KR102533656B1 - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치를 개시한다. 개시된 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판 상에 배치되고 영역별로 형광체의 농도가 다른 파장변환시트를 포함한다. 이를 통해, 표시패널의 색감 차이를 줄이고, 광 효율을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치{Back Light Unit and Display Device Using The Same}
본 실시예들은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는 액정의 전기적, 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시하는 평판 디스플레이(Flat Panel Display)의 일종으로, 다른 디스플레이들에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비전력과 구동전압으로 인하여 산업 전반에 걸쳐 다양하게 응용되어 이용되고 있다.
한편, 액정표시장치는 외부 요인에 의해 발광하는 비발광성 소자이므로 별도의 광원을 필요로 하게 된다. 이에 따라, 액정패널의 배면에 광원을 구비한 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 마련되어 액정표시장치 전면을 향해 광을 조사하고 이러한 광은 다수개의 광학시트(Optical Sheet)를 지나면서 확산되고 액정패널로 집광되어 비로소 식별 가능한 화상으로 구현된다.
일반적으로, 액정표시장치의 백라이트 유닛은 광원으로 사용되는 발광 램프의 배치 방식에 따라 에지 방식(Edge-type)과 직하 방식(Direct-type)으로 나뉜다.
직하 방식은 액정패널의 배면에 복수개의 램프를 일렬로 배열하여 액정패널 전면에 직접 조사하는 방식이고, 에지 방식은 광을 가이드하는 도광판 외곽에 광원을 설치하고 상기 광원으로부터 출사된 광을 투명한 도광판을 이용하여 액정패널전체 면으로 광을 입사시키는 것이다. 여기서 에지 방식이 최근 내구성 우수측면과 액정표시장치의 경량 및 박형화의 장점에 힘입어 주로 사용되고 있다.
한편, 도광판은 투명한 재질, 예를 들어, 유리(glass)로 이루어질 수 있다. 그러나, 유리 재질은 일반적으로 철(Fe) 성분을 함유하고 있는데, 이러한 철(Fe) 성분은 도광판으로 입사되는 광 중 단파장의 광을 흡수하는 특성을 갖는다. 따라서, 유리로 이루어지는 도광판은 단파장의 광을 흡수하여 색감차를 발생시키는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 청색(blue) 광을 발광시키는 광원(광원)를 사용하고, 도광판상에 황색(yellow) 형광체를 포함하는 광학시트를 적용하였으나, 광 효율이 대략 20 % 감소하는 문제가 발생하였다.
본 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도광판 상에 배치되는 파장변환시트를 활용하여, 표시장치의 색감 차이를 완화하고, 광효율을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판을 포함한다. 또한, 일 실시예들에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판이 적어도 일 측에 배치되며 복수의 광원을 포함하는 광원 어셈블리를 포함한다. 또한, 일 실시예들에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판 상에 배치되고, 입사된 광을 특정 파장의 광으로 변환시키는 적어도 1 종류의 형광체를 포함하는 파장변환시트를 포함한다. 여기서, 파장변화시트에 포함되는 형광체의 농도는 광원으로부터 거리가 멀게 위치된 도광판의 영역과 대응되는 영역일수록 점층적으로 높아질 수 있다.
또한, 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 적어도 일 측에 세레이션 패턴을 구비하는 도광판을 포함한다. 또한, 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판의 적어도 일 측에서 상기 세레이션 패턴과 마주보도록 배치되는 복수의 광원을 포함하는 광원 어셈블리를 포함한다. 또한, 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판 상에 배치되고, 입사된 광을 특정 파장의 광을 변환시키는 적어도 1 종류의 형광체를 포함하는 파장변환시트를 포함한다. 여기서, 파장변화시트에 포함되는 형광체의 농도는 광원으로부터 거리가 멀게 위치된 도광판의 영역과 대응되는 영역일수록 점층적으로 높아질 수 있다.
