KR102463846B1 - 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 커버버텀(Cover Bottom) 내면에 배치되고 경사면을 가지는 반사판과, 엣지 광원부의 광을 집광하는 집광렌즈를 포함하는 도광판 없는 구조의 백라이트 유닛으로서, 광학시트, 확산판 또는 상기 반사판 중 하나 이상에 광흡수 패턴을 배치하되, 입광부에서의 배치밀도를 가장 크게 하고 반입광부로 갈수록 광흡수 패턴의 배치밀도를 감소시키는 구성 또는 반사판의 입광부쪽 평탄면에만 광흡수 패턴을 형성하는 구성을 이용함으로써 표시패널 전체로 균일한 광을 제공할 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치 {Backlight Unit and Display Apparatus having the same}
본 발명은 백라이트 유닛 및 표시장치, 구체적으로는 도광판이 없는 구조의 백라이트 유닛 및 표시장치에 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 표시패널로 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛이 포함되며, 백라이트 유닛은 광원의 배치 및 광의 전달 형태에 따라서 엣지형(Edge-Type) 또는 직하형(Direct-Type) 등으로 구분될 수 있다.
그 중 엣지형 백라이트 유닛은 LED 등의 광원과 광원을 고정하기 위한 홀더 또는 하우징과 광원 구동 회로 등을 포함하는 광원 모듈 또는 광원 장치가 표시장치의 일측에 배치되며, 광을 패널 영역 전체로 확산시키기 위한 도광판(Light Guide Plate; LGP)과, 빛을 표시패널 방향으로 반사하기 위한 반사판과, 도광판 상부에 배치되어 휘도 향상, 광의 확산 및 보호 등의 용도로 배치되는 1 이상의 광학시트 등을 포함할 수 있다.
한편, 엣지형 백라이트 유닛을 구성하는 부품 중에서 도광판(Light Guide Plate; LGP)은 광원으로부터의 광을 표시장치 전체에 균일하게 도광시키기 위하여 사용되는 판상 부재로서, 광의 균일한 분포 등을 위하여 판상 부재의 일면 이상에 일정한 패턴이 형성될 수 있다.
이러한 도광판은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate:PMMA) 등과 같은 광투과성 플라스틱 재료로 제작되기 때문에 광투과성은 높지만, 일정한 강성 유지 등을 위해서 도광판의 두께가 일정 이상이어야 하므로 표시장치 전체의 슬림화에 장애가 되었다.
또한, 플라스틱 재료의 도광판은 열팽창율 및 습기팽윤이 커서 광원부와의 배치에 제약이 있고, 추가적인 지지구조가 필요한 등의 단점이 있었다.
한편, 직하형 백라이트 유닛은 도광판을 사용하지 않지만, 광원부에 광확산 렌즈를 사용하여야 하고, 광원부와 확산판 사이에 일정한 광학갭을 유지하여야 하므로 표시장치의 슬림화에 장애가 되는 문제가 있다.
따라서, 엣지형 백라이트 유닛에서 도광판을 대체할 방안이 필요하다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 도광판이 없는 구조의 엣지형 백라이트 유닛과 그를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 커버버텀(Cover Bottom) 내면에 배치되고 경사면을 가지는 반사판과, 엣지 광원부의 광을 집광하는 집광렌즈를 포함함으로써, 도광판을 제거하면서도 슬림한 구조의 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 커버버텀(Cover Bottom) 내면에 배치되고 경사면을 가지는 반사판과, 엣지 광원부의 광을 집광하는 집광렌즈를 포함하는 도광판 없는(LGPless) 백라이트 유닛에서, 광학시트, 확산판 또는 상기 반사판 중 하나 이상에 광흡수 패턴을 배치함으로써 표시패널 전체로 균일한 광을 제공할 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 상기와 같은 구조의 도광판 없는(LGPless) 백라이트 유닛에서, 광학시트, 확산판 또는 상기 반사판 중 하나 이상에 광흡수 패턴을 배치하되, 입광부에서의 배치밀도를 가장 크게 하고 반입광부로 갈수록 광흡수 패턴의 배치밀도를 감소시키는 구성 또는 반사판의 입광부쪽 평탄면에만 광흡수 패턴을 형성하는 구성을 이용함으로써 표시패널 전체로 균일한 광을 제공할 수 있는 백라이트 유닛 등을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에서는, 표시패널과; 표시장치의 하나 이상의 변에 장착되는 광원 PCB와, 상기 광원 PCB에 실장되는 광원부와, 상기 광원부로부터 입사되는 광의 지향각을 감소시켜 집광하는 바타입의 집광렌즈를 포함하는 광원 유닛과; 상기 표시패널의 후면을 지지하는 커버버텀과; 상기 커버버텀 내면에 장착되되, 상기 표시패널과 평행한 평탄면과 상기 평탄면과 경사진 경사면을 가지는 반사판과; 상기 반사판과 이격되어 상기 표시패널과 평행하게 배치되는 확산판; 및 상기 확산판 상에 배치되는 광학시트부;를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 엣지타입으로 장착되는 광원 PCB와, 상기 광원 PCB에 실장되어 표시패널로 광을 제공하는 광원부와, 상기 광원부로부터 입사되는 광의 지향각을 감소시켜 집광하는 바타입의 집광렌즈를 포함하는 광원 유닛과; 상기 표시패널의 후면을 지지하는 커버버텀 내면에 장착되되, 상기 표시패널과 평행한 평탄면과 상기 평탄면과 경사진 경사면을 가지는 반사판과; 상기 반사판과 이격되어 상기 표시패널과 평행하게 배치되는 확산판; 및 상기 확산판 상에 배치되는 광학시트부;를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
아래에서 설명할 본 발명의 실시예에 의하면, 커버버텀(Cover Bottom) 내면에 배치되고 경사면을 가지는 반사판과, 엣지 광원부의 광을 집광하는 집광렌즈를 포함함으로써, 도광판을 제거하면서도 슬림한 구조의 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
특히, 상기와 같은 구조의 도광판 없는(LGPless) 백라이트 유닛에서, 광학시트, 확산판 또는 상기 반사판 중 하나 이상에 광흡수 패턴을 배치하되, 입광부에서의 배치밀도를 가장 크게 하고 반입광부로 갈수록 광흡수 패턴의 배치밀도를 감소시키는 구성 또는 반사판의 입광부쪽 평탄면에만 광흡수 패턴을 형성하는 구성을 이용함으로써 표시패널 전체로 균일한 광을 제공할 수 있는 함으로써 표시패널 전체로 균일한 광을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 2가지 형태의 일반적인 백라이트 유닛의 단면도로서, 도 1의 (a)는 엣지형(Edge-type) 백라이트 유닛이고, 도 1의 (b)는 본 발명이 적용될 수 있는 직하형 백라이트 유닛을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 백라이트 유닛을 포함하는 표시장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 실시예에 사용되는 바(Bar)타입의 집광렌즈와 그를 포함하는 광원유닛의 구성을 도시한다.
