 확산층(235)은 상기 프리즘 시트(235b)와 확산 시트(235a)가 결합된 형태로 제공될 수 있을 뿐 아니라, 하나 또는 다수의 확산 시트(235a)만이 제공되거나, 하나 또는 다수의 프리즘 시트(235b)만이 제공되는 형태일 수도 있다. 뿐만 아니라, 상기 확산층(235)에는 상기 프리즘 시트(235b) 및 확산 시트(235a) 이외에 다양한 기능층들을 더 구비할 수 있다. 상기 확산 시트(235a)는 입사되는 광을 확산시켜 상기 도광층(233)으로부터 나오는 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하여 광의 휘도를 보다 균일하게 할 수 있다. 그리고, 상기 프리즘 시트(235b)는 상기 확산 시트(235a)로부터 나오는 광을 집광하여 디스플레이 패널(21)로 수직하게 광이 입사되도록 할 수 있다.
한편, 상기 도광층(233)과 확산층(235)은 소정 간격 이격된 상태로 연결되도록 할 수 있다. 상기 확산층(235)이 상기 도광층(233)으로부터 이격되는 거리가 길 수록 빛의 확산 효과가 향상된다. 나아가, 빛의 확산 효과가 향상됨에 따라 상기 백라이트 유닛(23)으로부터 제공되는 빛의 휘도가 균일하게 유지될 수 있다. 그러나, 디스플레이 장치의 슬림화의 측면에서 볼 때 상기 이격 거리가 적절하게 선정되어야 할 것이다.
또한, 상기 도광층(233)과 확산층(235)이 이격된 상태로 결합되도록 하기 위해서, 상기 도광층(233)과 확산층(235) 사이에 스페이서(spacer)가 개입되도록 할 수 있다. 또는, 상기 도광층(233)의 전면(도면에서 상면)에 상기 스페이서의 기능을 수행하는 돌기부가 돌출되도록 할 수도 있다. 즉, 상기 도광층(233)이 별도의 사출물로 제공되도록 하고, 금형에 홈을 형성하여, 상기 도광층(233)의 사출 과정에서 상기 돌기부가 상기 도광층(233)의 전면에 돌출되도록 할 수 있다.
한편, 상기 도광층(233)과 상기 확산층(235) 사이에는 차광층(234)이 제공될 수 있으며, 상기 차광층(234)은 다수의 차광 패턴(screening pattern)(234b)을 포함할 수 있다.
상기, 차광 패턴(234b)은, 상기 광원(24)으로부터 방출되는 빛의 적어도 일부는 투과시키고 나머지 일부는 반사시키는 부분 반사 패턴(partial reflection pattern)일 수 있다. 또는, 상기 차광층(234)은, 투명 필름(234a) 상에 복수의 패턴들(234b)을 인쇄하여 부착된 패턴층일 수 있다. 상기 패턴들(234b)은 상기 광추출층(232)에 형성된 광추출 패턴(232a)과 동일한 형태와 재질의 패턴일 수 있다. 그리고, 백라이트 유닛의 제조 과정에서 상기 차광층(234)을 뒤집어서 상기 도광층(233)에 안착시킨다. 즉, 상기 패턴들(234b)이 상기 도광층(233)에 접촉되도록 한다.
또한, 상기 차광층(234)은 상기 도광층(233)의 상면뿐 아니라, 상기 확산층(235)의 저면에 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 다수의 차광 패턴(234b)이 상기 도광층(233)의 내부에 형성될 수도 있다. 다시 말하면, 상기 도광층(233)의 상면으로부터 하측으로 소정 거리 이격되는 지점에 상기 차광 패턴(234b)들이 형성될 수 있다.
이와 같이, 상기 광원들(24)이 형성되는 지점에 대응하는 영역에 상기 차광 패턴(234b)이 형성됨으로써, 상기 광원(24)으로부터 상측으로 방출되는 빛을 반사하여 확산시킬 수 있다. 그 결과, 상기 광원(24)이 배치되는 지점에 대응하는 디스플레이 패널(21)의 화면 상에 핫 스팟(hot spot)이 관찰되는 것을 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 백라이트 유닛(23)으로부터 균일한 휘도의 광이 방출되도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원 배치 구조 및 광추출층 구조를 보여주는 평면도로서, 도 5a 내지 도 5d에서 광원의 배치 형태에 대한 여러가지 실시예가 제시된다.