또한, 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 표시패널을 포함한다. 또한, 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 표시패널 배면에 배치되는 도광판을 포함한다. 또한, 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판의 적어도 일 측에 배치되며 복수의 광원을 포함하는 광원 어셈블리를 포함한다. 또한, 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판의 배면에 배치되는 반사시트를 포함한다. 그리고, 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판과 표시패널 사이에 배치되고, 입사된 광을 특정 파장의 광을 변환시키는 적어도 1 종류의 형광체를 포함하는 파장변환시트를 포함한다. 여기서, 파장변화시트에 포함되는 형광체의 농도는 광원으로부터 거리가 멀게 위치된 도광판의 영역과 대응되는 영역일수록 점층적으로 높아질 수 있다.
본 실시예들에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 광원 어레이로부터 멀리 위치한 도광판의 영역과 대응되는 파장변환시트의 영역에서 형광체 농도가 높음으로써, 광원 어레이로부터 가깝게 위치한 도광판과 대응되는 영역에 배치되는 파장변환시트를 통과하는 광과 광원 어레이로부터 멀리 위치한 도광판과 대응되는 영역에 배치되는 파장변환시트를 통과하는 광의 색감 차이를 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 광원 어레이로부터 백색 광이 발광되고, 입사되는 광의 파장의 일부를 특정 파장의 광으로 변환시키는 파장변환시트를 적용함으로써, 청색(blue) 광을 발광시키는 광원(광원)를 사용하고, 도광판 상에 황색(yellow) 형광체를 포함하는 광학시트를 적용할 때보다 광 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛 일부분의 평면도이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 발광다이오드 어셈블리 및 파장변환시트를 도시한 평면도이다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 통한 광 특성을 나타낸 도면이다.
도 5는 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛 일부분의 평면도이다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 광원 어셈블리 및 파장변환시트를 도시한 평면도이다.
도 7은 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 통한 광 특성을 나타낸 도면이다.
도 8은 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛 일부분의 평면도이다.
도 9는 제 3 실시예에 따른 도광판을 도시한 도면이다.
도 10은 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛을 통한 광 특성을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형상으로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 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.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100), 표시패널(100)을 구동하기 휘한 구동부(150, 160), 표시패널(100)의 후면에 설치되고 표시패널(100)의 전면에 걸쳐 광을 방출하는 백라이트 유닛 및 표시패널(100)과 백라이트 유닛을 수납하여 고정시키는 패널 가이드(450)를 포함한다. 이 때, 적어도 1 개의 구동부(150, 160)는 표시패널(100) 내에 실장될 수 있으나 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다.
한편, 제 1 실시예에 따른 표시패널(100)은 액정표시패널일 수 있으며, 도면에는 도시하지 않았으나, 표시패널(100)은 서로 대향하여 배치되는 컬러필터 어레이 기판과 박막 트랜지스터 어레이 기판을 포함하고, 컬러필터 어레이 기판과 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 어레이 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함할 수 있다.
컬러필터 어레이 기판과 박막 트랜지스터 어레이 기판이 합착된 표시패널(100)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 액정층에 전계를 인가하며, 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 액정층의 액정은 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소 별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.
그리고, 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 화소별로 제어하기 위해서 박막 트랜지스터와 같은 스위칭소자가 화소들에 개별적으로 구비된다. 이와 같이 구성된 표시패널(100)의 외측에는 각각 상, 하부 편광판(미도시)이 부착될 수 있으며, 하부 편광판은 백라이트 유닛을 경유한 광을 편광시키며, 상부 편광판은 표시패널(100)을 경유한 광을 편광 시킨다.
백라이트 유닛을 구체적으로 설명하면, 도광판(light guide plate)(320)의 적어도 일 측에 광을 발생시키는 광원 어레이(125b)를 포함하는 광원 어셈블리가 배치되고, 도광판(320)의 배면에는 반사판(410)이 배치되며, 도광판(320)의 상면에 배치되는 파장변환시트(200) 및 파장변환시트(200) 상에 배치되는 복수의 광학시트(430)를 포함할 수 있다. 여기서, 광원은 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)일 수 있으나, 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다. 이와 같이 구성된 백라이트 유닛의 상부에는 표시패널(100)이 패널가이드(450)를 통해 안착되며, 표시패널(100)과 패널가이드(450) 및 백라이트 유닛은 고정부재를 통해 하부의 커버바텀(cover bottom, 500)과 상부의 케이스 탑(case top, 600)에 의해 서로 결합되어 표시장치를 구성하게 된다.