도 4는 도 2의 실시예에 사용되는 반사판에 구비된 평탄면 및 경사면과 광경로 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 2의 실시예에 의한 백라이트 유닛을 사용한 경우의 표시장치 전체의 광분포를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 백라이트 유닛과 그를 포함하는 표시장치 일부의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 실시예에 의하여 광학시트, 확산판 및 반사판 중 1 이상에 형성되는 광흡수 패턴의 형성위치 및 배치밀도와, 슬릿 형태의 광흡수 패턴의 구성을 도시한다.
도 8은 도 6의 실시예에 의한 광흡수 패턴이 사용된 경우의 광경로와 표시장치 전체의 광분포를 도시한다.
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 2가지 형태의 백라이트 유닛의 단면도로서, 도 1의 (a)는 엣지형(Edge-type) 백라이트 유닛이고, 도 1의 (b)는 본 발명이 적용될 수 있는 직하형 백라이트 유닛을 도시한다.
도 1과 같이, 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 표시장치는 액정 표시패널 등의 표시패널(140)과 그 하부에 배치되어 표시패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛(120, 160)을 포함하며, 백라이트 유닛을 지지하고 표시장치의 후면 전체에 걸쳐 연장되는 금속 또는 플라스틱 재질의 커버 버텀(Cover Bottom; 110) 등을 포함한다.
또한, 액정표시장치는 측면에서 백라이트 유닛을 구성하는 광원 하우징(127)을 지지하면서 상부에서는 표시패널(140)을 지지하기 위한 가이드 패널(Guide Panel; 130)과, 커버 버텀 또는 가이드 패널의 측면을 둘러싸되 표시패널의 전면부 일부까지 연장되어 배치되는 케이스탑(Case Top; 150) 등을 추가로 포함할 수 있다.
이러한 액정 표시장치에서는 표시패널로 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛이 포함되며, 백라이트 유닛은 광원의 배치 및 광의 전달 형태에 따라서 엣지형(Edge-Type) 또는 직하형(Direct-Type) 등으로 구분될 수 있다.
이 중에서 본 발명이 적용될 수 있는 백라이트 유닛은 엣지형 백라이트 유닛이다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용될 수 있는 엣지형 백라이트 유닛(120)은 LED 등의 광원(128)과 광원을 고정하기 위한 홀더 또는 하우징과 광원 구동 회로 등을 포함하는 광원 모듈(127)이 표시장치의 일측에 배치되며, 광을 패널 영역 전체로 확산시키기 위한 도광판(124; Light Guide Plate; LGP)과, 빛을 표시패널 방향으로 반사하기 위한 반사판(122)과, 도광판 상부에 배치되어 휘도 향상, 광의 확산 및 보호 등의 용도로 배치되는 1 이상의 광학시트(126) 등을 포함할 수 있다.
이러한 엣지형 백라이트 유닛에서는 광원으로부터의 광이 도광판 인입부로 입사된 후, 도광판에서 전반사되면서 표시장치의 전면으로 퍼지면서 표시패널 방향으로 출광하게 된다.
한편, 직하형 백라이트 유닛은, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 커버버텀(110)의 상부에 배치되는 광원 PCB(161)와, 광원 PCB 상부에 일정 거리 이격되어 배치되어 광원으로부터 광을 확산시키는 확산판(165)과, 확산판 상부에 배치되는 1 이상의 광학 시트(166)을 포함할 수 있으며, 광원 PCB(161)에는 확산판의 처짐을 방지하기 위한 다수의 확산판 서포트(164; DPS)가 배치되어 있다.
광원 PCB(161)는 표시장치의 전면에 걸쳐서 배치되며, 광원 PCB 상부에는 다수의 광원인 LED칩(162)과, 각 광원으로부터 광을 확산시키기 위한 광확산 렌즈(163) 등이 포함된다.
한편, 직하형 백라이트 유닛은, 표시장치 전면에 배치되는 다수의 광원으로부터의 광을 직접 표시패널로 조사하므로 고휘도가 가능하고 제조비용이 낮으며 로컬 디밍 구현이 용이하다는 장점이 있으나, 다수의 점광원인 LED로부터의 광이 표시패널 충분히 확산될 수 있도록 하기 위하여 광원과 확산판 사이의 간극인 광학갭(Optical Gap; OG)이 일정 이상이어야 하므로 두께가 비교적 커질 수 있다.
반면, 본 발명이 적용될 수 있는 엣지형 백라이트 유닛은 도광판의 두께만큼의 공간만 있으면 되기 때문에 10mm 이하의 슬림화가 가능하다는 장점이 있다.
그러나, 일반적인 엣지형 백라이트 유닛에 사용되는 도광판은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate:PMMA) 등과 같은 광투과성 플라스틱 재료로 제작되기 때문에 광투과성은 높지만, 일정한 강성 유지 등을 위해서 일정 이상의 공간을 차지할 수 있다.
또한, 플라스틱 재료의 도광판은 열팽창율 및 습기팽윤이 커서 광원부와의 배치에 제약이 있고, 추가적인 지지구조가 필요할 수 있다.
이에 본 발명에서는 도광판 없는 구조의 엣지형 백라이트 유닛을 제안하고자 하며, 특히 표시장치 전체에 고른 광분포를 가지도록 확산판, 광학시트 또는 반사판 중 일면에 광흡수 패턴을 형성하는 기술을 제안하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 백라이트 유닛을 포함하는 표시장치의 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 의한 표시장치는 크게 표시패널(340)과, 백라이트 유닛과, 백라이트 유닛의 광원유닛(220)과 확산판(240)을 지지하는 커버버텀(310)과, 표시패널을 저면을 지지하는 가이드패널(330) 등을 포함하여 구성된다.
