KR101859413B1 - 표시 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 모듈은 표시 패널, 상부 프리즘 층, 하부 프리즘 층 및 접착부를 포함한다. 상기 표시 패널은 표시영역과 비표시영역을 포함한다. 상기 상부 프리즘 층은 하부면에 복수개의 평행한 상부 프리즘들을 포함한다. 상기 하부 프리즘 층은 하부면에 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘과 직교하는 방향을 가지는 복수개의 하부 프리즘들을 포함한다. 상기 접착층은 상기 상부 프리즘 층의 측면에 위치하고, 상기 하부 프리즘 층과 상기 표시패널의 비표시영역을 접착하여 상부 프리즘 층 및 하부 프리즘 층을 고정한다. 따라서, 도광판을 사용하지 않고, 에지형 백라이트를 가지는 표시장치를 구성할 수 있다.

Description

표시 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치 {A DISPLAY MODULE AND AN APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도광판을 사용하지 않는 표시 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널 및 상기 표시패널에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함한다. 상기 백라이트 어셈블리는 광원으로부터 출사되는 광을 상기 표시 패널로 가이드 하기 위한 도광판을 포함한다.
일반적으로 상기 백라이트 어셈블리는 광원이 존재하는 위치에 따라 에지형과 직하형으로 구분된다. 상기 직하형은 광원의 개수가 많이 필요할 뿐 아니라, 상기 백라이트 어셈블리의 두께가 필요 이상으로 증가되는 점 등의 단점을 가지고 있다. 반면, 에지형의 경우에는 광원이 측면에 위치하기 때문에, 측면에서 공급되는 광을 상기 표시 패널이 위치하는 방향으로 가이드 하는 것이 필요하다.
따라서, 종래의 에지형 백라이트 어셈블리는 도광판이 반드시 필요했다. 일반적으로 도광판은 광원이 측면에 위치하는 경우 측방향으로 공급되는 광을 상기 표시 패널이 있는 상방향으로 광을 공급한다. 또한, 광이 상기 표시 패널의 전면(全面)에 공급되기 위해서는 광의 휘도 및 균일성을 확보해야 한다. 이러한 광의 특성을 만족시키기 위하여 도광판은 두께의 변화, 프리즘 구조 등의 독특한 구조를 가지게 된다. 하지만, 이러한 독특한 구조를 가지게 됨에 따라, 상기 도광판의 두께 역시 증가하여 전체적인 표시 장치의 두께를 줄이는 데에는 또 다른 한계점을 가지게 되었다.
이에 따라, 이러한 도광판 자체를 없애고, 도광판 없이 측면에서 공급되는 광을 상기 표시 패널의 전면으로 공급할 수 있도록 하는 설계가 필요하다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 도광판을 사용하지 않는 표시 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 모듈을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 모듈은 표시 패널, 상부 프리즘 층, 하부 프리즘 층 및 접착부를 포함한다. 상기 표시 패널은 표시영역과 비표시영역을 포함한다. 상기 상부 프리즘 층은 하부면에 복수개의 평행한 상부 프리즘들을 포함한다. 상기 하부 프리즘 층은 하부면에 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘과 직교하는 방향을 가지는 복수개의 하부 프리즘들을 포함한다. 상기 접착층은 상기 상부 프리즘 층의 측면에 위치하고, 상기 하부 프리즘 층과 상기 표시패널의 비표시영역을 접착하여 상부 프리즘 층 및 하부 프리즘 층을 고정한다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘은 광원이 위치하는 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 프리즘 층은 상기 표시 패널의 비표시영역에 대응하여 형성되고, 상기 복수의 하부 프리즘의 주변에 위치하고, 상기 접착부와 접착하는 접착영역을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 프리즘 층은 탄성을 가지는 베이스 필름을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 접착부는 상기 표시 패널의 비표시영역 뿐 아니라, 상기 표시영역의 측면에도 접착할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 접착부는 수지를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각은 50 내지 70도 인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 80 내지 120도 인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각은 55 내지 65도이고, 상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 95 내지 105도 인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각은 70 내지 80도이고, 상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 110 내지 120도 인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각은 65 내지 75도이고, 상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 105 내지 115도인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 프리즘 층과 상기 표시 패널 사이에 위치하고, 광을 확산하는 확산층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 확산층은 확산 비드를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 프리즘 층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 편광층을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는 상부 프레임, 표시 모듈, 하부 프레임 및 광원 모듈을 포함한다. 상기 표시 모듈은 표시 패널, 상부 프리즘 층, 하부 프리즘 층 및 접착부를 포함한다. 상기 표시 패널은 표시영역과 비표시영역을 포함한다. 상기 상부 프리즘 층은 하부면에 복수개의 평행한 상부 프리즘들을 포함한다. 상기 하부 프리즘 층은 하부면에 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘과 직교하는 방향을 가지는 복수개의 하부 프리즘들을 포함한다. 상기 접착부는 상기 하부 프리즘 층과 상기 표시패널의 비표시영역을 접착하여 상부 프리즘 층, 하부 프리즘 층을 고정한다. 상기 하부 프레임은 상기 상부 프레임과 결합한다. 상기 광원 모듈은 상기 하부 프레임의 일 측에 위치하여 광을 공급한다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 모듈의 하부 프리즘 층의 하부 프리즘들은 상기 광원 모듈이 위치하는 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 모듈의 하부 프리즘 층은 상기 표시 패널의 비표시영역에 대응하여 형성되고, 상기 복수의 하부 프리즘의 주변에 위치하고, 상기 접착부와 접착하는 접착영역을 더 포함하고,상기 표시 모듈의 접착부는 상기 표시 패널의 비표시영역 뿐 아니라, 상기 표시영역의 측면에도 접착하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 모듈의 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각은 70도이고, 상기 표시 모듈의 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 110도 인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 프레임의 바닥면에는 반사 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광원 모듈은 상기 하부 프레임의 양측면에 서로 마주보며 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 측면에 광원이 존재하는 에지형 백라이트를 가지는 표시 장치에서 도광판을 사용하지 않고, 측부에 형성된 광원 모듈로부터 광을 공급받아 영상을 표시할 수 있다. 따라서, 도광판을 사용하지 않게 됨에 따라 제작비용 감소, 공정의 단순화 및 제품의 전체적인 무게를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 표시 패널을 나타내는 단면도이다.