한편, 복수의 광학시트(430)는 확산시트와 상, 하부 프리즘시트를 포함하며, 보호시트가 더 추가될 수 있다. 확산시트는 도광판(320)으로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써, 빛이 부분적으로 밀집되어 표시패널(100)에 표시되는 화상에 얼룩이 발생되는 것을 방지하며, 도광판(320)으로부터 입사되는 빛의 각도를 수직하게 굴절시킨다. 상, 하부 프리즘시트는 확산시트로부터 입사되는 빛을 집광하여 표시패널(100)의 전면에 균일하게 분포되도록 한다. 또한, 보호시트는 먼지나 긁힘에 민감한 광학시트(430)를 보호하고, 백라이트 유닛을 운반하는 경우에 광학시트(430)들의 유동을 방지하는 역할을 할 수 있다.
이때, 광원 어셈블리는 광원 어레이(125b)와 광원 어레이(125b)를 구동하는 광원 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB, 미도시)으로 이루어진다. 한편, 광원은 복수로 마련되며 광원 인쇄회로기판 상에 등 간격으로 배치될 수 있다.
이러한 광원 어셈블리는 광원 하우징(120)에 실장 되는데, 광원 하우징(120)은 광원 어셈블리 보호와 더불어 복수의 광원으로부터 출사된 광을 도광판(320) 방향으로 집중시켜 광 손실을 방지할 수 있다. 또한, 광원 하우징(120)은 광원 어셈블리의 방열 효과를 향상시키는 역할을 할 수 있다.
이와 같은 광원 어레이(125b)에서 발광된 광은 도광판(320) 측면으로 입사되고, 도광판(320)의 배면에 배치된 반사판(410)은 도광판(320)의 배면으로 투과되는 광을 도광판(320) 상면의 파장변환시트(200) 쪽으로 반사시켜 광을 표시패널(100) 방향으로 출사되도록 한다.
여기서, 도광판(320) 투명한 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 유리(glass)로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 도광판(320)이 투명한 물질로 이루어짐으로써, 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
한편, 유리는 일반적으로 철(Fe) 성분을 함유하고 있는데, 이러한 철(Fe) 성분은 반사판(410)을 통해 도광판(320)으로 입사되는 광 중 단파장의 광을 흡수하는 특성을 갖는다. 따라서, 유리로 이루어지는 도광판(320)은 단파장의 광을 흡수하여 색감차를 발생시키는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 청색(blue) 광을 발광시키는 광원(광원)를 사용하고, 도광판(320) 상에 황색(yellow) 형광체를 포함하는 광학시트를 적용하였으나, 광 효율이 대략 20 % 감소하는 문제가 발생하였다. 이 때, 황색 형광체는 광학시트 전 영역에 포함되고, 광학시트의 위치별로 거의 동일한 농도의 형광체를 함유한다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 제 1 실시예에 따른 표시장치는 백색(white) 광을 발광하는 광원을 사용하고, 도광판(320) 상에 파장변환시트(200)가 배치될 수 있다. 이때, 파장변환시트(200)는 입사된 광을 특정 파장의 광으로 변환시키는 적어도 1 종류의 형광체를 포함할 수 있다.
이러한 구성을 도 2를 참조하여 자세히 검토하면 다음과 같다. 도 2는 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛 일부분의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광원 하우징(120), 광원 어레이(125b)와 광원 인쇄회로기판(125a)을 포함하는 광원 어셈블리(125), 파장변환시트(200) 및 커버바텀(500)을 포함한다. 여기서, 도광판(미도시)과 커버바텀(500)등은 고정부재(300)를 통해 고정될 수 있다.
