KR102073006B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 패널; 디스플레이 패널에 빛을 인가하는 백라이트 유닛; 디스플레이 패널과 백라이트 유닛 사이에 배치되고 백라이트 유닛에서 전달된 빛이 직진성을 갖도록 하는 렌즈부;를 포함하고, 백라이트 유닛은, 광을 출력하는 광모듈과, 광모듈로부터 입사되는 광을 산란시키는 제1패턴부와, 나사가 결합되는 고정 홀의 주변에 형성되고 광모듈로부터 입사되는 광의 진행 경로를 형성하여 입사되는 광을 산란시키는 제2패턴부를 갖는 도광판을 포함한다.
본 발명은 에지형 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 장치의 도광판의 빛 튐 현상 및 빛 샘 현상을 블랙 테이프 또는 베젤로 가리는 방법이 아닌 레이저 가공 기술로 방지함으로써 제작을 용이하게 할 수 있고, 디스플레이 장치의 생산성을 증가시킴과 아울러 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한 디스플레이 패널로 입사되는 광의 휘도를 균일하게 할 수 있고 3D 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

디스플레이 장치 {Display apparatus}
본 발명은 도광판의 휘도를 균일하게 하기 위한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 시각적이면서 입체적인 영상 정보를 표시하는 장치이다.
최근에는 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있어 설치 공간의 제약을 덜 받으며 대화면의 영상 구현 및 평판화가 용이하고, 고화질 등 여러 가지로 성능이 우수한 평판 디스플레이 장치(Flat Display Device)들이 개발되고 있다.
평판 디스플레이 장치의 대표적인 예로, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device : LCD), 일렉트로 루미네센스 디스플레이 장치(Electro-Luminescence Display Device : ELD), 전계 방출 디스플레이 장치(Field Emission Display Device : FED) 및 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함), 박막액정디스플레이(TFT-LCD), 플렉시블 디스플레이 등이 있다.
이 중 액정 디스플레이 장치는 가볍고, 저전력 소비, 박형 등의 특징으로 인해 박형 TV, 모니터, Portable Display 등 그 응용 범위가 점차 넓어지고 있는 추세이다.
이러한 LCD와 같은 수광형 평판 표시장치 또는 라이트박스(Light Box) 등은 2개의 얇은 유리판 사이에 고체와 액체의 중간 성질을 가진 액정(Liquid Crystal)을 주입해 전원공급시 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 영상을 표시하는 디스플레이로, PDP, FED, 유기 ELD 등과는 달리 그 자체가 비발광형(수광소자)이기 때문에 별도의 발광 수단이 없으면 사용이 불가능하므로, 화면 전체를 균일한 밝기로 유지할 수 있는 면광원 형태의 백라이트 유닛을 필요로 한다.
즉 액정 디스플레이 장치는 백라이트 유닛에서 조사된 빛을 이용하여 영상을 표시한다.
여기서 백라이트 유닛은 액정 패널의 하면에 발광체를 배열하여 빛을 조사하는 직하형 방식과, 액정 패널의 하부에 도광판을 설치하고 도광판의 한쪽 끝에 설치된 발광체에서 빛을 조사하는 에지형 방식이 있다.
이 중 에지형 방식의 백라이트 유닛에 스캐닝(Scanning) 기술을 접목시키고 백라이트 유닛의 도광판 상부에 프리즘(Prism) 또는 렌티큘러(Lenticular) 형상의 패턴을 형성하여 빛이 직진성을 가지게 해줌으로써 액정 디스플레이 장치를 통해 고급의 3차원(3D) 화질을 구현할 수 있도록 하였다.
이러한 에지형 백라이트 유닛은, 도광판에 형성된 고정 홀에서 빛 튐 현상이 발생하는 문제가 있었다. 기존에는 빛 튐 현상을 제거하기 위해 고정 홀을 이루는 면에 블랙 테이프를 부착시키는 블랙 테이핑(Black taping) 작업을 수행하였다.
이로 인해 블랙 테이프의 구매 비용이 추가적으로 발생하고 테이핑 작업으로 인해 제조 공정이 번거로워지는 문제가 있었다.
또한 디스플레이 장치가 대형화됨에 따라 고정 홀이 개수가 증가되고 이로 인해 두 고정 홀 사이에 빛이 차단되어 두 고정 홀 사이에서 암부가 발생하고, 최외곽의 고정 홀에서는 빛의 직진성이 깨지면서 빛 튐 현상이 발생하여 도광판의 휘도가 불균일해지는 문제가 있었다.
일 측면은 도광판의 제1면에 형성된 렌즈부와, 제2면에 형성된 이중의 패턴부를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
다른 측면은 도광판의 고정 홀 주변에 레이저로 가공된 직선 패턴을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
일 측면에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널; 디스플레이 패널에 빛을 인가하는 백라이트 유닛; 디스플레이 패널과 백라이트 유닛 사이에 배치되고 백라이트 유닛에서 전달된 빛이 직진성을 갖도록 하는 렌즈부;를 포함하고, 백라이트 유닛은, 광을 출력하는 광모듈과, 광모듈로부터 입사되는 광을 산란시키는 제1패턴부와, 나사가 결합되는 고정 홀의 주변에 형성되고 광모듈로부터 입사되는 광의 진행 경로를 형성하여 입사되는 광을 산란시키는 제2패턴부를 갖는 도광판을 포함한다.
도광판은, 고정 홀의 주변의 제1영역과, 제1영역을 제외한 제2영역에서 서로 상이한 양의 광이 산란되도록 한다.