도 3a는 도 2의 표시 패널의 A부분을 절단한 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 표시 패널의 상부 프리즘 층과 하부 프리즘 층을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3a의 표시 패널에 광원을 배치한 사시도이다.
도 5는 도 4의 표시 패널과 광원을 배치한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 8a 내지 8b는 본 발명의 실시예에 따른 표시 모듈의 상부 및 하부 프리즘의 각도에 따른 조도와 균일성을 나타내는 그래프이다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 상부 및 하부 프리즘의 각도에 따른 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 10은 도 본 실시예에 따른 표시 장치의 빛의 진행거리를 나타내는 그래프이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 하부 프레임(100), 표시 모듈(200), 상부 프레임(300) 및 상기 하부 프레임(100) 내에 배치되는 광원모듈(130)을 포함한다.
상기 상부 프레임(300)은 베젤부(310) 및 측벽부(320)를 포함한다. 상기 베젤부(310)는 상기 표시 모듈(200)의 비표시 영역을 커버하고, 상기 표시 모듈(200)을 고정한다. 상기 측벽부(320)는 전체적인 표시 장치의 측벽을 커버할 수 있고, 또는 구조에 따라 상기 하부 프레임(100)이 측벽부가 상기 표시 장치의 전체적인 측면을 커버할 수 있다.
상기 하부 프레임(100)은 상기 상부 프레임(300)과 결합하여 상기 표시 장치의 외관을 형성한다. 상기 하부 프레임(100)은 측벽(110)및 바닥부를 포함한다. 상기 상부 프레임(300)과는 달리 상기 하부 프레임(100)은 내부에 광원모듈(310)을 포함한다. 상기 광원 모듈(310)은 상기 측벽부(110) 중 하나에 형성되거나, 필요한 경우 상기 측벽부(110) 중 마주보는 두 면에 두 개 형성될 수 있다.
상기 하부 프레임(100)은 바닥에 위치하는 반사시트(120)를 더 포함할 수 있다. 상기 반사시트(120)는 상기 광원모듈(310)에서 공급되는 광을 상부로 반사시킨다. 본 실시예에서는 특별히 상기 반사시트(120)의 반사율을 높이기 위하여 은코팅과 같은 부가적인 처리를 필요로 하지 않는다. 일반적인 반사율을 가지는 반사시트를 사용할 수 있으며, 물론 필요에 따라 반사율을 높이기 위하여 은이 코팅된 은반사 시트를 사용할 수도 있다. 또한, 상기 반사 시트(120)는 부분적인 확산도 또는 반사율을 조절하기 위하여 별도의 패턴처리가 포함되어 있지 않다. 본 실시예의 표시 장치에 사용되는 상기 반사 시트(120)는 은반사 처리 및 확산패턴을 적용하지 않고 사용될 수 있다.
상기 표시 모듈(200)는 표시 패널(210), 접착부(220), 확산층(231), 상부 프리즘 층(232) 및 하부 프리즘 층(233)을 포함한다. 상기 표시 패널(210)은 표시 영역과 비표시 영역을 포함한다. 상기 표시 영역은 상기 표시 패널에 전송된 이미지 신호에 따라 이미지가 출력되는 영역이고, 상기 비표시 영역은 상기 표시영역을 구동하기 위한 구동부, 제어부 등이 위치할 수 있으며, 이미지가 출력되지 않는 영역이다. 상기 비표시 영역에 대응하여 상기 상부 프레임(300)의 베젤부(310)가 형성된다.
