KR101824036B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것으로, 홈을 갖는 도광판과, 도광판의 홈에 배치되는 광원 모듈과, 도광판의 홈 측면으로부터 광원 모듈 방향으로 돌출되어, 광원 모듈에서 생성된 광을 도광판으로 가이드(guide)하는 돌출부를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 장치{backlight unit and display apparatus using the same}
실시예는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 대표적인 대형 디스플레이 장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등이 있다.
자발광 방식의 PDP와는 다르게 LCD는 자체적인 발광소자의 부재로 인해 별도의 백라이트 유닛이 필수적이다.
LCD에 사용되는 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 엣지(edge) 방식의 백라이트 유닛과 직하 방식의 백라이트 유닛으로 구분되는데, 엣지 방식은 LCD 패널의 좌우 측면 또는 상하 측면에 광원을 배치하고 도광판을 이용하여 빛을 전면에 고르게 분산시키므로 빛의 균일성이 좋고 패널 두께의 초박형화가 가능하다.
직하 방식은 보통 20인치 이상의 디스플레이에 사용되는 기술로써, 패널 하부에 광원을 복수 개로 배치하므로 엣지 방식에 비해 광효율이 우수한 장점이 있어 고휘도를 요구하는 대형 디스플레이에 주로 사용된다.
기존 엣지 방식이나 직하 방식의 백라이트 유닛의 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 이용하였다.
그러나, CCFL을 이용한 백라이트 유닛은 항상 CCFL에 전원이 인가되므로 상당량의 전력이 소모되며, CRT에 비해 약 70% 수준의 색 재현율, 수은이 첨가됨에 따른 환경 오염 문제들이 단점으로 지적되고 있다.
상기 문제점을 해소하기 위한 대체품으로 현재 LED(Light Emitting diode)를 이용한 백라이트 유닛에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
LED를 백라이트 유닛으로 사용하는 경우, LED 어레이의 부분적인 온/오프가 가능하여 소모전력을 획기적으로 줄일 수 있으며, RGB LED의 경우, NTSC (National Television System Committee) 색 재현 범위 사양의 100%를 상회하여 보다 생생한 화질을 소비자에게 제공할 수 있다.
실시예는 도광판 홈에 돌출부를 형성하여, 광원 모듈과 인접한 영역의 암부(shadow)를 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
실시예는 홈을 갖는 도광판과, 도광판의 홈에 배치되는 광원 모듈과, 도광판의 홈 측면으로부터 광원 모듈 방향으로 돌출되어, 광원 모듈에서 생성된 광을 도광판으로 가이드(guide)하는 돌출부를 포함할 수 있다.
여기서, 도광판과 돌출부는 서로 동일한 물질이고, 일체형일 수 있으며, 도광판과 돌출부는 서로 다른 물질일 수 있다.
이때, 도광판 및 돌출부는 PMMA(Polymethylmethacrylate), PET(polyethylene terephthlate), COC(Cyclic Olefin Copolymers), PEN(polyethylene naphthalate), PC(Polycarbonate), PS(Polystyrene), MS(Mathacylate styrene) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
그리고, 돌출부는 홈의 측면으로부터 광원 모듈 방향으로 1 - 10mm 길이 만큼 돌출될 수 있다.
여기서, 돌출부의 길이는 광원 모듈의 광원들 사이의 거리가 작을수록 감소하고, 광원 모듈의 광원들 사이의 거리가 클수록 증가할 수 있다.
이어, 돌출부의 상부면은 수평면에 대해 제 1 각도로 경사지고, 돌출부의 하부면은 수평면에 대해 제 2 각도로 경사지며, 제 1 각도와 제 2 각도는 서로 다를 수 있다.
다음, 돌출부의 상부면 및 하부면 중 적어도 어느 하나는 홈의 측면에 대해 수직한 평면이거나 또는 홈의 측면에 대해 소정 각도로 기울어진 경사면일 수 있다.
그리고, 돌출부의 상부면 및 하부면은 서로 평행할 수도 있다.
이어, 돌출부는 광원 모듈을 마주보는 제 1 측면과 홈 측면을 마주보는 제 2 측면을 포함하고, 제 1 측면의 면적은 제 2 측면의 면적보다 작을 수 있다.
여기서, 돌출부의 제 1 측면 높이는 광원 모듈의 광원 높이보다 더 높을 수 있고, 돌출부의 제 1 측면은 광원 모듈의 광원으로부터 이격되거나 또는 광원에 접촉될 수도 있다.
그리고, 돌출부의 제 2 측면 높이와 도광판의 홈 높이에 대한 비율은 1 : 1 - 3일 수 있다.
또한, 도광판 홈의 높이와 도광판 두께와의 비율은 0.3 - 0.9 : 1일 수도 있다.
이어, 돌출부의 상부면, 광원 모듈의 기판, 도광판의 홈 내면 중 적어도 어느 곳에 리플렉터가 배치될 수 있다.
이어, 광원 모듈은 광원이 배열되는 기판을 포함하고, 기판은 돌출부의 하부면에 위치할 수도 있다.