제2패턴부는, 광모듈이 인접한 입사면에서 고정 홀 측으로 진행하는 광의 양을 감소시켜 고정 홀에서의 빛 튐 현상을 방지한다.
제1패턴부는 입사되는 광이 산란되도록 하고, 제2패턴부는 고정 홀로 유입되는 광이 산란, 반사 및 흡수되도록 한다.
고정 홀은, 도광판의 복수 변 중 광모듈이 인접한 변을 제외한 나머지 변에 형성되고, 제 2패턴부는, 고정 홀이 형성된 도광판의 변을 따라 형성된 패턴이다.
제1패턴부와 제2패턴부는 도광판의 면 내부로 함몰 형성되고, 제2패턴부의 깊이는 제1패턴부의 깊이보다 더 깊다.
제1패턴부와 제2패턴부는 레이저 가공에 의해 형성된다.
제1패턴부는 복수개로 이루어진 점 타입의 패턴이고, 제2패턴부는 복수개로 이루어진 직선 타입의 패턴이다.
제2패턴부는, 광모듈의 광이 입사되는 도광판의 입사면에서 고정 홀의 주변으로 갈 수록 더 높은 밀도의 직선 패턴을 포함한다.
제2패턴부는, 제1패턴부의 레이저 가공 시의 속도보다 느린 속도로 가공하여 형성시킨다.
백라이트 유닛은, 광모듈에서 출력된 빛을 도광판으로 반사시키는 반사시트를 더 포함한다.
제1패턴부 및 제2패턴부는, 도광판의 면 중 반사시트와 인접한 면에 형성된다.
디스플레이 장치는 백라이트 유닛과 디스플레이 패널 사이에 배치되어 백라이트 유닛에서 출력되는 광을 집광시키는 프리즘 시트를 더 포함한다.
디스플레이 장치는 백라이트 유닛과 디스플레이 패널 사이에 배치되어 디스플레이 패널로 제공되는 광의 일부를 재반사시키고 재반사된 광을 다시 디스플레이 패널 측으로 제공하는 반사형 편광 시트를 더 포함한다.
제2패턴부는, 도광판의 내측으로 함몰된 고정 홀의 형성 범위보다 넓게 형성된다.
다른 측면에 따른 디스플레이 장치는, 도광판의 측면에 광모듈이 배치된 에지형 백라이트 유닛을 가지는 디스플레이 장치에 있어서, 에지형 백라이트 유닛의 도광판은, 제1면과, 제1면과 대면하는 제2면과, 제1면과 제2면을 둘러싸는 측면을 가지고, 측면에서 내부로 함몰 형성되되 제1면에서 제2면으로 연장 형성된 고정 홀을 가지는 베이스부; 베이스부의 제1면에 배치된 렌즈부; 베이스부의 제2면에 형성된 제1패턴부; 베이스부의 제2면에 형성되되 고정 홀의 주변에 형성된 제2패턴부를 포함한다.
고정 홀은 도광판의 측면 중 광모듈이 배치된 측면을 제외한 나머지 측면에 각각 형성되고, 제2패턴부는, 나머지 측면과 인접한 제2면의 외곽에 형성된 직선 패턴이다.
도광판의 측면 중 광모듈이 배치된 측면은 도광판의 단변이고, 고정 홀이 형성된 측면은 도광판의 장변이다.
고정 홀은, 도광판의 장변 중 어느 하나의 장변에 복수 개 형성되고, 나머지 하나의 장변에도 복수개 형성된다.
도광판의 두 장변에 형성된 복수개의 고정 홀은, 도광판의 장변의 중앙에 일정 간격을 갖고 형성된다.
제2패턴부는, 도광판의 제2면의 외곽 중 두 장변의 외곽에 각각 형성되되, 고정 홀 주변의 밀도가 더 높게 형성된다.
제1패턴부의 형성은, 도광판의 제2면에 인접 배치된 레이저 장치를 제1속도로 이동시켜 형성된 것이고, 제2패턴부의 형성은, 레이저 장치를 제1속도보다 느린 제2속도로 이동시켜 형성된 것이다.
제2패턴부는, 도광판에 형성된 고정홀 주변인 제1영역에 형성되고, 제1패턴부는 제1영역과, 제1영역을 제외한 제2영역에 형성된다.
제2패턴부는, 도광판에 형성된 고정홀 주변인 제1영역에 형성되고, 제1패턴부는 제1영역을 제외한 제2영역에 형성된다.
제1패턴부는 광모듈로부터 입사되는 광이 산란되도록 하고, 제2패턴부는 광모듈로부터 입사되는 광의 진행 경로를 형성하여 고정 홀로 유입되는 광이 산란, 반사 및 흡수되도록 한다.
제2패턴부는, 광모듈이 인접한 입사면에서 고정 홀 측으로 진행하는 광의 양을 감소시켜 고정 홀에서의 빛 튐 현상을 방지한다.
본 발명은 에지형 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 장치의 도광판의 빛 튐 현상 및 빛 샘 현상을 블랙 테이프 또는 베젤로 가리는 방법이 아닌 레이저 가공 기술로 방지함으로써 제작을 용이하게 할 수 있고, 디스플레이 장치의 생산성을 증가시킴과 아울러 제품의 품질을 향상시킬 수 있으며, 제조 단가를 줄일 수 있다.
또한 디스플레이 패널로 입사되는 광의 휘도를 균일하게 할 수 있고 3D 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 예시도이다.
도 2는 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 4는 실시 예에 따른 디스플레이 장치에 마련된 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 5는 실시 예에 따른 디스플레이 장치에 마련된 백라이트 유닛의 도광판의 사시도이다.