상기 표시 패널(210)의 아래에는 복수개의 광학 필름이 배치된다. 상기 광학필름은 상기 확산층(231), 상부 프리즘 층(232) 및 하부 프리즘 층(233)을 포함한다. 상기 하부 프리즘 층(233)이 가장 아래에 위치하며, 상기 확산층(231) 및 상부 프리즘 층(232)은 설계에 따라 그 순서를 달리하여 배치될 수 있다. 또한, 상기에 언급된 시트 이외에 필요한 경우 다른 광학필름을 더 배치할 수 있다. 예를 들어, 편광층이 필요한 경우에 상기 상부 프리즘(232)과 상기 확산층(231) 사이나, 상기 확산층(231)과 상기 표시 패널(210)의 사이에 배치할 수 있다. 상기 하부 프리즘 층(233)에 의해서 전체적인 광학 필름들이 고정되기 때문에, 상기 표시 패널(210)과 상기 하부 프리즘 층(233) 사이에 필요한 다른 필름들이 더 배치될 수 있다.
상기 접착부(220)은 상기 확산층(231) 및 상부 프리즘 층(232)의 측면에 배치된다. 상기 접착부(220)은 상기 하부 프리즘 층(233)과 상기 표시 패널(210)을 주변 영역에서 접착하여, 상기 하부 프리즘 층(233)이 상기 하부 프리즘 층(233) 상에 위치하는 광학 시트들을 고정한다. 본 실시예에서는 상기 하부 프리즘 층(233)은 상기 확산층(231) 및 상부 프리즘 층(232)를 고정한다. 또한, 상기 접착부(220)는 상기 표시 패널(210)의 비표시 영역에 접착되며, 필요한 경우 상기 표시 영역의 측면에 접착될 수 있다.
상기 표시 모듈(200)은 상기 표시 패널(210), 접착부(220), 확산층(231), 상부 프리즘 층(232) 및 하부 프리즘 층(233)을 포함하여, 일체로 형성된다. 따라서, 별도의 공정을 통하여, 상기 표시 모듈(200)을 따로 제작한 후 상기 하부 프레임(100) 및 상부 프레임(300)과 결합하는 조립공정을 통해 상기 표시 장치를 제작할 수 있다. 따라서, 공정을 더 단순화 하여 상기 표시 장치를 제작할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 표시 패널을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 표시 패널(200)은 상기 표시 패널(210), 접착부(220), 확산층(231), 상부 프리즘 층(232) 및 하부 프리즘 층(233)을 포함한다. 상기 확산층(231), 상부 프리즘 층(232)은 상기 표시 패널(210)과 상기 하부 프리즘 층(233) 사이에 위치하며, 상기 표시 패널(210)과 상기 하부 프리즘 층(233)을 접착하여 고정하는 접착부(220)에 의해 고정된다.
상기 접착부(220)는 상기 확산층(231) 및 상부 프리즘 층(232)의 측면에 위치한다. 상기 접착부(220)는 상기 표시 패널(210)의 비표시영역 아래에 위치한다. 상기 접착부(220)는 상기 하부 프리즘 층(233)의 접착영역 상에 위치한다. 상기 하부 프리즘 층(233)은 상부 프리즘들을 포함하는 영역 주위에 상기 접착부(220)와 접착할 수 있는 접착 영역을 더 포함한다. 상기 접착 영역을 포함하기 때문에, 상기 하부 프리즘 층(233)은 다른 광학필름인 확산층(231) 또는 상부 프리즘 층(232)보다 더 크게 형성된다. 상기 하부 프리즘 층(233)이 상기 접착부(220)를 통하여 상기 표시 패널(210)에 고정되기 위해서, 상기 하부 프리즘 층(233)은 탄성을 가지는 베이스 필름을 포함할 수 있다. 상기 상부 프리즘 층(231)과는 달리 상기 하부 프리즘 층(233)은 상부에 위치하는 광학 시트들을 지지해야 하기 때문에, 다른 재질의 베이스 필름을 이용할 수 있다. 필요에 따라서는 상기 하부 프리즘 층(233)은 다른 광학필름 보다 더 두꺼운 베이스 필름을 사용할 수 있다.