한편, 본 실시예에 의한 백라이트 유닛은 도광판이 없는 구조로서, 표시장치의 하나 이상의 변에 장착되는 광원 PCB(227)와, 광원 PCB에 실장되는 광원부(228)와, 광원부로부터 입사되는 광의 지향각을 감소시켜 집광하기 위하여 광원칩 전방에 배치되는 집광렌즈(229)를 포함하는 광원 유닛(220)과, 상기 광원유닛으로부터의 광을 표시패널 전면측으로 반사시키기 위한 반사판(230)과, 반사판과 이격배치되어 반사판으로부터 광을 확산시키는 확산판(Diffuser Plate; 240)과, 확산판 상부에 배치되는 광학시트부(250) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
특히, 본 실시예에 의한 반사판(230)은 커버버텀 내면에 부착되는 판상 부재로서, 광원유닛이 배치되는 입광부로부터 일정 영역동안 표시패널과 평행하게 연장되는 평탄면(232)과, 그 평탄면과 일정 경사각을 이루며 연장되는 경사면(234)을 가진다.
한편, 커버버텀(310)은 표시장치의 후면부를 지지하는 지지구조로서, 측면에는 “ㄷ”자 단면을 가지는 절곡부가 형성되고, 후면은 반사판의 평탄면(232) 및 경사면(234)에 대응되는 평탄부(312) 및 경사부(314)를 가지는 웨지형태(Wedge-type)의 지지구조물이다.
물론, 본 실시예에서는 커버버텀과 반사판이 별도의 부재인 것으로 설명하지만, 경우에 따라서는 커버버텀의 후면 내측에 반사재료를 코팅 또는 증착하여 반사층을 구성함으로써 반사판을 대체할 수도 있을 것이다.
아래에서 더 설명하겠지만, 반사판(230)의 경사면(234)는 반입광부에서 표시패널방향(Front)으로 향하는 광량을 증가시키기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 반사판의 평탄면은 상기 광원유닛에 인접한 입광부에 배치되고, 상기 반사판의 경사면은 상기 광원유닛과 이격된 반입광부에 배치되며, 평탄면의 길이(D2)는 반사판 전체 길이(D1)의 40~55%인 것이 바람직하다.
도 3은 도 2의 실시예에 사용되는 바(Bar)타입의 집광렌즈와 그를 포함하는 광원유닛의 구성을 도시한다.
본 실시예에 의한 광원 유닛(220)은 표시장치의 하나 이상의 변에 장착되는 광원 PCB(227)와, 광원 PCB에 실장되는 광원부(228)와, 광원부로부터 입사되는 광의 지향각을 감소시켜 집광하기 위하여 광원칩 전방에 배치되는 집광렌즈(229)를 포함한다.
광원 PCB(227)는 광원칩의 구동에 필요한 회로소자 등이 형성된 긴 바(Bar) 타입의 인쇄회로 기판으로서 표시장치의 4개 변 중 하나 이상, 더 구체적으로는 표시장치의 하부 변에 배치될 수 있다.
편의상, 본 명세서에서는 표시장치가 사용되는 전자장치인 세트장치를 TV로 가정하고, TV가 정상적으로 설치된 경우의 하부를 표시장치의 하부로 정의한다.
또한, 표시장치의 단면에 있어서, 영상이 표시되는 방향, 즉 표시패널(340)쪽 방향을 전면 또는 전방으로 정의하고, 그 대향방향을 후면/저면 또는 후방으로 표시하며, 양측면 중에 광원 유닛이 배치되는 쪽을 입광부로, 그 반대측을 반입광부로 표현한다.
광원유닛에 사용되는 광원부(228)는 LED 칩과 같은 광원칩과, 그 광원칩을 지지하는 지지구조를 포함하는 광원 패키지 형태일 수 있다.
더 구체적으로, 광원부(228)는 표면실장기술(surface mount technology : SMT)에 의하여 몰드 프레임 또는 리드 프레임 없이 바로 LED 칩을 기판 상에 형성시키는 형태의 LED 패키지일 수 있다.
도 3의 (b)와 같이, 본 실시예에 사용되는 광원부(228)는 소위 칩온보드(Chip-On-Board; COB) 또는 칩스케일 패키지(Chip Scale Package; CSP)으로 표현되는 광원 패키지로서, 광투과성을 가지는 성장 기판층(270)상에 2개의 전극층과 그 사이에 배치되는 발광층으로 구성되는 발광부(260)를 형성하고, 그 주위에 형광체 밀봉층(280)을 형성하는 구조로 되어 있다.
도 3의 (b)에 의한 광원패키지에 사용되는 광원칩(LED 칩)은 일명 플립칩(Flip-Chip)으로 불리는 것으로서, 발광층에서 생성된 청색광이 성장 기판층(270)과 형광체 밀봉층(280)을 통과하면서 백색광으로 변환되어 출사되며, LED 칩의 측방향으로도 광이 출사되는 것이 특징이다.
물론, 본 실시예에 의한 광원부(228)은 이러한 플립칩을 이용한 광원패키지에 한정되는 것은 아니며, 청색 LED 칩과, 그 주위를 지지하는 몰드구조물과, 전극 등이 형성된 리드프레임으로 구성되는 몰드타입의 광원 패키지일 수 있다.
이러한 광원부(228)의 LED 칩은 2개 전극 사이에 배치되어 청색(Blue)광을 방출하는 청색 LED일 수 있으며, 발광된 청색광은 광변환 밀봉부(280)에서 R, G, Y 등의 광으로 변환됨으로써 최종적으로 화이트(White)광이 방출된다.
한편, 이 때 광원부(228)로부터 방출되는 광은 통상 120도 이상의 지향각(α) 또는 확산각을 가지는데, 도 1의 (a)와 같은 기존 구조의 백라이트 유닛에서는 도광판으로 입사된 후 도광판에서 확산 전파되므로 문제가 없으나, 본 실시예에 의한 구조에서는 도광판이 없기 때문에, 큰 지향각의 광을 직진광으로 변환하기 위하여 바타입(Bar-Type)의 집광렌즈(229)가 사용된다.
도 3의 (a) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 집광렌즈(229)는 광원부 전방에 배치되는 긴 바(Bar)형태의 광학 렌즈로서, 광원부(228)로부터 방사된 넓은 지향각(α)의 광원 광원유닛에 수직한 일부 영역으로만 직진하도록 경로를 변환하는 기능을 한다.
