KR101894351B1 - 백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것으로, 리플렉터(reflector)와, 리플렉터로부터 일정 간격 공간을 두고 배치되는 광학 부재(optical member)와, 리플렉터와 광학부재 사이에 배치되는 다수의 광원들을 포함하고, 광원들은 리플렉터의 중앙영역에 적어도 2열로 배열되며, 서로 인접하는 열에 위치하는 광원들은 서로 엇갈리게 배열될 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치{backlight unit and display apparatus using the same}
실시예는 백라이트 유닛 및 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.
도 1은 일반적인 백라이트 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 도광판(light guide plate)(2), 리플렉터(reflector)(3), 광학부재(optical member)(4), 광원 모듈(light source module)(5)을 포함할 수 있다.
그리고, 백라이트 유닛은 탑 섀시(top chassis)(6), 바텀 섀시(bottom chassis)(7) 및 패널 가이드 모듈(panel guide module)(8)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 패널 가이드 모듈(8)은 디스플레이 패널(9)을 지지할 수 있고, 탑 섀시(6)는 패널 가이드 모듈(8) 및 바텀 섀시(7)에 연결될 수 있다.
이어, 도광판(2)은 하부면에 리플렉터(3)가 배치되고, 상부면에 광학부재(4)가 배치될 수 있다.
다음, 광원 모듈(5)은 기판(5b)과 기판(5b) 위에 배열된 광원(5a)을 포함하는데, 광원 모듈(5)은 도광판(2)의 양측에 배치될 수 있다.
이러한 구조를 갖는 백라이트 유닛은, 광원 모듈(5)이 도광판(2)의 양측에 위치하는 2-에지 구조로서, 많은 수의 광원이 필요하므로, 소비 전력이 증가하고 가격 상승의 원인이 되고 있다.
따라서, 향후, 적은 수의 광원으로도 균일한 휘도를 제공할 수 있는 백라이트 유닛의 개발이 필요할 것이다.
실시예는 중앙부에 2열의 광원들을 서로 엇갈리게 배치함으로써, 광원의 수를 줄일 수 있는 백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
실시예는 리플렉터(reflector)와, 리플렉터로부터 일정 간격 공간을 두고 배치되는 광학 부재(optical member)와, 리플렉터와 광학부재 사이에 배치되는 다수의 광원들을 포함하고, 광원들은 리플렉터의 중앙영역에 적어도 2열로 배열되며, 서로 인접하는 열에 위치하는 광원들은 서로 엇갈리게 배열될 수 있다.
여기서, 다수의 광원들은, 하나의 기판 위에 적어도 2열로 배열되고, 서로 인접하는 제 1 열과 제 2 열은 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.
이때, 제 1 열에 배열되는 광원의 수와 제 2 열에 배열되는 광원의 수는 서로 다를 수 있다.
그리고, 제 1 열에 배열되는 광원들의 광출사 방향과 제 2 열에 배열되는 광원들의 광출사 방향은 서로 반대 방향이거나, 또는 서로 마주보는 방향일 수 있다.
또한, 다수의 광원들은, 하나의 기판 위에 한 열씩 배열되도록, 다수의 기판 위에 배열되고, 서로 인접하는 제 1 기판과 제 2 기판은 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 기판에 배열되는 광원의 수와 제 2 기판에 배열되는 광원의 수는 서로 다를 수 있다.
이때, 제 1 기판에 배열되는 광원들의 광출사 방향과 제 2 기판에 배열되는 광원들의 광출사 방향은 서로 반대 방향이거나, 또는 서로 마주보는 방향일 수 있다.
그리고, 광원은 상면 발광형(top view type) 발광 다이오드이고, 상면 발광형 발광 다이오드의 측면이 광학 부재를 향하도록, 상면 발광형 발광 다이오드를 90도 회전시켜 배치할 수 있다.
다음, 리플렉터와 광학부재 사이에는 도광판이 더 배치될 수 있고, 도광판은 하부면 및 상부면 중 적어도 어느 한 곳에 적어도 하나의 홈(hollowness)을 포함하며, 홈 내에는 다수의 광원들이 배치될 수 있다.
이어, 도광판은 하부면 또는 상부면에 하나의 홈이 형성되고, 홈 내에는 제 1, 제 2 열로 배열되는 광원들이 배치되며, 제 1 열로 배열되는 광원들의 광출사 방향과 제 2 열로 배열되는 광원들의 광출사 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.
여기서, 도광판의 하부면에 형성되는 홈은 바닥면에 반사막이 배치될 수 있다.
또한, 도광판은 하부면 또는 상부면에 일정 간격을 갖는 제 1, 제 2 홈이 형성되고, 도광판의 제 1 홈 내에는 제 1 열로 배열되는 광원들이 배치되고, 도광판의 제 2 홈 내에는 제 2 열로 배열되는 광원들이 배치되며, 제 1 열로 배열되는 광원들의 광출사 방향과 제 2 열로 배열되는 광원들의 광출사 방향은 서로 마주보는 방향이거나 또는 서로 반대되는 방향일 수 있다.
여기서, 제 1 홈과 상기 제 2 홈 사이의 간격은 제 1 홈 또는 제 2 홈의 폭보다 더 클 수도 있고, 경우에 따라, 더 작을 수도 있다.
그리고, 도광판의 상부면에는 광 차단막이 형성되고, 광 차단막은 제 1 홈과 제 2 홈 사이의 간격에 대응할 수 있다.
이어, 광 차단막의 폭은 제 1 홈과 제 2 홈 사이의 간격과 동일할 수 있다.
또한, 광 차단막은 광 반사율이 18% 이하의 어두운 색을 띨 수 있고, 광 차단막은 금속, TiO2, CaCO3, ZnO, 카본 블랙(carbon black), CNT(Carbon Nano Tube) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
다음, 도광판은 상부면에 제 1 홈이 형성되고, 하부면에 제 2 홈이 형성되며, 도광판의 제 1 홈 내에는 제 1 열로 배열되는 광원들이 배치되고, 도광판의 제 2 홈 내에는 제 2 열로 배열되는 광원들이 배치되며, 제 1 열로 배열되는 광원들의 광출사 방향과 제 2 열로 배열되는 광원들의 광출사 방향은 서로 마주보는 방향일 수 있다.
