KR20110107501A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20110107501A
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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 그 장치는 디스플레이 패널; 디스플레이 패널의 후방에 배치되는 백라이트 유닛; 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 전면 패널; 및 전면 패널과 디스플레이 패널 사이에 배치되는 반사 방지층을 포함한다.

Description

디스플레이 장치{Display apparatus}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 디스플레이 장치가 연구되어 사용되고 있다.
그 중 LCD의 액정 패널은 액정 패널은 액정층 및 상기 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 TFT 기판 및 컬러 필터 기판을 포함하며, 자체 발광력이 없어 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광을 사용하여 화상을 표시할 수 있다.
본 발명은 영상 화질 및 외관을 개선할 수 있는 디스플레이 장치의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널; 상기 패널의 후방에 배치되는 백라이트 유닛; 상기 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 전면 패널; 및 상기 전면 패널과 상기 디스플레이 패널 사이에 배치되는 반사 방지층을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 따르면, 디스플레이 패널과 전면 패널 사이의 간격을 감소시켜 디스플레이 영상에서 발생될 수 있는 화면 중첩 현상 및 난반사 현상을 감소시킴으로써 화질을 향상시킬 수 있으며, 그와 동시에 디스플레이 장치의 두께를 감소시켜 외관을 개선할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널과 전면 패널 사이에 반사 방치증을 배치하여, 간격 감소에 따라 발생할 수 있는 뉴턴링 현상을 감소시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 사시도들이다.
도 3 및 도 4는 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 단면도들이다.
도 5는 디스플레이 장치에서 발생하는 화면 중첩 현상을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 디스플레이 장치에서 발생하는 뉴턴링 현상을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 반사 방지층의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 10 내지 도 28은 디스플레이 장치에 구비되는 백라이트 유닛의 구성에 대한 실시예들을 나타내는 도면들이다.
도 29는 본 발명의 제5 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하, 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 실시예의 기술적 범위를 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 디스플레이 장치를 구성을 사시도로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치는 디스플레이 모듈(10), 디스플레이 모듈(10)을 둘러싸는 프론트 커버(45) 및 백 커버(40), 백 커버(40)에 구비된 구동부(55) 및 구동부(55)를 감싸는 구동부 커버(50)를 포함할 수 있다.
프론트 커버(45)는 광을 투과시키는 투명한 재질의 전면 패널을 포함할 수 있으며, 전면 패널은 일정한 간격을 두고 디스플레이 모듈(10)을 보호하며, 디스플레이 모듈(10)로부터 방출되는 광을 투과시켜 디스플레이 모듈(10)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.
또한, 프론트 커버(45)는 창이 없는 평판으로 만들어질 수 있다. 이 경우에, 프론트 커버(45)는 광을 투과시키는 투명한 재질, 일 예로 사출 성형한 플라스틱으로 만들어진다. 이처럼, 프론트 커버(45)를 평판으로 형성하면, 프론트 커버(45)에서 프레임을 제거할 수가 있다. 백 커버(40)는 프론트 커버(45)와 결합하여 디스플레이 모듈(10)을 보호할 수 있다.
백 커버(40)의 일면에는 구동부(55)가 배치될 수 있다. 구동부(55)는 구동 제어부(55a), 메인보드(55b) 및 전원공급부(55c) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 제어부(55a)는 타이밍 컨트롤러로 일 수 있으며, 디스플레이 모듈(20)의 각 드라이버 IC에 동작 타이밍을 조절하는 구동부이고, 메인보드(55b)는 타이밍 컨트롤러에 V싱크, H싱크 및 R, G, B 해상도 신호를 전달하는 구동부이며, 전원 공급부(55c)는 디스플레이 모듈(10)에 전원을 인가하는 구동부이다.
구동부(55)는 백 커버(40)에 구비되어 구동부 커버(50)에 의해 감싸질 수 있다. 백 커버(40)에는 복수의 홀이 구비되어 디스플레이 모듈(10)과 구동부(55)가 연결될 수 있다. 그리고, 디스플레이 장치를 지지하는 스탠드(60)가 구비될 수 있다.