도 6a 및 6b는 실시 예에 따른 디스플레이 장치에 마련된 백라이트 유닛의 도광판의 저면도이다.
도 7a 및 7b는 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 패턴부에서의 광 진행 경로 예시도이다.
도 8은 실시 예에 따른 디스플레이 장치에 마련된 백라이트 유닛의 도광판의 사시도로, 도광판의 다른 예이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 예시도이고, 도 2는 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도이며, 도 3은 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 단면도이다.
디스플레이 장치(100)는 텔레비전, 모니터 및 이동 통신 단말기의 표시 장치 등과 같이 영상을 표시하는 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 영상을 디스플레이하고 사운드를 출력한다. 여기서 사운드는 외부에 마련된 기기를 통해 출력하는 것도 가능하다.
이러한 디스플레이 장치(100)는 하단에 장착된 스탠드(200)에 의해 지지되는 것도 가능하고, 브라켓 등에 의해 벽에 설치되는 것도 가능하다.
본 실시 예는 디스플레이 장치 중 디스플레이 패널 자체에서 빛을 내지 못해 백라이트 유닛에서 방출된 빛의 투과 량을 조절하여 디스플레이 패널을 통해 영상이 보이도록 하는 액정 디스플레이 장치를 예를 들어 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이 액정 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 백라이트 유닛(120), 확산판(130), 광학 시트(140), 지지부재(150), 섀시(160), 하우징(170: 171, 172)을 포함한다. 이를 도 3을 참조하여 설명한다.
디스플레이 패널(110)은 액정층을 통과하는 광의 투과율을 조절하여 문자, 숫자, 임의의 아이콘 등의 영상 정보를 표시하는 패널로, 대략 60인치 이상의 대형 패널이다. 여기서 액정층을 통과하는 광의 투과율은 인가되는 전압의 세기에 따라 조절 가능하다.
디스플레이 패널(110)은 컬러 필터 패널(color filter array panel), TFT 패널(thin film transistor array panel), 액정층 및 실런트를 포함한다. 여기서 컬러 필터 패널 및 TFT 패널은 유리(Glass) 재질로 이루어진다.
컬러 필터 패널은 각 화소마다 색상이 표시될 수 있도록 TFT 패널의 화소 전극에 대응하는 영역에 형성된 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터를 포함한다. 또한, 컬러 필터 패널에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극이 형성된다.
디스플레이 패널(110)의 TFT 패널은 컬러 필터 패널과 이격 배치되며 다수 개의 게이트 라인, 데이터 라인 및 화소 전극을 포함한다.
여기서 게이트 라인은 행 방향으로 배치되어 있어 게이트 신호를 전달하고, 데이터 라인은 열 방향으로 배치되어 있고 데이터 신호를 전달하며, 화소 전극은 게이트 라인과 데이터 라인에 연결되며, 스위칭 소자와 유지 캐패시터를 포함한다.
여기서 스위칭 소자는 게이트 라인과 데이터 라인의 교차점에 형성되며, 스위칭 소자의 출력 단자에는 유지 캐패시터가 연결된다.
유지 캐패시터의 다른 단자는 공통 전압(common voltage)에 연결되거나, 게이트 라인에 연결된다.
디스플레이 패널(110)은 컬러 필터 패널 및 TFT 패널 사이에 배치된 액정층을 더 포함한다. 이 액정층은 밀봉재와, 밀봉재 내에 수용된 액정을 포함한다.
액정층은 외부에서 인가되는 전압에 의해 배열 방향이 변화된다. 이때 액정층을 투과하는 광의 투과율이 조절된다.
한편, 디스플레이 패널(110)의 컬러필터 패널, TFT 패널 및 액정층은 액정 캐패시터를 구성하며, 이와 같이 구성된 액정 캐패시터는 화소 전극의 스위칭 소자의 출력 단자와 공통 전압 또는 기준 전압(reference voltage)과 연결된다.
실런트는 디스플레이 패널(110)의 컬러 필터 패널 및 TFT 패널의 테두리에 형성된 것으로, 컬러 필터 패널과 TFT 패널을 결합시킨다. 이러한 실런트는 디스플레이 패널(110)의 형태를 유지할 수 있도록 한다.
디스플레이 패널(110)은 영상 구동부(111)를 더 포함한다.
영상 구동부(111)는 X전극을 구동시키는 제1구동부(111a)와, Y전극을 구동시키는 게이트 구동부(111b)를 포함한다. 여기서 X 전극은 소스 전극, Y전극은 게이트 전극이다. 이러한, 제1 구동부(111a)와 제2 구동부(111b)는 구동 모듈(미도시)과 연결되어 있다.
제1 구동부(111a)는 영상 데이터에 기초하여 데이터 라인별 계조 전압을 선택하고, 선택된 계조 전압을 데이터 라인을 통해 액정에 전달한다.
제2 구동부(111b)는 영상 데이터에 기초한 온오프 신호를 주사 라인을 통해 스위칭 소자인 박막 트랜지스터에 전달하여 박막 트랜지스터(TFT)를 온 또는 오프시킨다.
즉 제1구동부(111a)에서 각 컬러 값에 해당하는 전압을 공급하면 제2구동부(122b)에서는 이를 받아 해당하는 픽셀에 전압을 열어 주는 역할을 한다.
데이터 라인에 TFT의 소스 전극이 접속되고, 주사 라인에 게이트 전극이 연결되며, ITO(indium tin oxide)의 화소전극에 TFT의 드레인 전극이 접속된다. 이와 같은 TFT는 주사선으로 주사신호가 공급될 때 온되어 데이터 라인으로부터 공급되는 데이터 신호를 화소전극으로 공급한다.