여기서, 도광판의 제 2 홈 내에 광원을 지지하는 기판이 배치될 수 있고, 기판 표면 중, 도광판의 상부면에 인접하는 기판 표면 위에 반사막이 형성되며, 반사막의 표면은 도광판의 상부면으로부터 일정 간격을 갖도록 제 2 홈 내에 위치할 수 있다.
그리고, 반사막과 도광판의 상부면 사이 간격 내에는 광 확산막이 더 형성될 수도 있다.
또한, 도광판의 제 2 홈 내에 상기 광원을 지지하는 기판이 배치되고, 기판 표면 중, 도광판의 상부면에 인접하는 기판 표면 위에 반사막이 형성되며, 반사막의 표면과 도광판의 상부면은 동일한 평면 상에 위치할 수 있다.
여기서, 반사막의 표면 위에는 반사 패턴이 형성될 수 있다.
다음, 리플렉터와 광학부재 사이의 공간에는 에어 가이드(air guide)가 형성되고, 리플렉터의 중앙영역은 편평한 평면이고, 리플렉터의 주변영역은 중앙영역으로부터 상부방향으로 경사진 경사면일 수 있다.
여기서, 리플렉터의 경사면은 평면, 오목한 곡면 및 볼록한 곡면 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
실시예들은 중앙부에 2열의 광원들을 서로 엇갈리게 배치하여, 광원의 수를 줄임으로써, 소비전력을 줄이고 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
따라서, 백라이트 유닛의 경제성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 1은 일반적인 백라이트 유닛을 보여주는 단면도
도 2a 및 도 2b는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면
도 3a 및 도 3b는 제 1 실시예에 따른 광원 모듈을 보여주는 평면도
도 4a 및 도 4b는 제 2 실시예에 따른 광원 모듈을 보여주는 평면도
도 5 내지 도 8은 하부에 홈을 갖는 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 보여주는 단면도
도 9는 도광판 상부에 광 차단막을 포함하는 백라이트 유닛을 보여주는 단면도
도 10 내지 도 13은 상부에 홈을 갖는 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 보여주는 단면도
도 14a 및 도 14b는 상부와 하부에 각각 홈을 갖는 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 보여주는 도면
도 15 내지 도 17은 도광판 상부의 홈에 배치되는 광원 모듈을 보여주는 상세 단면도
도 18a 내지 도 18c는 도광판 없이 에어 가이드(air guide)를 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 단면도
도 19는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 모듈을 보여주는 도면
도 20 및 도 21은 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면
이하 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2a 및 도 2b는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2a는 단면도이고, 도 2b는 평면도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 리플렉터(reflector)(30), 광학 부재(optical member)(40), 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들을 포함하는 다수의 광원을 포함할 수 있다.
여기서, 리플렉터(30)는 광원들로부터 생성된 광을 광학 부재(40) 방향으로 반사시키는 역할을 수행할 수 있는데, 필름 형태로 제작된 반사 코팅 필름일 수도 있고, 반사물질이 증착된 반사 코팅 물질층일 수도 있다.
또한, 리플렉터(30)는 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, 리플렉터(30)는 금속 또는 금속 산화물을 바텀 플레이트(bottom plate)인 고분자 수지 프레임 위에 증착 또는 코팅하여 형성할 수 있으며, 금속 잉크를 인쇄하여 형성할 수도 있다.
여기서, 증착하는 방법으로는 열증착법, 증발법 또는 스퍼터링법과 같은 진공증착법을 사용할 수 있고, 코팅 또는 인쇄하는 방법으로는 프린팅법, 그라비아 코팅법 또는 실크 스크린법을 사용할 수 있다.
그리고, 리플렉터(30)는 필름 또는 시트(sheet) 형태로 제작되어, 고분자 수지 프레임 위에 접착하여 형성할 수도 있다.
여기서, 리플렉터(30)는 바텀 플레이트인 고분자 수지 프레임 전체에 동일한 반사율을 갖는 단일층이 형성되는 구조일 수도 있고, 리플렉터(30)는 고분자 수지 프레임 전체에 서로 다른 반사율을 갖는 복수층들이 형성되는 구조일 수도 있다.
이처럼, 서로 다른 반사율을 갖는 복수층으로 리플렉터(30)를 형성하는 이유는 동일한 반사율을 갖는 반사층만을 형성할 경우, 전체 반사면의 광 반사율이 균일하지 않아서, 백라이트의 전체 휘도가 불균일할 수 있기 때문이다.
따라서, 광의 휘도가 낮게 나타나는 반사면 영역에는 반사율이 상대적으로 높은 반사층을 형성하거나, 또는 광의 휘도가 높게 나타나는 반사면 영역에는 반사율이 상대적으로 낮은 반사층을 형성함으로써, 백라이트의 전체 휘도를 균일하게 보정할 수 있다.
또한, 리플렉터(30)는 경사면(inclined plane)과 평면(flat surface)을 포함할 수 있는데, 리플렉터(30)의 중앙영역은 편평한 평면이고, 리플렉터(30)의 주변영역은 중앙영역으로부터 상부방향으로 경사진 경사면일 수 있다.
여기서, 리플렉터(30)의 경사면은 평면, 오목한 곡면 및 볼록한 곡면 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
그리고, 광학 부재(40)는 리플렉터(30)로부터 일정 간격 공간을 두고 배치될 수 있는데, 광학 부재(40)는 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들에서 출사되는 광을 확산시키기 위한 것으로, 확산 효과를 증가시키기 위해 상부 표면에 요철 패턴을 형성할 수 있다.
즉, 광학 부재(40)는 여러 층으로 형성할 수 있으며, 요철 패턴은 최상층 또는 어느 한 층의 표면에 가질 수 있다.
그리고, 요철 패턴은 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들의 배열 방향을 따라 배치되는 스트라이프(strip) 형상을 가질 수 있다.
이때, 요철 패턴은 광학 부재(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, 광학 부재(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.