도 5a를 참조하면, 광원(24a)으로부터 방출되는 빛이, 인접하는 광원까지 진행되는 것을 용이하게 하기 위한 다수의 광추출 패턴들(232a)이 형성될 수 있다. 상기 광추출 패턴들(232a)은 광원(24)으로부터 방출된 빛을 확산 또는 굴절시켜, 빛이 디스플레이 패널(21) 쪽으로 이동하도록 한다. 바꾸어 말하면, 광원(24)으로부터 측방으로 방출되는 빛을 추출하여 디스플레이 패널(21) 쪽으로 이동시킬 수 있다.
구체적으로 설명하면, 상기 백라이트 유닛(23)은 서로 다른 방향으로 광을 방출하는 둘 이상의 광원 어레이를 포함할 수 있다. 즉, 도면 상에서 +X축 방향으로 배치되는 제 1 광원(24a) 및 제 2 광원(24b)을 포함하는 제 1 광원 어레이와,-X축 방향으로 배치되는 제 3 광원(24c) 및 제 4 광원(24d)을 포함하는 제 2 광원 어레이가 y축 방향으로 다수 회 교번하여 배치될 수 있다.
이와 같이, 제 1 광원 어레이와 제 2 광원 어레이가 광 방출 방향으로 서로 반대 방향으로 형성시킴으로써, 백라이트 유닛(23)의 특정 영역에서 광의 휘도가 집중되거나 약화되는 현상을 감소시킬 수 있다.
상세히, 제 1 광원(24a)으로부터 방출되는 빛은, 광원 영역에서는 빛이 세서 핫 스팟이 관찰될 수 있고, 제 2 광원(24b) 쪽으로 갈수록 약해져서 광의 휘도가 약화될 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위하여, 다수의 광추출 패턴들(232a)을 도시된 바와 같은 형태로 배치시켜, 광원으로부터 가까운 곳에서 핫 스팟이 관찰되거나 광원으로부터 먼 곳의 휘도가 약해지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 광원으로부터 빛의 진행 방향으로 멀어질수록 광추출 패턴들(232a)의 밀도가 증가하고, 패턴들간 간격이 좁아지도록 함으로써, 어느 하나의 광원(24a,24c)으로부터 멀리 떨어진 인접하는 다른 광원(24b,24d)의 후면 영역에서 휘도가 감소하는 것을 방지하여, 휘도 균일화 측면에서 유리할 수 있다.
다시 말하면, 광원에 가까운 영역에서는 광추출 패턴(232a)의 수가 적게 형성되도록 함으로써, 광원(24)으로부터 방출되는 빛이 상기 광추출층(232)에 의하여 전반사되어 멀리 퍼져나가도록 한다. 반대로, 광원에서 멀어질수록 광추출 패턴(232a)의 수가 많게 형성되도록 함으로써, 약해진 빛의 확산 및 굴절 빈도가 높아지도록 한다. 그러면, 광원에서 가까운 영역과 먼 영역 간 광의 휘도가 균일하게 유지될 수 있다.
상기 광추출 패턴(232a)의 형태나 배치 구조는 본 실시예에 제한되지 않으며, 다양한 실시예가 제안 가능함을 밝혀 둔다.
여기서, 상기 제 1 광원 어레이와 제 2 광원 어레이가 반드시 반대 방향으로 빛을 방출하는 형태로 광원이 배치되는 것에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 즉, 상기 광추출 패턴들(232a)의 배치 형태는 논외로 하고, 상기 광원(24)의 배치 형태가 다양하게 제안 가능함을 밝혀 둔다.
예컨대 도 5b를 참조하면, 제 1 광원 어레이와 제 2 광원 어레이가 y축 방향으로 동일 선상에 배열될 수 있다. 그리고, 제 1 광원 어레이와 제 2 광원 어레이로부터 동일한 방향으로 또는 반대 방향으로 빛이 방출되도록 배치할 수 있다.
또한, 도 5c를 참조하면, 제 1 광원 어레이와 제 2 광원 어레이를 구성하는 광원의 발광면이 x 축 방향 연장선을 기준으로 일정 각도만큼 상측 또는 하측으로 비스듬하게 형성될 수도 있다.
또한, 도 5d를 참조하면, 다수의 광원 어레이가 y축을 기준으로 서로 다른 간격으로 이격되도록 할 수 있다.