그리고, 실시예는 도광판의 홈 내에 배치되어, 광원 모듈을 고정하는 스토퍼(stopper)를 더 포함할 수도 있다.
실시예들은 도광판의 홈 측면에 돌출부를 형성하고, 돌출부 앞에 광원 모듈을 배치함으로써, 광원과 광원 사이에서 나타나는 암부(shadow)들을 제거할 수 있으므로, 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 보여주는 단면도
도 2는 도 1의 돌출부 위치를 상세히 보여주는 단면도
도 3a 및 도 3b는 돌출부가 없는 도광판에 입사되는 광의 퍼짐 형상을 보여주는 도면
도 4a 및 도 4b는 돌출부가 있는 도광판에 입사되는 광의 퍼짐 현상을 보여주는 도면
도 5a 내지 도 5d는 돌출부의 다양한 형상을 보여주는 도면
도 6a 및 도 6b는 돌출부의 양 측면 높이를 비교한 도면
도 7a 및 도 7b는 도광판의 홈에 형성되는 리플렉터를 보여주는 도면
도 8a 및 도 8b는 돌출부와 광원 모듈과의 위치 관계를 보여주는 도면
도 9a 및 도 9b는 돌출부와 광원 모듈의 기판과의 위치 관계를 보여주는 도면
도 10a 내지 도 10c는 도광판의 홈에 스토퍼가 배치되는 단면도
도 11은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 모듈을 보여주는 도면
도 12 및 도 13은 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면
이하 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 도광판(light guide plate)(20), 돌출부(projector)(22), 리플렉터(reflector)(30), 광학부재(optical member)(40), 광원 모듈(light source module)(50)을 포함할 수 있다.
그리고, 백라이트 유닛은 탑 섀시(top chassis)(60), 바텀 섀시(bottom chassis)(10) 및 패널 가이드 모듈(panel guide module)(80)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 패널 가이드 모듈(80)은 디스플레이 패널(90)을 지지할 수 있고, 탑 섀시(60)는 패널 가이드 모듈(80) 및 바텀 섀시(10)에 연결될 수 있다.
이어, 도광판(20)은 하부면에 적어도 하나의 홈(24)이 형성되고, 상부면에 광학부재(40)가 배치될 수 있다.
여기서, 도광판(20)의 홈(24)은 단면이 삼각형, 사각형, 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
일예로서, 도광판(20)의 홈(24) 단면 형상이 삼각형일 경우, 서로 마주보고, 정점(peak point)에서 만나는 제 1, 제 2 측면 중, 홈의 제 1 측면은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 수직하며, 홈의 제 2 측면은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 경사질 수 있다.
여기서, 서로 마주보는 제 1, 제 2 측면 사이의 각도는 약 30 - 120도일 수 있다.
다른 일예로서, 도광판(20)의 홈(24) 단면 형상이 사다리꼴일 경우, 서로 마주보는 제 1, 제 2 측면 중, 홈의 제 1 측면은 홈의 바닥면에 대해 수직하며, 홈의 제 2 측면은 홈의 바닥면에 대해 경사질 수 있다.
또는, 도광판(20)의 홈(24) 단면 형상이 사다리꼴일 경우, 서로 마주보는 제 1, 제 2 측면은 홈의 바닥면에 대해 경사지고, 홈의 제 1 측면과 바닥면 사이의 경사각은 홈의 제 2 측면과 바닥면 사이의 경사각보다 작을 수 있다.
그리고, 도광판(20) 홈(24)의 높이와 도광판(20) 전체 두께와의 비율은 약 0.3 - 0.7 : 1일 수 있다.
다음, 돌출부(22)는 도광판(20)의 홈(24) 측면으로부터 광원 모듈(50) 방향으로 돌출되어, 광원 모듈(50)에서 생성된 광을 도광판(20)으로 가이드(guide)할 수 있다.
여기서, 도광판(20)과 돌출부(22)는 서로 동일한 물질이고, 일체형일 수 있다.
경우에 따라서, 도광판(20)과 돌출부(22)는 서로 다른 물질일 수도 있다.
이때, 도광판(20) 및 돌출부(22)는 PMMA(Polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), COC(Cyclic Olefin Copolymers), PEN(polyethylene naphthalate), PC(Polycarbonate), PS(Polystyrene) 및 MS(Mathacylate styrene) 수지 중 어느 하나일 수 있다.
그리고, 돌출부(22)는 홈(24)의 측면으로부터 광원 모듈(50) 방향으로 약 1 - 10mm 길이 만큼 돌출될 수 있다.
여기서, 돌출부(22)의 길이는 광원 모듈(50)의 광원들 사이의 거리가 작을수록 감소하고, 광원 모듈(50)의 광원들 사이의 거리가 클수록 증가할 수 있다.
이러한 돌출부(22)를 형성하는 이유에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
다음, 광원 모듈(50)은 도광판(20)의 홈(24)에 배치될 수 있다.