이어, 리플렉터(30)와 광학부재(40) 사이의 공간에는 도광판이 배치될 수도 있고, 경우에 따라서는 도광판 없이 에어 가이드(air guide)가 형성될 수도 있다.
그리고, 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들을 포함하는 다수의 광원들은 리플렉터(30)와 광학부재(40) 사이에 배치될 수 있다.
이때, 광원들은 리플렉터(30)의 중앙영역에 적어도 2열로 배열될 수 있고, 서로 인접하는 열에 위치하는 광원들은 서로 엇갈리게 배열될 수 있다.
예를 들면, 기판(54) 위에는 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들이 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들은 일정 간격 d만큼 떨어져 배치되고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
이와 같이, 리플렉터(30)의 중앙영역에는 기판(54) 및 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)을 포함하는 광원 모듈이 한 개 또는 다수 개가 배치될 수 있다.
이때, 광원 모듈은 하나의 기판(54) 위에 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)이 다수 개의 열로 배열될 수도 있고, 하나의 기판(54) 위에 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)이 한 개의 열로 배열될 수도 있다.
도 3a 및 도 3b는 제 1 실시예에 따른 광원 모듈을 보여주는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 광원 모듈은 전극 패턴을 갖는 기판(54)과, 기판(54) 위에 배열되는 적어도 하나의 제 1 광원(52a)과 적어도 하나의 제 2 광원(52b)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 광원(52a)은 기판(54)의 일측 위에 제 1 열로 배열되고, 제 2 광원(52b)은 기판(54)의 다른 일측 위에 제 2 열로 배열될 수 있다.
그리고, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)은 일정 간격 떨어져 배치되고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
또한, 제 1 열에 배열되는 제 1 광원(52a)의 광출사 방향과 제 2 열에 배열되는 제 2 광원(52b)의 광출사 방향은 도 3a와 같이, 서로 반대 방향일 수 있다.
경우에 따라서는, 제 1 열에 배열되는 제 1 광원(52a)의 광출사 방향과 제 2 열에 배열되는 제 2 광원(52b)의 광출사 방향은 도 3b와 같이, 서로 마주보는 방향일 수도 있다.
이때, 제 1 열에 배열되는 제 1 광원(52a)의 수와 제 2 열에 배열되는 제 2 광원(52b)의 수는 서로 동일할 수 있지만, 경우에 따라서는 서로 다를 수도 있다.
예를 들면, 제 1 광원(52a)의 광 출력이 제 2 광원(52b)의 광 출력보다 더 큰 경우에는 제 1 광원(52a)의 수를 제 2 광원(52b)의 수보다 더 적게 줄일 수도 있다.
이와 같이, 다수의 광원들은 하나의 기판 위에 적어도 2열로 배열되고, 서로 인접하는 제 1 열의 광원과 제 2 열의 광원은 일정 간격을 두고 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 제 2 실시예에 따른 광원 모듈을 보여주는 평면도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 광원 모듈은 전극 패턴을 갖는 기판(54)과, 제 1 기판(54a) 위에 배열되는 적어도 하나의 제 1 광원(52a)과 제 2 기판(54b) 위에 배열되는 적어도 하나의 제 2 광원(52b)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 광원(52a)은 제 1 기판(54a)의 일측 위에 제 1 열로 배열되고, 제 2 광원(52b)은 제 2 기판(54b)의 일측 위에 제 2 열로 배열될 수 있다.
그리고, 제 1 기판(54a) 위에 배열되는 제 1 광원(52a)과 제 2 기판(54b) 위에 배열되는 제 2 광원(52b)은 일정 간격 떨어져 배치되고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
또한, 제 1 기판(54a) 위에 배열되는 제 1 광원(52a)의 광출사 방향과 제 2 기판(54b) 위에 배열되는 제 2 광원(52b)의 광출사 방향은 도 4a와 같이, 서로 반대 방향일 수 있다.
경우에 따라서는, 제 1 기판(54a) 위에 배열되는 제 1 광원(52a)의 광출사 방향과 제 2 기판(54b) 위에 배열되는 제 2 광원(52b)의 광출사 방향은 도 4b와 같이, 서로 마주보는 방향일 수도 있다.
이때, 제 1 기판(54a) 위에 배열되는 제 1 광원(52a)의 수와 제 2 기판(54b) 위에 배열되는 제 2 광원(52b)의 수는 서로 동일할 수 있지만, 경우에 따라서는 서로 다를 수도 있다.
예를 들면, 제 1 광원(52a)의 광 출력이 제 2 광원(52b)의 광 출력보다 더 큰 경우에는 제 1 광원(52a)의 수를 제 2 광원(52b)의 수보다 더 적게 줄일 수도 있다.
이와 같이, 다수의 광원들은 하나의 기판 위에 한 열씩 배열되도록, 다수의 기판 위에 배열되고, 서로 인접하는 제 1 기판의 광원과 제 2 기판의 광원은 일정 간격을 두고 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
한편, 도 3a 및 도 3b의 제 1 실시예와 도 4a 및 도 4b의 제 2 실시예에 사용되는 광원은 상면 발광형(top view type) 발광 다이오드일 수 있는데, 상면 발광형 발광 다이오드의 측면이 상기 광학 부재를 향하도록, 상면 발광형 발광 다이오드를 90도 회전시켜 배치할 수 있다.
경우에 따라서, 광원은 측면 발광형(side view type) 발광 다이오드를 사용할 수도 있다.
또한, 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.
그리고, 화이트 LED는 블루 LED 상에 옐로우 인광(Yellow phosphor)을 결합하거나, 블루 LED 상에 레드 인광(Red phosphor)과 그린 인광(Green phosphor)을 동시에 사용하여 구현할 수 있고, 블루 LED 상에 옐로우 인광(Yellow phosphor), 레드 인광(Red phosphor) 및 그린 인광(Green phosphor)을 동시에 사용하여 구현할 수도 있다.
이어, 기판은 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.
여기서, 기판은 반사 코팅 필름 및 반사 코팅 물질층 중 어느 하나가 형성될 수도 있고, 광원에서 생성된 광을 광학 부재로 반사시킬 수 있다.