이러한 집광렌즈(229)는 도 3의 (c)의 좌측에 배치된 바와 같이 다각형 형태의 단면을 가지거나, 우측 도면에서와 같이 타원/원형 단면을 가질 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니며, 넓은 방사각의 광을 일정 영역으로 집광하여 방출할 수 있는 한 다른 형태를 가질 수도 있을 것이다.
이러한 집광렌즈(229)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리올레핀(polyolefine), 셀룰로스 아세테이트(cellulose acetate), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride) 등과 같은 합성수지재로 제조될 수 있다.
한편, 백라이트 유닛을 구성하는 확산판(240)은 커버버텀의 측면 절곡부의 상측에 배치되어, 반사판(230)으로부터 반사되는 광을 확산시키는 기능을 한다.
또한, 본 실시예에 의한 확산판(240)은 상부에 배치되는 광학시트(250)을 지지하는 지지기능도 가진다.
도 1의 (a)와 같은 기존 구조에서는 도광판이 그 상부의 광학시트를 지지하기 때문에 필요가 없지만, 본 실시예에 의한 백라이트 유닛에서는 도광판이 없기 때문에 필름 형태의 광학시트부(250)를 지지하기 위하여 판상 부재인 확산판(240)이 추가로 사용되는 것이다.
이러한 확산판(240)은 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 재료로 형성될 수 있다.
또한, 확산판(240)의 광확산 특성을 향상시키기 위하여 확산판의 표면 일부에는 다수의 확산패턴이 형성될 수 있으며, 이러한 확산패턴은 광원에 대응되는 일부 영역에만 형성될 수도 있고, 확산판 배면 전체에 걸쳐 형성될 수도 있다.
특히, 도 6 이하의 실시예에서 설명할 바와 같이, 본 실시예의 확산판에는 전술한 확산 패턴 이외에, 입광부측에서의 광을 일부 흡수하여 표시장치 전체의 광분포를 균일하게 하기 위하여 블랙 또는 그레이(Gary) 잉크로 코팅되는 광흡수 패턴을 포함할 수 있다.
이러한 광흡수 패턴에 대해서는 도 6 이하에서 더 설명한다.
또한, 확산판(240)의 내부에는 입사된 광을 널리 확산시키기 위하여 다수의 산란입자를 포함할 수 있다. 이러한 산란입자는 비드(Bead) 형상일 수 있으며, 산란입자의 형상, 크기 및 분포는 규칙적 또는 불규칙적일 수 있다.
확산판(250)의 상부에는 확산판을 통과한 광을 집광하여 표시패널(340)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 하는 다수의 개별 광학시트의 조합으로 이루어지는 광학시트부(250)가 더 배치될 수 있다.
본 실시예에 의한 광학시트부(250)는 2개 이상의 개별 시트로 구성될 수 있으며, 개별시트의 예로는 집광 기능을 하는 집광시트 또는 프리즘 시트(Prism Sheet; PS)와, 광을 확산시키는 확산시트(Diffuser Sheet; DS)와, DBEF(dual brightness enhancement film)라 불리는 휘도 향상을 위한 반사형 편광필름 등 각종 기능성 시트 등이 포함될 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다.
더 구체적으로, 본 실시예에 의한 광학시트부(250)는 하부로부터 확산시트(D-sheet), 프리즘 다운 시트(Prism Down Sheet), 프리즘 업 시트(Prism Up Sheet) 등의 3개의 개별 시트로 구성될 수 있다.
이 때, 광학시트부(250)의 가장 하부에 배치되는 확산시트의 일면에는 입광부측에서의 광을 일부 흡수하여 표시장치 전체의 광분포를 균일하게 하기 위하여 블랙 또는 그레이(Gary) 잉크로 코팅되는 광흡수 패턴이 더 형성될 수 있으며, 이에 대해서는 도 6 이하에서 더 설명한다.
통상적으로, 광학시트부(250)를 구성하는 기능성 개별 시트 중에서 집광시트는 투명필름 형태의 시트에 일정한 집광 패턴 등이 포함됨으로써, 입사되는 광을 일정한 방향으로 모아주는 집광 기능을 한다.
한편, 광을 확산시키는 확산시트(Diffuser Sheet; D-sheet)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.
커버버텀(310)은 본 실시예에 의한 표시장치의 후면 및 측면 외관 및 지지부를 구성하는 것으로서, 전체적으로 양측에는 “ㄷ”자 형태로 절곡된 절곡부를 가지고, 후면은 반사판(230)의 평탄면(232)에 대응되는 평탄부(312)와 반사판의 경사면(234)에 대응되는 경사부(314)를 가지는 금속 또는 플라스틱 재질의 프레임 구조이다.
가이드 패널(330)은 전체적으로 ㄱ자 형태로 절곡된 플라스틱 재질의 프레임 구조로서, 커버버텀(310)의 측벽 외측을 둘러싸도록 수직방향으로 연장되는 측면부와, 측면부와 일체로 수평방향으로 연장되는 수평지지부를 포함한다.
가이드 패널(330)의 수평지지부 상에는 표시패널(340)이 안착된다.
한편, 본 명세서에서 커버버텀(310)은 그 용어에 한정되는 것은 아니고, 플레이트 버텀(Plate Bottom), 베이스 프레임(Base Frame), 메탈 프레임(Metal Frame), 메탈 샤시(Metal Chassis), 샤시 베이스(Chassis Base), m-샤시 등 다른 표현으로 사용될 수 있으며, 표시패널 및 백라이트 유닛 중 1 이상을 고정하는 지지체로서 표시장치의 가장 기저부에 배치되는 모든 형태의 프레임 또는 판상 구조물을 포함하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서의 가이드 패널(330)는 플라스틱 샤시, p-샤시, 서포트 메인, 메인 서포트, 몰드 프레임 등 다른 표현으로 대체될 수 있으며, 다수의 절곡부가 있는 단면 형상을 가지는 사각 프레임 형상의 구조물로서 커버버텀(310)에 연결되어 백라이트 유닛의 광학시트 및 표시패널 등을 지지하기 위하여 사용되는 모든 형태의 플라스틱 부재를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이러한 가이드 패널(330)은 폴리카보네이트(polycarbonate)와 같은 합성수지의 몰드재질로 이루어지고, 사출성형 방식을 통하여 제작될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
가이드 패널(330)의 측면에서 표시패널의 전면 일부까지 연장 형성되어 표시패널의 전면 일부를 보호하기 위한 케이스탑(Case Top; 350)을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 가이드 패널(330)의 수평지지면에 안착되는 표시패널(340)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.