공통전극에는 소정의 전압이 인가되고, 이에 따라 공통전극과 화소전극 사이에는 전계가 형성된다. 이와 같은 전계에 의해 액정패널 사이의 액정의 배열각이 변화되고, 변화된 배열각에 따라 광투과도가 변경되어 원하는 영상을 표시하게 되는 것이다.
구동 모듈(미도시)은 게이트 제어 신호, 데이터 제어 신호 및 이와 관련된 데이터 신호 등에 기초한 게이트 구동 신호 및 데이터 구동 신호를 TFT 패널 상에 형성된 게이트 라인과 데이터 라인에 각각 제공함으로써, 디스플레이 패널(110) 상에 원하는 영상을 구현할 수 있다. 이는 추후에 설명하도록 한다.
백라이트 유닛(120)은 디스플레이 패널(110)의 측면에서 빛을 방출하는 광원 장치로, 에지형(Edge LED) 광원 장치이다.
백라이트 유닛(120)은 복수의 광 모듈(121: 121-1, 121-2)과, 복수의 광 모듈 사이에 배치된 도광판(122) 및 반사 시트(123)를 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이 각 광 모듈(121: 121-1, 121-2)은 빛을 출력하는 광원부(121a)와, 광원부(121a)에서 빛이 출력되도록 광원부(121a)를 구동시키는 광 구동부(121b)를 포함한다.
여기서 광원부(121a)는 고효율, 저전력으로 광을 발생하는 발광 다이오드(LED)이고, 광 구동부(121b)는 발광 다이오드에 인가되는 전력을 공급 또는 차단하거나 발광 다이오드에 공급되는 전력의 크기 조절하는 것으로, 복수의 발광 다이오드가 전기적으로 장착된 인쇄 회로 기판(PCB)이다.
도광판(123)은 입사된 광을 디스플레이 패널(110)로 안내하는 것으로, 광을 투과시킬 수 있는 투과성 재료 중의 하나인 아크릴계 투명수지인 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA)같은 플라스틱(plastic) 물질 또는 폴리카보네이트(polycarbonate : PC)계열에 의해 판 형태(flat type)로 이루어진다.
이러한 도광판(123)은 투명성, 내후성, 착색성이 우수하여 광이 투과할 때 광의 확산을 유도한다.
반사 시트(123)는 도광판(122)과 커버(172) 사이에 배치되고 도광판(122)의 측면에서 제공되는 광을 도광판(122)의 측면 또는 렌즈부(122b)로 반사한다.
이러한 에지형 백라이트 유닛(120)에 대해 추후 구체적으로 설명한다.
확산판(130)은 디스플레이 패널(110)과 백라이트 유닛(120) 사이에 위치하고 백라이트 유닛(120)에서 나오는 빛을 면을 따라 확산시켜 화면 전체적으로 색상 및 밝기가 균일하게 보이도록 해 주는 반투명 패널로, 백라이트 유닛(120)에서 발광된 광의 휘도 등을 향상시켜 디스플레이 패널(110)로 공급한다.
즉 확산판(130)은 백라이트 유닛(120)의 발광 다이오드(LED)의 광을 증대시키고 전체 면의 밝기를 균일하게 유지시킨다.
광학 시트(140)는 디스플레이 패널(110)과 확산판(130) 사이에 배치되는 시트로, 프리즘이 형성된 프리즘 시트(141)와, 복굴절의 다층 코팅에 의한 반사형 편광 시트(DBEF: Dual Brightness Enhancement Film, 142)를 포함한다.
프리즘 시트(141)은 삼각 프리즘 형상의 프리즘 패턴을 포함하고, 이 프리즘 패턴은 복수 개가 인접 배열되어 복수 개의 띠 모양을 이룬다.
즉, 프리즘 패턴(141)은 산과 골이 반복되는 패턴으로 열을 지어 기준 면으로부터 디스플레이 패널 방향으로 돌출 형성되어 있다.
또한 프리즘 시트(141)의 프리즘 패턴은 도광판(122)의 렌즈부의 렌즈 패턴의 배열과 서로 수직하게 엇갈리도록 배치 가능하다.
반사형 편광 시트(142)는 디스플레이 패널(110)의 전면 및 후면에 배치된 편광판(미도시)에서 흡수할 광의 일부를 재반사시키고 재반사된 광을 다시 편광판에 제공하는 시트이다.
좀 더 구체적으로 반사형 편광시트(142)는 입사된 광 중 일부 광을 투과시키며 나머지 광을 반사시키는데, 이때 반사된 광은 확산시트(130) 및 프리즘 시트(141)에 의해 산란광으로 재생되고, 이렇게 재생된 산란광 중 일부 광은 다시 반사형 편광시트(142)를 투과하고 나머지 광은 또 다시 반사됨으로써, 광의 재생이 끊임없이 반복된다. 그 결과 광손실을 최소화 할 수 있다.
즉 반사형 편광 시트(142)는 편광판을 통과하지 못한 편광을 재생시킴으로써 광효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 광학시트(140)는 도광판(122)에서 출력되는 광의 휘도를 균일하게 하고 확산 또는 고휘도의 광을 집광하는 등의 방식을 이용하여 광특성을 개선하여 디스플레이 패널(110)에 제공한다.
지지부재(150)는 베젤(171)과 커버(172) 사이에 배치된 디스플레이 패널(110), 확산판(130), 광학 시트(140), 광원(160)을 지지한다.
또한 지지부재(150)는 디스플레이 패널(110)과 광학 시트(140) 사이의 거리, 확산판(130)과 광학 시트(140) 사이의 거리, 확산판(130)과 백라이트 유닛(120) 사이의 거리가 유지되도록 한다.