도 5 내지 도 8은 하부에 홈을 갖는 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 보여주는 단면도로서, 도 5 및 도 6은 하나의 기판에 광원이 적어도 2열로 배열된 광원 모듈을 포함하는 백라이트 유닛이고, 도 7 및 도 8은 하나의 기판에 광원이 1열로 배열된 다수의 광원 모듈을 포함하는 백라이트 유닛이다.
먼저, 도 5는 하나의 광원 모듈에 하나의 홈이 배치된 구조로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 리플렉터(30)와 광학부재(40) 사이에는 도광판(20)이 배치될 수 있다.
여기서, 리플렉터(30)는 고분자 수지로 이루어진 바텀 플레이트(30b)와, 바텀 플레이트(30b) 위에 부착된 반사시트(30a)를 포함할 수 있다.
그리고, 도광판(20)은 하부면에 하나의 홈(hollowness)(24)이 형성되고, 홈(24) 내에는 광원 모듈이 배치될 수 있다.
이때, 광원 모듈은 하나의 기판(54) 위에 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들이 2열로 배열될 수 있다.
즉, 제 1 광원(52a)들은 기판(54)의 일측영역에 제 1 열로 나란히 배열되고, 제 2 광원(52b)들은 기판(54)의 타측영역에 제 2 열로 나란히 배열될 수 있다.
또한, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들은 서로 일정 간격을 가지고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.
이어, 도광판(20)의 하부면에 형성되는 홈(24)은 바닥면에 반사막(32)이 배치될 수 있다.
그 이유는, 핫 스팟(hot spot)을 방지하고, 추가적인 광 손실을 방지하기 위함이다.
그리고, 홈(24)의 폭 W1은 기판(54)의 폭 W2와 동일할 수도 있지만, 경우에 따라서는 서로 다를 수도 있다.
즉, 기판(54)이 홈(24) 내부에 배치되는 경우에는, 홈(24)의 폭 W1이 기판(54)의 폭 W2 보다 더 클 수 있고, 기판(54)이 홈(24) 외부에 배치되는 경우에는, 홈(24)의 폭 W1이 기판(54)의 폭 W2 보다 더 작을 수도 있다.
다음, 도 6은 하나의 광원 모듈에 2개의 홈이 배치된 구조로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 리플렉터(30)와 광학부재(40) 사이에는 도광판(20)이 배치될 수 있다.
여기서, 리플렉터(30)는 고분자 수지로 이루어진 바텀 플레이트(30b)와, 바텀 플레이트(30b) 위에 부착된 반사시트(30a)를 포함할 수 있다.
그리고, 도광판(20)은 하부면에 제 1, 제 2 홈(hollowness)(24a, 24b)이 형성될 수 있다.
이때, 제 1 홈(24a) 내에는 제 1 광원(52a)이 배치되고, 제 2 홈(24b) 내에는 제 2 광원(52b)이 배치될 수 있다.
여기서, 광원 모듈은 하나의 기판(54) 위에 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들이 2열로 배열될 수 있다.
즉, 제 1 광원(52a)들은 기판(54)의 일측영역에 제 1 열로 나란히 배열되고, 제 2 광원(52b)들은 기판(54)의 타측영역에 제 2 열로 나란히 배열될 수 있다.
또한, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들은 서로 일정 간격을 가지고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향은 서로 마주보는 방향일 수 있다.
이어, 제 1, 제 2 홈(24a, 24b)은 바닥면과 일측면에 반사막(32)이 배치될 수 있다.
그 이유는, 핫 스팟(hot spot)을 방지하고, 추가적인 광 손실을 방지하기 위함이다.
다음, 제 1 홈(24a)의 폭 W3과 제 2 홈(24b)의 폭 W4는 서로 동일할 수도 있고, 경우에 따라서는 서로 다를 수도 있다.
그리고, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3과 동일할 수도 있고, 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4와 동일할 수도 있다.
경우에 따라서, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4 보다 더 클 수 있다.
또한, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 기판(54)의 폭 W2 보다 더 작을 수 있다.
이어, 도 7은 2개의 광원 모듈과 2개의 홈이 대응하여 배치된 구조로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 리플렉터(30)와 광학부재(40) 사이에는 도광판(20)이 배치되고, 리플렉터(30)는 고분자 수지로 이루어진 바텀 플레이트(30b)와, 바텀 플레이트(30b) 위에 부착된 반사시트(30a)를 포함할 수 있다.
그리고, 도광판(20)은 하부면에 제 1, 제 2 홈(hollowness)(24a, 24b)이 형성되고, 제 1 홈(24a) 내에는 제 1 광원(52a)이 배치되고, 제 2 홈(24b) 내에는 제 2 광원(52b)이 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 광원 모듈은 제 1 기판(54a) 위에 제 1 광원(52a)들이 1열로 배열되고, 제 2 광원 모듈은 제 2 기판(54b) 위에 제 2 광원(52b)들이 1열로 배열될 수 있다.
즉, 제 1 광원(52a)들은 제 1 기판(54a)의 일측영역에 제 1 열로 나란히 배열되고, 제 2 광원(52b)들은 제 2 기판(54b)의 일측영역에 제 2 열로 나란히 배열될 수 있다.
또한, 제 1 광원 모듈의 제 1 광원(52a)들과 제 2 광원 모듈의 제 2 광원(52b)들은 서로 일정 간격을 가지고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 광원 모듈의 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 광원 모듈의 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향은 서로 반대되는 방향일 수 있다.
이어, 제 1, 제 2 홈(24a, 24b)은 바닥면과 일측면에 반사막(32)이 배치될 수 있다.
다음, 제 1 홈(24a)의 폭 W3과 제 2 홈(24b)의 폭 W4는 서로 동일할 수도 있고, 경우에 따라서는 서로 다를 수도 있다.
그리고, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3과 동일할 수도 있고, 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4와 동일할 수도 있다.
경우에 따라서, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4 보다 더 작을 수 있다.
다음, 도 8은 2개의 광원 모듈과 2개의 홈이 대응하여 배치된 구조로서, 도 8과 거의 유사하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8의 경우, 제 1 광원 모듈의 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 광원 모듈의 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향은 서로 마주보는 방향일 수 있다.