반면, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동부(55)의 구동 제어부(55a)는 백 커버(40)에 구비되고, 메인보드(55b)와 전원보드(55c)는 스탠드(60)에 구비될 수도 있다. 그리고, 구동부 커버(50)는 백 커버(40)에 구비된 구동부(55)만을 감쌀 수 있다.
본 실시 예에서는, 메인보드(55b)와 전원보드(55c)를 각각 따로 구성하였으나, 하나의 통합보드로도 이루어질 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 단면도로 도시한 것으로, 도 3에 도시된 디스플레이 장치의 구성 중 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전면 패널(20)을 디스플레이 모듈(10)의 전면에 고정시키기 위한 지지 부재가 디스플레이 모듈(10)의 측면에 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 모듈(10)은 디스플레이 패널(100), 백라이트 유닛(200) 및 광학 시트(250)를 포함할 수 있으며, 상기 디스플레이 모듈(10)의 후방에는 백 커버(back cover, 40)가 위치할 수 있다.
한편, 디스플레이 모듈(10)의 측면에는 전면 패널(20)을 디스플레이 모듈(10)에 고정시키기 위한 제1 지지 부재(300)가 위치할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 제1 지지 부재(300)는 접착 부재(301)를 이용해 차광 패턴(301)이 형성된 전면 패널(20)에 부착될 수 있으며, 고정 부재(302)를 이용해 디스플레이 모듈(10)과 연결될 수 있다.
상기와 같은 제1 지지 부재(300), 접착 부재(301) 및 고정 부재(302)에 의해, 디스플레이 모듈(10)의 전면에 전면 패널(20)이 지지 및 고정될 수 있으며, 디스플레이 모듈(10)과 전면 패널(20) 사이의 간격을 감소시켜 디스플레이 장치의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 지지 부재(300)는 알루미늄(Al) 등과 같은 금속을 이용하여 'L'자 형태로 압출된 바(bar)일 수 있으며, 그에 따라 디스플레이 모듈(10)과 전면 패널(20) 사이의 고정 및 디스플레이 장치의 강성을 향상시킬 수 있다. 한편, 디스플레이 모듈(10)을 제1 지지 부재(300)에 고정시키기 위한 고정 부재(302)는 제1 지지 부재(300)를 관통하도록 형성되는 스크류(screw)일 수 있다.
또한, 얼룩(stain) 방지를 위해 전면 패널(20)의 후면은 에칭(etching) 또는 필름 라미네이팅(film laminating) 처리될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 제1 지지 부재(300)와 연결되어 백 커버(40)와 함께 디스플레이 장치의 후면을 형성하는 제2 지지 부재(310)가 위치할 수 있다.
제2 지지 부재(310)는 제1 지지 부재(300)와 연결되어 디스플레이 장치의 강성을 보다 향상시킴과 동시에, 제1 지지 부재(300) 및 고정 부재(302) 등이 후면에서 노출되는 것을 방지할 수 있다. 제2 지지 부재(310)는 제1 지지 부재(300)와 유사하게 알루미늄(Al) 등과 같은 금속으로 구성된 'L'자 형태의 압출 바일 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 투명한 베젤(30)은 제2 지지 부재(300)를 둘러싸도록 디스플레이 장치의 외곽 영역에 형성될 수 있으며, 안착홈(33)을 이용해 전면 패널(20)과 연결되어 고정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 단면도로 도시한 것으로, 도 4에 도시된 디스플레이 장치의 구성 중 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 모듈(10)의 측면에는 전면 패널(20)을 디스플레이 모듈(10)에 고정시키기 위한 지지 부재(300)가 위치할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 지지 부재(300)는 접착 부재(301)를 이용해 전면 패널(20)에 부착될 수 있다.
예를 들어, 지지 부재(300)는 알루미늄(Al) 등과 같은 금속을 이용하여 'L'자 형태로 압출된 바(bar)일 수 있으며, 그에 따라 디스플레이 모듈(10)과 전면 패널(20) 사이의 고정 및 디스플레이 장치의 강성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(10)을 지지 부재(300)에 고정시켜 디스플레이 모듈(10)과 전면 패널(20)을 연결하기 위한 고정 부재(302)가 백 커버(40)를 통해 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 고정 부재(302)는 백 커버(40)를 관통하한 후 지지 부재(300)에 결합되는 스크류일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 전면 패널(20)가 디스플레이 장치의 전면에 형성되고, 베젤(30)은 전면 패널(20)의 후방에서 결합될 수도 있다.