섀시(160)는 영상 표시 및 사운드 출력에 필요한 각종 구성품을 연결하는 패널로, 새시(160)에는 각종 인쇄 회로 기판, 입출력 장치 등이 장착되어 있다.
이러한 새시(160)는 방열과 강도가 우수한 금속으로 이루어진다.
새시(160)에는 디스플레이 패널(110) 및 백 라이트 유닛(120)을 구동시키기 위한 구동 모듈(미도시)이 배치되어 있다.
하우징(170)은 베젤(171)과 커버(172)를 포함한다.
여기서 베젤(171)은 지지부재(150)에 지지된 디스플레이 패널(110)을 고정시키고, 또한 지지부재(150) 또는 커버(172)와 분리 가능하게 결합된다.
베젤(171)은 커버(172)와 결합 시 수용 공간을 형성하며, 이 수용 공간 내에는 디스플레이 패널(110), 백라이트 유닛(120), 확산판(130), 광학 시트(140) 및 새시(160) 등이 배치된다.
도 4는 실시 예에 따른 디스플레이 장치에 마련된 백라이트 유닛의 평면도이다.
백 라이트 유닛(120)의 도광판(122)의 양 쪽 측면(즉, 입광면)에는 제1광모듈(121-1) 및 제2광모듈(121-2)이 배치되어 있고, 나머지 양쪽 측면에는 복수의 고정 홀(122e)이 각각 형성되어 있다.
여기서 복수의 고정 홀(122e)은 나사가 각각 삽입 및 결합되는 홀로, 도광판(122)이 커버(172)에 고정될 수 있도록 한다.
즉 60인치 이상인 대형의 도광판(122)을 커버(172)에 안정적으로 고정시키기 위해 도광판에 고정 홀(122e)이 복수 개 형성된 것이다.
이러한 복수개의 고정 홀은, 도광판의 두 장변에 각각 둘 이상으로 형성되는데, 이때 하나의 장변에 형성된 둘 이상의 고정 홀은 도광판의 장변의 중앙에 일정 간격을 갖고 형성된다.
도광판(122)은 고정 홀(122e) 주변의 영역으로 광모듈(121-1, 121-2)이 배치되지 않은 양 쪽 측면을 포함하는 영역인 제1 영역(A1)과, 제1영역(A1)을 제외한 나머지 영역인 제2영역(A2)을 포함한다.
이러한 도광판(122)의 제1영역(A1)과 제2영역(A2)에는 복수의 광 모듈(121: 121-1, 121-2)에서 출력된 광이 입사된다.
도광판(122)은 광모듈(121-1, 121-2)이 배치되지 않은 도광판(122)의 측면의 경계 면에서 반사가 일어나고 또한 고정 홀(122e)을 이루는 경계 면에서 빛 튐 현상 및 암부가 발생하여 도광판(122)의 제1영역(A1)과 제2영역(A2)의 휘도가 다소 상이하게 나타나는 것을 방지하기 위해, 이중으로 형성된 패턴부를 더 포함한다. 이를 도 5a를 참조하여 설명한다.
도 5는 실시 예에 따른 디스플레이 장치에 마련된 백라이트 유닛의 도광판의 사시도이다. 이를 도 6a, 6b, 7a 및 7b를 참조하여 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 도광판(122)은 베이스부(122a)와, 베이스부(122a)의 일 면에 형성된 렌즈부(122b)와, 베이스부(122a)의 다른 일 면에 형성된 제1패턴부(122c), 제2패턴부(122d) 및 고정 홀(122e)을 포함한다.
여기서 제1패턴부(122c), 제2패턴부(122d)가 형성된 베이스부의 면은 렌즈부(122b)가 인접한 면과 마주보는 면이다.
베이스부(122a)는 상하면인 제1면 및 제2면과, 제1면과 제2면의 둘레를 감싸는 측면을 포함하고, 이 측면은 4개로 이루어진다.
렌즈부(122b)는 베이스부(122a)의 상면인 제1면에 형성된 것으로, 복수의 렌즈 패턴이 서로 인접하여 띠 모양으로 배열되어 있다. 여기서의 복수의 렌즈 패턴은 복수의 골과 산을 이루며, 산은 제1면에서 디스플레이 패널 방향으로 돌출 형성되며 라운드 모양이다.
이러한 렌즈부(122b)는 제1광모듈(121-1) 및 제2광모듈(121-2)에서 출력된 광, 하면인 제2면에서 반사된 광 및 반사 시트(123)에서 반사된 광을 집광하고 집광된 광을 디스플레이 패널(110)로 제공한다.
렌즈부(122b)는 베이스부(122a)와 일체형으로 형성된 것이다. 즉, 렌즈부(122b)는 사출방식을 통해 베이스부(122a)의 제1면에 형성 가능하다.
제1패턴부(122c)는 도광판(122)의 하면인 제2면의 전 영역(A1, A2)에 형성되어 디스플레이 패널(110)에 균일한 광을 공급하도록 하는 특정 모양으로 이루어진 패턴을 포함한다.
여기서, 제1패턴부(122c)의 패턴은 제1광모듈 및 제2광모듈 주변의 영역에서 전반사를 유도하고 광모듈 주변을 제외한 나머지 영역에서 산란을 유도한다.
이러한 제1패턴부(122c)는 레이저 가공 방식에 의해 형성된 것으로, 점 패턴, 원형의 패턴, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양한 타입으로 구현 가능하다.
이와 같은 패턴은 도광판(122)의 하면인 제2면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성하는 것도 가능하다.