도광판(미도시)의 상면에는 파장변환시트(200)가 배치된다. 파장변환시트(200)는 적어도 1 종류의 형광체를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 제 1 실시예에 따른 광원 어레이(125b)로부터 백색 광이 출사될 경우, 파장변환시트(200)에 포함되는 형광체는 입사되는 광의 파장을 380nm 내지 500nm의 파장으로 변환시키는 형광체일 수 있다.
이를 통해, 광원으로부터 발광된 광이 도광판(미도시)을 거침으로써, 도광판(미도시)이 단파장의 광을 흡수하여 색감차가 발생하는 문제를 방지할 수 있다. 구체적으로는, 광원으로부터 발광된 백색 광은 도광판(미도시)의 철(Fe) 성분에 의해 단파장이 도광판(미도시)에 흡수된 상태로 파장변환시트(200)에 도달하게 되는데, 도광판(미도시)에 의해 단파장이 흡수된 광은 파장변환시트(200)에 포함된 형광체에 의해 일부가 380nm 내지 500nm의 파장으로 변환되어 표시패널(100) 방향으로 출사됨으로써, 색감차가 발생하는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 광원 어레이(125b)로부터 청색 광이 출사될 경우, 파장변환시트(200)는 입사되는 광의 파장을 380nm 내지 500nm 파장 및 620 nm 내지 640 nm 파장으로 변환시키는 적어도 2 종류의 형광체를 포함할 수 있다.
이를 통해, 광원으로부터 발생된 청색 광은 도광판(미도시)의 철(Fe) 성분에 의해 단파장이 도광판(미도시)에 흡수된 상태로 파장변환시트(200)에 도달하게 되는데, 도광판(미도시)에 의해 단파장이 흡수된 광은 파장변환시트(200)에 포함된 적어도 2 종류의 형광체에 의해 일부가 380nm 내지 500nm 파장 및 620 nm 내지 640 nm 파장으로 변환되어 표시패널(100) 방향으로 출사됨으로써, 색감차가 발생하는 문제를 해결할 수 있다.
한편, 적어도 1 종류의 형광체를 포함하는 파장변환시트(200)는 광원 어레이(125b)로부터 발생된 광이 도광판(미도시)으로 입사되는 방향과 동일한 방향을 기준으로 복수의 영역(제 1 영역, 제 2 영역, 제 3 영역, …, 제 n-1 영역, 제 n 영역)으로 구분될 수 있다. 이 때, 파장변환시트(200)의 영역 별로 형광체의 농도는 다르게 포함될 수 있다.
이러한 구성을 도 3을 참조하여 검토하면 다음과 같다. 도 3은 제 1 실시예에 따른 발광다이오드 어셈블리 및 파장변환시트를 도시한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 파장변환시트(200)는 적어도 1 종류의 형광체(201)를 포함한다. 그리고, 파장변환시트(200)는 복수의 광원으로부터 광이 출사되는 방향(도 3의 X 방향)을 기준으로 적어도 2 개 이상의 영역으로 구분될 수 있다.
그리고, 파장변환시트(200)의 서로 다른 영역에는 서로 다른 농도의 형광체(201)가 포함될 수 있다. 즉, 파장변환시트(200)의 영역은 형광체(201)의 농도에 따라 구분될 수 있으며, 제 1 영역 내지 제 n 영역은 각각 서로 다른 농도의 형광체(201)를 구비할 수 있다.
구체적으로는, 파장변환시트(200)에 포함되는 형광체(201)의 농도는 광원 어레이(125b)로부터 거리가 멀어질수록 높아질 수 있다. 이 때, 복수의 영역으로 구분되는 파장변환시트(200)의 적어도 1 개의 영역에서는 형광체(201)가 포함되지 않을 수 있다. 즉, 형광체(201)의 농도는 점층적인 차이를 가지고 파장변환시트(200)에 포함될 수 있다. 따라서, 파장변환시트(200)의 영역에 따라 파장변환시트(200)를 통과하는 광의 파장은 다르게 보정될 수 있다.