본 명세서에서 “표시장치”라는 용어는 표시패널과 표시패널을 구동하기 위한 구동부를 포함하는 액정 모듈(Liquid Crystal Module; LCM)과 같은 협의의 표시장치는 물론, 그러한 LCM을 포함하는 완제품인 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 스마트폰 또는 전자패드와 같은 모바일 전자장치 등과 같은 세트 전자 장치 또는 세트 장치까지도 포함하는 개념으로 사용한다.
즉, 본 명세서에서의 표시장치는 LCM과 같은 협의의 디스플레이 장치는 물론, 그를 포함하는 응용제품인 세트 장치까지 포함하는 의미로 사용한다.
또한, 본 실시예에 의한 표시장치에 사용될 수 있는 표시패널은 전술한 액정표시패널에 한정되는 것은 아니며, 백라이트 유닛으로부터 광을 제공받아 영상을 출력하는 모든 형태의 표시패널을 포함할 수 있다.
도 4는 도 2의 실시예에 사용되는 반사판에 구비된 평탄면 및 경사면과 광경로 사이의 관계를 도시하는 도면이며, 도 5는 도 2의 실시예에 의한 백라이트 유닛을 사용한 경우의 표시장치 전체의 광분포를 도시한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 도 2의 실시예에 의한 표시장치에서는, 기본적으로 광원유닛(220)으로부터 출사된 광이 반사판(230)에서 반사되어 표시패널쪽으로 제공된다.
이 때, 광원유닛(220)에 인접한 입광부에서는 강한 광이 반사판(230)의 평탄면(232)에 의하여 반사되어 표시패널측으로 향하게 되고, 반입광부쪽으로 갈수록 전달되는 광량이 줄기 때문에 직진광을 표시패널쪽으로 향하게 하기 위하여 경사면(234)을 이용하는 것이다.
즉, 입광부에서는 집광렌즈(229)에서 방사된 광 중에서 일부의 강한 광 L1이 반사판(230)의 평탄면(232)에서 반사되어 비스듬히 표시패널측으로 향하며(L1’), 반입광부측에서는 멀리 전달되어 광량이 감소된 광 L2가 반사판(230)의 경사면(234)에서 반사되어 표시패널에 더 수직으로 입사된다.
이와 같이, 반사판(230)의 경사면(234)은 광원유닛(220)에서 멀리 떨어진 곳에서 광의 경로를 표시패널쪽으로 바꿈으로써, 반입광부 부근에서 표시패널로 입사되는 광량을 증가시키기 위하여 사용된다.
도 4의 (b)는 이러한 경사면(234)의 형성 위치에 대하여 도시하는 것으로서, 평탄면의 길이(D2)는 반사판 전체 길이(D1)의 40~55%인 것이 바람직하다.
즉, 입광부에서 시작한 평탄면(232)이 끝나고 경사면(234)이 시작되는 지점을 P로 표시할 때, 반사판(230)의 입광부측 단부에서 지점 P까지의 거리 D2은 반사판의 전체 길이 D1의 약40~55%인 것이 바람직하다는 것이다.
예를 들면, 대각선 길이가 55’인 표시장치인 경우, 반사판의 전체 길이(즉, 표시장치의 세로 또는 높이에 해당됨)인 D1이 약685mm가 되며, 그 때 평탄면의 길이(즉, 입광부측 단부에서 경사면 시작점 P까지의 거리)인 D2는 약280~380mm가 되도록 하는 것이다.
이와 같이, 반사판(230)의 평탄면의 길이(D2)가 반사판 전체 길이(D1)의 약40~55%로 하는 경우, 입광부와 반입광부에서의 표시패널쪽으로 향하는 광량의 차이가 가장 작은 것으로 확인되었다.
그러나, 도 2의 실시예에 의한 표시장치의 경우, 위와 같이 반사판의 경사면의 위치 또는 면적을 조절하더라도 입광부에서의 광량이 반입광부에서의 광량보다 더 큰 현상이 여전히 발생하였다.
즉, 도 5와 같이, 광원유닛(220)이 배치되는 입광부에서는 강한 광이 표시패널쪽으로 출사되고, 반입광부측에서는 상대적으로 약한 광이 표시패널쪽으로 출사되어, 표시장치 전체의 광분포가 균일하지 않는 현상이 발생하였다.
이에 따라, 이하의 본 발명의 다른 실시예에서는 표시장치 전체의 광분포를 균일하게 하기 위하여 반사판, 확산판 또는 광학시트부 중 하나 이상에 광을 일정부분 흡수할 수 있는 광흡수 패턴을 형성하는 방안을 제시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 백라이트 유닛과 그를 포함하는 표시장치 일부의 분해 사시도이다.
도 6의 실시예에 의한 표시장치는 광흡수 패턴이 형성된 점을 제외하고는 기본적으로 도 2의 실시예에 의한 표시장치와 유사한 구성을 가지므로, 차별화되는 구성 위주로 설명한다.
즉, 도 6의 실시예에 의한 표시장치의 백라이트 유닛 역시 도광판이 없는 구조로서, 표시장치의 하나 이상의 변에 장착되는 광원 PCB(227)와, 광원 PCB에 실장되는 광원부(228)와, 광원부로부터 입사되는 광의 지향각을 감소시켜 집광하기 위하여 광원칩 전방에 배치되는 집광렌즈(229)를 포함하는 광원 유닛(220)과, 광원유닛으로부터의 광을 표시패널 전면측으로 반사시키기 위한 반사판(230)과, 반사판과 이격배치되어 반사판으로부터 광을 확산시키는 확산판(Diffuser Plate; 240)과, 확산판 상부에 배치되는 광학시트부(250) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 반사판(230)은 입광부측으로부터 표시패널과 평행하게 연장되는 평탄면(232)과, 평탄면으로부터 일정 경사각을 가지면서 표시패널쪽으로 경사진 경사면(234)를 포함한다.