제2패턴부(122d)는 도광판의 측면 중 광모듈이 배치된 측면을 제외한 나머지 측면과 인접한 제2면의 외곽에 형성된다.
즉 제2패턴부(122d)는 도광판(122)의 하면인 제2면에 형성되되, 고정 홀(122e)이 형성된 제1영역(A1)에 형성되어 입사된 광 중 산란시킴으로써 고정 홀(122e)을 이루는 경계면에서 발생하는 빛 튐 현상과, 고정홀과 고정홀 사이에서 발생하는 암부를 방지할 수 있다.
이러한 제2패턴부(122d)는 레이저 가공 방식에 의해 형성된 것으로, 제1영역의 제1모서리(b1)에서 제2모서리(b2)로 연장 형성되되, 제1모서리(b1)와 제2모서리(b2)를 잇는 장변인 제3모서리(b3) 및 제4모서리(b4)를 따라 형성된 직선 패턴을 포함한다.
즉, 제1패턴부와 제2패턴부는 레이저 가공에 의해 도광판(122)의 제2면에서 내측으로 함몰 형성된다.
도 6a에 도시된 바와 같이 제2패턴부(122d)의 직선 패턴은 고정 홀(122e)이 형성된 중심 부분(C1)이 단변인 제1모서리(b1) 및 제2모서리(b2)의 주변(C2)보다 더 많이 형성되어 있다.
즉, 제2패턴부(122d)의 직선 패턴은 고정 홀(122e)이 형성된 중심 부분(C1)에 집중적으로 많이 형성되어 있다.
중심 부분(C1)에 형성된 제2패턴부(122d)의 직선 패턴은, 제3모서리(b3)에서 내 측으로 일정 길이만큼 형성되어 있는데, 이때 제3모서리(b3)에서 내 측으로 파인 고정 홀(122e)의 길이보다 더 긴 길이로 형성되어 있다.
또한 중심 부분(C1)에 형성된 제2패턴부(122d)의 직선 패턴은, 제4모서리(b4)에서 내 측으로 일정 길이만큼 형성되어 있는데, 이때 제4모서리(b4)에서 내 측으로 파인 고정 홀(122e)의 길이보다 더 긴 길이로 형성되어 있다.
즉 제2패턴부(122d)는 도광판의 내측으로 함몰된 고정 홀(122e)의 형성 범위보다 넓은 형성 범위를 가짐으로써 고정 홀(122e)의 형성 범위를 수용한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 제1패턴부와 제2패턴부는 도광판의 제2면으로부터 내측으로 함몰 형성되는데, 이때 제1패턴부(122c)의 깊이(d1)와 제2패턴부(122d)의 깊이(d2)는 서로 상이하다.
즉, 제2패턴부(122d)의 깊이(d2)는 제1패턴부(122c)의 깊이(d1)보다 더 깊은 깊이를 갖는다. 여기서 제2패턴부(122d)의 깊이(d2)는 대략 1mm이다.
아울러, 도광판(122)의 제2면에 형성된 제1패턴부와 제2패턴부는 서로 중복된 이중 패턴으로 형성 가능하다. 즉, 제1패턴부 상에 제2패턴부를 형성시키는 것도 가능하다.
이와 같이, 도광판(122)의 제2면의 제1영역 및 제2영역에 제1패턴부를 형성시키고, 제2영역에 제2패턴부를 형성시킴으로써, 고정 홀(122e)로 유입되는 빛의 양을 직선의 이중 패턴으로 감소시켜 고정 홀(122e)에서 깨지는 빛의 양을 줄일 수 있다. 또한 직선의 이중패턴에서 생기는 빛의 산란으로 고정 홀(122e)에서 튀는 빛을 완화시킬 수 있다. 이를 통해 도광판(122)에서의 휘도를 균일하게 할 수 있다.
이를 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한다.
도 7a는 백라이트 유닛을 상측에서 보았을 때의 광의 진행 경로이고, 도 7b는 백라이트 유닛의 도광판을 측면에서 보았을 때의 광의 진행 경로이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 장변 쪽의 제2패턴부의 직선 패턴은 단변 쪽의 광 모듈에서 입사되는 광을 차단 및 산란 시킴으로써 고정 홀(122e)로 진행하는 광의 양을 감소시켜 고정 홀(122ㄷ)에서의 빛 튐 현상을 개선시킬 수 있다.
이렇게 제2패턴부의 직선 패턴에서 흡수된 광은 고정 홀(122e)에서 약하게 튀는 광을 전체적으로 완화시킬 수 있다. 즉 제2패턴부의 직선패턴은 광의 산란으로 고정 홀(122e)에서의 빛 튐 현상을 방지할 수 있다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 고정 홀(122e) 주변인 제1영역에서의 광(L1)은 제2패턴부의 직선패턴에 의해 흡수 및 산란되는 광이며, 제2영역에서의 광(L2)은 직선패턴에 의해 반사되는 광이다.
또한 도광판은 광이 입사되는 입광면보다 고정 홀 주변의 직선 패턴의 밀도를 높임으로써 휘선을 차단할 수 있다. 이를 통해 입광면의 주변에서 상대적으로 많은 광이 직선 패턴에 맞고 튀는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 광의 경로를 안내해주어 빛샘, 빛 튐 현상을 상쇄함으로써 3차원(3D) 영상의 화질을 향상시킬 수 있다.
이러한 제1, 2패턴부(122c, 122d)의 형성 방법을 간략하게 설명한다.
스테이지(미도시) 위에 제1면에 렌즈부(122b)가 형성된 도광판(122)을 배치시킨다. 이때 스테이지의 면에 도광판의 제1면이 맞닿도록 배치하고, 도광판(122)의 제2면에 레이저 장치(미도시)가 인접하도록 배치한다.
