KR102347472B1 - 양면 표시장치 및 그를 위한 백라이트 유닛 - Google Patents

양면 표시장치 및 그를 위한 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양면 표시장치 및 그를 위한 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 2개의 도광판과 그 사이에 단일의 반사판이 배치되는 구조의 백라이트 유닛을 이용하되, 2개 광원부의 광특성을 다르게 하는 구성과, 웨지형 도광판을 1개 이상 이용하는 구성과, 상이한 광학특성을 가지는 2개의 광학시트를 사용하는 구성과, 상이한 해상도 또는 투과율을 가지는 표시패널을 사용하는 구성 등을 조합하여 적용함으로써, 상대적으로 작은 두께를 가지면서도 양면의 휘도 이원화가 가능한 양면 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

양면 표시장치 및 그를 위한 백라이트 유닛{Double-sided Display Device and Backlight Unit therefor}
본 발명은 양면 표시장치, 더 구체적으로는 양면으로 각각 다른 휘도로 영상을 출력하는 양면 표시장치 및 그를 위한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기전계발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device)와 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치 중 액정 표시장치(LCD)는 화소영역 각각을 온(on)/오프(off) 제어하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정물질층을 포함하는 표시패널과, 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 구동부와, 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU) 등을 포함하여 구성되며, 화소 영역에 구비된 화소(Pixel; PXL) 전극 및 공통 전압(Vcom) 전극 사이에 인가되는 전계에 따라 액정층의 배열 상태가 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.
이러한 액정 표시장치의 경우에는 외부에서 광을 제공하는 백라이트 장치가 있어야 하며, 이러한 백라이트 유닛은 광원과, 도광판, 반사판, 상부 시트 등의 서브 유닛들을 포함할 수 있으며, 표시장치의 측면 및 후면을 지지하기 위한 지지구조로서의 1 이상의 프레임(Frame) 또는 샤시(Chassis)를 포함할 수 있다.
일반적인 표시장치는 평면 형상의 표시장치의 한쪽면으로만 영상을 출력하며, 다른쪽 면에는 커버버텀 또는 백커버 등으로 지지되어 영상을 출력할 수 없다.
최근 상업적인 목적 등으로 특수한 기능의 디스플레이 수단들이 개발되고 있으며, 그 중 하나로서 표시장치의 양면으로 영상을 출력할 수 있는 양면 디스플레이가 있다.
예를 들면, 표시장치의 일면은 실외에, 다른 면은 실내에 배치되어 양쪽으로 동일한 영상 또는 서로 다른 영상을 표시함으로써, 실내외 모두에서 영상을 볼 수 있도록 하는 양면 디스플레이가 사용되고 있다.
이와 같이, 실내외에 모두에 영상을 출력하기 위한 양면 표시장치의 경우, 밝은 실외방향으로는 높은 휘도의 영상을 출력해야 하고, 실내방향으로는 상대적으로 낮은 휘도로 영상을 출력해도 되며, 따라서 양면 표시장치의 제1면과 제2면의 휘도를 이원화할 필요가 있다.
그러나, 현재까지는 이러한 양면 디스플레이는 각각 별도로 존재하는 일반적인 표시장치, 즉 한쪽면으로만 영상을 표시하는 표시장치 2개는 물리적으로 접합하여 사용하거나, 단일의 도광판을 이용하여 양측으로 광을 출력하는 양면 백라이트 유닛을 이용하는 단순한 형태의 양면 디스플레이만 개발되어 있다.
더욱이, 기존의 양면 표시장치의 경우 2개의 면으로 동일한 휘도의 영상을 출력하므로, 전술한 바와 같이 실내외에 걸쳐 사용되는 경우 등에서와 같이 휘도를 이원화하는 기술은 개발되지 않고 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 2개의 면에서 다른 휘도를 가지는 양면 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 반사판을 공유하는 2개의 도광판과, 다른 광특성을 가지는 2개의 광원 모듈을 이용함으로써, 상대적으로 작은 두께를 가지면서도 양면의 휘도 이원화가 가능한 양면 표시장치 및 그를 위한 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 반사판을 공유하는 2개의 도광판을 이용하되, 도광판의 입광부를 확장시키는 웨지부(Wedge Portion)를 형성함으로써, 광효율이 향상된 휘도 이원화 양면 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 반사판을 공유하는 2개의 도광판과, 다른 광특성을 가지는 2개의 광원 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 이용하되, 서로 다른 투과도를 가지는 2개의 표시패널을 양면에 배치함으로써, 양면의 휘도 이원화가 가능한 양면 표시장치 및 그를 위한 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, 제1광특성을 가지는 제1광원부와 상기 제1광특성과 상이한 제2광특성을 가지는 제2광원부와, 상기 제1광원부 및 제2광원부로부터의 광을 도광시키기 위한 제1도광판 및 제2도광판과, 상기 제1도광판 및 제2도광판 사이에 배치되는 단일의 반사판과, 상기 제1도광판 및 제2도광판상에 각각 배치되는 제1광학시트 및 제2광학시트를 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛의 전면 및 배면에 각각 배치되는 제1표시패널 및 제2표시패널;을 포함하는 양면 표시장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 제1광특성을 가지는 제1광원부와 상기 제1광특성과 상이한 제2광특성을 가지는 제2광원부와, 상기 제1광원부 및 제2광원부로부터의 광을 도광시키기 위한 제1도광판 및 제2도광판과, 상기 제1도광판 및 제2도광판 사이에 배치되는 단일의 반사판 및 상기 제1도광판 및 제2도광판상에 각각 배치되는 제1광학시트 및 제2광학시트를 포함하는 양면 표시장치용 백라이트 유닛을 제공한다.
아래에서 설명할 본 발명의 실시예에 의하면, 반사판을 공유하는 2개의 도광판과, 다른 광특성을 가지는 2개의 광원 모듈을 이용함으로써, 양면 표시장치의 두께를 감소시켜 표시장치의 슬림화가 가능하며, 표시장치의 양면에서 다른 휘도의 영상 출력이 가능한 효과가 있다.
또한, 양면 표시장치를 위하여 반사판을 공유하는 2개의 도광판을 이용하되, 도광판의 입광부를 확장시키는 웨지부(Wedge Portion)를 형성함으로써, 백라이트 유닛의 광효율을 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 반사판을 공유하는 2개의 도광판과, 다른 광특성을 가지는 2개의 광원 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 사용하되, 2개의 도광판 상에 각각 상이한 광학특성을 가지는 광학시트를 배치함으로써, 양면 표시장치의 휘도 이원화 구현이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 반사판을 공유하는 2개의 도광판과, 다른 광특성을 가지는 2개의 광원 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 사용하면서, 양면 표시장치의 양측에 배치되는 2개의 표시패널의 해상도 또는 투과도를 다르게 함으로써, 양면 표시장치의 휘도 이원화 구현이 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 양면 표시장치의 일 예를 도시한다.
도 2는 도광판 1개를 사용하는 양면 표시장치의 일 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 양면 표시장치의 단면도이다.
도 4의 (a)는 양면 표시장치의 일측을 확대한 확대단면도이며, 도 4의 (b)는 2개의 도광판과 단일 반사판만을 확대하여 도시한 것이다.