도 5는 디스플레이 패널(100) 및 전면 패널(20)의 일부분을 간략히 단면도로 도시한 것으로, 디스플레이 패널(100)과 전면 패널(20)는 일정 간격(d)을 두고 이격되어 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 패널(100)로부터 나오는 광은 전면 패널(20)를 투과하여 사용자측으로 방출되어, 사용자는 디스플레이 패널(100)에서 디스플레이되는 영상을 시청할 수 있다.
한편, 디스플레이 패널(100)로부터 나오는 광 중 일부는 전면 패널(20)에서 반사되어 디스플레이 패널(100) 방향으로 향하며, 다시 디스플레이 패널(100)에서 반사되어 전면 패널(20)를 투과한 후 사용자 측으로 방출된다.
상기와 같이 디스플레이 패널(100)와 전면 패널(20) 사이의 공간에서 반사되는 광에 의해, 디스플레이 영상이 사용자 측에 이중상(double image)로 보이는 화면 중첩 현상이 발생할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 패널(100)과 전면 패널(20) 사이의 간격(d)이 증가할 수록, 이중상(double image) 거리(D)가 증가하며, 그로 인해 사용자 측에서 화면이 중첩되는 것과 같이 보여질 수 있다. 반대로, 디스플레이 패널(100)과 전면 패널(20) 사이의 간격(d)이 감소하면 이중상 거리(D)가 감소한다.
45도 이하의 시청 각도(θ)를 가지는 사용자에게 화면 중첩 현상이 시각적으로 인지되지 않음으로써 화면 중첩 현상에 따른 화질 저하를 개선할 수 있도록 하기 위해서는, 디스플레이 패널(100)과 전면 패널(20) 사이의 간격(d)은 8.4㎜ 이하인 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같이 디스플레이 패널(100)과 전면 패널(20) 사이의 간격(d)이 감소함에 따라, 디스플레이 패널(140)과 전면 패널(20)에서 각각 반사되는 광의 간섭이 발생할 수 있다. 이러한 간섭 현상은 상쇄 간섭 및 보강 간섭으로 나눌 수 있는 데, 상쇄 간섭의 경우 광의 위상이 서로 상쇄되어 어둡게 나타나고, 보강 간섭의 경우 광의 위상이 서로 합쳐져서 밝게 나타나게 된다. 상기와 같은 반사광의 간섭에 의해 원무늬의 뉴턴링(Newton's ring) 현상이 발생할 수 있으며, 상기 뉴턴 링 현상은 디스플레이 영상의 휘도를 불균일하게 하여 화질을 저하시킬 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부로부터 입사되는 광(외광)이 전면 패널(20)을 투과한 후 디스플레이 패널(100)에서 반사된 후 외부로 방출되는 제1 광, 상기 제2 광 중 전면 패널(20)에서 재반사된 후 디스플레이 패널(100)에서 반사되어 외부로 방출되는 제2 광, 상기 제3 광 중 전면 패널(20)에서 재반사된 후 디스플레이 패널(100)에서 반사되어 외부로 방출되는 제3 광들 사이에서 상기한 바와 같은 간섭이 발생하여, 상기한 바와 같은 뉴턴링 현상이 발생할 수 있다.
도 7는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 단면도로 도시한 것으로, 도 7에 도시된 디스플레이 장치의 구성 중 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(100)과 전면 패널(20) 사이에 반사 방지층(400)이 배치되는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 전면 패널(20)의 후면에 반사 방지층(400)이 형성될 수 있으며, 반사 방지층(400)은 외부로부터 입사되는 외광이 디스플레이 패널(100)에서 반사된 후 전면 패널(20)에서 재반사되는 것을 방지하거나 또는 크게 감소시킬 수 있다.