다음 레이저 장치(미도시)를 제1속도로 이동시키면서 레이저를 출력함으로써 도광판(122)의 제2면의 제1영역 및 제2영역에 제1패턴부(122c)를 형성시킨다.
다음 제1패턴부(122c)의 형성이 완료되면 고정 홀(122e)이 형성된 도광판 양 측면의 제1영역(A1)에서 레이저 장치(미도시)를 제2속도로 이동시키면서 레이저를 출력함으로써 도광판(122)의 제2면의 제1영역에 제2패턴부(122d)의 직선 패턴을 형성시키되, 고정 홀(122e)이 형성된 부분에 직선 패턴을 집중적으로 형성시킨다.
여기서 제1속도는 제2속도보다 더 빠른 속도이다.
아울러, 제1영역에서 레이저 장치를 제2속도로 이동시켜 제2패턴부(122d)를 형성시킨 후 제2영역에서 레이저 장치를 제1속도로 이동시켜 제1패턴부(122c)를 형성시키는 것도 가능하다. 여기서 제1속도는 제2속도보다 더 빠른 속도이다.
도 8은 실시 예에 따른 디스플레이 장치에 마련된 백라이트 유닛의 다른 예시도이다.
도광판(122)은 일 예와 같이, 베이스부(122a)와, 베이스부(122a)의 일 면에 배치되는 렌즈부(122b)와, 베이스부(122a)의 다른 일 면에 형성된 제1패턴부(122c), 제2패턴부(122d) 및 고정 홀(122e)을 포함한다.
여기서 베이스부(122a)와 렌즈부(122b)는 분리 형성된 것으로, 인접하여 배치 가능하다.
도광판(122)의 베이스부(122a)는 상하면인 제1면(S1) 및 제2면(S2)과, 제1면과 제2면의 둘레를 감싸는 측면을 (S3)포함하고, 이 측면은 4개로 이루어진다.
베이스부(122a)는 제2면(S2)에 형성된 제1패턴부(122c), 제2패턴부(122d)을 포함하고, 측면(S3)에 형성되되 제1면(S1)에서 제2면(S2)으로 연장 형성된 고정 홀(122e)을 포함한다. 여기서 제1패턴부(122c), 제2패턴부(122d)가 형성된 베이스부의 제2면(S2)은 렌즈부(122b)와 대면한다.
렌즈부(122b)는 베이스부(122a)의 상면인 제1면(S1)에 인접하여 배치되는 것으로, 복수의 렌즈 패턴이 서로 인접하여 띠 모양으로 배열되어 있다. 여기서의 복수의 렌즈 패턴은 복수의 골과 산을 이루며, 산은 제1면에서 디스플레이 패널 방향으로 돌출 형성되며 라운드 모양이다.
이러한 렌즈부(122b)는 제1광모듈(121-1) 및 제2광모듈(121-2)에서 출력된 광, 하면인 제2면에서 반사된 광 및 반사 시트(123)에서 반사된 광을 집광하고 집광된 광을 디스플레이 패널(110)로 제공한다.
렌즈부(122b)는 베이스부(122a)와 분리 형성된 것이다.
제1패턴부(122c)는 도광판(122)의 하면인 제2면의 전 영역(A1, A2)에 형성되어 디스플레이 패널(110)에 균일한 광을 공급하도록 하는 특정 모양으로 이루어진 패턴을 포함한다.
여기서, 제1패턴부(122c)의 패턴은 제1광모듈 및 제2광모듈 주변의 영역에서 전반사를 유도하고 광모듈 주변을 제외한 나머지 영역에서 산란을 유도한다.
이러한 제1패턴부(122c)는 레이저 가공 방식에 의해 형성된 것으로, 원형의 패턴, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양한 모양으로 구현 가능하다.
이와 같은 패턴은 도광판(122)의 하면인 제2면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성하는 것도 가능하다.
제2패턴부(122d)는 도광판(122)의 하면인 제2면에 형성되되, 고정 홀(122e)이 형성된 제1영역(A1)에 형성되어 입사된 광 중 산란시킴으로써 고정 홀(122e)을 이루는 경계면에서 발생하는 빛 튐 현상과, 고정홀과 고정홀 사이에서의 암부의 발생을 방지할 수 있다.
이러한 제2패턴부(122d)는 레이저 가공 방식에 의해 형성된 것으로, 제1영역의 제1모서리(b1)에서 제2모서리(b2)로 연장 형성되되, 제1모서리(b1)와 제2모서리(b2)를 잇는 장변인 제3모서리(b3) 및 제4모서리(b4)를 따라 형성된 직선 패턴을 포함한다.
이와 같이 도광판(122)에 제1패턴부 및 제2패턴부를 형성시킴으로써 빛 이 직진성을 갖도록 해주어 LED 스캐닝(LED Scanning) 효과를 극대화 할 수 있다.