그리고, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4 보다 더 클 수 있다.
이와 같이, 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향이 서로 마주보는 방향인 구조에서는 도광판(20)의 상부면에 광 차단막을 더 형성할 수 있다.
도 9는 도광판 상부에 광 차단막을 포함하는 백라이트 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 광원 모듈의 제 1 광원(52a)들과 제 2 광원 모듈의 제 2 광원(52b)들은 서로 일정 간격을 가지고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향은 서로 마주보는 방향일 수 있다.
이처럼, 제 1 광원(52a)과 제 2 광원(52b)에서 출사된 광은 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 도광판(20)으로 진행되므로, 도광판(20) 상부에 핫 스팟이 발생할 수 있다.
따라서, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 도광판(20) 상부에 광 차단막(45)을 더 형성함으로써, 핫 스팟을 방지하고, 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
즉, 광 차단막(45)은 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격에 대응하도록, 도광판(20)의 상부면에 배치될 수 있다.
여기서, 광 차단막(45)의 폭 W5은 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격과 동일할 수 있다.
경우에 따라서, 광 차단막(45)의 폭 W5은 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격보다 더 클 수도 있다.
또한, 광 차단막(45)의 폭 W5은 제 1 홈(24a)의 일측 끝단으로부터 제 2 홈(24b)의 일측 끝단까지의 폭 W6보다 더 작을 수 있다.
이어, 광 차단막(45)은 광 반사율이 약 18% 이하의 어두운 색을 띨 수 있다.
그 이유는, 광 차단막(45)의 광 반사율이 약 18% 이상일 경우, 광 흡수율이 저하되어 핫 스팟이 나타날 수 있기 때문이다.
또한, 광 차단막(45)은 금속, TiO2, CaCO3, ZnO, 카본 블랙(carbon black), CNT(Carbon Nano Tube) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
한편, 도 10 내지 도 13은 상부에 홈을 갖는 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 보여주는 단면도로서, 도 10 및 도 11은 하나의 기판에 광원이 적어도 2열로 배열된 광원 모듈을 포함하는 백라이트 유닛이고, 도 12 및 도 13은 하나의 기판에 광원이 1열로 배열된 다수의 광원 모듈을 포함하는 백라이트 유닛이다.
먼저, 도 10은 하나의 광원 모듈에 하나의 홈이 배치된 구조로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 리플렉터(30)와 광학부재(40) 사이에는 도광판(20)이 배치될 수 있다.
그리고, 도광판(20)은 상부면에 하나의 홈(hollowness)(24)이 형성되고, 홈(24) 내에는 광원 모듈이 배치될 수 있다.
이때, 광원 모듈은 하나의 기판(54) 위에 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들이 2열로 배열될 수 있다.
즉, 제 1 광원(52a)들은 기판(54)의 일측영역에 제 1 열로 나란히 배열되고, 제 2 광원(52b)들은 기판(54)의 타측영역에 제 2 열로 나란히 배열될 수 있다.
또한, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들은 서로 일정 간격을 가지고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.
이어, 홈(24)의 폭 W1은 기판(54)의 폭 W2와 동일할 수도 있지만, 경우에 따라서는 서로 다를 수도 있다.
즉, 기판(54)이 홈(24) 내부에 배치되는 경우에는, 홈(24)의 폭 W1이 기판(54)의 폭 W2 보다 더 클 수 있고, 기판(54)이 홈(24) 외부에 배치되는 경우에는, 홈(24)의 폭 W1이 기판(54)의 폭 W2 보다 더 작을 수도 있다.
그리고, 도시하지는 않았지만, 기판(54) 양측에는 핫 스팟의 방지를 위하여, 광 차단막이 더 형성될 수도 있다.
다음, 도 11은 하나의 광원 모듈에 2개의 홈이 배치된 구조로서, 도 11에 도시된 바와 같이, 도광판(20)은 상부면에 제 1, 제 2 홈(hollowness)(24a, 24b)이 형성될 수 있다.
이때, 제 1 홈(24a) 내에는 제 1 광원(52a)이 배치되고, 제 2 홈(24b) 내에는 제 2 광원(52b)이 배치될 수 있다.
여기서, 광원 모듈은 하나의 기판(54) 위에 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들이 2열로 배열될 수 있다.
즉, 제 1 광원(52a)들은 기판(54)의 일측영역에 제 1 열로 나란히 배열되고, 제 2 광원(52b)들은 기판(54)의 타측영역에 제 2 열로 나란히 배열될 수 있다.
또한, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들은 서로 일정 간격을 가지고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향은 서로 마주보는 방향일 수 있다.
다음, 제 1 홈(24a)의 폭 W3과 제 2 홈(24b)의 폭 W4는 서로 동일할 수도 있고, 경우에 따라서는 서로 다를 수도 있다.
그리고, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3과 동일할 수도 있고, 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4와 동일할 수도 있다.
경우에 따라서, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4 보다 더 클 수 있다.
또한, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 기판(54)의 폭 W2 보다 더 작을 수 있다.
이어, 도 12는 2개의 광원 모듈과 2개의 홈이 대응하여 배치된 구조로서, 도 12에 도시된 바와 같이, 도광판(20)은 상부면에 제 1, 제 2 홈(hollowness)(24a, 24b)이 형성되고, 제 1 홈(24a) 내에는 제 1 광원(52a)이 배치되고, 제 2 홈(24b) 내에는 제 2 광원(52b)이 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 광원 모듈은 제 1 기판(54a) 위에 제 1 광원(52a)들이 1열로 배열되고, 제 2 광원 모듈은 제 2 기판(54b) 위에 제 2 광원(52b)들이 1열로 배열될 수 있다.
즉, 제 1 광원(52a)들은 제 1 기판(54a)의 일측영역에 제 1 열로 나란히 배열되고, 제 2 광원(52b)들은 제 2 기판(54b)의 일측영역에 제 2 열로 나란히 배열될 수 있다.