이 경우, 전면 패널(20)에서 재반사된 광들 사이의 간섭 현상을 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 도 6을 참조하여 설명한 바와 같은 뉴턴링 현상을 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 반사 방지층(400)은 AG(Anti Glare) 층 또는 AR(Anti Reflection) 층일 수 있다.
전면 패널(20)의 후면에 반사 방지층(400)으로 형성되는 AG 층은 복수의 산란 입자들을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 산란 입자들에 의해 디스플레이 패널(100)로부터 반사되어 나오는 외광이 산란되어 디스플레이 패널(100)로 재반사되는 것을 방지할 수 있다.
도 8을 참조하면, 반사 방지층(400)은 하드 코팅(hard coting) 액(401)에 투명한 산란 입자들(402), 예를 들어 투명 비드(bead) 또는 필러(filer)를 혼합하여 전면 패널(20)의 후면에 도포함으로써 AG 층을 구성함으로써 형성될 수 있다.
예를 들어, 아크릴레이트계 바인더 수지 내부에 적어도 2 종류 이상의 투광성 미립자를 포함하도록 전면 패널(20)의 후면에 AG 층을 형성할 수 있으며, 상기 투광성 미립자의 굴절율은 바인더와 0.03 이상 0.2이하이고 각 투광성 미립자는 서로 다른 굴절율을 가지도록 구성될 수 있다.
한편, 상기와 같이 AG 층으로 반사 방지층(400)을 구성하는 경우, 상기 뉴턴링 현상을 감소시키기 위해 상기 AG 층의 정반사율은 2.5% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 전면 패널(20)의 후면에 반사 방지층(400)으로 형성되는 AR 층은 서로 다른 굴절율을 가지는 복수의 층들을 포함할 수 있으며, 상기 층들 사이의 계면에서의 상쇄 간섭에 의해 디스플레이 패널(100)로부터 반사되어 나오는 외광이 디스플레이 패널(100)로 재반사되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 AR 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트나 폴리카보네이트 등의 투명성이 높은 합성수지제 필름의 편면에, 실리카나 불화 마그네슘 등의 무기물로 굴절률의 낮은 층을 적층 형성한 것이나, 상기와 동일한 합성 수지제 필름의 편면에 산화 티탄이나 산화 주석 등의 무기물로 굴절율이 높은 층과 상기의 굴절률이 낮은 층을 교대로 적층 형성하여 구성될 수 있다.
한편, 상기와 같이 AR 층으로 반사 방지층(400)을 구성하는 경우, 상기 뉴턴링 현상을 감소시키기 위해 상기 AR 층의 정반사율은 1% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 구성을 가지는 반사 방지층(400)이 디스플레이 패널(100)로부터 방출되는 광에 따른 표시 영상의 휘도를 크게 저하시키지 않는 범위에서 상기 뉴턴링 현상을 감소시키기 위해, 반사 방지층(400)의 투과율은 88 내지 93의 범위를 가지며, 헤이즈(haze)는 0.18 내지 0.26의 범위를 가지는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 단면도로 도시한 것으로, 도 9에 도시된 디스플레이 장치의 구성 중 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 후면에 반사 방지층(400)이 형성된 전면 패널(20)은 전면에는 AS(Anti-Static) 층(500)이 현성될 수 있다.
상기 AS 층(500)은 대전 방지를 위한 것으로, 상기 대전 방지라 함은 절연체 표면에 축적되어 있는 전하를 적절한 방법으로 방전시키는 것을 의미하는 것으로 대전방지를 위해서는 제품 표면에 축적되는 전하를 방전시킬 수 있는 AS 층을 형성하게 된다.
예를 들어, 상기 AS 층(500)은 유기 술포네이트 및 유기 포스페이트와 같은 음이온 화합물을 이용하여 내부첨가하거나. 금속화합물을 증착하거나, 도전성 무기입자를 도포하거나, 저분자형 음이온성 또는 양이온성 화합물을 도포하거나 또는 전도성 고분자를 도포하여 형성될 수 있다.
도 10 내지 도 28은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에 구비되는 백라이트 유닛의 구성에 대한 실시예들을 도시한 것이다.