상세히, 본 실시예에서는 제 1 및 제 2 광원 어레이에 제 3 광원 어레이(24e,24f)가 더 추가되고, 각각의 광원 어레이를 구성하는 광원들(24a,24c,24e)이 y축을 기준으로 서로 다른 간격으로 이격되는 형태를 띤다. 즉, 상기 각각의 광원 어레이를 구성하는 광원들(24a,24c,24e) 중 제 1 광원 어레이를 구성하는 단일 광원(24a)이 y축으로부터 가장 먼 곳에 배치되고, 제 3 광원 어레이를 구성하는 단일 광원(24e)이 y축으로부터 가장 가까운 곳에 배치되는 형태를 이룰 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 광원의 배치 형태를 보여주는 실시예들로서, 제시된 실시예 이외에도 다양한 형태로 광원이 배치될 수 있음을 밝혀 둔다. 한편, 이하에서는 도 5a에서 제시되는 형태로 광원이 배치되는 것으로 한정하여 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 모듈의 구동부 체결 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(23)의 후방(도면상에서 저면)에는 백커버(40)가 부착되고, 구조에 따라서 상기 백라이트 유닛(23)과 백커버(40) 사이에 방열 부재(30)가 개입될 수 있다. 물론 상기 방열 부재(30)는 상기 백커버(40)의 배면에 부착될 수도 있을 것이다.
상세히, 상기 백커버(40)의 배면에는 상기 전원 공급부(61)와 메인 보드(62) 및 구동 제어부(63)를 포함하는 구동부(60)가 장착된다. 그리고, 상기 광원들(24)은 상기 구동부(60)로부터 공급되는 전원을 이용하여 광을 방출하게 된다. 그리고, 상기 구동부(60)는 섀시(50)에 의하여 상기 백커버(40)에 안정적으로 고정된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판층(231)의 후면에 제 1 커넥터(connecter, 81)가 형성될 수 있으며, 상기 백커버(40)에는 상기 제 1 커넥터(410)가 삽입되기 위한 홀(41)이 형성되어 있을 수 있다. 상기 제 1 커넥터(81)는 광원(24)과 전원 공급부(61)를 전기적으로 연결하여, 전원공급부(61)로부터 광원(24)으로 구동 전압이 공급될 수 있도록 한다.
예를 들어, 제 1 커넥터(81)는 기판층(231)의 하측 면에 형성되고, 제 1 케이블(811)을 통하여 전원 공급부(61)와 전기적으로 연결되어, 상기 제 1 케이블(811)을 통해 전원 공급부(61)로부터 공급되는 구동 전압을 광원(24)으로 전달할 수 있다.
또한, 상기 구동 제어부(63)는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)일 수 있고, 상기 타이밍 컨트롤러는 디스플레이 패널(21)의 구동 타이밍을 제어한다. 보다 상세하게는, 디스플레이 패널(21)에 구비된 데이터 구동부(미도시), 감마 전압 생성부(미도시) 및 게이트 구동부(미도시)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호를 생성하여 디스플레이 패널(21)로 공급할 수 있다.
한편, 상기 타이밍 컨트롤러는 디스플레이 패널(21)의 구동에 동기되어 백라이트 유닛(23), 보다 상세하게는 광원들(24)이 동작하도록, 광원들(24)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호를 백라이트 유닛(24)으로 공급할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 기판층(231)의 배면에 제 2 커넥터(82)가 형성될 수 있으며, 상기 백커버(40)에는 상기 제 2 커넥터(82)가 삽입되기 위한 홀(41)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 커넥터(82)는 기판층(231)과 구동 제어부(63)를 전기적으로 연결하여, 구동 제어부(63)로부터 출력되는 제어 신호가 기판층(231)으로 공급되도록 할 수 있다.
이하에서는, 상기 도광층(233)의 측면으로 조사되는 광의 손실을 최소화하기 위한 구조에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사면이 구비된 백라이트 유닛의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 8은 도 7의 I-I를 따라 절개되는 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 백라이트 유닛(23)을 구성하는 도광층(233)의 적어도 하나의 측면에 반사면(236)이 형성되어, 도광층(233)의 측면으로 이동하여 소멸되는 빛이 도광층 내부로 반사 또는 확산되도록 한다.