또한, 제 1 광원 모듈의 제 1 광원(52a)들과 제 2 광원 모듈의 제 2 광원(52b)들은 서로 일정 간격을 가지고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 광원 모듈의 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 광원 모듈의 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향은 서로 반대되는 방향일 수 있다.
다음, 제 1 홈(24a)의 폭 W3과 제 2 홈(24b)의 폭 W4는 서로 동일할 수도 있고, 경우에 따라서는 서로 다를 수도 있다.
그리고, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3과 동일할 수도 있고, 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4와 동일할 수도 있다.
경우에 따라서, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4 보다 더 작을 수 있다.
이어, 도 13은 2개의 광원 모듈과 2개의 홈이 대응하여 배치된 구조로서, 도 12와 거의 유사하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 13의 경우, 제 1 광원 모듈의 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 광원 모듈의 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향은 서로 마주보는 방향일 수 있다.
그리고, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4 보다 더 클 수 있다.
이처럼, 제 1 광원(52a)과 제 2 광원(52b)에서 출사된 광은 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 도광판(20)으로 진행되므로, 도광판(20) 상부에 핫 스팟이 발생할 수 있다.
따라서, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 도광판(20) 상부에 광 차단막(45)을 더 형성함으로써, 핫 스팟을 방지하고, 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
즉, 광 차단막(45)은 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격에 대응하도록, 도광판(20)의 상부면에 배치될 수 있다.
여기서, 광 차단막(45)의 폭 W5은 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1과 동일할 수 있다.
경우에 따라서, 광 차단막(45)의 폭 W5은 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1보다 더 클 수도 있다.
또한, 광 차단막(45)의 폭 W5은 제 1 홈(24a)의 일측 끝단으로부터 제 2 홈(24b)의 일측 끝단까지의 폭 W6보다 더 작을 수 있다.
이어, 광 차단막(45)은 광 반사율이 약 18% 이하의 어두운 색을 띨 수 있다.
그 이유는, 광 차단막(45)의 광 반사율이 약 18% 이상일 경우, 광 흡수율이 저하되어 핫 스팟이 나타날 수 있기 때문이다.
또한, 광 차단막(45)은 금속, TiO2, CaCO3, ZnO, 카본 블랙(carbon black), CNT(Carbon Nano Tube) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
한편, 도 14a 및 도 14b는 상부와 하부에 각각 홈을 갖는 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 보여주는 도면으로서, 도 14a는 단면도이고, 도 14b는 평면도이다.
도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 리플렉터(30)와 광학부재(40) 사이에는 도광판(20)이 배치될 수 있다.
그리고, 도광판(20)은 상부면에 제 1 홈(hollowness)(24a)이 형성되고, 하부면에 제 2 홈(24b)이 형성될 수 있다.
이때, 제 1 홈(24a) 내에는 제 1 광원 모듈의 제 1 광원(52a)이 배치되고, 제 2 홈(24b) 내에는 제 2 광원 모듈의 제 2 광원(52b)이 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 광원 모듈은 제 1 기판(54a) 위에 제 1 광원(52a)들이 1열로 배열되고, 제 2 광원 모듈은 제 2 기판(54b) 위에 제 2 광원(52b)들이 1열로 배열될 수 있다.
즉, 제 1 광원(52a)들은 제 1 기판(54a)의 일측영역에 제 1 열로 나란히 배열되고, 제 2 광원(52b)들은 제 2 기판(54b)의 일측영역에 제 2 열로 나란히 배열될 수 있다.
또한, 제 1 광원 모듈의 제 1 광원(52a)들과 제 2 광원 모듈의 제 2 광원(52b)들은 서로 일정 간격을 가지고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들의 광출사 방향과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들의 광출사 방향은 서로 마주보는 방향일 수 있다.
다음, 제 1 홈(24a)의 폭 W3과 제 2 홈(24b)의 폭 W4는 서로 동일할 수도 있고, 경우에 따라서는 서로 다를 수도 있다.
그리고, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3과 동일할 수도 있고, 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4와 동일할 수도 있다.
경우에 따라서, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1은 제 1 홈(24a)의 폭 W3 또는 제 2 홈(24b)의 폭 W4 보다 더 클 수 있다.
이어, 도광판(20) 하부면에 위치하는 제 2 홈(24b)은 바닥면과 일측면에 반사막(32)이 배치될 수 있다.
그 이유는, 핫 스팟(hot spot)을 방지하고, 추가적인 광 손실을 방지하기 위함이다.
그리고, 도시하지는 않았지만, 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 도광판(20) 상부에 광 차단막을 더 형성함으로써, 핫 스팟을 방지하고, 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
즉, 광 차단막은 제 1 홈(24a)과 제 2 홈(24b) 사이의 간격 D1에 대응하도록, 도광판(20)의 상부면에 배치될 수 있다.
도 15 내지 도 17은 도광판 상부의 홈에 배치되는 광원 모듈을 보여주는 상세 단면도이다.
도 15는 도광판 상부의 홈 내에 반사막이 배치된 구조이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부면(22)에는 홈(24) 형성되고, 홈(24) 내에는 광원(52)을 지지하는 기판(54)이 배치될 수 있다.
그리고, 기판(54) 표면 중, 도광판(20)의 상부면(22)에 인접하는 기판(54) 표면 위에는 반사막(32)이 형성될 수 있다.
즉, 기판(54)의 하부면에는 광원(52)이 배치되고, 기판(54)의 상부면에는 반사막(32)이 배치될 수 있다.
이어, 반사막(32)의 표면은 도광판(20)의 상부면(22)으로부터 일정 간격 h1을 갖도록 홈(24) 내에 위치할 수 있다.
이와 같이, 기판(54) 위에 반사막(32)을 형성하고, 반사막(32)의 표면을 도광판(20)의 상부면(22)보다 낮게 위치시키면, 도광판(20)의 홈(24)에 배치된 기판(54) 영역에도 광을 반사시킬 수 있어, 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
즉, 반사막(32)은 도광판(20) 상부에 배치된 기판(54)으로 인해 휘도가 저하되는 것을 보상하는 역할을 수행할 수 있다.
이어, 도 16은 도 15의 반사막 위에 광 확산막이 배치된 구조이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 반사막(32)과 도광판(20)의 상부면(22) 사이 간격 내에는 광 확산막(35)을 더 형성될 수 있다.