디스플레이 모듈(10)은 디스플레이 패널(100) 및 백라이트 유닛(200)을 포함하여 구성될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 디스플레이 모듈(100)은 디스플레이 패널(100)을 따라 확장된 백라이트 유닛(200)을 포함할 수 있으며, 백라이트 유닛(200)은 디스플레이 패널(100) 중 영상을 표시하는 영역에 대응되어 하측에 위치할 수 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛(200)의 크기는 디스플레이 패널(100)의 크기와 동일하거나 또는 유사할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100)의 후면에 백 라이트 유닛(200)을 밀착하여 배치함으로써 구성될 수 있다.
예를 들어, 백라이트 유닛(200)은 디스플레이 패널(100)의 하측 면, 보다 상세하게는 하부 편광판에 접착되어 고정될 수 있으며, 그를 위해 하부 편광판과 백라이트 유닛(200) 사이에 접착층(미도시)이 형성될 수 있다.
상기와 같이 백라이트 유닛(200)을 디스플레이 패널(100)의 후면에 밀착하여 형성함으로써, 디스플레이 장치의 전체 두께를 감소시켜 외관을 개선할 수 있으며, 백라이트 유닛(200)을 고정하기 위한 구조물을 제거하여 디스플레이 장치의 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200)와 디스플레이 패널(100) 사이의 공간을 제거함으로써, 상기 공간으로의 이물질 등의 삽입으로 인한 디스플레이 장치의 오동작 또는 디스플레이 영상의 화질 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 백라이트 유닛(200)은 복수의 기능층들이 적층된 형태로 구성될 수 있으며, 상기 복수의 기능층들 중 적어도 한 층은 복수의 광원들(미도시)을 구비할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 백라이트 유닛(200)이 디스플레이 패널(100)의 하측 면에 밀착되어 고정되도록 하기 위해, 백라이트 유닛(200), 보다 상세하게는 백라이트 유닛(200)을 구성하는 복수의 층들은 각각 플랙서블(flexible) 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(100)은 복수의 영역들로 분할될 수 있으며, 상기 분할된 영역들 각각의 그레이 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 대응되는 백라이트 유닛(200)의 영역으로부터 방출되는 광의 밝기, 즉 해당 광원의 밝기가 조절되어, 디스플레이 패널(100)의 휘도가 조절될 수 있다.
그를 위해, 백라이트 유닛(200)은 상기 디스플레이 패널(100)의 분할된 영역들 각각에 대응되는 복수의 분할 구동 영역으로 구분되어 동작될 수 있다.
도 10을 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 제1 층(210), 광원(220), 제2 층(230) 및 반사층(240)을 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 복수의 광원들(220)이 제1 층(210) 상에 형성되며, 제1 층(210)의 상측에 제2 층(230)이 배치되어 복수의 광원들(220)을 감싸도록 형성될 수 있다. 바람직하게는, 제2 층(230)은 제1 층(210)에 형성된 복수의 광원들(220)을 완전히 감쌀 수 있으며, 또 다른 예로서 제2 층(230)이 제1 층(210)에 형성된 복수의 광원들(220)의 특정 부분들 또는 특정 면들만을 감쌀 수도 있다.
제1 층(210)은 복수의 광원들(220)이 실장되는 기판일 수 있으며, 전원을 공급하는 어댑터(미도시)와 광원(220)을 연결하기 위한 전극 패턴(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 기판의 상면에는 광원(220)과 상기 어댑터(미도시)를 연결하기 위한 탄소 나노 튜브 전극 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
한편, 제1 층(210)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 유리, 폴리카보네이트와 실리콘 등을 이용하여 형성되어 복수의 광원들(220)이 실장되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수 있으며, 필름 형태로 형성될 수 있다.
광원(220)은 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 칩 또는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩이 구비된 발광 다이오드 패키지 중 하나일 수 있다. 본 실시예에서는 광원(220)으로서 발광 다이오드 패키지가 제공되는 것을 예로 설명하겠다.