도 5는 본 실시예에 사용되는 웨지형 도광판의 단면과, 그에 의한 광효율 테스트 결과를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 제1광원부와 제2광원부의 구성을 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 백라이트 유닛에서 광원부가 배치되는 위치를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 백라이트 유닛에 사용되는 제1광학시트 및 제2광학시트의 일 예를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시에에 의한 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 양면 표시장치의 단면도로서, 서로 상이한 투과특성을 가지는 표시패널을 사용하는 경우이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 종래기술에 의한 양면 표시장치의 일 예를 도시한다.
도 1에 의한 양면 표시장치는 양면 모두에서 영상을 출력하기 위한 양면 표시장치의 가장 기본적인 형태로서, 일반적인 일면 표시장치 2개를 접합하여 양면 표시장치로 사용하는 경우이다.
도 1에 의한 양면 표시장치는 양면 테이프 등과 같은 접합부재(160)를 통하여 접합된 제1표시장치(100) 및 제2표시장치(100')를 포함하여 구성된다.
제1표시장치(100) 및 제2표시장치(100')는 각각 단독으로 동작하는 일반적인 하나의 독립적인 표시장치로서, 액정 표시패널 등의 표시패널(140, 140')과 그 하부에 배치되어 표시패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛(120, 120')을 포함하며, 백라이트 유닛(120)을 지지하고 표시장치의 후면 전체에 걸쳐 연장되는 금속 또는 플라스틱 재질의 커버 버텀(Cover Bottom; 110, 110')을 포함한다.
또한, 제1표시장치(100) 및 제2표시장치(100')는 각각 커버 버텀과 고정되어 백라이트 유닛(120, 120')과 표시패널(140, 140')을 연결하는 구조인 플라스틱 재질의 가이드 패널(Guide Panel; 130)이 추가로 구비될 수 있으며, 가이드 패널(130, 130')의 상면 일부에는 양면 테이프가 부착되고 그 상부에 표시패널(140, 140')이 배치됨으로써 표시패널이 고정 장착될 수 있다.
또한, 제1표시장치(100) 및 제2표시장치(100')는 각각 최외곽에 배치된 커버 버텀 및 가이드 패널의 측면부를 덮고 표시패널의 전면 일부까지 절곡 연장되어 표시패널의 전면 가장자리를 보호하는 케이스 탑(Case Top; 150, 150')이 추가로 포함될 수 있다.
이러한 케이스 탑(150, 150')은 표시장치의 측면 부분을 둘러싸서 표시패널(140, 140')의 전방부 일부 영역까지 확장됨으로써 표시패널을 보호함과 동시에 커버 버텀 후방에 배치되는 표시장치 구동을 위한 인쇄회로기판(PCB)인 시스템 보드부를 표시패널과 연결하기 위한 연결 회로인 칩-온-필름(Chip-On-Film; COF) 회로부를 보호하는 기능 등을 수행한다.
표시패널(140, 140')은 액정 표시패널인 경우에는 다시 다수의 게이트 라인과 데이터 라인 및 그 교차 영역에 정의되는 픽셀(Pixel)과, 각 픽셀에서의 광투과도를 조절하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정물질층을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제1표시장치(100) 및 제2표시장치(100')는 각각 표시패널(140, 140')에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛(120, 120')을 포함하며, 백라이트 유닛은 광원의 배치 및 광의 전달 형태에 따라서 엣지형(Edge-Type) 또는 직하형(Direct-Type) 등으로 구분될 수 있다.
도 1에 도시된 백라이트 유닛은 엣지형 백라이트 유닛으로서, LED 등의 광원(128)과 광원을 고정하기 위한 홀더 및 광원 구동 회로 등을 포함하는 광원 모듈(127)과, 광을 패널 영역 전체로 확산시키기 위한 도광판(124; Light Guide Plate)과, 빛을 표시패널 방향으로 반사하기 위한 반사판(122)과, 도광판 상부에 배치되어 휘도 향상, 광의 확산 및 보호 등의 용도로 배치되는 1 이상의 광학필름 또는 시트(126) 등과 같은 서브 유닛들을 포함할 수 있다.
이러한 제1표시장치(100) 및 제2표시장치(100')는 표시패널과 표시패널을 구동하기 위한 구동부를 포함하는 액정 모듈(Liquid Crystal Module; LCM)과 같은 협의의 표시장치는 물론, 그러한 LCM을 포함하는 완제품인 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 스마트폰 또는 전자패드와 같은 모바일 전자장치 등과 같은 세트 전자 장치 또는 세트 장치까지도 포함하는 개념이다.
즉, 본 명세서에서의 표시장치는 LCM과 같은 협의의 디스플레이 장치는 물론, 그를 포함하는 응용제품인 세트 장치까지 포함하는 의미로 사용한다.
이상과 같이, 도 1과 같은 양면 표시장치는 제1표시장치(100)의 커버버텀(110')의 외면과 제2표시장치(100')의 커버버텀(110') 외면 사이를 접착테이프 등과 같은 접합부재(160)을 이용하여 결합하는 형태로서, 커버버텀이 이중으로 배치되므로 비용상의 단점이 발생할 뿐 아니라, 양면 표시장치의 두께 역시 25mm 이상으로 두꺼워지는 문제가 있다.
또한, 도 1과 같은 양면 표시장치에서는 동일한 구조의 제1표시장치(100) 및 제2표시장치(100')를 대칭적으로 배치하여 사용하기 때문에, 양면 표시장치의 양면으로 출력되는 영상의 휘도가 동일하다.
따라서, 실내외 모두로 영상을 출력하기 위한 용도로 사용되는 경우 밝은 실외로 향하는 표시장치의 영상은 잘 인식되지 않는 문제가 있었다.
도 2는 도광판 1개를 사용하는 양면 표시장치의 일 예를 도시한다.
도 2에 의한 양면 표시장치는 ㄷ자 형태의 가이드 패널(230) 또는 서포트 메인(Support Main)내에 배치되는 하나의 광원부와 하나의 도광판(224)을 포함하는 백라이트 유닛(220)을 배치하고, 그 백라이트 유닛의 양측에 각각 제1표시패널(240) 및 제2표시패널(240')를 배치하여 구성된다.
하나의 광원부는 LED 등의 광원(228)과 광원을 고정하기 위한 홀더 및 광원 구동 회로 등을 포함하는 광원 모듈(227)을 포함할 수 있다.
또한, 도 2에 의한 양면 표시장치에 사용되는 도광판은 광원(226)으로의 빛을 표시패널 전체로 확산함과 동시에 양면 모두로 광을 출사한다.
즉, 도 2에 의한 양면 표시장치의 백라이트 유닛(220)은 반사판 없이 하나의 도광판(224)을 사용하며, 광원(228)으로부터의 광은 도광판(224) 내에서 전반사되어 표시패널 전체로 확산되면서 제1표시패널(240)쪽은 물론 제2표시패널(240')쪽으로도 광을 출사시킨다.