상기 접착부(220)는 상기 하부 베이스 층(233)의 접착영역과 상기 표시 패널(210)의 비표시 영역을 접착하며, 상기 접착부(220)는 수지를 포함할 수 있다. 상기 접착부(220)는 상기 하부 베이스 층(233)과 상기 표시 패널(210)의 간격만큼의 높이를 가진다. 상기 접착부(220)는 상기 표시 패널(210)의 비표시 영역뿐 아니라 표시 영역의 측면과도 접할 수 있다. 상기 접착부(220)는 높이를 가지기 때문에, 측면에서도 다른 구성요소와 접착할 수 있다. 따라서, 상기 표시 패널(210)과의 접착력을 향상시키기 위해서 상기 표기 패널의 비표시 영역뿐 아니라, 표시영역의 측면과도 접착할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 확산층(231) 및 상부 프리즘 층(232)의 측면과도 접착할 수 있으며, 설계에 따라서는 상기 확산층(231) 및 상부 프리즘 층(232)과 접착하지 않도록 이격 되어 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2의 도면에서는 상기 접착부(220)는 상기 표시 패널(210)의 양 측면에 존재하나, 보다 접착력을 강화하기 위하여 상기 표시 패널(210) 주변영역 모두에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 표시 패널(210)의 네 측면 아래에 상기 접착부(220)가 형성될 수 있다. 또한, 도면에서는 상기 접착부(220)는 상기 표시 패널(210)을 따라서, 연속적으로 형성되어 있으나, 경우에 따라서는 불연속적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착부(220)는 상기 표시 패널(210)의 측면에 위치하는 비표시 영역을 따라 일정한 간격을 가지고, 복수개가 형성될 수 있다. 이것은 접착 면적의 효율화 및 상기 접착부(220)의 배치를 위한 공정 설계 등에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
도 3a는 도 2의 표시 패널의 A부분을 절단한 사시도이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈(200)은 표시 패널(210), 확산층(231), 상부 프리즘 층(232) 및 하부 프리즘 층(233)을 포함한다. 상기 표시 패널(210)은 상부 패널(211), 액정층(212) 및 하부 패널(213)을 포함할 수 있다. 상기 표시 패널(210)은 상기 상부 패널(211) 및 하부 패널(213) 사이에 존재하는 액정층(212)의 투과율 변화에 따라 이미지를 표시하는 액정표시패널일 수 있다. 상기 표시 패널(210)의 아래에는 상기 확산층(231)이 위치한다. 상기 확산층(231)은 상기 표시 패널(210)의 아래에 배치되나, 경우에 따라서는 상기 상부 프리즘 층(232) 아래에 배치될 수 있다. 상기 하부 프리즘 층(233)에서 광학 시트들을 고정하기 때문에, 상기 하부 프리즘 층(233)의 상부에 위치하는 이상 자유로운 순서로 배치될 수 있다. 상기 확산층(231)은 복수개의 확산비드(235)를 포함할 수 있다. 또한 경우에 따라서는 상기 확산층(231)은 표면에 확산 패턴이 형성될 수 있다.
상기 확산층(231)은 이외에도 상기 복수개의 확산 비드(235)를 포함하면서 접착력을 가지는 물질들을 포함하여 상기 상부 프리즘 층(232)과 상기 표시 패널(210)의 하부를 접착할 수 있다. 상기 확산층(231)이 접착물질을 포함하는 경우 상기 접착부(미도시)에 의해 고정되는 것 이외에 상기 상부 프리즘 층(232)를 고정할 수 있으므로, 전체적인 고정력을 더 향상시킬 수 있다.
도 3b는 도 3a의 표시 패널의 상부 프리즘 층과 하부 프리즘 층을 나타내는 사시도이다.
도 3b를 참조하면, 상기 상부 프리즘 층(232) 및 하부 프리즘 층(233)은 각각 복수개의 상부 프리즘 및 하부 프리즘을 포함한다. 상기 상부 프리즘 층(232)은 상기 상부 프리즘 층(232)의 하부면에 복수개의 상부 프리즘을 포함한다. 상기 상부 프리즘은 복수개가 서로 평행하게 배치되며, 상기 상부 프리즘은 제1 프리즘 꼭지각(θ1)을 가진다. 상기 하부 프리즘 층(233)은 상기 하부 프리즘 층(233)의 하부면에 복수개의 하부 프리즘을 포함한다. 상기 하부 프리즘은 복수개가 서로 평행하게 배치되며, 상기 하부 프리즘은 제2 프리즘 꼭지각(θ2)을 가진다. 또한, 상기 하부 프리즘은 상기 상부 프리즘의 방향과 수직인 방향으로 연장된다. 상기 하부 프리즘은 후에 배치되는 광원이 위치하는 방향으로 연장되어 형성된다. 예를 들어, 상기 하부 프리즘 층(233)의 한 측면에 광원이 배치되는 경우 상기 광원을 향하는 방향으로 상기 하부 프리즘 층(233)의 프리즘이 연장된다. 상기 상부 프리즘은 상기 하부 프리즘과 수직인 방향으로 형성되므로, 상기 상부 프리즘은 상기 광원을 향하는 방향과 수직인 방향으로 연장된다.
종래의 프리즘은 모두 광원이 향하는 방향과 수직인 방향으로 형성되어 배치되었으나, 본 실시예에서는 도광판을 포함하지 않는 구조이므로, 상기 하부 프리즘 층의 프리즘의 방향은 광원이 향하는 방향으로 연장되어 형성된다.
도 4는 도 3a의 표시 패널에 광원을 배치한 사시도이다. 도 5는 도 4의 표시 패널과 광원을 배치한 단면도이다.