한편, 도 6의 실시예에서는, 반사판(232), 확산판(240), 광학시트부(250) 등의 일면에 1 이상의 광흡수 패턴(410, 420, 430)이 형성된다.
더 구체적으로, 반사판(230)의 상면 일부에는 광흡수 패턴 410이 형성될 수 있고, 확산판(240)의 저면 또는 상면에는 광흡수 패턴 420이 형성될 수 있으며, 광학시트부(250)를 구성하는 개별 시트 중에서 가장 하부에 배치되는 확산시트(D-sheet)의 저면에는 광흡수 패턴 430이 형성된다.
이러한 광흡수 패턴은 광원으로부터 출사된 광을 일정부분 흡수하여 표시패널측으로 반사되는 광을 감소시키는 기능을 하며, 블랙 또는 그레이(회색) 계조를 가지는 유색 잉크를 사용하여 형성될 수 있다.
이러한 광흡수 패턴(410, 420, 430)은 입광부 부근에서의 배치밀도가 가장 크고 반입광부로 갈수록 배치밀도가 감소하도록 형성하는 것이 바람직하다.
반사판에 형성되는 광흡수 패턴을 예로서 설명하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 반사판(230)의 전체 면적 중에서 입광부측에는 광흡수 패턴의 개수 또는 광흡수 패턴의 크기를 크게 하여 광흡수 패턴의 배치 밀도를 크게 하고, 반입광부측으로 진행할수록 광흡수 패턴의 배치 밀도가 감소하도록 한다.
또한, 광흡수 패턴의 배치 영역은 반사판의 경우에는 평탄면 영역에만 한정되고, 확산판 및 광학시트의 경우에는 반사판의 평탄면이 확산판 또는 광학시트에 투영된 평탄 영역에만 한정되도록 할 수 있다.
즉, 도 7의 (a)에서와 같이 반사판(230)의 평탄면(232)에만 원형 도트 형상의 광흡수 패턴(410)이 형성되되, 입광부측에는 광흡수 패턴의 개수를 많게 하여 광흡수 패턴의 배치밀도를 높게하고, 입광부에서 멀어질수록 패턴의 개수를 감소시켜 광흡수 패턴의 배치밀도를 낮게 한다.
또한, 광흡수 패턴(410)은 반사판(230)의 평탄면(232)에만 형성하며, 경사면(234)에는 형성하지 않는 것이 바람직하다.
도 4에서 설명한 바와 같이, 도광판 없이 경사면을 가지는 반사판으로 구성된 백라이트 유닛의 경우, 비록 반입광부측의 경사면을 이용하여 표시패널로 향하는 광량을 증가시키는 하지만, 입광부측에서의 광량이 커서 전체적으로 입광부에서 더 강한 광분포를 가진다.
따라서, 반사판(230) 등의 입광부 부근에 배치된 광흡수 패턴(410)이 입광부 부근에서의 광을 일부 흡수하여 입광부의 광량을 감소킴으로써, 표시패널 전체에서의 광량을 고르게 하는 기능을 한다.
특히, 입광부 부근의 광흡수 패턴의 배치밀도를 가장 크게하고 반입광부로 갈수록 광흡수 패턴의 배치밀도를 감소시키고, 평탄면과 경사면을 가지는 반사판의 평탄면 또는 그에 대응되는 확산판/광학시트부 영역에만 광흡수 패턴을 형성함으로써, 입광부 부근에서 표시패널로 향하는 광량을 감소시켜 결과적으로 표시패널 전체에서 균일한 광이 제공되도록 할 수 있다.
도 8은 도 6의 실시예에 의한 광흡수 패턴이 사용된 경우의 광경로와 표시장치 전체의 광분포를 도시한다.
도 8의 (a)와 같이, 광원유닛으로부터 출사된 광 중 입광부에서 반사판으로 향하는 강한 최초 광 L3이 반사판(230)의 광흡수 패턴(410)에서 일정 부분 흡수된 후 반사되어 최초 광 L3보다 약한 제1반사광 L3’이 확산판(240)에 입사된다.
제1반사광 L3’은 다시 확산판(240)의 광흡수 패턴(420) 및 광학시트부(250)에 형성된 광흡수 패턴(430) 등에서 다시 일부 흡수되어, 최종적으로 약한 출사광 L3”이 표시패널로 입사된다.
또한, 광원유닛으로부터 출사된 광 중 입광부에서 확산판(240)으로 바로 향하는 최초 광 L4는 확산판(240)의 광흡수 패턴(420) 및 광학시트부(250)에 형성된 광흡수 패턴(430) 등에서 일부 흡수되어, 최종적으로 약한 출사광 L4’이 표시패널로 입사된다.
반면, 광원유닛으로부터 출사된 광 중 직진하는 광 L5은 반입광부 부근에 도달할 때까지 광량이 어느 정도 감소하여 반사판에 도달한 후, 반사판(230)의 경사면(234)에서 바로 반사되어 흡수 없이 표시패널측으로 전달된다. (L5’)
결과적으로 본 실시예에 의한 광흡수 패턴(410, 420, 430)에 의하여 입광부 부근에서 표시패널로 출사되는 광 L3”, L4’의 세기와 반입광부 부근에서 표시패널로 출사되는 광 L5’의 세기가 거의 동일하게 되며, 따라서 표시패널 전체로 고른 광이 제공될 수 있다.
도 8의 (b)는 도 6의 실시예가 적용된 경우 표시패널 전체의 광프로파일을 도시하는 것으로, 도 5에 도시된 것과 달리 표시패널 전체에 걸쳐 균일한 광분포를 보이는 것을 알 수 있다.
한편, 본 실시예에 사용되는 광흡수 패턴(410, 420, 430)은 형상 및 크기에는 제한이 없으며, 원형 도트패턴, 다각형 패턴 등 모든 형상이 가능하다.
또한, 입광부에서의 광흡수 패턴 배치밀도를 가장 크게 하고, 입광부에서 멀어질수록 광흡수 패턴의 배치밀도를 감소시킬 수 있는 한, 개별 광흡수 패턴의 크기는 제한이 없다.
예를 들어, 도 7의 (a)와 같이 동일한 크기의 개별 광흡수 패턴을 이용하되 입광부 부근에서는 단위 면적당 형성되는 개별 광흡수 패턴의 개수를 더 크게 할 수도 있고, 단위 면적당 형성되는 개별 광흡수 패턴의 개수는 일정하게 하되 입광부 부근에서의 개별 광흡수 패턴의 크기를 더 크게 하는 것도 가능할 것이다.