한편, 도 2에 의한 양면 표시장치에서는 양면에서의 휘도 이원화를 구현하기 위하여, 도광판(224)의 일면에만 특정 도광패턴(225)을 형성할 수 있고, 제1표시패널(240) 및 제2표시패널(240')의 외면에 각각 다른 특성의 광학필름(242, 242')을 배치하거나, 제1표시패널(240) 및 제2표시패널(240')의 외면 중 한 곳에만 광학필름을 배치할 수 있다. 이 때, 제1표시패널(240) 및 제2표시패널(240') 중 하나 이상의 외면에 배치되는 광학필름으로는 이중 휘도 향상 필름(Double Brightness Enhancement Film)과 같은 반사편광 시트일 수 있다.
즉, 도 2의 양면 표시장치에서는 도광판의 일면에 형성된 도광패턴(225)에 의하여 양측으로 출사되는 광의 세기를 다르게 하고, 제1표시패널(240) 및 제2표시패널(240')의 양면 중 하나 이상에 광학필름을 배치하여 양측으로 표시되는 영상의 휘도를 다르게 하고자 한 것이다.
그러나, 실제 실험결과 도 2와 같은 휘도 이원화를 위한 구조를 채택하더라도 양면 표시장치의 양면 휘도에는 의미있는 정도의 차이가 발생되지 않았다.
구체적으로, 도 2와 같이 도광판의 일면에만 도광패턴을 형성하고, 전면인 제1표시패널(240)측과 배면인 제2표시패널(240')측 모두에 이중 휘도향상 필름(DBEF)을 배치한 제1구조와, 도광판의 일면에만 도광패턴을 형성하고, 전면인 제1표시패널(240)측에는 이중 휘도향상 필름(DBEF)을 배치하되 배면인 제2표시패널(240')측에는 광학필름을 배치하지 않은 제2구조를 대상으로 실험하였다.
이 결과, 아래 표 1에서와 같이 상기 2가지 구조 모두에서 전면(제1표시패널)과 배면(제2표시패널)에서의 휘도 차이가 불과 2% 정도밖에 나지 않았다.
단일 도광판 구조의 양면 표시장치에서의 양면 휘도 측정 결과
전면 휘도(%) 후면 휘도(%) 휘도차이
제1구조(전면, 후면에 DBEF 배치) 52.9% 50.4% 2.5%
제2구조(전면에만 DBEF 배치) 45.5% 44.1% 1.4%
상기 실험에서 동일한 도광판과 광원을 포함하는 일반적인 표시장치, 즉, 일면으로만 영상을 표시하는 표시장치의 휘도를 100%로 하였을 때의 데이터이다.
위 표에서와 같이, 도 2와 같이 단일의 광원부와 도광판을 이용한 양면 표시장치의 경우 양면으로의 휘도 차이가 크지 않아서 실내외 등과 같은 큰 휘도 차이가 필요한 환경에 사용되기에는 무리가 있을 뿐 아니라, 일면으로만 영상을 출력하는 일반적인 표시장치의 휘도에 비하여 양면 표시장치의 각 면으로 출력되는 영상이 거의 절반 정도의 휘도만 나타내어 실외 등에서와 같은 고휘도 영상 출력이 불가능한 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 실시예에 의한 양면 표시장치는 이러한 문제를 극복하기 위하여, 각각 다른 광특성을 가지는 제1광원부 및 제2광원부와, 각 광원부로부터의 광을 도광시키는 제1도광판 및 제2도광판과, 상기 제1도광판 및 제2도광판 사이에 배치되는 단일의 반사판을 포함하는 백라이트 유닛을 이용하여, 휘도를 저하시키지 않으면서도 양측으로 출력되는 영상의 휘도를 크게 다르게 할 수 있도록 한다.
이하에서는 도 3 내지 도 10을 참고로 본 발명의 실시예에 의한 양면 표시장치의 세부 구성에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 양면 표시장치의 단면도이고, 도 4의 (a)는 양면 표시장치의 일측을 확대한 확대단면도이며, 도 4의 (b)는 2개의 도광판과 단일 반사판만을 확대하여 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 의한 양면 표시장치는 크게 2개의 광원부 및 2개의 도광판 2개의 광학시트 및 단일 반사판을 포함하는 백라이트 유닛과, 백라이트 유닛의 양측에 각각 배치되는 2개의 표시패널을 포함하여 구성될 수 있다.
더 세부적으로, 양면 표시장치에 사용되는 백라이트 유닛은 상이한 광특성을 가지며 양면 표시장치의 각 표시면을 위하여 제공되는 2개의 광원부(320, 320')와, 각 광원부로부터 광을 확산시키기 위하여 각 광원부 부근에 배치되는 2개의 도광판(330, 330')과, 2개의 도광판 사이에 배치되는 단일의 반사판(360)과, 각 도광판 상에 배치되는 상이한 광학특성을 가지는 2개의 광학시트(340, 340')를 포함하여 구성된다.
더 구체적으로, 도 3에 도시된 실시예에 의한 양면 표시장치에 사용되는 백라이트 유닛은, 제1광특성을 가지면서 제1광원(324)과 제1광원을 지지하기 위한 제1광모듈(322)을 포함하는 제1광원부(320)와, 제1광특성과 상이한 제2광특성을 가지면서 제2광원(324')와 제2광원이 장착되는 제2광모듈(322')을 포함하는 제2광원부(320')와, 제1광원(324) 및 제2광원(324')으로부터의 광을 도광시키기 위하여 제1광원 및 제2광원 부근에 각각 배치되는 판상 구조의 제1도광판(330) 및 제2도광판(330')과, 제1도광판(330) 및 제2도광판(330') 사이에 배치되는 단일의 반사판(360)을 포함할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛은 제1도광판(330) 및 제2도광판(330')상에 각각 배치되되 서로 상이한 광학특성을 가지는 제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340')를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 실시예에 의한 양면 표시장치는 백라이트 유닛의 전면 및 배면, 즉 제1도광판(330) 및 제2도광판(330') 상부에 각각 배치되는 제1표시패널(350) 및 제2표시패널(350')을 더 포함한다.
또한, 도 3에 도시된 실시예에 의한 양면 표시장치는 제1광원부(320)와 제2광원부(320') 및 제1표시패널(350)과 제2표시패널(350')을 지지하기 위한 단일의 지지부(310)을 포함할 수 있다.
도 3과 같이, 단일의 지지부(310)는 ㄷ자 형상의 단면을 가지는 프레임 형상의 구조물로서, 내면에는 제1광원부(320) 및 제2광원부(320')가 고정 결합되고, 지지부의 양측에는 제1표시패널(350)과 제2표시패널(350')가 안착될 수 있다.
이러한 지지부(310)는 플라스틱 또는 금속재질로 형성될 수 있으며, 기존의 표시장치에 사용되던 광하우징(Light Housing), 가이드패널(Guide Panel) 또는 커버버텀(Cover Bottom) 등의 기능을 하는 것으로서, 가이드패널(Guide Panel), 커버버텀(Cover Bottom), 서포트 메인(Support Main), 미들캐비넷(Middle Cabinet) 등과 같은 다른 용어로 표현될 수 있을 것이다.