여기서, 광원 모듈(50)은 기판과, 기판 위에 배치되는 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있는데, 기판과 광원은 모두 도광판(20)의 홈(24) 내부에 배치될 수도 있다.
경우에 따라서, 기판은 도광판(20)의 홈(24) 외부에 배치되고, 광원은 도광판(20)의 홈(24)의 내부에 배치될 수도 있다.
이러한 기판은 광원에 전기적 연결을 위한 전극 패턴이 형성될 수 있으며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 유리, 폴리카보네이트(PC), 실리콘(Si)으로부터 선택된 어느 한 물질로 이루어진 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수도 있고, 필름 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 기판은 단층 PCB, 다층 PCB, 세라믹 기판, 메탈 코아 PCB 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
그리고, 광원은 기판 위에 적어도 하나가 배치될 수 있는데, 광원은 측면 발광형(side view type) 발광 다이오드일 수 있다.
경우에 따라서, 광원은 상면 발광형(top view type) 발광 다이오드일 수도 있다.
이와 같이, 광원은 발광 다이오드 칩(LED chip)일 수 있으며, 발광 다이오드 칩은 블루 LED 칩 또는 자외선 LED 칩으로 구성되거나 또는 레드 LED 칩, 그린 LED 칩, 블루 LED 칩, 엘로우 그린(Yellow green) LED 칩, 화이트 LED 칩 중에서 적어도 하나 또는 그 이상을 조합한 패키지 형태로 구성될 수도 있다.
여기서, 화이트 LED는 블루 LED 상에 옐로우 인광(Yellow phosphor)을 결합하거나, 블루 LED 상에 레드 인광(Red phosphor)과 그린 인광(Green phosphor)를 동시에 사용하여 구현할 수 있고, 블루 LED 상에 옐로우 인광(Yellow phosphor), 레드 인광(Red phosphor) 및 그린 인광(Green phosphor)를 동시에 사용하여 구현할 수도 있다.
이어, 리플렉터(reflector)(30)는 도광판(20)의 하부면에 배치될 수 있다.
즉, 리플렉터(30)는 도광판(20)과 바텀 섀시(10) 사이에 배치될 수 있는데, 도광판(20)의 하부면으로부터 측면까지 연장되어 형성될 수 있다.
여기서, 리플렉터(30)는 광원 모듈(50)의 기판 하부에는 형성되지 않지만, 경우에 따라서는, 광원 모듈(50)의 기판 하부에도 형성될 수도 있다.
그리고, 리플렉터(30)는 도광판(20)의 홈(24) 측면, 돌출부(22) 상부면 및 광원 모듈(50)의 기판 중 적어도 어느 하나에 형성될 수도 있다.
여기서, 리플렉터(30)는 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 구성될 수 있다.
다음, 광학부재(optical member)(40)는 도광판(20)의 상부면에 배치될 수 있다.
여기서, 광학부재(40)는 도광판(20)을 통해 출사되는 광을 확산시키기 위한 것으로, 확산 효과를 증가시키기 위해 상부 표면에 요철 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 광학부재(40)는 여러 층으로 형성할 수 있으며, 요철 패턴은 최상층 또는 어느 한 층의 표면에 가질 수 있다.
그리고, 요철 패턴은 광원모듈(50)을 따라 배치되는 스트라이프(strip) 형상을 가질 수 있다.
이때, 요철 패턴은 광학부재(40) 표면으로 돌출부를 가지고, 돌출부는 서로 마주보는 제 1 면과 제 2 면으로 구성되며, 제 1 면과 제 2 면 사이의 각은 둔각 또는 예각일 수 있다.
경우에 따라, 광학부재(40)는 적어도 하나의 시트로 이루어지는데, 확산 시트, 프리즘 시트, 휘도 강화 시트 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
여기서, 확산 시트는 광원에서 출사된 광을 확산시켜 주고, 프리즘 시트는 확산된 광을 발광 영역으로 가이드하며, 휘도 확산 시트는 휘도를 강화시켜 준다.
도 2는 도 1의 돌출부 위치를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 2는 도광판(20)의 홈(24) 단면 형상이 삼각형인 실시예로서, 도광판(20)의 홈(24)은 서로 마주보며, 정점(peak point)에서 만나는 제 1, 제 2 측면(24a, 24b)를 포함하고, 홈(24)의 제 1 측면(24a)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 수직하며, 홈의 제 2 측면(24b)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 경사질 수 있다.
그리고, 돌출부(22)는 도광판(20)의 홈(24) 제 1 측면(24a)으로부터 광원 모듈(50) 방향으로 돌출되어, 광원 모듈(50)에서 생성된 광을 도광판(20)으로 가이드(guide)하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 돌출부(22)는 상부면(22a), 하부면(22b), 제 1, 제 2 측면(22c, 22d)을 포함하는데, 돌출부(22)의 상부면(22a)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 제 1 각도 θ1로 경사질 수 있고, 돌출부(22)의 하부면(22b)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 제 2 각도 θ2로 경사질 수 있다.