여기서, 광 확산막(35)은 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) 중 어느 하나일 수 있다.
그리고, 광 확산막(35)의 표면과 도광판(20)의 상부면(22)은 동일한 평면 상에 위치할 수 있다.
다음, 도 17은 도 16의 광 확산막에 반사 패턴이 배치된 구조이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 홈(24) 내에는 광원(52)을 지지하는 기판(54)이 배치되고, 기판(54) 표면 중, 도광판(20)의 상부면(22)에 인접하는 기판(54) 표면 위에는 반사막(32)이 형성될 수 있다.
여기서, 반사막(32)의 표면과 도광판(20)의 상부면(22)은 동일한 평면 상에 위치할 수 있다.
그리고, 반사막(32)의 표면 위에는 반사 패턴(37)이 추가로 더 형성될 수 있다.
도 18a 내지 도 18c는 도광판 없이 에어 가이드(air guide)를 갖는 백라이트 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 18a 내지 도 18c에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 리플렉터(reflector)(30), 광학 부재(optical member)(40), 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들을 포함하는 다수의 광원을 포함할 수 있다.
여기서, 리플렉터(30)는 광원들로부터 생성된 광을 광학 부재(40) 방향으로 반사시키는 역할을 수행할 수 있는데, 필름 형태로 제작된 반사 코팅 필름일 수도 있고, 반사물질이 증착된 반사 코팅 물질층일 수도 있다.
또한, 리플렉터(30)는 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.
그리고, 리플렉터(30)는 경사면(inclined plane)과 평면(flat surface)을 포함할 수 있는데, 리플렉터(30)의 중앙영역은 편평한 평면이고, 리플렉터(30)의 주변영역은 중앙영역으로부터 상부방향으로 경사진 경사면일 수 있다.
여기서, 리플렉터(30)의 경사면은 평면, 오목한 곡면 및 볼록한 곡면 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
도 18a는 리플렉터(30)의 경사면이 편평한 표면을 가지고, 도 18b는 리플렉터(30)의 경사면이 오목한 곡면을 가지며, 도 18c는 리플렉터(30)의 경사면이 볼록한 곡면을 가질 수 있다.
여기서, 리플렉터(30)의 중앙영역 양측에 위치하는 제 1, 제 2 주변영역은 서로 다른 곡률을 갖는 경사면을 가질 수도 있다.
그리고, 리플렉터(30)의 중앙영역은 광을 정반사하는 정반사 시트가 형성될 수 있고, 리플렉터(30)의 주변영역은 광을 정반사하는 정반사 시트와 광을 난반사하는 난반사 시트 중 적어도 어느 하나가 형성될 수도 있다.
여기서, 리플렉터(30)의 중앙영역에 정반사 시트를 형성하는 이유는 휘도가 약한 리플렉터(30)의 주변영역으로 광을 많이 반사시킴으로써, 균일한 휘도를 제공할 수 있기 때문이다.
또한, 리플렉터(30)의 주변영역에 난반사 시트를 형성하는 이유는 휘도가 약한 리플렉터(30)의 주변영역에서 광을 난반사시킴으로써, 휘도를 보상할 수 있기 때문이다.
그리고, 리플렉터(30)는 중앙영역과 주변영역에 형성되는 물질이 서로 다를 수도 있고, 중앙영역과 주변영역의 표면 거칠기가 서로 다를 수도 있다.
즉, 리플렉터(30)는 중앙영역과 주변영역이 동일한 물질로 형성됨과 동시에, 표면 거칠기가 서로 다를 수 있다.
또는, 리플렉터(30)는 중앙영역과 주변영역이 서로 다른 물질로 형성됨과 동시에, 표면 거칠기가 서로 다를 수 있다.
그리고, 광학 부재(40)는 리플렉터(30)로부터 일정 간격 공간을 두고 배치될 수 있는데, 광학 부재(40)는 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들에서 출사되는 광을 확산시키기 위한 것으로, 확산 효과를 증가시키기 위해 상부 표면에 요철 패턴을 형성할 수 있다.
즉, 광학 부재(40)는 여러 층으로 형성할 수 있으며, 요철 패턴은 최상층 또는 어느 한 층의 표면에 가질 수 있다.
그리고, 요철 패턴은 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들의 배열 방향을 따라 배치되는 스트라이프(strip) 형상을 가질 수 있다.
이때, 요철 패턴은 광학 부재(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, 광학 부재(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.
이와 같이, 구성되는 리플렉터(30)와 광학부재(40) 사이의 공간에는 도광판 없이 에어 가이드(air guide)가 형성될 수 있다.
그리고, 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)들을 포함하는 다수의 광원들은 리플렉터(30)와 광학부재(40) 사이에 배치될 수 있다.
이때, 광원들은 리플렉터(30)의 중앙영역에 적어도 2열로 배열될 수 있고, 서로 인접하는 열에 위치하는 광원들은 서로 엇갈리게 배열될 수 있다.
예를 들면, 기판(54) 위에는 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들이 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 열로 배열되는 제 1 광원(52a)들과 제 2 열로 배열되는 제 2 광원(52b)들은 일정 간격 d만큼 떨어져 배치되고, 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
이와 같이, 리플렉터(30)의 중앙영역에는 기판(54) 및 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)을 포함하는 광원 모듈이 한 개 또는 다수 개가 배치될 수 있다.
이때, 광원 모듈은 하나의 기판(54) 위에 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)이 다수 개의 열로 배열될 수도 있고, 하나의 기판(54) 위에 제 1, 제 2 광원(52a, 52b)이 한 개의 열로 배열될 수도 있다.
이처럼, 다양한 실시예들로 구성된 백라이트 유닛은 중앙부에 2열의 광원들을 서로 엇갈리게 배치하여, 광원의 수를 줄임으로써, 소비전력을 줄이고 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
따라서, 백라이트 유닛의 경제성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 19는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 모듈을 보여주는 도면이다.
도 19에 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 19에 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 20 및 도 21은 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 20에 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 21에 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.