또한, 확산판(240)에 형성되는 광흡수 패턴(420)은 확산판(240)의 양면 모두에 형성되거나, 저면 또는 상면에만 형성될 수도 있다.
광학시트부(250)는 가장 저면의 확산시트(D-sheet)와, 그 상부의 프리즘 다운 시트(P-DN Sheet) 및 프리즘 업 시트(P-UP Sheet)가 순서대로 적층되는 구조일 수 있고, 이 경우 광흡수 패턴은 가장 하부에 있는 확산시트의 일면에 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 광흡수 패턴(410, 420, 430)은 블랙 또는 그레이 계조를 가지는 잉크를 일정한 형상, 크기의 패턴으로 코팅 또는 도포하여 형성될 수 있다.
이 때 광흡수 패턴 형성을 위하여 사용되는 광흡수 패턴용 잉크는 검은 안료와 바인더 등을 포함하는 모든 잉크재료를 사용할 수 있으며, 임프린팅(Imprinting) 또는 인쇄한 후 경화시켜 반사판, 확산판 또는 광학시트에 고정하는 방식으로 형성될 수 있다.
이 때, 광흡수 패턴용 잉크는 일반적으로 자외선(UV)에 의하여 경화되는 UV 경화 잉크와, 적외선(IR)에 의한 경화되는 IR 경화 잉크가 있으며, 본 실시예에서는 상기 2가지 종류의 광흡수 패턴용 잉크가 모두 사용될 수 있다.
본 실시예에 의한 광흡수 패턴용 잉크 조성물은, 흑색 안료와, 잉크의 흡착성을 확보하기 위한 바인더(binder)와, 용제 또는 용매와, 각종 첨가제 등을 더 포함할 수 있다.
바인더(Binder)는 인쇄 도막을 형성시킴과 동시에 반사판 등의 부착물에 대한 광흡수 패턴의 부착성을 조정할 수 있는 아크릴레이트기를 가지는 아크릴 공중합체가 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 광굴절률이 약1.47인 변형 아크릴레이트 수지(Modified Acrylate Resin)이 사용되었다.
바인더는 열경화 또는 UV 경화특성을 가지며, 이러한 바인더의 재료로는 메틸메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 스틸렌, 아크릴산으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물로 합성한 중합체일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
용제 또는 용매는 광흡수 패턴용 잉크 조성물의 전체적인 점도와 관련되고, 도광판에 광흡수 패턴을 인쇄 또는 임프린팅할 때의 작업성을 조정하기 위하여 사용되는 것으로서, 저비점 용제로는 벤젠, 톨루엔, 키실렌, 메틸이소부틸카비톨, 이소부틸아세테이트, 노르말부틸아세테이트, 메틸이소부틸 케톤, 에틸셀로솔브, 메틸셀로솔브 등이 사용될 수 있고, 중비점 용제로는 솔벤트, 에틸헥실아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 시클로헥실아세테이트, 부틸셀로솔브, 부틸셀로솔브아세테이트, 셀로솔브아세테이트, 메틸 카비톨, 시클로헥산논 등이 사용될 수 있다.
또한, 디메틸에테르, 부틸카비톨, 디메틸글루타레이트, 디메틸석시네이트, 이소프론, 카비톨아세테이트, 에틸헥실글리콜, 부틸카비톨아세테이트, 에틸카비톨, 헥실셀로솔브 등과 같은 고비점 용제가 사용될 수도 있다.
이러한 용제 또는 용매의 조성비는 약45~55중량%인 것이 바람직하며, 55wt% 잉크의 점도가 낮아져 광흡수 패턴의 퍼짐 현상이 발생할 수 있고, 50wt% 이하이면 상대적으로 점도가 높아져 인쇄 또는 임프린팅 과정에서 제판의 판막힘 현상이 발생할 우려가 있다.
기타, 본 실시예에 의한 광흡수 패턴용 잉크 조성물에 포함되는 기타 첨가제로는, 조성 재료의 적절한 분산 또는 점성 조정을 위한 분산제, 잉크 도막의 레벨링성(도막균일성)을 향상을 위한 레벨링제, 잉크 인쇄 시 발생 될 수 있는 기포의 파괴 및 기포생성억제를 위한 소포제, 색상 변화를 방지하기 위한 변색제 등이 포함될 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 광흡수 패턴용 잉크 조성물은 흑색 안료의 조성비를 조절함으로써 회색(Gray) 계조를 가지도록 할 수 있으며, 회색 계조의 잉크 조성물인 경우 광확산을 위한 확산 비드를 더 포함할 수 있다.
즉, 광흡수 패턴이 그레이(회색) 계조로 형성되는 경우 광의 일부만 흡수하고 나머지 광은 반사하게 되는데, 이 때 광흡수 패턴에 포함된 확산비드가 반사되는 광을 확산시킴으로써 표시패널로 향하는 광을 더 균일하게 할 수 있다.
이 때, 광흡수 패턴용 잉크 조성물에 포함되는 확산비드는 PMMA, 실리카, PC 중 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있으며, 확산비드의 형상은 원형 비드, 사각뿔(피라미드) 비드 등의 형상일 수 있으나, 특정 형상을 가지지 않는 비정형으로 형성될 수도 있다.
또한, 경우에 따라서 확산 성능 및 광흡수 성능을 향상시키기 위하여 확산비드로서 각각 다른 굴절율 및/또는 크기를 가지는 2종류 이상의 비드를 사용할 수도 있을 것이다. 예를 들면, 1㎛ 내지 10㎛의 직경과 제1굴절율을 가지는 제1 확산비드와, 20㎛ 내지 80㎛의 직경을 가지되 제1굴절율보다 0.02~0.2만큼 작은 제2굴절율을 가지는 제2 확산비드를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 확산비드와 제2 확산비드의 단위 체적당 분포 밀도를 조절함으로써 원하는 광흡수 성능을 확보할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 사용되는 광흡수 패턴의 다른 형태로서, 광흡수 패턴용 잉크를 이용하지 않고, 반사판의 일정 부분을 천공한 천공 슬릿 형태일 수도 있다.