한편, 광원 어레이(125b)로부터 거리가 멀어질수록 도광판(미도시)에 입사되는 광의 단파장은 더욱 흡수된다. 즉, 광원 어레이(125b)로부터 멀어질수록 도광판(미도시)이 단파장을 흡수함으로써, 색감은 뚜렷한 차이를 갖게 되는데, 제 1 실시예에 따른 파장변환시트(200)가 적용됨으로써, 이를 해결할 수 있다.
이러한 구성 및 효과를 도 4를 참조하여 자세히 검토하면 다음과 같다. 도 4는 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 통한 광 특성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 광원 어레이(125b)로부터 발광된 광(1000)은 도광판(320)의 일 측으로 입사된다(여기서, 광원 어레이(125b)로부터 발광된 광(1000)은 백색 광인 실시예로 가정한다). 그리고, 도광판(320)의 배면에 배치된 반사판(미도시)은 도광판(320)의 배면으로 투과되는 광을 도광판(320) 상면의 파장변환시트(200) 쪽으로 반사시킨다.
이 때, 도광판(320)으로부터 파장변환시트(200)에 도달하는 광은 그 위치에 따라 색감차가 발생한다. 구체적으로는, 광원 어레이(125b)로부터 멀리 위치한 도광판(320)의 영역일수록 광원 어레이(125b)로부터 발광된 광(1000)의 단파장의 흡수량이 많아짐으로써, 광원 어레이(125b)와 가깝게 위치된 도광판(320) 영역으로부터는 백색 광이 파장변환시트(200) 방향으로 출사되고, 광원 어레이(125b)와 멀리 위치된 도광판(320)의 영역으로부터는 일부 단파장이 흡수된 백색 광이 파장변환시트(200) 방향으로 출사된다.
한편, 제 1 실시예에 따른 파장변환시트(200)는 복수의 영역으로 구분되며, 이 때, 광원 어레이(125b)와 가깝게 위치된 도광판(320) 영역과 대응되는 영역의 파장변환시트(200)에는 형광체(201)가 포함되지 않을 수 있다. 다만, 본 실시예는 이에 국한되지 않으며, 광원 어레이(125b)와 가깝게 위치된 도광판(320)의 영역과 대응되는 영역의 파장변환시트(200)에는 형광체(201)가 미량 포함될 수도 있다. 또한, 광원 어레이(125b)와 멀리 위치되는 도광판(320)의 영역과 대응되는 파장변화시트(200)의 영역일수록 파장변화시트(200)에 포함되는 형광체(201)의 농도는 높아진다.
즉, 광원 어레이(125b)로부터 멀리 위치한 도광판(320)의 영역과 대응되는 파장변환시트(200)의 영역에서 형광체(201) 농도가 높음으로써, 광원 어레이(125b)로부터 가깝게 위치한 도광판(320)과 대응되는 영역에 배치되는 파장변환시트(200)를 통과하는 광과 광원 어레이(125b)로부터 멀리 위치한 도광판(320)과 대응되는 영역에 배치되는 파장변환시트(200)를 통과하는 광의 색감 차이를 저감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 광원 어레이(125b)로부터 백색 광이 발광되고, 입사되는 광의 파장을 380nm 내지 500nm의 파장으로 변환시키는 파장변환시트(200)을 적용함으로써, 청색(blue) 광을 발광시키는 광원(광원)를 사용하고 도광판(320) 상에 황색(yellow) 형광체를 포함하는 광학시트를 적용할 때보다 광 효율이 향상되는 효과가 있다.
이어서, 도 5를 참조하여 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 일부분을 검토하면 다음과 같다. 도 5는 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛 일부분의 평면도이다. 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 5를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도광판(미도시)의 마주보는 두 측면에 광원 어셈블리(125)가 배치되는 것에 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛과 차이가 있다. 따라서, 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원 어셈블리(125)는 도광판(미도시)의 마주보는 두 측면으로 광을 출사시킨다.