이때, 돌출부(22) 상부면(22a)의 제 1 각도 θ1은 돌출부(22) 하부면(22b)의 제 2 각도 θ2보다 더 클 수 있다.
예를 들면, 돌출부(22) 상부면(22a)의 제 1 각도 θ1은 약 5 - 10도이고, 돌출부(22) 하부면(22b)의 제 2 각도 θ2는 약 1 - 2도일 수 있다.
경우에 따라서, 돌출부(22)의 상부면(22a) 및 하부면(22b) 중 적어도 어느 하나는 홈(24)의 제 1 측면(24a)에 대해 수직한 평면이거나 또는 홈(24)의 제 1 측면(24a)에 대해 소정 각도로 기울어진 경사면일 수도 있다.
또 다른 경우로서, 돌출부(22)의 상부면(22a) 및 하부면(22b)은 서로 평행할 수 있다.
그리고, 돌출부(22)는 광원 모듈(50)을 마주보는 제 1 측면(22c)과, 홈(24)의 제 1 측면(24a)을 마주보는 제 2 측면(22d)을 포함하는데, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)은 광원 모듈(50)로부터 이격되거나 또는 접촉될 수 있고, 돌출부(22)의 제 2 측면(22d)은 홈(24)의 제 1 측면(24a)에 접촉될 수 있다.
이때, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)의 면적은 돌출부(22)의 제 2 측면(22d)의 면적보다 더 작을 수 있다.
이어, 돌출부(22)의 길이, 즉 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)과 돌출부(22)의 제 2 측면(22d) 사이의 거리 d1는 약 1 - 10mm일 수 있다.
여기서, 돌출부(22)의 길이는 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이의 거리가 작을수록 감소하고, 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이의 거리가 클수록 증가할 수 있다.
그리고, 서로 인접하는 홈(24)에 배치된 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)들 사이의 거리 d2는 50 - 100mm일 수 있다.
이어, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c) 높이 h1은 돌출부(22)의 제 2 측면(22d) 높이 h2보다 더 낮을 수 있다.
경우에 따라, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c) 높이 h1과 돌출부(22)의 제 2 측면(22d) 높이 h2는 서로 동일할 수도 있다.
여기서, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c) 높이 h1과 돌출부(22)의 제 2 측면(22d) 높이 h2의 비율은 1 : 1 - 3일 수 있다.
다음, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c) 높이 h1는 광원 모듈(50)의 광원(52) 높이 h4보다 더 높을 수 있다.
경우에 따라, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c) 높이 h1과 광원 모듈(50)의 광원(52) 높이 h4는 서로 동일할 수도 있다.
예를 들면, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c) 높이 h1는 약 1 - 2mm일 수 있고, 광원 모듈(50)의 광원(52) 높이 h4는 약 0.5 - 2mm일 수 있다.
여기서, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)은 광원 모듈(50)의 광원(52)으로부터 이격되거나 또는 광원(52)에 접촉될 수도 있다.
또한, 돌출부(22)의 제 2 측면(22d) 높이 h2와 도광판(50)의 홈(24) 높이 h3에 대한 비율은 1 : 1 - 3일 수 있다.
그리고, 도광판(20) 홈(24)의 높이 h3와 도광판(20) 두께 t1와의 비율은 0.3 - 0.9 : 1일 수 있다.
예를 들면, 도광판(20) 두께 t1가 약 5 - 6mm일 때, 홈(24)의 높이 h3는 약 4 - 5mm일 수 있다.
이와 같이, 도광판(20)의 홈(24)에 돌출부(22)를 형성하는 이유는 다음과 같다.
도 3a 및 도 3b는 돌출부가 없는 도광판에 입사되는 광의 퍼짐 형상을 보여주는 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 돌출부가 있는 도광판에 입사되는 광의 퍼짐 현상을 보여주는 도면이다.
여기서, 도 3a 및 도 4a는 도광판의 측면을 보여주는 단면도이고, 도 3b 및 도 4b는 도광판의 상부면을 보여주는 평면도이다.
먼저, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 돌출부가 없는 도광판(20)의 측면(24b)에 광원 모듈(50)이 배치되는데, 광원 모듈(50)의 기판(54) 위에 다수개의 광원(52)들이 이격되어 배열될 수 있다.
각 광원(52)에서 출사되는 광(28)은 도광판(20) 내로 입사되면, 광(28)이 퍼지면서 확산되는데, 서로 인접하는 광원(52)들 사이의 도광판(20) 내에 암부(26) 현상이 나타날 수 있다.
이러한 암부(26)는 도광판(20)의 측면(24b)로부터 전방으로 약 3 - 5mm 거리에 걸쳐 나타날 수 있다.
그 이유는 인접하는 광원(52)들이 소정 간격 떨어져 배치되고, 광의 퍼짐 현상에 의해 암부(26) 영역이 나타나기 때문이다.
따라서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 측면(24b)에 돌출부(22)를 형상하고, 돌출부(22) 앞에 광원 모듈(50)을 배치한다면, 이러한 암부 현상을 감소시킬 수 있다.