도 4 및 5를 참조하면, 본 실시예의 표시 장치는 상기 표시 모듈(200) 및 하부 프레임(100)을 포함한다. 상기 표시 모듈(200)은 표시 패널(210), 확산층(231), 상부 프리즘 층(232) 및 하부 프리즘 층(233)을 포함하며, 이의 구성에 관하여는 도 3b의 실시예에서 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 표시 모듈(200) 아래에는 하부 프레임(100)에 포함된 광원모듈(130)이 배치된다. 상기 광원 모듈(130)은 상기 하부 프레임(100)의 일 측면에 형성되며, 상기 하부 프레임(100)의 마주보는 측벽을 향하여 광을 공급한다. 상기 하부 프리즘 층(233)의 하부 프리즘은 상기 광원 모듈(130)이 위치하는 방향을 향하여 연장되며, 상기 상부 프리즘 층(232)의 상부 프리즘은 상기 광원 모듈(130)이 위치하는 방향과 수직인 방향을 향하여 연장된다. 상기 하부 프레임(100)의 바닥면에는 반사시트(120)가 배치되어, 상방향으로 광을 반사 한다.
상기 반사시트(120)와 상기 하부 프리즘 층(233) 또는 상기 표시 모듈(200) 사이에는 도광판이 존재하지 않는다. 본 실시예의 표시 장치는 도광판을 포함하고 있지 않다. 상기 도광판이 존재하지 않기 때문에, 상기 반사시트(120)와 상기 표시 모듈(200) 간의 간격(h)를 가진다. 상기 간격(h)에는 도광판이 없는 에어 갭(air gap)이 형성되며, 이러한 에어 갭(air gap)이 도광 기능을 수행한다. 상기 간격(h)는 상기 광원모듈(130)의 종류 및 상기 표시 모듈(200)에 포함되는 광학 시트 등의 종류에 따라 달라질 수 있다. 본 실시예의 표시 모듈(200)은 상부 프리즘 층(232) 및 하부 프리즘 층(233)으로 구성되어있어, 상대적으로 다른 실시예의 표시 장치에 비해 상기 간격(h)을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 광원 모듈(130)은 별도의 렌즈부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(130)의 직진성은 상기 표시 장치의 전체적인 광 균일성을 확보할 수 있다. 따라서, 이러한 직진성을 확보하기 위해 상기 광원 모듈(130)에는 다양한 렌즈를 사용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 모듈(1200)은 표시 패널(1210), 접착부(1220), 확산층(1231), 상부 프리즘 층(1232), 하부 프리즘 층(1233) 및 편광층(1235)을 포함한다. 상기 확산층(1231), 상부 프리즘 층(1232)은 상기 표시 패널(1210)과 상기 하부 프리즘 층(1233) 사이에 위치하며, 상기 표시 패널(1210)과 상기 하부 프리즘 층(1233)을 접착하여 고정하는 접착부(1220)에 의해 고정된다.
상기 표시 패널(1210), 접착부(1220), 확산층(1231), 상부 프리즘 층(1232) 및 하부 프리즘 층(1233)은 도 2의 실시예의 표시 모듈에 설명된 표시 패널(210), 접착부(220), 확산층(231), 상부 프리즘 층(232) 및 하부 프리즘 층(233)과 그 구성과 기능이 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
상기 표시 모듈(1200)은 상기 편광층(1235)를 더 포함한다. 상기 편광층(1235)은 상기 표시 패널(1210)의 바로 아래에 배치되며, 공급되는 광의 편광성을 부여하기 위해 사용된다. 상기 편광층(1235)이외에도 다른 광학 시트가 더 필요한 경우 앞서 언급한 바와 같이 상기 하부 프리즘 층(1233) 상에 위치하는 한 다양한 광학 시트들이 첨가될 수 있다. 하지만, 상기 하부 프리즘 층(1233)과 접착부(1220) 그리고 상기 표시 패널(121)의 접착력이 지지할 수 있는 하중 내에서 포함시켜야 함은 물론이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 표시 장치는 상기 표시 모듈(2230) 및 하부 프레임(2100)을 포함한다. 상기 표시 모듈(2230)은 표시 패널(2231), 상부 프리즘 층(2232) 및 하부 프리즘 층(2233)을 포함하며, 이의 구성에 관하여는 도 5의 실시예에서 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 표시 모듈(2230) 아래에는 하부 프레임(2100)에 포함된 광원모듈(2110)이 배치된다. 상기 광원 모듈(2110)은 상기 하부 프레임(2100)의 일 측면에 형성되며, 상기 하부 프레임(2100)의 마주보는 측벽을 향하여 광을 공급한다. 본 실시예에서는 상기 광원 모듈(2110)이 양 측벽이 두 개 배치된다. 상기 표시 패널(2231)의 길이가 긴 경우 또는 추가적인 휘도가 필요한 경우, 때에 따라서 상기 광원 모듈(2110)을 복수 개 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 상부 프리즘 층(2232) 및 하부 프리즘 층(2233)이 좌우 대칭 구조를 포함하고 있으므로, 상기 광원 모듈(2110)이 마주 보는 방향으로 두 개 배치되는 경우에도 같은 표시 모듈(2230)을 사용할 수 있다. 따라서, 광의 휘도를 증가시키거나, 균일성을 확보하기 위하여 상기 광원 모듈을 상기 하부 프레임의 마주보는 측면에 두 개 배치할 수 있다.