이 때, 도광판(미도시) 상에는 적어도 1 종류의 형광체를 포함하는 파장변환시트(250)가 배치된다. 파장변환시트(250)에 포함되는 형광체의 농도는 광원 어셈블리(125)로부터 거리가 멀수록 높아질 수 있다. 다만, 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도광판(미도시)의 마주보는 두 측면에 대응되도록 백라이트 어셈블리(125)가 배치됨으로써, 파장변환시트(250)의 중앙부에서 형광체의 농도가 가장 높을 수 있다.
이러한 구성을 도 6을 참조하여 자세히 검토하면 다음과 같다. 도 6은 제 2 실시예에 따른 광원 어셈블리 및 파장변환시트를 도시한 평면도이다. 제 2 실시예에 따른 광원 어셈블리 및 파장변환시트는 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 6을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 파장변환시트(250)는 적어도 1 종류의 형광체(201)를 포함한다. 그리고, 파장변환시트(250)는 복수의 광원으로부터 광이 출사되는 방향(도 6의 X 방향)을 기준으로 적어도 3 개 이상의 영역으로 구분될 수 있다. 그리고, 파장변환시트(200)의 서로 다른 영역에는 서로 다른 농도의 형광체(201)가 포함될 수 있다. 즉, 파장변환시트(250)의 영역은 형광체(201)의 농도에 따라 구분될 수 있다.
구체적으로는, 파장변환시트(250)에 포함되는 형광체(201)의 농도는 광원 어레이(125b)로부터 거리가 멀어질수록 높아질 수 있다. 이 때, 복수의 영역으로 구분되는 파장변환시트(250)의 적어도 1 개의 영역에서는 형광체(201)가 포함되지 않을 수 있다.
즉, 광원 어레이(125b)로부터 거리가 가깝게 위치된 도광판(420)의 영역에서는 단파장 흡수 현상이 거의 발생하지 않으므로, 이와 대응되는 파장변환시트(250)의 영역에서 형광체(201)를 포함하지 않더라도 광원 어레이(125b)로부터 발생된 광의 파장 그대로 표시패널 방향으로 출사될 수 있다.
제 2 실시예에 따른 파장변환시트(250)의 영역 중 광원 어레이(125b)로부터 가장 거리가 먼 영역은 파장변환시트(250)의 중앙부일 수 있다. 따라서, 파장변환시트(250)의 중앙부에 형광체(201)의 농도가 가장 높을 수 있다. 그리고, 파장변환시트(250)의 중앙부를 기준으로 형광체(201)의 농도가 대칭적으로 줄어들 수 있다. 따라서, 파장변환시트(250)의 영역에 따라 파장변환시트(250)를 통과하는 광의 파장은 다르게 보정될 수 있다.
상술한 바와 같은 파장변환시트(250)를 이용함으로써, 유리로 이루어지는 도광판(미도시)으로 인해 색감 차이가 발생하는 문제를 해결할 수 있다.
이러한 구성 및 효과를 도 7을 참조하여 더욱 자세히 검토하면 다음과 같다. 도 7은 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 통한 광 특성을 나타낸 도면이다. 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 통한 광 특성을 설명하기 위한 도면은 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 7을 참조하면, 도광판(320)으로부터 파장변환시트(250)에 도달하는 광은 그 위치에 따라 색감차가 발생한다. 구체적으로는, 광원 어레이(125b)로부터 멀리 위치한 도광판(320)의 영역, 즉, 도광판(302)의 중앙부(Y)에서 단파장의 흡수량이 많아짐으로써, 광원 어레이(125b)와 가깝게 위치된 도광판(320) 영역으로부터는 백색 광이 파장변환시트(200) 방향으로 출사되고, 광원 어레이(125b)와 멀리 위치된 도광판(320)의 중앙부(Y)로부터는 일부 단파장이 흡수된 백색 광이 파장변환시트(250) 방향으로 출사된다.