이와 같이, 도광층(233)의 측면을 통과하여 소멸되는 빛이 도광층(233) 내부로 재반사되고, 도광층(233) 내부에서 재확산 되도록 함으로써, 광 이용 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
상기 반사면(236)은, 상기 기판층(231)의 상면에 형성되는 광추출층(232)과 동일한 방법으로 형성 및 제공될 수 있다. 즉, 상기 반사면(236)은, 반사 물질인 금속 또는 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au) 또는 이산화 티타늄(TiO2)과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성되는 반사 시트(reflection sheet, 또는 mirror sheet)일 수 있다. 이 경우, 상기 반사면(236)은 상기 금속 또는 금속 산화물을 상기 도광층(233)의 측면에 증착 또는 코팅하여 형성할 수 있으며, 금속 잉크를 인쇄하여 형성할 수도 있다.
여기서, 증착하는 방법은 상기 광추출층(232) 및 광추출 패턴(232a)의 형성 방법과 동일할 수 있다. 즉, 증착 법으로서 열증착법(thermal evaporation method), 증발법(evaporation method)과 스퍼터링법(sputtering method)을 포함하는 물리적 증기 증착법(PVD,Physical Vapor Deposition) 및 진공 증착법(vacuum evaporation method)을 사용할 수 있고, 코팅 또는 인쇄하는 방법으로는 프린팅법, 그라비아 코팅법 또는 실크 스크린법을 사용할 수 있다.
도 9는 상기 반사면(236)이 상기 도광층(233)의 네 측면에 모두 형성되는 것을 보여주는 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 반사면(236)은 상기 도광층(233)의 네 측면에 모두 형성될 수 있음은 상기 도 7 및 도 8의 실시예로부터 자명하다.
이하에서는 반사면 형성을 위한 다른 실시예들에 대하여 설명하도록 하며, 이전 내용과 동일한 구성에 대해서는 동일 번호를 부여하고 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 다른 반사면이 구비된 백라이트 유닛의 사시도이고, 도 11은 도 10의 II-II를 따라 절개되는 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 반사면(236)이 상기 광추출층(232)의 일부가 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상세히, 상기 광추출층(232)을 형성하는 반사 시트를 상기 기판층(231) 또는 도광층(233)보다 크게 형성하여, 상기 기판층(231) 또는 도광층(233)의 가장자리로부터 더 연장되도록 한다. 그리고, 상기 반사 시트의 연장되는 부분을 접어 올려서 상기 도광층(233)의 측면에 밀착 또는 접착되도록 한다.
상기 반사면(236)이 상기 도광층(233)의 측면에 밀착 또는 접착되도록 하는 방법으로서, 상기 반사면(236)이 될 상기 반사 시트의 연장 부분에 접착제를 도포하여 상기 도광층(233)의 측면에 부착되도록 할 수 있다.
다른 방법으로서, 상기 반사 시트를 직각으로 접어 올려 내부에 상기 도광층(233)을 형성하기 위한 공간을 먼저 마련한 다음, 상기 도광층(233)을 형성하기 이한 수지를 주입한다. 그리고, 상기 도광층(233)을 형성하는 수지가 경화되는 과정에서 상기 반사면(236)이 한몸으로 부착되도록 할 수 있다.
도 12는 상기 반사면(236)이 상기 도광층(233)의 네 측면에 모두 형성되는 것을 보여주는 사시도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 광추출층(232)의 네 개의 가장자리부가 모두 절곡되어, 상기 도광층(233)의 측면부를 모두 감싸도록 하는 것도 물론 가능하다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사면이 구비된 백라이트 유닛의 사시도이고, 도 14는 도 13의 III-III를 따라 절개되는 단면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 반사면(236)을 형성하기 위하여, 상기 도광층(233)의 측면 크기에 대응하는 크기를 가지는 별도의 반사 시트가 상기 도광층(233)의 측면에 제공될 수 있다.
상세히, 별도의 부품 형태로 제공되어 상기 반사면(236)의 기능을 수행하는 반사 시트는, 도시된 바와 같이, 상기 도광층(233)의 측면부로부터 소정 거리(d) 이격되는 위치에 놓이도록 할 수 있다. 상기 반사면(236)과 도광층(233) 간의 거리(d)는 2mm 이하로 하는 것이 좋다. 상기 거리(d)가 너무 멀면 그 틈새를 통하여 광 손실이 발생할 수 있기 때문에 이격 거리를 적절히 선택하여야 한다.