또한, 도 3에 도시된 실시예에 의한 양면 표시장치는 상기 지지부(310)의 측면과 2개의 표시패널 전면의 가장자리 일부까지 연장형성되어, 양면 표시장치의 최종적인 측면 외곽부와 표시패널의 전면 보호 기능을 하는 케이스탑(370; Case Top)을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 백라이트 유닛을 구성하는 2개의 광원부는 서로 다른 광특성을 가지며, 광특성은 제1광원부(320) 및 제2광원부(320')로부터 출사되는 광의 강도 또는 광의 세기로 정의될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 백라이트 유닛은 2개의 광원부의 광특성을 다르게 하기 위하여 여러 방식의 구성이 적용될 수 있으며, 그 예로서 광원홀더 또는 광원모듈에 일정 간격으로 이격 배치되는 광원의 분포밀도 또는 이격거리를 다르게 하는 제1방식과, 동일한 밀도로 광원을 배치하되 개별 광원의 출력광속을 다르게 하는 제2방식과, 광원모듈이 배치되는 변(가장자리)의 개수 또는 위치를 조절하는 제3방식 등이 있다.
물론, 본 실시예에 의한 양면 표시장치에서는 전술한 3가지 방식에만 한정되는 것은 아니며, 2개 광원부의 광특성을 다르게 할 수 있는 한 다른 여하한 방식이 적용될 수 있을 것이다.
이러한 2개의 광원부의 광특성을 다르게 하기 위한 여러 방식에 대해서는 아래에서 도 6 및 도 7을 참고로 더 설명한다.
본 명세서에서는 양면 표시장치의 전면(Front)에 고휘도가 필요하고, 배면(Back)에는 상대적으로 저휘도가 필요한 것으로 가정하고, 전면측에 배치된 구성요소들을 제1요소로, 배면측에 배치되는 구성요소들을 제2요소로 가정한다.
백라이트 유닛에 포함되는 각 광원부는 LED 등과 같은 개별 광원(또는 광원소자 또는 광원칩)과, 그 개별 광원을 지지하는 광원홀더 또는 광원모듈로 구성될 수 있다. 또한 개별 광원의 구동을 위한 LED 구동 회로가 포함될 수 있으며 이 경우에는 광원모듈을 광원 PCB 등과 같은 다른 용어로 표현될 수 있다.
광원부에 포함되는 개별 광원은 발광 다이오드(LED) 또는 발광 다이오드 스트립 등이 사용될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 표시패널에 필요한 광을 제공할 수 있는 한 모든 형태의 광원이 사용될 수 있을 것이다.
제1도광판(330) 및 제2도광판(330')은 일반적으로 플라스틱 시트로부터 다이 커팅되거나, 압출되거나, 사출 성형된 직사각형의 투명한 플라스틱(clear plastic) 시트로 형성될 수 있으며, 발광 다이오드 어레이 등과 같은 광원으로부터의 광은 도광판의 가장자리로 출사되어 도광판 내부에서 전반사되면서 표시패널의 배면을 가로질러 확산되며, 도광판의 평탄한 상면을 통해 출사되는 광이 표시패널의 백라이트로서 기능한다.
제1도광판(330) 및 제2도광판(330')을 구성하는 재료로는, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate:PMMA), MS(methlystylene)수지, 폴리스티렌(polystyrene:PS), 폴리프로필렌(Polypropylene:PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET) 및 폴리카보네이트(polycarbonate:PC) 중 선택된 1종 이상의 광투광성 재료일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 제1도광판(330) 및 제2도광판(330') 중 하나 이상은 입광효율을 향상시키기 위하여 대응하는 광원부측의 두께가 더 크도록 경사면을 가지는 웨지부를 포함하는 웨지형 도광판일 수 있다.
도 5는 본 실시예에 사용되는 웨지형 도광판의 단면과, 그에 의한 광효율 테스트 결과를 도시한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 실시예에서는, 제1도광판(330) 및 제2도광판(330')은 이 모두 웨지형 도광판인 것으로 예시하였지만, 그에 한정되는 것은 아니며 도 9 등과 같이 제1도광판(330) 및 제2도광판(330') 중 하나만이 웨지형 도광판일 수도 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 양면 표시장치의 백라이트 유닛에 사용되는 웨지형 도광판은 광원부측의 두께가 더 크도록 형성된 것으로서, 입광부측의 확장부(332)와 확장부와 연장 형성되되 반입광부측으로 평편하게 연장되는 평판부(334)를 포함하는 판상 도광부재이다.
더 구체적으로, 웨지형 도광판(도 5의 330)의 입광부측에 형성된 확장부(332)는 입광부쪽 단부에서 두께 T1를 가지며 평판부(334)는 반입광부측에 형성된 평편(flat)한 부분으로서 두께 T2를 가진다.
한편, 확장부(332)의 두께 T1은 평판부(334)의 두께 T2의 1.3배 이하인 것이 바람직하지만 그에 한정되는 것은 아니다. 즉, 확장부(332)의 두께 T1은 평판부(334)의 두께 T2 보다는 크되, 1.3×T2보다는 작거나 같을 수 있다.
또한, 평판부(334)의 두께 T2는 도광판의 강도 및 기능 등을 고려하여 1.0~2.5mm가 될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
한편, 확장부(332)는 입광부측 가장자리에서 시작하여 일정 거리(d)동안 수평 연장되는 수평부(335)를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 확장부(332)의 수평부가 끝나는 지점인 확장부(332)의 끝지점(도 5의 P)과 평판부(334)가 시작되는 평판부의 시작지점(도 5의 Q) 사이가 경사면(336)으로 연결된다.
이러한 경사면(336)을 웨지형 도광판의 경사면으로 정의하며, 이러한 경사면이 평판부의 연장선과 이루는 각도를 경사각(도 5의 θ)으로 정의할 수 있다.
이 때, 웨지형 도광판의 경사면의 경사각(θ)은 1~12도에서 결정될 수 있다.
즉, 전술한 확장부와 평판부의 두께 사이의 관계 및 원판인 평판부(334)의 두께 등을 고려하여 경사면의 경사각(θ)이 1~12도 사이의 값으로 결정될 수 있다.
한편, 여러 평판부 두께 T2를 가지는 일반적인 플랫 도광판과 대비하여 본 실시예에 의한 웨지형 도광판의 입광효율을 실험한 결과를 도 5의 (b) 도 5의 (c)에 도시하였다.
도 5의 (b) 도 5의 (c)의 각 그래프에서 X축은 광원과 도광판 사이의 정렬(Align) 정도를 Y축은 해당 도광판의 광효율 또는 출력휘도를 나타내며, 각 그래프의 아래 선은 플랫 도광판에 해당되고, 상부의 선은 본 실시예에 의하여 플랫 도광판보다 0.3mm 확장된 확장부를 가지는 웨지형 도광판에 해당된다.
도 5의 (b) 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 일반적인 플랫 도광판의 두께가 2.3mm(도 5의 b) 및 2.0mm(도 5의 c)인 경우에 비하여, 각각 0.3mm 더 큰 확장부를 가지는 웨지형 도광판의 경우, 입광효율이 약 2%이상 증가될 뿐 아니라, 광원과의 정렬(Align)에 따른 민감도가 개선됨을 알 수 있었다.