도 8a 내지 8b는 본 발명의 실시예에 따른 표시 모듈의 상부 및 하부 프리즘의 각도에 따른 조도와 균일성을 나타내는 그래프이다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 표시 모듈의 상부 및 하부 프리즘의 각도에 따른 조도를 나타내는 그래프이다.
도 8a를 참조하면, X-축의 값은 상부 프리즘의 꼭지각을 나타내는 것이며, Y-축의 값은 하부 프리즘의 꼭지각을 나타내는 값이다. 상기 상부 및 하부 프리즘의 꼭지각의 변화에 따른 전체적인 평균 조도를 측정한 값이다. 평균 조도의 경우 약 4800 내지 6000 (Cd/m2)의 조도를 가지는 영역은 상부 프리즘의 각도가 60도에서 70도의 영역에 있는 경우이고, 약 2600 내지 4800 (Cd/m2)의 조도를 가지는 영역은 상부 프리즘의 각도가 70도 에서 80도의 영역에 있는 경우이고, 약 2600 (Cd/m2)이하의 조도를 가지는 영역은 상부 프리즘의 각도가 80도에서 90도의 영역에 있는 경우이다.
물론 상부 프리즘뿐아니라 하부 프리즘의 각도 변화에 의해서도 평균 조도의 값이 변화하기는 하나, 상부 프리즘 보다는 하부 프리즘의 변화에 따라 평균조도의 값이 더욱 급격히 변화하는 것을 할 수 있다.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 표시 모듈의 상부 및 하부 프리즘의 각도에 따른 균일성을 나타내는 그래프이다.
도 8b를 참조하면, X-축의 값은 상부 프리즘의 꼭지각을 나타내는 것이며, Y-축의 값은 하부 프리즘의 꼭지각을 나타내는 값이다. 상기 상부 및 하부 프리즘의 꼭지각의 변화에 따른 전체적인 광의 균일성을 측정한 값이다. 광의 균일성은 최대 휘도를 가지는 점과 최저 휘도를 가지는 점의 비율로 계산된다. 광의 균일성의 경우 약 68% 내지 80%의 균일성을 가지는 영역은 하부 프리즘의 각도가 105도에서 120도의 영역에 있는 경우이고, 약 46% 내지 68%의 균일성을 가지는 영역은 하부 프리즘의 각도가 120도 이상인 경우와 100도에서 105도 사이에 있는 경우 및 95도 이하인 경우이고, 약 46%이하의 균일성을 가지는 영역은 하부 프리즘의 각도가 95도에서 100도 사이에 존재하는 경우이다.
물론 하부 프리즘뿐아니라 상부 프리즘의 각도 변화에 의해서도 광의 균일성의 값이 변화하기는 하나, 하부 프리즘 보다는 상부 프리즘의 변화에 따라 평균조도의 값이 더욱 급격히 변화하는 것을 할 수 있다.
따라서, 광의 평균 조도는 상부 프리즘의 각도에 의해 제어되고, 광의 균일성에 대해서는 하부 프리즘의 각도에 의해 제어되는 것을 알 수 있다. 이를 바탕으로 상부 및 하부 프리즘에 적용될 수 있는 프리즘 각의 범위는 아래와 같다.
상부 프리즘 층에 형성되는 상부 프리즘의 경우 대략 50 내지 70 도의 꼭지각을 가지는 경우 최대의 조도를 형성할 수 있다. 또한, 하부 프리즘 층에 형성되는 하부 프리즘의 경우 대략 80 내지 120도의 꼭지각을 가지는 경우 최대의 광 균일성을 확보할 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 표시 모듈 또는 표시 장치를 형성함에 있어서, 사용되는 상부 프리즘 층의 상부 프리즘과 하부 프리즘 층의 하부 프리즘은 각각 50 내지 70도의 꼭지각 및 80 내지 120도의 꼭지각을 가지는 상부 프리즘 층 및 하부 프리즘 층을 사용한다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 상부 및 하부 프리즘의 각도에 따른 휘도를 나타내는 분포도이다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널 및 표시 장치가 60도의 꼭지각을 가지는 상부 프리즘 및 100도의 꼭지각을 가지는 하부 프리즘을 사용한 경우 휘도의 분포를 나타내는 분포도이다.
도 9a를 참조하면, 60도의 꼭지각을 가지는 상부 프리즘 및 100도의 꼭지각을 가지는 하부 프리즘을 사용한 경우 가장 높은 휘도 분포를 보이는 것을 알 수 있다. 특히, 휘도가 9800 (Cd/m2)이상인 영역도 존재하나, 상대적으로 휘도가 매우 낮은 2800(Cd/m2)영역도 존재함을 알 수 있다.