더욱 상세히, 상기 백커버(40)는 상기 기판층(231)을 지지하는 바디부(401)와, 상기 디스플레이 모듈(20)의 측면부들 중 적어도 일부를 감싸는 측면부(402)로 이루어진다. 상기 측면부(402)는 상기 바디부(401)의 가장자리 부위가 절곡되는 것에 의하여 형성된다.
본 실시예에 따른 반사면(236)은 상기 도광층(233)의 측면부와 상기 백커버(40)의 측면부(402) 사이에 놓이고, 상기 도광층(233)의 측면부로부터 이격되는 위치에 제공되도록 한다. 여기서, 상기 반사면(236)이 상기 도광층(233)의 측면부로부터 소정 거리(d) 이격되도록 하기 위하여 다음과 같은 방법이 적용될 수 있다.
첫째, 상기 반사면(236)이 상기 도광층(233)으로부터 이격되도록 하는 방법으로서, 상기 도광층(233)의 측면과 상기 반사면(236) 사이에 스페이서가 개입되도록 할 수 있다.
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둘째, 디스플레이 모듈(20)의 외곽에서 브라켓(bracket)과 같은 별도의 홀딩 부재(holding member)가 상기 반사면(236)이 상기 도광층(233)으로부터 이격된 상태로 유지되도록 잡아주도록 할 수 있다.
셋째, 상기 반사면(236)이 상기 백커버(40)의 측면부(402)에 부착되어, 상기 도광층(233)의 측면으로부터 이격된 상태로 유지되도록 할 수 있다. 상기 반사면(236)이 상기 백커버(40)의 측면부(402)에 부착되도록 하는 방법으로서는 접착제를 이용하는 것이 제안 가능하다.
상기에서 제시된 방법 외에도, 상기 반사면(236)이 도광층(233)의 측면으로부터 이격되도록 하기 위한 다양한 방법이 제안 가능할 것이며, 본 실시예에서 제시되는 발명의 특징은, 상기 반사면(236)이 도광층(233)의 측면으로부터 이격된 상태로 유지되는 것임을 밝혀 둔다.
도 15는 상기 반사면(236)이 상기 도광층(233)의 네 측면에 모두 형성되는 것을 보여주는 평면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 상기 백커버(40)의 측면부(402)가 상기 도광층(233)의 네 측면을 모두 감싸고, 상기 측면부(402)와 상기 도광층(233)의 측면 사이에 상기 반사면(236)이 모두 개입되는 것도 가능할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 상기 반사면(236)은 다양한 방법으로 상기 도광층(233)의 측면에 제공될 수 있음을 확인할 수 있다.
이하에서는 상기 도광층(233)의 측면에 밀착되는 반사면(236)의 형태에 대하여 몇 가지 실시예를 들어 설명하도록 하겠다. 그리고, 이하에서 제시되는 반사면(236)의 표면 형태는 상기의 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 반사면(236)의 제공 형태에 관계없이 동일하게 적용 가능함을 밝혀 둔다.
도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사면의 형태를 보여주는 확대 단면도이다.
도 16을 참조하면, 상기 반사면(236)의 내측면, 즉 상기 도광층(233)과 마주보는 면에 조도(roughness)를 주어, 상기 도광층(233)의 외측 방향으로 진행하는 빛이 상기 도광층(233)의 내부로 난반사되도록 할 수 있다.
상세히, 상기 반사면(236)의 기능을 수행하는 반사 시트의 내측면에 돌기 형태의 반사 패턴(236a)이 규칙적 또는 불규칙적으로 인쇄된 상태로 상기 도광층(233)의 측면에 제공될 수 있다. 상기 돌기들은 반구 형태 및 삼각뿔을 포함하는 다각뿔 형태를 포함할 수 있다. 그리고, 반사 패턴(236a)으로서 단일 형태의 돌기들이 인쇄될 수도 있고, 다른 형태의 돌기들이 혼재하는 상태로 인쇄될 수도 있다.
본 실시예에서는 돌기 형태, 즉 양각 형태의 반사 패턴(236a)이 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 반대로 상기 반사 패턴(236a)이 음각 형태로 반사 시트에 형성될 수도 있음은 물론이다.
도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사면의 형태를 보여주는 확대 단면도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반사면(236)은 볼록 거울 형태로 제공될 수 있다.