그 이유는 암부(26)가 나타나는 영역에 돌출부(22)가 배치되어 광(28)을 도광판(20)으로 가이드하므로, 도광판(20) 영역에는 암부(26) 현상이 나타나지 않을 수 있다.
이와 같이, 돌출부(22)는 암부(26)가 나타나는 영역에 배치되므로, 암부(26) 영역의 넓이에 따라 돌출부(22)의 길이가 달라질 수 있다.
결국, 암부(26)는 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이의 거리에 따라서 나타나는 현상이므로, 돌출부(22)의 길이는 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이의 거리가 작을수록 감소하고, 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이의 거리가 클수록 증가할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 돌출부의 다양한 형상을 보여주는 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 돌출부(22)의 상부면(22a)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 제 1 각도 θ1로 경사질 수 있고, 돌출부(22)의 하부면(22b)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 제 2 각도 θ2로 경사질 수 있다.
이때, 돌출부(22) 상부면(22a)의 제 1 각도 θ1은 돌출부(22) 하부면(22b)의 제 2 각도 θ2보다 더 클 수 있다.
이어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 돌출부(22)의 상부면(22a) 및 하부면(22b)은 도광판(20)의 측면(24a)에 대해 수직한 평면일 수 있다.
여기서, 돌출부(22)의 상부면(22a) 및 하부면(22b)은 서로 평행할 수 있다.
그리고, 도 5c에 도시된 바와 같이, 돌출부(22)의 상부면(22a)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 제 1 각도 θ1로 경사질 수 있고, 돌출부(22)의 하부면(22b)은 도광판(20)의 측면(24a)에 대해 수직한 평면일 수 있다.
이어, 도 5d에 도시된 바와 같이, 돌출부(22)의 상부면(22a)은 도광판(20)의 측면(24a)에 대해 수직한 평면이고, 돌출부(22)의 하부면(22b)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 제 2 각도 θ2로 경사질 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 돌출부의 양 측면 높이를 비교한 도면으로서, 도 6a는 양 측면의 높이가 다른 돌출부를 보여주는 단면도이고, 도 6b는 양 측면의 높이가 동일한 돌출부를 보여주는 단면도이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 돌출부(22)는 광원 모듈을 마주보는 제 1 측면(22c)과 도광판(20) 측면을 마주보는 제 2 측면(22d)을 포함하는데, 제 1 측면(22c)의 높이 h1이 제 2 측면(22d)의 높이 h2보다 더 낮을 수 있다.
그리고, 돌출부(22) 상부면(22a)과 돌출부(22) 하부면(22b)은 서로 평행하지 않을 수 있다.
즉, 돌출부(22)의 상부면(22a)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 제 1 각도 θ1로 경사질 수 있고, 돌출부(22)의 하부면(22b)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 제 2 각도 θ2로 경사질 수 있다.
이때, 돌출부(22) 상부면(22a)의 제 1 각도 θ1은 돌출부(22) 하부면(22b)의 제 2 각도 θ2보다 더 클 수 있다.
다음, 도 6b에 도시된 바와 같이, 돌출부(22)는 광원 모듈을 마주보는 제 1 측면(22c)과 도광판(20) 측면을 마주보는 제 2 측면(22d)을 포함하는데, 제 1 측면(22c)의 높이 h1과 제 2 측면(22d)의 높이 h2는 서로 동일할 수 있다.
여기서, 돌출부(22) 상부면(22a)과 돌출부(22) 하부면(22b)은 서로 평행할 수 있다.
즉, 돌출부(22)의 상부면(22a)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 제 1 각도 θ1로 경사질 수 있고, 돌출부(22)의 하부면(22b)은 도광판(20)의 상부면에 대해 평행한 수평면에 대해 제 2 각도 θ2로 경사질 수 있다.
이때, 돌출부(22) 상부면(22a)의 제 1 각도 θ1와 돌출부(22) 하부면(22b)의 제 2 각도 θ2는 서로 동일할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 도광판의 홈에 형성되는 리플렉터를 보여주는 도면으로서, 도 7a는 요철 패턴이 없는 리플렉터를 보여주는 단면도이고, 도 7b는 요철 패턴이 있는 리플렉터를 보여주는 단면도이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 리플렉터(30)는 돌출부(22)의 상부면(22a), 광원 모듈(50)의 기판(54), 도광판(20)의 홈(24) 내면 중 적어도 어느 한 곳에 배치될 수 있다.
여기서, 리플렉터(30)는 돌출부(22)의 상부면(22a)에 배치될 수 있지만, 돌출부(22)의 하부면(22b)에 배치되지 않을 수 있다.
그 이유는 돌출부(22)의 하부면(22b)에 리플렉터(30)가 배치될 경우, 돌출부(22)로 광이 입사되기 위한 입사 면적이 작아 광이 손실될 수 있기 때문이다.