즉, 본 실시예에 의한 양면 표시장치용 백라이트 유닛에 웨지형 도광판을 이용하면, 일반적인 플랫 도광판과 비교할 때 광효율이 증가되는 효과를 가질 뿐 아니라, 광원과의 정렬에 따른 민감도가 개선될 수 있다.
한편, 다른 실험 결과, 평판부(334)의 두께(T2)가 1.2mm이고 확장부(332)의 두께(T1)가 1.5mm인 웨지형 도광판을, 두께가 1.2mm 및 1.5mm인 플랫 도광판의 입광효율과 비교한 결과를 표 2에 정리하였다.
1.2/1.5T의 웨지형 도광판의 입광효율 비교
항목 광효율
두께 1.2T인 플랫 도광판 88.2%
웨지형 도광판
(평판부 1.2T, 확장부 1.5T)		 98.4%
두께 1.5T인 플랫 도광판 100%
표 2에서와 같이, 두께 1.5mm인 플랫 도광판의 입광효율을 100%로 가정하였을 때, 두께 1.2mm의 플랫 도광판의 효율에 비하여 본 실시예에 의한 웨지형 도광판(평판부 1.2T, 확장부 1.5T)의 경우 광효율이 10% 이상 증가하였고, 두께 1.5mm인 플랫 도광판의 입광효율과 거의 동일해 짐을 알 수 있었다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 웨지형 도광판에 있어서, 평판부의 두께에 대한 확장부의 두께의 관계와, 경사각의 크기 등을 최적화함으로써, 확장부 두께에 대응되는 두꺼운 도광판의 광효율과 거의 동일한 높은 입광효율을 유지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 백라이트 유닛을 구성하는 제1도광판(330) 및 제2도광판(330')이 모두 웨지형 도광판인 경우, 양 도광판의 확장부가 다른 도광판의 평판부 단부과 접촉하여 조립되면, 양 도광판의 중앙부분에는 일정한 공간 또는 간극인 캐비티 영역(362)이 발생되며, 이러한 캐비티 영역에 반사판(360)이 배치될 수 있다.
이와 같이, 웨지형 도광판을 이용하면, 전술한 광효율 등의 효과는 물론, 반사판에 의한 두께 증가를 방지하고, 반사판의 안정적인 배치가 가능하다는 장점도 있게 된다.
즉, 본 실시예에 의하면, 입광부측에만 확장부를 가지는 웨지형 도광판을 이용하되, 평판부의 두께에 대한 확장부의 두께의 관계와, 경사각의 크기 등을 최적화함으로써, 확장부 두께에 대응되는 두꺼운 도광판의 광효율과 거의 동일한 높은 입광효율을 유지하면서도, 도광판의 전체적인 두께를 감소시키고 그 감소된 두께에 해당되는 공간에 반사판을 배치하여 백라이트 유닛의 슬림화를 달성할 수 있다는 효과가 있다.
한편, 본 실시예에 사용되는 단일의 반사판(360)은 제1도광판(330) 및 제2도광판(330')의 사이에 위치하여, 제1도광판(330) 및 제2도광판(330')을 통하여 도광되는 광을 각각 제1표시패널(350) 및 제2표시패널(350') 쪽으로 반사시킴으로써 광의 휘도를 향상시키는 기능을 한다.
특히, 본 실시예에 의한 반사판(360)은 양면 모두로 반사특성을 가지는 단일의 반사판 부재로서, 2개의 웨지형 도광판인 제1도광판(330) 및 제2도광판(330')의 중앙부분에 형성되는 빈공간인 캐비티 영역(362)에 배치될 수 있다.
한편, 제1도광판(330) 및 제2도광판(330')의 상부, 즉, 웨지형 도광판인 제1도광판(330) 및 제2도광판(330')의 확장부 형성면의 반대편 표면상에는 각각 제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340')가 배치된다.
이러한 제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340')는 서로 다른 광학 특성을 가지며, 이 때의 광학특성은 투과도, 굴절율, 확산정도 등이 될 수 있다.
이와 같이, 제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340')가 서로 상이한 광학특성을 가짐으로써, 백라이트 유닛의 양측으로 출사되는 광효율이 달라져서 결과적으로 양면 표시장치의 양면 휘도 이원화에 기여하게 된다.
더 구체적으로, 제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340') 각각은 프리즘시트, 확산시트, 반사편광시트 중 선택되는 2 이상의 시트 조합으로 이루어지며, 이 때 제1광학시트(340)의 시트조합과 제2광학시트(340')의 시트조합을 다르게 함으로써, 2개의 광학시트의 광특성을 상이하게 한다.
이러한 제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340')이 세부 구성에 대해서는 도 8을 참고로 아래에서 더 상세하게 설명한다.
또한, 본 실시에에 의한 백라이트 유닛의 전면 및 배면에는 양면 표시장치의 양측 표시패널을 이루는 제1표시패널(350) 및 제2표시패널(350')을 포함한다.
이러한 제1표시패널(350) 및 제2표시패널(350') 각각은 액정 표시패널인 경우에는 다시 다수의 게이트 라인과 데이터 라인 및 그 교차 영역에 정의되는 픽셀(Pixel)과, 각 픽셀에서의 광투과도를 조절하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정물질층을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명이 적용될 수 있는 표시패널은 이러한 액정표시패널에 한정되는 것은 아니며, 백라이트 유닛이 필요한 다른 형태의 표시장치까 포함할 수 있을 것이다.
본 실시예에 의한 제1표시패널(350) 및 제2표시패널(350')은 동일한 구성의 표시패널일 수도 있지만, 서로 상이한 해상도 또는 투과율을 가질 수도 있다.
즉, 본 실시예에 의한 양면 표시장치에 사용되는 제1표시패널(350) 및 제2표시패널(350')은 서로 상이한 해상도 또는 투과율을 가짐으로써, 양면 표시장치의 양면에서 출력되는 영상의 휘도를 서로 상이하도록 하는데 일정 부분 기여할 수 있으며, 이에 대해서는 도 10을 참고로 아래에서 더 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 제1광원부와 제2광원부의 구성을 도시한다.
도 6은 전술한 양면 표시장치용 백라이트 유닛을 구성하는 2개 광원부의 광특성을 다르게 하기 위한 제1방식에 관한 것으로서, 도 6과 같이, 제1광원부(320)는 다수의 발광다이오드(LED)와 같은 제1광원(324)과 제1광원이 장착되는 제1광모듈(322)을 포함하고, 제2광원부(320')는 다수의 제2광원(324')과 제2광원이 장착되는 제2광모듈(322')을 포함하며, 2개 광원부의 광특성을 다르게 하기 위한 제1방식으로서, 제1광원모듈(322)의 단위 길이당 배치되는 제1광원(324)의 개수와 제2광원모듈(322')의 단위 길이당 배치되는 제2광원(324')의 개수를 상이하게 할 수 있다.
도 6과 같이, 고휘도가 필요한 양면 표시장치의 전면(Front)측에 배치되는 제1광원부(320)은 제1광원모듈(322) 상에 개별 제1광원(320)을 조밀하게 배치하고, 상대적으로 저휘도인 배면(Back)측에 배치되는 제2광원부(320')는 제2광원모듈(322')상에 제2광원(324')을 덜 조밀하게 배치하는 것이다.