즉, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 반사판(230)의 일정 부분을 천공하여 천공 슬릿(410’) 형태의 광흡수 패턴을 형성할 수 있으며, 이 때에도 입광부 부근에서의 천공 슬릿(410’)의 형성 밀도가 가장 크고 반입광부쪽으로 갈수록 천공 슬릿의 배치밀도를 더 낮게 하여야 한다.
반사판 저면에는 비교적 반사율이 낮은 커버버텀 내면이 배치되므로, 반사판(230)에 천공 슬릿(410’)을 형성하는 경우, 천공 슬릿을 통해서 커버버텀의 내면 일부분이 노출된다.
따라서, 천공 슬릿(410’)으로 입사된 광은 천공 슬릿 내부에 갇히거나, 특히 천공 슬릿으로 노출되는 커버버텀 내면에 흡수되어 표시패널 쪽으로 반사되지 못하게 되어, 광흡수 패턴으로의 기능을 가지게 되는 것이다.
이러한 천공 슬릿(410’)을 이용하면, 반사판을 제작할 때 천공 슬릿을 함께 형성하면 되기 때문에, 광흡수 패턴용 잉크를 반사판 등에 형성하는 과정이 필요없다는 점에서 공정상 유리하다.
물론, 도 6의 실시예에 의한 표시장치 역시 도 4에 의한 표시장치가 가지는 나머지 구성을 그대로 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 6의 실시예에 의한 반사판(230) 역시 입광부쪽의 평탄면(232)와 반입광부측의 경사면(234)을 가지되, 평탄면의 길이(D2)는 반사판 전체 길이(D1)의 40~55%로 함으로써, 입광부와 반입광부에서 표시패널로 향하는 광량을 균일하게 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예를 이용하면, 커버버텀(Cover Bottom) 내면에 배치되고 경사면을 가지는 반사판과, 엣지 광원부의 광을 집광하는 집광렌즈를 포함함으로써, 도광판을 제거하면서도 슬림한 구조의 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
특히, 상기와 같은 구조의 도광판 없는(LGPless) 백라이트 유닛에서, 광학시트, 확산판 또는 상기 반사판 중 하나 이상에 광흡수 패턴을 배치하되, 입광부에서의 배치밀도를 가장 크게 하고 반입광부로 갈수록 광흡수 패턴의 배치밀도를 감소시키는 구성 또는 반사판의 입광부쪽 평탄면에만 광흡수 패턴을 형성하는 구성을 이용함으로써 표시패널 전체로 균일한 광을 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.
310 : 커버버텀 230 : 반사판
232 : 평탄면 232 : 경사면
227 : 광원 PCB 228 : 광원부
229 : 집광렌즈 240 : 확산판
250 : 광학시트부 410, 420, 430 : 광흡수 패턴
410' : 천공 슬릿

Claims (12)

  1. 표시패널;
    표시장치의 하나 이상의 변에 장착되는 광원 PCB와, 상기 광원 PCB에 실장되는 광원부와, 상기 광원부로부터 입사되는 광의 지향각을 감소시켜 집광하는 바타입의 집광렌즈를 포함하는 광원 유닛;
    커버버텀 내면에 장착되되, 상기 표시패널과 평행한 평탄면과 상기 평탄면과 경사진 경사면을 가지는 반사판;
    상기 반사판과 이격되어 상기 표시패널과 평행하게 배치되는 확산판; 및,
    상기 확산판 상에 배치되는 광학시트부; 및
    상기 표시패널의 후면을 지지하고, 상기 반사판의 상기 평탄면 및 상기 경사면에 대응되는 평탄부 및 경사부를 가지는 웨지형태(Wedge-type)의 상기 커버버텀;
    을 포함하고,
    광흡수 패턴이 상기 확산판 및 상기 광학시트부 중 적어도 하나의 일면에 배치되는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사판의 평탄면은 상기 광원유닛에 인접한 입광부에 배치되고, 상기 반사판의 경사면은 상기 광원유닛과 이격된 반입광부에 배치되며,
    상기 평탄면의 길이(D2)는 반사판 전체 길이(D1)의 40~55%인 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반사판의 일면에 상기 광흡수 패턴이 배치되는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광흡수 패턴의 배치밀도는 상기 입광부에서 가장 크고 상기 반입광부로 갈수록 감소하는 표시장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 광흡수 패턴의 배치 영역은 상기 반사판의 평탄면 영역 또는 상기 반사판의 평탄면이 상기 확산판 또는 광학시트에 투영된 평탄 영역에 한정되는 표시장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 반사판에 배치되는 광흡수 패턴은 상기 반사판의 평탄면 일부가 천공된 천공슬릿인 표시장치.
  7. 엣지타입으로 장착되는 광원 PCB와, 상기 광원 PCB에 실장되어 표시패널로 광을 제공하는 광원부와, 상기 광원부로부터 입사되는 광의 지향각을 감소시켜 집광하는 바타입의 집광렌즈를 포함하는 광원 유닛;
    상기 표시패널의 후면을 지지하는 커버버텀 내면에 장착되되, 상기 표시패널과 평행한 평탄면과 상기 평탄면과 경사진 경사면을 가지고, 일면에 광흡수 패턴이 배치되는 반사판;
    상기 반사판과 이격되어 상기 표시패널과 평행하게 배치되는 확산판;
    상기 확산판 상에 배치되는 광학시트부;를 포함하고,
    광흡수 패턴이 상기 확산판 및 상기 광학시트부 중 적어도 하나의 일면에 배치되며,
    상기 광흡수 패턴의 배치 영역은 상기 반사판의 평탄면 영역 또는 상기 반사판의 평탄면이 상기 확산판 또는 광학시트에 투영된 평탄 영역에 한정되며, 상기 광흡수 패턴의 배치밀도는 상기 광원 유닛에 인접한 입광부에서 가장 크고 상기 광원 유닛과 이격된 반입광부로 갈수록 감소하는 백라이트 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사판의 평탄면은 상기 광원유닛에 인접한 상기 입광부에 배치되고, 상기 반사판의 경사면은 상기 광원유닛과 이격된 상기 반입광부에 배치되며,
    상기 평탄면의 길이(D2)는 반사판 전체 길이(D1)의 40~55%인 백라이트 유닛.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8항에 있어서,
    상기 반사판에 배치되는 광흡수 패턴은 상기 반사판의 평탄면 일부가 천공된 천공슬릿인 백라이트 유닛.
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