한편, 제 2 실시예에 따른 파장변환시트(250)는 복수의 영역으로 구분되며, 이 때, 광원 어레이(125b)와 가깝게 위치된 도광판(320) 영역과 대응되는 영역의 파장변환시트(250)에는 형광체(201)가 포함되지 않을 수 있다. 즉, 파장변환시트(250)는 형광체(201) 미 포함 영역을 구비할 수 있다.
다만, 본 실시예는 이에 국한되지 않으며, 광원 어레이(125b)와 가깝게 위치된 도광판(320)의 영역과 대응되는 영역의 파장변환시트(250)에는 형광체(201)가 미량 포함될 수도 있다. 또한, 광원 어레이(125b)와 멀리 위치되는 도광판(320)의 중앙부(Y)와 대응되는 파장변화시트(250)의 영역일수록 파장변화시트(250)에 포함되는 형광체(201)의 농도는 높아진다.
즉, 광원 어레이(125b)로부터 멀리 위치한 파장변환시트(250)의 영역에서 형광체(201) 농도가 높게 이루어짐으로써, 광원 어레이(125b)로부터 가깝게 위치한 도광판(320)의 영역과 대응되는 영역에 배치되는 파장변환시트(250)를 통과하는 광과 광원 어레이(125b)로부터 멀리 위치한 도광판(320)과 대응되는 영역에 배치되는 파장변환시트(250)를 통과하는 광의 색감 차이를 저감할 수 있는 효과가 있다.
다시 설명하면, 도광판(320)의 중앙부(Y)와 대응되는 영역에 배치되는 파장변환시트(250)에서 형광체(201)의 농도가 가장 높게 포함되고, 도광판(320)의 중앙부(Y)와 대응되는 영역으로부터 멀어질수록 형광체(201)의 농도가 낮아짐으로써, 도광판(320)에 의해 발생하는 색감차를 영역별로 보정할 수 있는 효과가 있다.
이어서 도 8을 참조하여 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 일부분을 검토하면 다음과 같다. 도 8은 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛 일부분의 평면도이다. 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛은 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.
제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도광판(미도시)의 적어도 일 측면에 세레이션(serration) 필름(425)을 더 포함하는 것에 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛과 차이가 있다. 여기서, 세레이션 필름(425)은 일 면에 세레이션 패턴을 구비하는 필름이다. 이 때, 1 개의 세레이션 패턴은 1 개의 광원과 대응되도록 배치될 수 있다. 다만, 본 실시예는 이에 국한되지 않으며, 1 개의 세레이션 패턴은 복수의 광원 경계에 배치될 수도 있다.
이를 통해, 광원 어레이(125b)로부터 입사되는 광이 세레이션 패턴을 통해 도광판(미도시)으로 더욱 확산되어 들어감으로써, 광원의 개수를 줄이더라도 동등한 광 효율을 나타낼 수 있는 효과가 있다. 또한, 이에 따라 광원의 개수를 줄일 수 있으므로, 백라이트 유닛의 제조 비용을 낮출 수 있는 효과가 있다.
이러한 도광판의 구성을 도 9를 참조하여 검토하면 다음과 같다. 도 9는 제 3 실시예에 따른 도광판을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 도광판(420)은 유리로 이루어질 수 있다. 그리고, 도광판(420)의 적어도 일 측에는 세레이션 필름(425)이 부착될 수 있다. 이 때, 세레이션 필름(425)은 접착층(421)을 통해 도광판(420)의 일 측에 부착될 수 있다.
한편, 세레이션 필름(425)은 열에 변형되지 않는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 세레이션 필름(425)은 실리콘(silicon)으로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 세레이션 필름(425)을 가공하거나 복수의 광원에서 발생하는 열로 인한 열 변형을 방지할 수 있다. 또한, 세레이션 필름(425)은 도광판(420)의 일 측면에 부착됨으로써, 가공이 어려운 도광판(420)을 직접 가공하지 않아도 되는 이점이 있다.