그리고, 리플렉터(30)는 도광판(20)의 홈(24) 내면 중, 홈의 제 2 측면(24b)에 배치될 수 있고, 홈의 제 1 측면(24a)에 배치되지 않을 수 있다.
그 이유는 홈(24)의 제 1 측면(24a)에 리플렉터(30)가 배치될 경우, 도광판(20)으로 광이 입사되기 위한 입사 면적이 작아 광이 손실될 수 있기 때문이다.
따라서, 리플렉터(30)는 돌출부(22)의 상부면(22a), 광원 모듈(50)의 기판(54), 및 도광판(20)의 홈(24)의 제 2 측면(24b) 중 적어도 어느 한 곳에 배치될 수 있다.
이어, 도 7b에 도시된 바와 같이, 리플렉터(30)는 확산 효과를 증가시키기 위해 상부 표면에 요철 패턴(30a)을 가질 수 있다.
여기서, 요철 패턴(30a)은 단면이 삼각형, 사각형, 다각형, 반구형인 형상을 가질 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 돌출부와 광원 모듈과의 위치 관계를 보여주는 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 광원 모듈(50)은 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)에 접촉될 수 있다.
광원 모듈(50)은 기판(54)과 기판(54) 위에 배열되는 적어도 하나의 광원(52)을 포함하는데, 광원(52)은 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)에 접촉될 수 있고, 기판(54)은 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)에 접촉될 수도 있지만, 접촉되지 않을 수도 있다.
여기서, 광원(52)의 광 출사면은 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)으로 광이 출사되도록, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)을 향하고 있다.
다음, 도 8b에 도시된 바와 같이, 광원 모듈(50)은 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)으로부터 일정 간격 d만큼 이격될 수 있다.
여기서, 광원(52)의 광 출사면은 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)으로 광이 출사되도록, 돌출부(22)의 제 1 측면(22c)을 향하고 있다.
도 9a 및 도 9b는 돌출부와 광원 모듈의 기판과의 위치 관계를 보여주는 도면이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 광원 모듈(50)은 기판(54)과 기판(54) 위에 배열되는 적어도 하나의 광원(52)을 포함하는데, 광원(52)은 기판(54)의 일측에 배열되고, 광원(52)이 배열된 기판(54)의 일측은 돌출부(22)에 인접하여 배치되고, 광원(52)이 배열되지 않은 기판(54)의 다른 일측은 돌출부(22)의 반대 방향으로 배치될 수 있다.
경우에 따라서는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 광원 모듈(50)의 기판(54)은 돌출부(22)의 하부면(22b)에 위치할 수도 있다.
즉, 광원(52)은 기판(54)의 일측에 배열되는데, 광원(52)이 배열된 기판(54)의 일측은 돌출부(22)에 인접하여 배치되고, 광원(52)이 배열되지 않은 기판(54)의 다른 일측은 돌출부(22)의 하부면(22b)에 배치될 수 있다.
이와 같이, 돌출부(22)의 하부면(22b)에 기판(54)이 배치되는 경우, 도광판(20)의 홈(24)을 크게 형성하지 않을 수 있으므로, 홈(24)의 공간 활용이 용이하고, 도광판(20)의 전체 두께를 줄일 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 도광판의 홈에 스토퍼가 배치되는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10c에 도시된 바와 같이, 스토퍼(stopper)(70)는 도광판(20)의 홈(24)에 배치되어, 광원 모듈(50)을 고정하는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 도 10a에 도시된 바와 같이, 스토퍼(70)는 홈(24)의 제 1, 제 2 측면(24a, 24b), 돌출부(22)의 상부면 및 광원 모듈(50)의 기판(54)으로부터 일정 간격 d만큼 이격될 수도 있다.
그리고, 도 10b에 도시된 바와 같이, 스토퍼(70)는 홈(24)의 제 1, 제 2 측면(24a, 24b), 돌출부(22)의 상부면(22a) 및 광원 모듈(50)의 기판(54) 중 적어도 어느 하나에 접촉될 수 있다.
여기서, 홈(24)의 측면에 리플렉터(30)가 배치된 경우, 스토퍼(70)는 리플렉터(30)와 접촉될 수 있다.
그리고, 스토퍼(70)는 광원 모듈(50)의 광원(52)으로부터 일정간격 떨어져 배치되고, 광원 모듈(50)의 기판(54)의 상면 및 측면에 일부 접촉될 수도 있다.
스토퍼(70)는 도광판(20)의 홈(24) 형상에 따라 가변되고, 사출 성형이 가능한 고분자 수지일 수 있다.
예를 들면, 스토퍼(70)는 불포화 폴리에스터(polyester), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate), 이소부틸 메타크릴레이트(isobutyl methacrylate), 노말부틸 메타크릴레이트(isobutyl methacrylate), 아크릴산(acrylic acid), 메타크릴산(methacrylic acid), 히드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate), 히드록시 프로필 메타크릴레이트(hydroxyl propyl methacrylate), 히드록시 에틸 아크릴레이트(hydroxyl ethyl acrylate), 아크릴아미드(acrylamide), 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylamide), 이소부틸 아크릴레이트(isobutyl acrylamide), 노말부틸 아크릴레이트(isobutyl acrylamide) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
이어, 도 10c에 도시된 바와 같이, 스토퍼(70)는 접착제(75)에 의해 홈(24)의 제 2 측면(24b), 돌출부(22)의 상부면(22a) 및 광원 모듈(50)의 기판(54) 중 적어도 어느 하나에 접착될 수 있다.