즉, 2개 광원부의 광특성을 다르게 하기 위한 제1방식에서는 동일한 출력광속을 가지는 개별 LED 또는 개별 광원을 광원모듈 상에 다른 밀도로 실장함으로써, 전체적으로 제1광원부(320) 및 제2광원부(320')의 광출력 강도를 다르게 하는 것이다.
따라서, 양면 표시장치의 전면 및 후면으로 출력되는 광세기에 차이가 발생하여 양면 표시장치의 휘도 이원화가 가능해진다.
물론, 도시하지는 않았지만, 2개 광원부의 광특성을 다르게 하기 위한 제2방식에서는, 도 6과 다르게, 출력 광속이 상이한 개별 광원을 동일한 밀도로 광월모듈 또는 광원홀더에 배치할 수 있다.
즉, 고휘도가 필요한 전면측 제1광원부(320)에는 출력광속이 큰 LED 등을 배치하고, 저휘도인 배면측의 제2광원부(320')에는 출력광속이 상대적으로 작은 LED 등을 동일한 밀도로 배치할 수 있다.
도 6에서와 같이, 2개의 광원부의 광원 모듈에 배치되는 개별 광원(LED)의 분포 또는 밀도를 상이하게 함으로써, 양면 표시장치용 백라이트 유닛의 양측 도광판으로 입사되는 광의 세기를 다르게 할 수 있다.
또한, 2개의 광원부의 광원 모듈에 배치되는 개별 광원(LED)의 분포 또는 밀도와 무관하게, 서로 상이한 광출력 강도를 가지는 개별 광원(LED)를 각 광원모듈에 배치함으로써, 양면 표시장치용 백라이트 유닛의 양측 도광판으로 입사되는 광의 세기를 다르게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 백라이트 유닛에서 광원부가 배치되는 위치를 도시한다.
도 7은 전술한 양면 표시장치용 백라이트 유닛을 구성하는 2개 광원부의 광특성을 다르게 하기 위한 제3방식에 관한 것으로서, 제1광원부는 다수의 제1발광다이오드(LED)가 장착된 광모듈 2개를 각각 제1도광판(330)의 4개 변 중에서 2개 이상의 변에 배치함으로써, 높은 휘도가 요구되는 전면(Front)측의 제1도광판(330)에 광을 제공하게 된다.
즉, 도 7의 상부 도면과 같이, 제1광원부(320)는 다수의 제1발광다이오드(LED)가 장착된 제1 수직 광모듈(420)과, 다수의 제1발광다이오드(LED)가 장착된 제1 수평 광모듈(420')을 포함하며, 제1 수직 광모듈(420)을 제1도광판(330)의 수직 변 중 하나에 설치하고, 제1 수평 광모듈(420')을 제1도광판(330)의 수평 변 중 하나에 설치한다.
이로써, 제1도광판(330)에는 제1광원부를 이루는 2개의 광모듈이 수직 및 수평 방향 모두에서 광이 입사됨으로써, 양면 표시장치의 전면측으로 강한 세기의 광을 제공하게 된다.
반면, 제2광원부는 다수의 제1발광다이오드(LED)가 장착된 제2 수직 광모듈(520)만으로 구성되고, 제2 수직 광모듈(520)을 제2도광판(330')의 수직 변 중 하나에 설치함으로써, 제2도광판(330')에는 1개의 광모듈에서만 광이 제공되어, 양면 표시장치의 배면측으로는 상대적으로 약한 세기의 광을 제공하게 된다.
물론, 2개의 광원부의 광특성을 다르게 하기 위하여 광원모듈이 배치되는 변(가장자리)의 개수 또는 위치를 조절하는 제3방식은 전술한 도 7의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 양면 표시장치의 양면에서 더 큰 휘도 차이가 필요한 경우에는, 높은 휘도가 요구되는 측의 도광판에는 2개 이상의 광모듈이 해당 도광판의 2개 이상의 변에 제공될 수도 있고, 그 위치 역시 수직/수평변 뿐 아니라, 2개의 수직변, 2개의 수평변 중 임의로 선택되는 2개 이상의 변이 될 수 있다.
이상과 같이, 양면 표시장치용 백라이트 유닛의 양측에 배치되는 광원부를 구성함에 있어서, 각 광원부의 광원모듈이 배치되는 변(가장자리)의 개수 또는 위치를 조절함으로써, 백라이트 유닛의 양측으로 출광되는 광의 휘도를 다르게 할 수 있다.
또한, 양면 표시장치의 백라이트 유닛을 구성하는 2개 광원부의 광특성을 다르게 하기 위한 제1방식 내지 제3방식이 단독으로 사용될 수도 있지만, 경우에 따라서 3가지 방식 중 2 이상이 동시에 적용될 수도 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 백라이트 유닛에 사용되는 제1광학시트 및 제2광학시트의 일 예를 도시한다.
전술한 바와 같이, 제1도광판(330) 및 제2도광판(330')의 상부에는 각각 제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340')가 배치되며, 백라이트 유닛의 양측으로 출사되는 광의 세기를 다르게 하기 위하여, 제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340')는 서로 다른 광학 특성을 가지도록 할 수 있다.
제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340')는 모두 집광 기능을 하는 집광시트 또는 프리즘 시트(Prism Sheet; PS)와, 광을 확산시키는 확산시트(Diffusing Sheet; DS)와, DBEF(dual brightness enhancement film)라 불리는 휘도 향상을 위한 반사형 편광필름 등 각종 기능성 시트 중 2 이상의 시트 들이 조합되어 구성될 수 있다.
본 명세서에서는 편의상 제1광학시트(340)를 구성하는 기능성 시트들의 조합을 제1시트조합, 제2광학시트(340')를 구성하는 시트들의 조합을 제2 시트조합으로 표현한다.
통상적으로, 광학시트를 구성하는 기능성 시트 중에서 집광시트 또는 프리즘 시트(Prism Sheet; PS)는 투명필름 형태의 시트에 일정한 집광 패턴 등이 포함됨으로써, 입사되는 광을 일정한 방향으로 모아주는 집광 기능을 한다.
한편, 광을 확산시키는 확산시트(Diffusing Sheet; DS)는 입사되는 광을 여러 방향으로 확산시키는 기능을 하는 광학시트로서, 투명필름 형태의 시트에 일정한 확산패턴 또는 확산입자 등을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 반사형 편광필름은 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 자연광중 한쪽 방향으로 진동하는 빛만 투과시키고 다른 방향으로 진동하는 빛은 반사하는 광학 필름으로서, DBEF(dual brightness enhancement film; DBEF)라 불리는 휘도 향상 필름을 포함하는 개념이다.
이상과 같이, 제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340')을 구성하는 여러 기능성 시트 중에서, 집광시트 또는 프리즘 시트(Prism Sheet; PS) 및 반사형 편광필름은 출광되는 광의 강도를 증가시키는 기능을 하며, 확산시트(Diffusing Sheet; DS)는 광의 강도를 약하게 하는 기능을 한다.
따라서, 본 실시예에 의한 제1광학시트(340) 및 제2광학시트(340')는 각각 양면 표시장치용 백라이트 유닛의 전면 도광판(제1도광판) 및 후면 도광판(제2도광판) 상에 배치되되, 각각 다른 시트 조합으로 이루어짐으로써, 백라이트 유닛의 양측으로 출사되는 광의 휘도를 더 이원화시키는 것이다.