통상 높은 휘도의 분포를 가지는 모델의 경우 상대적으로 광의 균일성이 확보되지 않는 경우가 많다. 본 실시예의 경우 높은 휘도를 가지나 낮은 광 균일성을 가지는 예에 해당한다. 본 실시예의 경우 평균휘도는 5876.52 (Cd/m2), 중앙휘도는 5883.14 (Cd/m2), 균일도는 51.63%을 가짐을 알 수 있었다.
본 실시예에 따라 높은 휘도를 필요하는 표시 패널의 경우 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각을 약 55 내지 약 65도로 한정하고, 상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 약 95 내지 약 105도로 한정할 수 있다. 상기 상부 프리즘 및 하부 프리즘의 각도는 실재 패널을 제작할 때에 패널에 작용되는 여러 외부 환경 변수를 고려해서 프리즘의 각도가 조금씩은 변형될 수 있는 점을 감안한 것이다.
도 9b 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널 및 표시 장치가 75도의 꼭지각을 가지는 상부 프리즘 및 115도의 꼭지각을 가지는 하부 프리즘을 사용한 경우 휘도의 분포를 나타내는 분포도이다.
도 9b를 참조하면, 75도의 꼭지각을 가지는 상부 프리즘 및 115도의 꼭지각을 가지는 하부 프리즘을 사용한 경우 가장 높은 광 균일성 분포를 보이는 것을 알 수 있다. 특히, 휘도가 2800 내지 4200 (Cd/m2)이상인 영역이 전채 패널의 상당부분을 차지하여 전체적으로 고른 휘도 분포를 보여준다.
본 실시예의 경우 전체적으로 고른 광 균일성을 나타내나 전체적인 휘도는 떨어진다. 본 실시예의 경우 평균휘도는 3496.26 (Cd/m2), 중앙휘도는 3630.60 (Cd/m2), 균일도는 77.42%을 가짐을 알 수 있었다.
본 실시예에 따라 균일한 휘도를 필요하는 표시 패널의 경우 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각을 약 70 내지 약 80 도로 한정하고, 상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 약 110 내지 약 120 도로 한정할 수 있다. 상기 상부 프리즘 및 하부 프리즘의 각도는 실재 패널을 제작할 때에 패널에 작용되는 여러 외부 환경 변수를 고려해서 프리즘의 각도가 조금씩은 변형될 수 있는 점을 감안한 것이다.도 9c 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널 및 표시 장치가 70도의 꼭지각을 가지는 상부 프리즘 및 110도의 꼭지각을 가지는 하부 프리즘을 사용한 경우 휘도의 분포를 나타내는 분포도이다.
도 9c를 참조하면, 70도의 꼭지각을 가지는 상부 프리즘 및 110도의 꼭지각을 가지는 하부 프리즘을 사용한 경우 비교적 높은 휘도와 비교적 높은 광 균일성 분포를 보이는 것을 알 수 있다. 특히, 휘도가 4200 내지 9800 (Cd/m2)이상인 영역이 가장 많은 부분을 차지하고, 낮은 휘도를 보이는 부분은 도 9a의 실시예에 비해서 상대적으로 낮은 분포를 보여준다.
본 실시예의 경우 상대적으로 고른 광 균일성 및 휘도를 나타낸다. 본 실시예의 경우 평균휘도는 4197.34 (Cd/m2), 중앙휘도는 4495.6 (Cd/m2), 균일도는 75.58%을 가짐을 알 수 있었다.
따라서, 높은 휘도 분포가 필요한 표시 모듈의 경우에는 상부 프리즘 및 하부 프리즘의 꼭지각이 각각 60도 110도인 프리즘 층을 사용하고, 높은 균일성 분포가 필요한 표시 모듈의 경우에는 상부 프리즘 및 하부 프리즘의 꼭지각이 각각 75도, 115도 인 프리즘 층을 사용하고, 휘도와 균일성을 고루 만족 시킬 수 있는 표시 모듈이 필요한 경우에는 상부 프리즘 및 하부 프리즘의 꼭지각이 각각 70도, 110도 인 프리즘 층을 사용할 수 있다.
본 실시예에 따라 휘도와 균일성을 모두 만족할 수 있는 표시 패널의 경우 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각을 약 65 내지 약 75도로 한정하고, 상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 약 105 내지 약 115도로 한정할 수 있다. 상기 상부 프리즘 및 하부 프리즘의 각도는 실재 패널을 제작할 때에 패널에 작용되는 여러 외부 환경 변수를 고려해서 프리즘의 각도가 조금씩은 변형될 수 있는 점을 감안한 것이다.
도 10은 도 본 실시예에 따른 표시 장치의 빛의 진행거리를 나타내는 그래프이다.
도 10을 참조하면, a는 본 실시예에 따른 표시장치이고, b는 기존의 비도광판 표시장치이며, 진행 거리에 따른 휘도 변화가 도시되어 있다. 종래의 비도광판 표시장치의 빛의 진행은 그 휘도가 초기에 급격히 증가하였다가 곧이어 급격히 하강하여 매우 고르지 않은 분포를 나타냄을 알 수 있다.