여기서, 접착제(75)는 동일한 물질일 수도 있지만, 경우에 따라서는 서로 다른 물질일 수도 있다.
접착제(75)는 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
이와 같이, 실시예들은 도광판의 홈 측면에 돌출부를 형성하고, 돌출부 앞에 광원 모듈을 배치함으로써, 광원과 광원 사이에서 나타나는 암부(shadow)들을 제거할 수 있으므로, 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 모듈을 보여주는 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(90) 및 백라이트 유닛(100)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(90)은 서로 마주하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(91)과 TFT(Thin Film Transistor) 기판(92)을 포함하며, 두 기판(91, 92)의 사이에 액정층(미도시)이 개재될 수 있다.
컬러필터 기판(91)은 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 서브 픽셀로 이루어진 복수의 픽셀들을 포함하며, 광이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루의 색에 해당하는 이미지를 발생시킬 수 있다.
픽셀들은 레드, 그린 및 블루 서브 픽셀로 구성될 수 있으나, 레드, 그린, 블루 및 화이트(W) 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 구성하는 등 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
TFT 기판(92)은 스위칭 소자들이 형성된 소자로서 화소 전극(미도시)을 스위칭할 수 있다.
예를 들어, 공통 전극(미도시) 및 화소 전극은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층의 분자들의 배열을 변화시킬 수 있다.
액정층은 복수의 액정 분자들로 이루어져 있고, 액정 분자들은 화소 전극과 공통 전극 사이에 발생된 전압 차에 상응하여 그 배열을 변화시킨다.
이에 의해, 백라이트 유닛(100)으로부터 제공되는 광은 액정층의 분자 배열의 변화에 상응하여 컬러필터 기판(91)에 입사될 수 있다.
그리고, 디스플레이 패널(90)의 상측 및 하측에는 각각 상부 편광판(93) 및 하부 편광판(94)이 배치될 수 있으며, 보다 자세하게는 컬러필터 기판(91)의 상면에 상부 편광판(93)이 배치되고, TFT 기판(92)의 하면에 하부 편광판(94)이 배치될 수 있다.
도시하지 않았지만, 디스플레이 패널(90)의 측면에는 디스플레이 패널(90)을 구동시키기 위한 구동 신호를 생성하는 게이트 및 데이터 구동부가 구비될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(90)에 백라이트 유닛(100)을 밀착하여 배치함으로써 구성될 수 있다.
예를 들어, 백라이트 유닛(100)은 디스플레이 패널(90)의 하측면, 보다 상세하게는 하부 편광판(94)에 접착되어 고정될 수 있으며, 그를 위해 하부 편광판(94)과 백라이트 유닛(100) 사이에 접착층(미도시)이 형성될 수 있다.
이와 같이, 백라이트 유닛(100)을 디스플레이 패널(90)에 밀착하여 형성함으로써, 디스플레이 장치의 전체 두께를 감소시켜 외관을 개선할 수 있으며, 백라이트 유닛(100)을 고정하기 위한 추가의 구조물이 제거되어 디스플레이 장치의 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(100)과 디스플레이 패널(90) 사이의 공간을 제거함으로써, 공간으로의 이물질의 침투로 인한 디스플레이 장치의 오동작 또는 디스플레이 영상의 화질 저하를 방지할 수 있다.
도 12 및 도 13은 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 12에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 모듈(200), 디스플레이 모듈(200)을 둘러싸는 프론트 커버(300) 및 백 커버(350), 백 커버(350)에 구비된 구동부(550) 및 구동부(550)를 감싸는 구동부 커버(400)로 구성될 수 있다.
프론트 커버(300)는 광을 투과시키는 투명한 재질의 전면 패널(미도시)을 포함할 수 있으며, 전면 패널은 일정한 간격을 두고 디스플레이 모듈(200)을 보호하며, 디스플레이 모듈(200)로부터 방출되는 광을 투과시켜 디스플레이 모듈(200)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.
또한, 프론트 커버(300)는 창(300a)이 없는 평판으로 만들어질 수 있다.
이 경우에, 프론트 커버(300)는 광을 투과시키는 투명한 재질, 일 예로 사출 성형한 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
이처럼, 프론트 커버(300)를 평판으로 형성하면, 프론트 커버(300)에서 프레임을 제거할 수가 있다.
백 커버(350)는 프론트 커버(300)와 결합하여 디스플레이 모듈(200)을 보호할 수 있다.
백 커버(350)의 일면에는 구동부(550)가 배치될 수 있다.