상세히, 상기 도광층(233)의 측면과 마주보는 상기 반사면(236)의 내측면은볼록 거울과 유사한 기능을 수행하는 볼록면(236b) 형상을 이루도록 할 수 있다. 여기서, 상기 볼록면(236b)은 반드시 어느 지점에서 초점이 맞추어지는 곡률을 가질 필요는 없고, 상기 반사면(236) 쪽으로 진행하는 빛이 상기 도광층(233) 내부로 재반사되도록 하기만 하면 충분하다. 즉, 상기 볼록면(236b)에 부딪힌 빛이 상기 도광층(233) 내부로 재반사되고, 여러 방향으로 재반사되도록 하면 충분하다.
또한, 상기 볼록면(236b)은 상기 반사면(236)의 내측면에 형성될 수도 있는 반면, 외측면에 형성될 수도 있음을 밝혀 둔다. 다시 말하면, 상기 볼록면(236b)은 상기 도광층(233)의 측면과 마주보는 면의 반대면에 형성될 수 있다.
도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사면의 형태를 보여주는 확대 단면도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반사면(236)은 오목 거울 형태로 제공될 수 있다.
상세히, 상기 도광층(233)의 측면과 마주보는 상기 반사면(236)의 내측면은 오목 거울과 유사한 기능을 수행하는 오목면(236c) 형상을 이루도록 할 수 있다.
본 실시예는, 도 12에 제시된 실시예와 마찬가지로, 상기 오목면(236c)은 반드시 초점이 맞추어지는 곡률을 가질 필요가 없으며, 반사면(236)의 외측면에 형성될 수도 있음을 밝혀 둔다.
도 19는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 반사면의 형태를 보여주는 확대 단면도이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반사면(236)의 내측면에는 도시된 바와 같이 요철부(236d)가 형성되도록 할 수 있다.
상세히, 도 11에서 제시된 반사 패턴(236a)은 다수 개의 돌기 또는 홈이 규칙적 또는 불규칙적으로 흩어져 있는 형상인 반면, 본 실시예에서 제시되는 요철부(236d)는 산부(crest portion)와 골부(trough portion)가 교번하여 연속적으로 형성되는 구조를 이루는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 요철부(236d)는 상기 반사면(236)의 길이 방향 또는 폭 방향 중 어느 한 방향으로 연장될 수 있다.
도 20은 도광층의 측면에 반사면이 제공되는 경우의 광효율 향상 모습을 보여주는 그래프이다.
도 20을 참조하면, 도광층(233)의 측면에 형성되는 반사면(236)의 반사율(또는 반사도)에 따른 광효율 증가를 확인할 수 있다.
상세히, 상기 도광층(233)의 측면에 반사면(236)이 없는 경우 광효율은 휘도약 60LM(Luminance) 정도이다. 그러나, 반사도 60%인 반사면이 도광층(233)의 측면에 부착되면 휘도가 64LM이고, 반사도가 증가함에 따라 광효율도 함께 증가함을 알 수 있었다. 그리고, 반사도 100%인 반사면이 도광층(233)의 측면에 부착되면 그렇지 않은 경우에 비하여 거의 50% 정도의 효율 향상이 있음을 확인할 수 있었다.
도 21은 도 13에 제시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사면 형성 구조에서, 반사면의 이격 거리(d)에 따른 광효율 향상도를 보여주는 그래프이다.
도 21을 참조하면, 반사면(236)과 도광층(233)의 이격 거리(d)가 증가함에 따라 디스플레이 패널(21) 쪽으로 반사되는 빛의 양이 감소되어, 광효율이 감소함을 보여준다.
상세히, 상기 반사면의 광 반사율과 광 흡수율에 따라서 디스플레이 패널(21) 쪽으로 반사되는 빛의 양이 달라진다. 즉, 광 반사율이 높을수록 광 이용 효율 증가선의 기울기가 급격하게 커지는 것을 알 수 있다.
예를 들어, 반사율 100%인 반사면을 적용할 경우, 광 효율이 약 60% 증가하였으며, 반사율이 80%인 반사면을 적용할 경우, 광 효율이 약 46% 증가한 반면, 반사율이 60%인 반사면을 적용할 경우, 광효율이 31% 증가하였음을 실험을 통하여 확인하였다.