20 : 도광판 30 : 리플렉터
40 : 광학부재 52a : 제 1 광원
52b : 제 2 광원 54 : 기판
72 : 제 2 홈

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  27. 리플렉터(reflector);
    상기 리플렉터로부터 일정 간격 공간을 두고 배치되는 광학 부재(optical member); 및,
    상기 리플렉터와 광학부재 사이에 배치되는 다수의 광원들을 포함하고,
    상기 광원들은,
    상기 리플렉터의 중앙영역에 적어도 2열로 배열되며,
    서로 인접하는 제 1 열과 제 2 열은 일정 간격을 두고 배치되고,
    상기 제 1 열에 배열되는 광원들의 광출사 방향과 상기 제 2 열에 배열되는 광원들의 광출사 방향은 서로 반대 방향이거나, 서로 마주보는 방향이고,
    상기 리플렉터와 광학부재 사이에는 도광판이 배치되고,
    상기 도광판은 적어도 하나의 홈(hollowness)을 포함하고, 상기 홈 내에는 상기 다수의 광원들이 배치되고,
    상기 홈의 표면 상에는 상기 광원들의 광출사 방향을 가이드하는 반사막이 배치되고,
    상기 홈은 상기 도광판의 상부면에 형성되고, 상기 광원은 상기 반사막의 하부에 배치되며,
    상기 홈에 배치되고, 상기 반사막의 하면에 배치되며, 상기 광원을 지지하는 기판; 및
    상기 반사막의 상면에 배치되는 반사 패턴
    을 더 포함하고,
    상기 반사막의 상면과 상기 도광판의 상면은 동일한 평면 상에 위치하고,
    상기 반사 패턴은 요철구조로 형성되는 디스플레이 장치.
  28. 리플렉터(reflector);
    상기 리플렉터로부터 일정 간격 공간을 두고 배치되는 광학 부재(optical member);
    상기 리플렉터와 상기 광학부재 사이에 배치되는 도광판; 및
    상기 도광판에 형성되는 홈에 배치되는 다수의 광원들을 포함하고,
    상기 홈의 표면 상에는 상기 광원들의 광출사 방향을 가이드하는 반사막이 배치되고,
    상기 광원들은,
    상기 리플렉터의 중앙영역에 적어도 2열로 배열되며,
    서로 인접하는 제 1 열과 제 2 열은 일정 간격을 두고 배치되고,
    상기 제 1 열에 배열되는 광원들의 광출사 방향과 상기 제 2 열에 배열되는 광원들의 광출사 방향은 서로 반대 방향이거나, 서로 마주보는 방향이고,
    상기 홈은 상기 도광판의 상부면에 형성되고, 상기 광원은 상기 반사막의 하부에 배치되며,
    상기 홈에 배치되고, 상기 반사막의 하면에 배치되며, 상기 광원을 지지하는 기판; 및
    상기 홈에 배치되고, 상기 반사막의 상면에 배치되는 광 확산막
    을 더 포함하고,
    상기 광 확산막의 상면과 상기 도광판의 상면은 동일한 평면 상에 위치하는 디스플레이 장치.
  29. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서, 상기 제 1 열에 배열되는 광원의 수와 상기 제 2 열에 배열되는 광원의 수는 서로 다른 디스플레이 장치.
  30. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서, 상기 다수의 광원들은,
    하나의 상기 기판 위에 한 열씩 배열되도록, 다수의 상기 기판 위에 배열되고,
    서로 인접하는 제 1 기판과 제 2 기판은 일정 간격을 두고 배치되며,
    상기 제 1 기판에 배열되는 광원의 수와 상기 제 2 기판에 배열되는 광원의 수는 서로 다른 디스플레이 장치.
  31. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서, 상기 광원은 상면 발광형(top view type) 발광 다이오드이고, 상기 상면 발광형 발광 다이오드의 측면이 상기 광학 부재를 향하도록, 상기 상면 발광형 발광 다이오드를 90도 회전시켜 배치하는 디스플레이 장치.
  32. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 도광판의 하부면 및 상부면 중 어느 한 면에서 서로 일정 간격을 갖는 제 1, 제 2 홈으로 형성되고,
    상기 제 1 홈 내에는 상기 제 1 열로 배열되는 광원들이 배치되고, 상기 제 2 홈 내에는 상기 제 2 열로 배열되는 광원들이 배치되며,
    상기 도광판의 상부면에는 광 차단막이 형성되고, 상기 광 차단막은 상기 제 1 홈과 상기 제 2 홈 사이의 간격에 대응하고,
    상기 광 차단막은 금속, TiO2, CaCO3, ZnO, 카본 블랙(carbon black), CNT(Carbon Nano Tube) 중 적어도 어느 하나인 디스플레이 장치.
  33. 제 36 항에 있어서, 상기 도광판의 하부면에 형성되는 상기 제 1 홈 및 상기 제 2 홈은 바닥면 및 일측면에 상기 반사막이 배치되고,
    상기 제 1 홈과 상기 제 2 홈 사이의 간격은 상기 제 1 홈 또는 제 2 홈의 폭보다 더 크고,
    상기 광 차단막의 폭은 상기 제 1 홈과 상기 제 2 홈 사이의 간격과 동일한 디스플레이 장치.
  34. 제 36 항에 있어서, 상기 제 1 홈과 상기 제 2 홈 사이의 간격은 상기 제 1 홈 또는 제 2 홈의 폭보다 더 작고,
    상기 광 차단막의 폭은 상기 제 1 홈과 상기 제 2 홈 사이의 간격과 동일한 디스플레이 장치.
  35. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,
    상기 홈은 상기 도광판 상부면에 형성되는 제 1 홈과 상기 도광판 하부면에 형성되는 제 2 홈을 포함하고,
    상기 제 1 홈 내에는 제 1 열로 배열되는 광원들이 배치되고, 상기 제 2 홈 내에는 제 2 열로 배열되는 광원들이 배치되며,
    상기 제 1 열로 배열되는 광원들의 광출사 방향과 상기 제 2 열로 배열되는 광원들의 광출사 방향은 서로 마주보는 방향인 디스플레이 장치.
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