구동부(550)는 구동 제어부(550a), 메인보드(550b) 및 전원공급부(550c)를 포함할 수 있다.
구동 제어부(550a)는 타이밍 컨트롤러(timing controller)일 수 있으며, 디스플레이 모듈(200)의 각 드라이버 IC에 동작 타이밍을 조절하는 구동부이고, 메인보드(550b)는 타이밍 컨트롤러에 V싱크, H싱크 및 R, G, B 해상도 신호를 전달하는 구동부이며, 전원 공급부(550c)는 디스플레이 모듈(200)에 전원을 인가하는 구동부일 수 있다.
구동부(550)는 백 커버(350)에 구비되어 구동부 커버(400)에 의해 감싸질 수 있다.
백 커버(350)에는 복수의 홀이 구비되어 디스플레이 모듈(200)과 구동부(550)가 연결될 수 있고, 디스플레이 장치(1)를 지지하는 스탠드(600)가 구비될 수 있다.
이어, 도 13에 도시된 바와 같이, 구동부(550)의 구동 제어부(550a)는 백 커버(350)에 구비되고, 메인보드(550b)와 전원보드(550c)는 스탠드(600)에 구비될 수도 있다.
그리고, 구동부 커버(400)는 백 커버(350)에 구비된 구동부(550)만을 감쌀 수 있다.
실시예에서는, 메인보드(550b)와 전원보드(550c)를 각각 따로 구성하였으나, 하나의 통합보드로도 이루어질 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (25)

  1. 홈을 갖는 도광판;
    상기 도광판의 홈에 배치되는 광원 모듈; 그리고
    상기 도광판의 홈 측면으로부터 상기 광원 모듈 방향으로 돌출되어, 상기 광원 모듈에서 생성된 광을 상기 도광판으로 가이드(guide)하는 돌출부를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 광원 모듈을 마주보는 제1 측면과 상기 홈 측면을 마주보는 제2 측면을 포함하고,
    상기 돌출부의 길이는 상기 제1 측면과 제2 측면 사이의 제1 거리이고,
    상기 광원 모듈은 상기 도광판의 제2 방향으로 배치된 복수의 광원을 포함하고,
    상기 복수의 광원 중에서 인접한 광원들은 서로 제2 거리만큼 이격되고,
    상기 돌출부의 상기 길이는 상기 제2 거리가 작아질수록 작아지고 길어질수록 길어지고,
    상기 돌출부는 상기 홈의 측면으로부터 상기 광원 모듈 방향으로 1mm 내지 10mm 길이만큼 돌출되고,
    상기 돌출부의 상기 제1 측면의 높이는 상기 광원 모듈의 광원 높이보다 더 높고,
    상기 돌출부의 상기 제1 측면의 높이와 상기 제2 측면의 높이의 비율은 1 : 1 내지 3이고,
    상기 돌출부의 상기 제2 측면 높이와 상기 도광판의 홈 높이에 대한 비율은 1 : 1 내지 3이고,
    상기 도광판의 홈 높이와 상기 도광판의 두께와의 비율은 0.3 내지 0.9 : 1인 디스플레이 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 도광판과 돌출부는 서로 동일한 물질이고, 일체형이고,
    상기 도광판 및 돌출부는 PMMA(Polymethylmethacrylate), PET(polyethylene terephthlate), COC(Cyclic Olefin Copolymers), PEN(polyethylene naphthalate), PC(Polycarbonate), PS(Polystyrene), MS(Mathacylate styrene) 중 어느 하나로 이루어지고,
    상기 돌출부의 상기 제1 측면은 상기 광원 모듈의 광원으로부터 이격되거나 또는 상기 광원에 접촉되고,
    상기 돌출부의 상기 제2 측면은 상기 도광판의 홈의 측면에 접촉되는 디스플레이 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 도광판과 돌출부는 서로 다른 물질이고,
    상기 돌출부의 상기 제1 측면은 상기 광원 모듈의 광원으로부터 이격되거나 또는 상기 광원에 접촉되고,
    상기 돌출부의 상기 제2 측면은 상기 도광판의 홈의 측면에 접촉되는 디스플레이 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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  7. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌출부의 상부면 또는 하부면 중 적어도 하나는 수평면에 대해 경사지고,
    상기 돌출부의 상부면 및 하부면 중 적어도 어느 하나는 상기 홈의 측면에 대해 수직한 평면이거나 또는 상기 홈의 측면에 대해 소정 각도로 기울어진 경사면인 디스플레이 장치.
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  15. 제7 항에 있어서, 상기 도광판의 홈 내에 배치되어, 상기 광원 모듈을 고정하는 스토퍼(stopper)를 더 포함하고,
    상기 돌출부의 상부면, 상기 광원 모듈의 기판, 상기 도광판의 홈 내면 중 적어도 어느 곳에 리플렉터가 배치되고,
    상기 광원 모듈은 광원이 배열되는 기판을 포함하고, 상기 기판은 상기 돌출부의 하부면에 위치하는 디스플레이 장치.


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