예를 들어, 도 8과 같이, 고휘도가 요구되는 제1광학시트(340)의 제1시트조합을 PS/PS/DS(도 8의 (a)) 또는 DBEF/PS/DS(도 8의 (b))로 하고, 그 대향측에 있는 제2광학시트(340')의 제2시트조합을 DS/PS/DS로 할 수 있다.
도 8과 같은 구성을 채택하는 경우, 제1광학시트(340)로부터 출광되는 광의 세기가 제2광학시트(350)로부터 출광되는 광의 세기보다 커지게 되고, 따라서 양면 표시장치의 양면 휘도 차이를 더 크게 할 수 있다.
물론, 제1광학시트의 제1시트조합 및 제2광학시트의 제2시트조합은 도 8의 예에 한정되는 것은 아니며, 2개 광학시트의 광학 특성을 다르게 할 수 있는 한 다른 여하한 구성도 적용 가능할 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시에에 의한 백라이트 유닛의 단면도이다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 의한 백라이트 유닛에는 입광부측에 확장부가 형성된 웨지형 도광판이 사용될 수 있으며, 양면 표시장치용 백라이트 유닛을 구성하는 2개의 도광판 모두가 웨지형인 실시예를 도 3 내지 5에 설명하였다.
한편, 도 9의 실시예에 의하면, 양면 표시장치용 백라이트 유닛을 구성하는 2개의 도광판 중 1개에만 웨지형 도광판이 적용될 수 있다.
즉, 고휘도가 요구되는 제1도광판(930)만을 입광부측에 확장부(932)가 형성된 웨지형 도광판으로 구성하고, 저휘도측인 제2도광판(930)은 일반적인 플랫 도광판을 이용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 웨지형 도광판의 경우 동일한 두께의 플랫 도광판에 비하여 입광효율이 크게는 10% 이상 향상시키는 효과가 있다.
따라서, 도 9와 같이 2개 도광판 중 고휘도가 요구되는 쪽의 도광판만을 웨지형으로 구성함으로써, 백라이트 유닛의 슬림화를 유지하면서도 2개 도광판의 광효율 차이를 더 크게 하여, 결과적으로 양면 표시장치의 양면의 휘도 차이를 더 크게 할 수 있는 효과가 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 양면 표시장치의 단면도로서, 서로 상이한 투과특성을 가지는 표시패널을 사용하는 경우이다.
일반적으로, 액정 표시패널에서는 그 해상도가 커질수록 단위면적당 화소 또는 서브픽셀의 개수가 증가하여야 하는데, 각 화소 또는 서브픽셀은 박막트랜지스터 등에 의하여 일정한 크기의 비투과 영역이 존재하게 된다.
따라서, 단위면적당 화소 개수가 증가되면 영상의 해상도는 증가되지만, 표시패널의 투과도는 낮아지게 된다.
예를 들면, 현행 여러 해상도의 표시장치 중에서 HD는 1360*768개의 화소를 가지고, FHD(Full HD)는 1920*1080개의 화소를 가지며, UHD(4K)는 3840*2160개의 화소를 가질 수 있으며, 해상도가 증가할수록 표시패널의 광투과도는 감소한다.
따라서, 도 10의 실시예에서는 고휘도가 요구되는 양면 표시장치의 전면에 배치되는 제1표시패널(1050)로는 상대적으로 저해상도이면서 광투과성이 높은 표시패널(예를 들면, HD)을 사용하고, 상대적으로 저휘도이어도 되는 배면측 제2표시패널(1050')로는 고해상도이면서 투과성이 낮은 표시패널(예를 들면, FHD 또는 UHD)를 이용할 수 있다.
도 10과 같이 양면 표시장치의 전면 및 배면에 각각 상이한 해상도 또는 투과성을 가지는 표시패널을 배치함으로써, 양면 표시장치의 양면 휘도 차이를 더 크게 하면서도, 그 목적에 맞는 영상을 제공하는 효과가 있다.
예를 들면, 도 10에 의한 양면 표시장치의 전면은 실외로 노출되고 배면은 실내에 노출되어 있다고 가정할 때, 밝은 실외로는 상대적으로 고휘도이지만 해상도가 낮은 영상이 출력되고, 상대적으로 어두운 실내로는 회도는 다소 낮지만 해상도가 높은 영상이 출력됨으로써, 실내외 환경에 있는 관찰자 모두에서 최적인 영상을 제공할 수 있는 것이다.
이상과 같이, 본 실시예에 의한 양면 표시장치는 반사판을 공유하는 2개의 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 이용하되, 기본적으로 각 도광판에 광을 제공하는 2개 광원부의 광특성을 상이하게 함으로써 표시장치 양면으로의 휘도를 이원화할 수 있다.
또한, 2개 도광판 중 1개 이상을 입광부에 확장부가 형성되는 웨지형 도광판으로 구성함으로써, 도광판의 입광효율을 전체적으로 증가시키면서도 2개 도광판의 출력광 휘도의 차이를 크게 하여 양면 표시장치의 휘도 이원화에 일정 부분 기여하는 효과를 가진다.
또한, 각 도광판 상부에 배치되는 광학시트의 시트조합을 상이하게 하여 서로 상이한 광투과성을 가지도록 하거나, 양면 표시장치의 양측에 각각 상이한 해상도 또는 투과율을 가지는 표시패널을 배치함으로써, 양면 표시장치의 양측으로 출력되는 영상의 휘도 차이를 더 크게 할 수 있다.