종래의 비도광판 표시장치의 경우 빛이 가까운 영역에서만 집중적으로 공급되기 때문에, 먼 거리에 위치하는 영역에 광을 공급할 수 없었고, 이에 따라 필연적으로 두 개 이상의 광원 모듈을 사용해야 한다. 하지만, 이 경우에도 광원 모듈에 가까운 영역과 먼 영역간의 휘도 차이가 크기 때문에, 화면에 명부와 암부가 명확히 구분되는 부작용이 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 빛의 진행은 휘도가 급격히 감소되지 않고, 완만히 감소되며, 전체적으로 종래의 비도광판 표시 장치에서 생성되는 광의 진행에 비해 고른 휘도의 분포를 보임을 알 수 있다. 본 실시예에 따른 표시 장치(a)의 경우 광의 휘도가 완만하게 감소되며, 초기에 형성되는 암부도 가지고 있지 않다. 또한, 휘도가 가장 높은 지역과 낮은 지역간의 차이가 기존의 표시 장치(b)에 비해 적음을 알 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 도광판을 사용하지 않고 에지형 백라이트를 가지는 표시 장치를 구성할 수 있다. 이에 따라 제작 비용의 감소, 공정의 단순화 및 제품의 전체적인 무게를 감소시킬 수 있다.
또한, 기존의 비도광판 표시 장치에 비해 낮은 두께를 가지는 표시 장치를 구성할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 하부프레임
120 : 반사 시트 130 : 광원모듈
200 : 표시 모듈
210 : 표시패널 220 : 접착부
231 : 확산층 232 : 상부 프리즘 층
233 : 하부프리즘 층
300 : 상부프레임

Claims (20)

  1. 표시영역과 비표시영역을 포함하는 표시 패널;
    하부면에 복수개의 평행한 상부 프리즘들을 포함하는 상부 프리즘 층;
    하부면에 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘과 직교하는 방향을 가지는 복수개의 하부 프리즘들을 포함하는 하부 프리즘 층; 및
    상기 상부 프리즘 층의 측면에 위치하고, 상기 하부 프리즘 층의 상기 하부면에 반대되는 상부면과 상기 표시 패널의 비표시영역을 접착하여 상부 프리즘 층 및 하부 프리즘 층을 고정하는 접착부를 포함하고,
    상기 하부 프리즘 층은 상기 표시 패널의 비표시영역에 대응하여 형성되고, 상기 복수의 하부 프리즘들의 주변에 위치하고, 상기 접착부와 접착하는 접착영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘은 광원이 위치하는 방향으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 프리즘 층은 탄성을 가지는 베이스 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접착부는 상기 표시 패널의 비표시영역 뿐 아니라, 상기 표시영역의 측면에도 접착하는 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접착부는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각은 50 내지 70도 인 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 80 내지 120도 인 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각은 55 내지 65도이고,
    상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 95 내지 105도 인 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각은 70 내지 80도이고,
    상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 110 내지 120도 인 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각은 65 내지 75도이고,
    상기 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 105 내지 115도 인 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하부 프리즘 층과 상기 표시 패널 사이에 위치하고, 광을 확산하는 확산층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 확산층은 확산 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 상부 프리즘 층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 편광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 모듈.
  15. 상부 프레임;
    표시영역과 비표시영역을 포함하는 표시 패널, 하부면에 복수개의 평행한 상부 프리즘들을 포함하는 상부 프리즘 층, 하부면에 상기 상부 프리즘 층의 상부 프리즘과 직교하는 방향을 가지는 복수개의 하부 프리즘들을 포함하는 하부 프리즘 층 및 상기 하부 프리즘 층의 상기 하부면에 반대되는 상부면과 상기 표시 패널의 비표시영역을 접착하여 상부 프리즘 층, 하부 프리즘 층을 고정하는 접착부를 포함하는 표시 모듈;
    상기 상부 프레임과 결합하는 하부 프레임; 및
    상기 하부 프레임의 일 측에 위치하여 광을 공급하는 광원 모듈을 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 표시 모듈의 하부 프리즘 층의 하부 프리즘들은 상기 광원 모듈이 위치하는 방향으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 표시 모듈의 하부 프리즘 층은 상기 표시 패널의 비표시영역에 대응하여 형성되고, 상기 복수의 하부 프리즘의 주변에 위치하고, 상기 접착부와 접착하는 접착영역을 더 포함하고,
    상기 표시 모듈의 접착부는 상기 표시 패널의 비표시영역 뿐 아니라, 상기 표시영역의 측면에도 접착하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 표시 모듈의 상부 프리즘 층의 상부 프리즘의 꼭지각은 70도이고,
    상기 표시 모듈의 하부 프리즘 층의 하부 프리즘의 꼭지각은 110도 인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 하부 프레임의 바닥면에는 반사 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 광원 모듈은 상기 하부 프레임의 양측면에 서로 마주보며 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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