110: 디스플레이 패널 120: 백라이트 유닛
130: 확산판 140: 광학시트

Claims (26)

  1. 디스플레이 패널;
    빛을 출력하는 광 모듈과, 상기 광모듈로부터 입사되는 빛을 산란시키는 도광판을 포함하고, 상기 디스플레이 패널 측으로 빛을 방출하는 백라이트 유닛;
    상기 디스플레이 패널과 상기 백라이트 유닛 사이에 배치되고 상기 백라이트 유닛에서 전달된 빛이 직진성을 갖도록 하는 렌즈부;를 포함하고,
    상기 도광판은, 제1패턴을 가지는 제1패턴부와, 나사가 고정되는 고정홀이 마련되고 제2패턴을 가지는 제2패턴부를 포함하고,
    상기 제2패턴부의 제2패턴 중 상기 나사 고정홀 주변의 제2패턴은 상기 제2패턴부의 다른 부분의 제2패턴보다 밀도가 높은 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 영역들 중 상기 고정 홀의 주변의 제1영역과 상기 제1영역을 제외한 제2영역에서는, 서로 상이한 양의 빛이 산란되는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2패턴부는,
    상기 광모듈이 인접한 입사면에서 상기 고정 홀 측으로 진행하는 빛의 양을 감소시켜 상기 고정 홀에서의 빛 튐 현상을 방지하는 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1패턴부는 상기 입사되는 빛이 산란되도록 하고,
    상기 제2패턴부는 상기 고정 홀로 유입되는 빛이 산란, 반사 및 흡수되도록 하는 디스플레이 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1패턴부의 제1패턴과 상기 제2패턴부의 제2패턴은 상기 도광판의 면 내부로 함몰 형성되고,
    상기 제2패턴부의 제2패턴의 깊이는 상기 제1패턴부의 제1패턴의 깊이보다 더 깊은 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1패턴부의 제1패턴과 상기 제2패턴부의 제2패턴은 레이저 가공에 의해 형성된 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1패턴부의 제1패턴은 복수 개로 이루어진 점 타입의 패턴이고,
    상기 제2패턴부의 제2패턴은 복수 개로 이루어진 직선 타입의 패턴인 디스플레이 장치.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제2패턴부의 제2패턴은,
    상기 제1패턴부의 제1패턴의 레이저 가공 시의 속도보다 느린 속도에 의해 가공된 형성시킨 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛은,
    상기 광모듈에서 출력된 빛을 상기 도광판으로 반사시키는 반사시트를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제1패턴부 및 제2패턴부는,
    상기 도광판의 면 중 상기 반사시트와 인접한 면에 마련된 디스플레이 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛과 디스플레이 패널 사이에 배치되어 상기 백라이트 유닛에서 출력되는 광을 집광시키는 프리즘 시트를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛과 디스플레이 패널 사이에 배치되어 상기 디스플레이 패널로 제공되는 광의 일부를 재반사시키고 재반사된 광을 다시 디스플레이 패널 측으로 제공하는 반사형 편광 시트를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 제2패턴부는,
    상기 도광판의 내측으로 함몰된 고정 홀의 형성 범위보다 넓게 마련된 디스플레이 장치.
  16. 도광판의 측면에 광모듈이 배치된 에지형 백라이트 유닛을 가지는 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 에지형 백라이트 유닛의 도광판은,
    제1면과, 상기 제1면과 대면하는 제2면과, 상기 제1면과 제2면을 둘러싸는 측면들을 가지고, 상기 측면들 중 상기 광모듈이 배치된 측면을 제외한 측면에서 내부로 함몰 형성되되 상기 제1면에서 제2면으로 연장 형성된 고정 홀을 가지는 베이스부;
    상기 베이스부의 제1면에 배치된 렌즈부;
    상기 베이스부의 제2면에 함몰되어 마련된 제1패턴부; 및
    상기 베이스부의 제2면에 마련되되 상기 고정 홀이 마련된 주변에 함몰되어 마련되고 상기 제1패턴부의 함몰 깊이보다 더 깊은 함몰 깊이를 가지는 제2패턴부를 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 삭제
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 도광판의 측면 중 상기 광모듈이 배치된 측면은 상기 도광판의 단변이고, 상기 고정 홀이 마련된 측면은 상기 도광판의 장변인 디스플레이 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 고정 홀은,
    상기 도광판의 장변 중 어느 하나의 장변에 복수 개 마련되고, 나머지 하나의 장변에도 복수 개 마련되는 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 도광판의 두 장변에 형성된 복수개의 고정 홀은,
    상기 도광판의 장변의 중앙에 일정 간격으로 마련된 디스플레이 장치.
  21. 제 16 항에 있어서, 상기 제2패턴부는,
    상기 광모듈의 빛이 입사되는 상기 도광판의 측면에서 상기 고정 홀의 주변으로 갈 수록 더 높은 밀도의 패턴을 포함하는 디스플레이 장치.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1패턴부는, 제1속도로 이동되는 레이저 장치에 의해 마련된 패턴을 포함하고,
    상기 제2패턴부는, 상기 레이저 장치를 상기 제1속도보다 느린 제2속도로 이동되는 레이저 장치에 의해 마련된 패턴을 포함하는 디스플레이 장치.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2패턴부는, 상기 도광판에 마련된 고정홀 주변인 제1영역에 마련되고,
    상기 제1패턴부는, 상기 제1영역과, 상기 제1영역을 제외한 제2영역에 마련된 디스플레이 장치.
  24. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2패턴부는, 상기 도광판에 형성된 고정홀 주변인 제1영역에 마련되고,
    상기 제1패턴부는 상기 제1영역을 제외한 제2영역에 마련된 디스플레이 장치.
  25. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1패턴부는 상기 광모듈로부터 입사되는 빛이 산란되도록 하고,
    상기 제2패턴부는 상기 광모듈로부터 입사되는 빛의 진행 경로를 형성하여 상기 고정 홀로 유입되는 빛이 산란, 반사 및 흡수되도록 하는 디스플레이 장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 제2패턴부는,
    상기 광모듈이 배치된 측면에서 상기 고정 홀 측으로 진행하는 빛의 양을 감소시켜 상기 고정 홀에서의 빛 튐 현상을 방지하는 디스플레이 장치.
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