이어서, 상술한 바와 같은 도광판(420)을 적용하였을 때, 광 특성을 살펴보면 다음과 같다. 도 10은 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛을 통한 광 특성을 나타낸 도면이다. 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛을 통한 광 특성을 설명하기 위한 도면은 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 10을 참조하면, 도광판(420)의 일 측에 접착층(421)을 통해 세레이션 필름(425)이 부착될 수 있다. 광원으로부터 발광된 광은 세레이션 패턴을 통해 도광판(420)으로 입사될 수 있다. 즉, 세레이션 필름(425)는 도광판(420)의 입사면에 배치될 수 있다.
한편, 도광판(420)의 입사면에 배치된 세레이션 패턴의 구조에 따라 광원 어레이(125b)에서 도광판(420)으로 입사되는 광이 보다 넓게 확산되어 휘도 균일도가 향상될 수 있다.
이 때, 세레이션 패턴은 반원, 반타원 또는 다각형의 형상으로 이루어질 수 있으며, 적어도 2 종류의 형상이 복합적으로 혼용될 수도 있다. 다만, 본 실시예는 이에 국한 되지 않으며, 도광판(420)으로 입사되는 광을 넓게 확산시킬 수 있는 구조로 이루어지는 구성이면 충분하다.
광원 어레이(125b)에서 도광판(420)으로 입사되는 광은 세레이션 필름(425)을 통해 도광판(420)으로 확산되어 들어가고, 도광판(420)으로 확산되어 들어간 광은 도 4에서 설명한 바와 같이 파장변환시트(200)을 거쳐, 표시패널 방향으로 출사된다. 이 때, 광원 어레이(125b)로부터 가깝게 위치한 도광판(420)과 대응되는 영역에 배치되는 파장변환시트(200)를 통과하는 광과 광원 어레이(125b)로부터 멀리 위치한 도광판(420)과 대응되는 영역에 배치되는 파장변환시트(200)를 통과하는 광의 색감 차이를 저감할 수 있는 효과가 있다.
상술한 실시예에 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 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 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, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시패널
125: 광원 어셈블리
200: 파장변환시트
201: 형광체
320: 도광판

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  17. 표시패널;
    상기 표시패널 배면에 배치되는 도광판;
    상기 도광판의 적어도 일 측에 배치되며 복수의 광원을 포함하는 광원 어셈블리;
    상기 도광판의 배면에 배치되는 반사시트; 및
    상기 도광판과 표시패널 사이에 배치되고, 입사된 광을 특정 파장의 광으로 변환시키는 적어도 2 종류의 형광체를 포함하는 파장변환시트;를 포함하고,
    상기 파장변환시트에 포함되는 상기 적어도 2종류의 형광체의 농도는 각각 광원으로부터 거리가 멀게 위치된 도광판의 영역과 대응되는 영역일수록 점층적으로 높아지고,
    상기 복수의 광원은 청색 광을 발광하고,
    상기 파장변환시트의 상기 적어도 2 종류의 형광체는 각각 입사되는 광의 파장을 380nm 내지 500nm 파장 및 620 nm 내지 640 nm 파장으로 변환시키고,
    상기 광원 어셈블리는 상기 도광판의 마주보는 두 측면에 배치되고,
    상기 적어도 2 종류의 형광체의 농도는 상기 도광판의 중앙부와 대응되는 영역에서 가장 높고, 상기 중앙부를 기준으로 대칭적으로 줄어들고, 상기 광원 어셈블리에 인접한 영역에서는 상기 적어도 2 종류의 형광체가 모두 포함되지 않는 영역을 가지는 표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 도광판은 유리(glass)로 이루어지는 표시장치.
  19. 삭제
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 파장변환시트는 적어도 두 개의 영역으로 구분되는 표시장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 도광판의 적어도 일측에 세레이션 필름을 구비하는 표시장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 세레이션 필름은 반원, 반타원 또는 다각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 세레이션 패턴을 구비하는 표시장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 광원어셈블리는 상기 세레이션 패턴과 마주보도록 베치되는 표시장치.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 세레이션 필름은 실리콘(silicon) 재질로 이루어지는 표시장치.
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