반사율이 다름에 따라 광효율 향상 정도도 다르게 나타나지만, 공통적으로 반사면의 이격 거리(d)가 4mm인 지점부터 도광층(23)에 가가워짐에 따라 광효율 ㅎ향상선의 기울기가 커지는 것을 확인할 수 있었다. 나아가, 이격 거리(d)가 2mm인 지점부터 도광층(23)에 가까워짐에 따라 광효율이 급격하게 향상되는 것을 알 수 있었다. 따라서, 상기 반사면의 이격 거리(d)는 적어도 4mm 이하로 유지하는 것이 좋으며, 더 바람직하게는 2mm 이하로 유지하는 것이 좋다.

Claims (16)

  1. 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널의 후방에서 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    기판층;
    상기 기판층에 실장되는 다수의 광원 어레이;
    상기 기판층의 상면에 형성되어, 상기 광원으로부터 방출되는 빛이 상기 디스플레이 패널 쪽으로 반사되도록 하는 광추출층;
    상기 광추출층의 상면에 형성되는 광추출 패턴;
    상기 광추출층의 상측에 형성되고, 상기 광원을 감싸는 형태로 제공되어, 상기 다수의 광원 어레이로부터 방출되는 빛을 투과 및 확산시키는 도광층;
    상기 도광층의 적어도 하나의 측면에 제공되어, 상기 도광층의 측방으로 이동하는 빛이 상기 도광층의 내부로 반사되도록 하는 반사면을 포함하고,
    상기 다수의 광원 어레이는,
    다수의 제 1 광원 어레이와,
    상기 다수의 제 1 광원 어레이와 소정 간격 이격되게 배치되는 다수의 제 2 광원 어레이를 포함하고,
    상기 다수의 제 1 광원 어레이 각각은, 서로 이격 배치되는 다수의 제 1 광원을 포함하고,
    상기 다수의 제 2 광원 어레이 각각은, 서로 이격 배치되는 다수의 제 2 광원을 포함하며,
    상기 제 1 광원의 발광면은 제 1 방향을 향하고,
    상기 제 2 광원의 발광면은 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향을 향하고,
    상기 다수의 제 1 광원 어레이와 상기 다수의 제 2 광원 어레이는, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향과 교차하는 제 3 방향으로 교번하여 나란히 배열되며,
    상기 제 2 광원 각각은, 서로 인접하는 두 개의 상기 제 1 광원 사이에 배치되고,
    상기 광추출 패턴은, 인접하는 상기 제 1 광원들 사이 및 인접하는 상기 제 2 광원들 사이에 형성되고, 상기 다수의 제 1 및 제 2 광원들 각각의 광 방출면으로부터 광 조사 방향으로 멀어질수록 분포 밀도가 증가하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사면은 상기 도광층의 측면에 증착, 코팅 및 인쇄 중 어느 하나의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사면은 별도의 반사 시트가 상기 도광층의 측면에 부착되는 것에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사면은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au) 또는 이산화 티타늄(TiO2)중 어느 하나를 포함하는 금속 또는 금속 산화물을 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사면은, 상기 도광층의 측면으로 절곡되는 상기 광추출층의 일부인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사면은, 별도의 반사 시트가 상기 도광층의 측면으로부터 이격되는 위치에 배치되는 것에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛의 후면에 배치되는 바디부와, 상기 바디부의 어느 지점에서 절곡되어 상기 백라이트 유닛의 적어도 하나의 측면을 감싸는 측면부를 포함하는 백커버를 더 포함하고,
    상기 반사면은 상기 도광층의 측면과 상기 백커버의 측면부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반사면은 상기 백커버의 측면부에 부착되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반사면과 상기 도광층 간의 이격 거리(d)는 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도광층의 측면에 대응하는 상기 반사면의 내측면에 형성되는 광추출 패턴을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사면의 내측면에 형성되는 상기 광추출 패턴은, 상기 반사면의 내측면으로부터 돌출되는 다수의 돌기들을 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사면의 내측면에 형성되는 상기 광추출 패턴은, 동일한 형태로 돌출되는 다수의 돌기들의 조합 또는 서로 다른 형태로 돌출되는 다수의 돌기들의 조합인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 도광층의 측면에 대응하는 상기 반사면의 내측면은 볼록하게 라운드지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 도광층의 측면에 대응하는 상기 반사면의 내측면은 오목하게 라운드지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 도광층의 측면에 대응하는 상기 반사면의 내측면은, 산부(crests)와 골부(troughs)가 교번하여 형성되는 요철면(uneven surface)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 산부와 골부는 상기 반사면의 길이 방향(lengthwise) 또는 폭 방향(widthwise)으로 연장되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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