종합적으로, 본 발명의 여러 실시예를 이용하면, 2개의 도광판과 그 사이에 단일의 반사판이 배치되는 구조의 백라이트 유닛을 이용하되, 2개 광원부의 광특성을 다르게 하는 구성과, 웨지형 도광판을 1개 이상 이용하는 구성과, 상이한 광학특성을 가지는 2개의 광학시트를 사용하는 구성과, 상이한 해상도 또는 투과율을 가지는 표시패널을 사용하는 구성 등을 조합하여 적용함으로써, 상대적으로 작은 두께를 가지면서도 양면의 휘도 이원화가 가능한 양면 표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
300 : 양면 표시장치 310 : 지지부
320, 320' : 제1 및 제2 광원부 330, 330' : 제1 및 제2 도광판
340, 340' : 제1 및 제2 광학시트 350, 350' : 제1 및 제2 표시패널
360 : 반사판 332 : 확장부
334 : 평판부 336 : 경사면
420, 520 : 제1 및 제2 수직광학모듈
420' : 제1 수평 광학모듈

Claims (20)

  1. 제1광특성을 가지는 제1광원부와 상기 제1광특성과 상이한 제2광특성을 가지는 제2광원부와, 상기 제1광원부 및 제2광원부로부터의 광을 도광시키기 위한 제1도광판 및 제2도광판과, 상기 제1도광판 및 제2도광판 사이에 배치되는 단일의 반사판과, 상기 제1도광판 및 제2도광판상에 각각 배치되는 제1광학시트 및 제2광학시트를 포함하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛의 전면 및 배면에 각각 배치되는 제1표시패널 및 제2표시패널;을 포함하고,
    상기 제1 도광판 및 제2 도광판은,
    서로 마주보는 면 각각이 제1 평탄면, 제2 평탄면 및 경사면을 포함하고,
    상기 제1 도광판 및 상기 제2 도광판의 상기 경사면은 상기 제1 평탄면과 상기 제2 평탄면 사이에 배치되며,
    상기 제1 도광판의 상기 제1 평탄면은 상기 제2 도광판의 상기 제2 평탄면과 마주보고, 상기 제2 도광판의 상기 제1 평탄면은 상기 제1 도광판의 상기 제2 평탄면과 마주보며,
    상기 제1 평탄면을 포함하는 영역의 상기 제1 및 제2 도광판의 두께는 상기 제2 평탄면을 포함하는 영역의 상기 제1 및 제2 도광판의 두께보다 두꺼운 양면 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1광특성 및 제2광특성은 각각 제1광원부 및 제2광원부로터 출사되는 광의 강도인 양면 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1광원부는 다수의 제1광원과 상기 제1광원이 장착되는 제1광모듈을 포함하고, 상기 제2광원부는 다수의 제2광원과 상기 제2광원이 장착되는 제2광모듈을 포함하며, 상기 제1광원모듈의 단위 길이당 배치되는 상기 제1광원의 개수와 제2광원모듈의 단위 길이당 배치되는 상기 제2광원의 개수가 상이한 양면 표시장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1광원부는 다수의 제1발광다이오드(LED)과 상기 제1LED가 장착되는 제1광모듈을 포함하고, 상기 제2광원부는 다수의 제2발광다이오드(LED)과 상기 제2LED가 장착되는 제2광모듈을 포함하며, 상기 각각의 제1 LED와 제2 LED는 출력 광세기가 상이한 양면 표시장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1광원부는 다수의 제1발광다이오드(LED)과 상기 제1LED가 장착되는 제1광모듈을 포함하고, 상기 제2광원부는 다수의 제2발광다이오드(LED)과 상기 제2LED가 장착되는 제2광모듈을 포함하며, 상기 제1광모듈은 상기 제1도광판의 4개 변 중에서 2개 이상의 변에 대응하여 복수개 배치되고, 상기 제2광모듈은 상기 제2도광판의 4개 변 중에서 하나의 변에만 대응하여 배치되는 양면 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1도광판 및 제2도광판 중 하나 이상은 대응하는 광원부측의 두께가 더 크도록 경사면을 가지는 웨지부를 포함하는 웨지형 도광판인 양면 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 웨지형 도광판은 제1두께(T1)를 가지는 입광부측의 확장부와, 제1두께보다 작은 제2두께(T2)를 가지는 반입광부측의 평판부를 포함하는 판상 도광부재이며, 상기 제1두께는 제2두께의 1.3배 이하인 양면 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 확장부의 끝지점과 상기 평판부의 시작지점을 연결하는 면이며, 상기 경사면이 상기 평판부의 연장선과 이루는 각도인 경사각(θ)은 1 내지 12도 중 하나의 값인 양면 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1광학시트 및 제2광학시트는 프리즘시트, 확산시트, 반사편광시트 중 선택되는 2 이상의 시트 조합으로 이루어지며, 상기 제1광학시트의 시트조합은 제2광학시트의 시트조합과 상이한 양면 표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1표시패널과 상기 제2표시패널은 서로 상이한 해상도 또는 투과율을 가지는 양면 표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1광원부와 제2광원부 및 상기 제1표시패널과 제2표시패널을 지지하기 위한 단일의 지지부를 더 포함하는 양면 표시장치.
  12. 제1광특성을 가지는 제1광원부와 상기 제1광특성과 상이한 제2광특성을 가지는 제2광원부;
    상기 제1광원부 및 제2광원부로부터의 광을 도광시키기 위한 제1도광판 및 제2도광판;
    상기 제1도광판 및 제2도광판 사이에 배치되는 단일의 반사판; 및,
    상기 제1도광판 및 제2도광판상에 각각 배치되는 제1광학시트 및 제2광학시트;를 포함하고,
    상기 제1 도광판 및 제2 도광판은,
    서로 마주보는 면 각각이 제1 평탄면, 제2 평탄면 및 경사면을 포함하고,
    상기 제1 도광판 및 상기 제2 도광판의 상기 경사면은 상기 제1 평탄면과 상기 제2 평탄면 사이에 배치되며,
    상기 제1 도광판의 상기 제1 평탄면은 상기 제2 도광판의 상기 제2 평탄면과 마주보고, 상기 제2 도광판의 상기 제1 평탄면은 상기 제1 도광판의 상기 제2 평탄면과 마주보며,
    상기 제1 평탄면을 포함하는 영역의 상기 제1 및 제2 도광판의 두께는 상기 제2 평탄면을 포함하는 영역의 상기 제1 및 제2 도광판의 두께보다 두꺼운 양면 표시장치용 백라이트 유닛.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1도광판 및 제2도광판 중 하나 이상은 대응하는 광원부측의 두께가 더 크도록 경사면을 가지는 웨지부를 포함하는 웨지형 도광판인 양면 표시장치용 백라이트 유닛.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 웨지형 도광판은 제1두께(T1)를 가지는 입광부측의 확장부와, 제1두께보다 작은 제2두께(T2)를 가지는 반입광부측의 평판부를 포함하는 판상 도광부재이며, 상기 제1두께는 제2두께의 1.3배 이하인 양면 표시장치용 백라이트 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 확장부의 끝지점과 상기 평판부의 시작지점을 연결하는 면이며, 상기 경사면이 상기 평판부의 연장선과 이루는 각도인 경사각(θ)은 1 내지 12도 중 하나의 값인 양면 표시장치용 백라이트 유닛.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1광학시트 및 제2광학시트는 프리즘시트, 확산시트, 반사편광시트 중 선택되는 2 이상의 시트 조합으로 이루어지며, 상기 제1광학시트의 시트조합은 제2광학시트의 시트조합과 상이한 양면 표시장치용 백라이트 유닛.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 반사판은 상기 제1 도광판의 상기 제2 평탄면과 상기 제2 도광판의 상기 제2 평탄면 사이에 배치되고, 단일층으로 이루어진 양면 표시장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 반사판은 상기 제1 도광판의 상기 제2 평탄면과 상기 제2 도광판의 상기 제2 평탄면 사이에 배치되고, 단일층으로 이루어진 양면 표시장치용 백라이트 유닛.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도광판의 상면의 일부, 상기 제2 도광판의 배면의 일부 및 상기 제1 및 제2 도광판의 측면을 둘러싸는 단일의 지지부; 및
    상기 제1 표시패널의 상면의 일부, 상기 제2 표시패널의 배면의 일부 및 상기 제1 및 제2 표시패널과, 상기 단일의 지지부의 측면을 둘러싸는 일체형 케이스 탑을 포함하는 양면 표시장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 제1 도광판의 상면의 일부, 상기 제2 도광판의 배면의 일부 및 상기 제1 및 제2 도광판의 측면을 둘러싸는 단일의 지지부를 포함하는 백라이트 유닛.
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