한편, 광원(220)을 구성하는 LED 패키지는 발광면이 향하는 방향에 따라 탑 뷰(Top view) 방식과 사이드 뷰(Side view) 방식으로 나뉠 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 광원(220)은 발광면이 LED 패키지의 상측면인(예를 들어, 상측 방향 또는 수직한 방향으로 광이 방출되는) 탑 뷰 방식의 LED 패키지및 발광면이 상기 LED 패키지의 상측면인(예를 들어, 측면 방향 또는 수평한 방향으로 광이 방출되는) 사이드 뷰 방식의 LED 패키지 중 적어도 하나를 이용하여 구성될 수 있다.
또한, 광원(220)은 적색, 청색, 녹색 등과 같은 컬러 중에서 적어도 한 컬러를 방출하는 유색 LED이거나 백색 LED로 구성될 수 있다. 또한 상기 유색 LED는 적색LED, 청색LED 및 녹색LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 발광 다이오드의 배치 및 방출 광은 실시예의 기술적 범위 내에서 변경될 수 있다.
한편, 제1 층(210)의 상측에 배치되어 복수의 광원들(220)을 감싸는 형태로 형성되는 제2 층(230)은 광원(220)으로부터 방출되는 광을 투과시킴과 동시에 확산시켜, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 균일하게 디스플레이 패널(100)로 제공되도록 할 수 있다.
제1 층(210)과 제2 층(230) 사이, 예를 들어 제1 층(210)의 상면에는 광원(220)으로부터 방출되는 광을 반사시키는 반사층(240)이 형성될 수 있다. 제1 층(21)의 상측 반사층(240)은 제2 층(230)의 경계로부터 전반사되는 광을 다시 반사시켜 광원(220)으로부터 방출되는 광이 보다 넓게 확산되도록 할 수 있다.
반사층(240)은 합성 수지 재질의 시트 중 산화티탄 등의 백색안료가 분산된 것, 표면에 금속 증착막을 적층한 것, 합성수지제의 시트 중에 빛을 산란시키기 위하여 기포가 분산된 것 등이 사용될 수 있으며, 반사율을 높이기 위해 표면에 은(Ag)이 코팅(coating)될 수도 있다. 한편, 반사층(240)은 기판인 제1 층(210)의 상면에 코팅되어 형성될 수도 있다.
제2 층(230)은 광투과성 재질, 예를 들어 실리콘 또는 아크릴계 수지로 구성될 수 있다. 그러나, 제2 층(230)은 상기한 바와 같은 재질에 한정되지 아니하며, 그 이외에 다양한 수지(resin)로 구성될 수 있다.
또한, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 확산되어 백라이트 유닛(200)이 균일한 휘도를 가지도록 하기 위해, 제2 층(230)은 약 1.4 내지 1.6의 굴절율을 갖는 수지로 형성될 수 있다.
예를 들면, 제2 층(230)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌 및 폴리에폭시, 실리콘, 아크릴 등으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.
제2 층(230)은 광원(220) 및 반사층(240)에 견고하게 밀착되도록 소정의 접착성을 가지는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 층(230)은 불포화 폴리 에스터, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소 부틸 메타크릴레이트, 노말 부틸 메타크릴레이트, 노말 부틸 메틸 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시 에틸 메타크릴레이트, 드록시 프로필 메타크릴레이트, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 아크릴 아미드, 메티롤 아크릴 아미드, 글리시딜 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소 부틸 아크릴레이트, 노말 부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 중합체 혹은 공중합체 혹은 삼원 공중합체 등의 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 및 멜라민계 등을 포함하여 구성될 수 있다.
제2 층(230)은 액상 또는 겔(gel)상의 수지를 복수의 광원들(220) 및 반사층(240)이 형성된 제1 층(210)의 상측 면에 도포한 후 경화시킴으로써 형성될 수 있으며, 또는 별도로 제작되어 제1 층(210)의 상측 면에 접착되어 형성될 수도 있다.
한편, 제2 층(230)의 두께(a)가 증가할 수록, 광원(200)으로부터 방출되는 광이 보다 넓게 확산되어 백라이트 유닛(200)으로부터 균일한 휘도의 광이 디스플레이 패널(100)로 제공될 수 있다. 반면, 제2 층(230)의 두께(a)가 증가함에 따라 제2 층(230)에 흡수되는 광의 량이 증가할 수 있으며, 그로 인해 백라이트 유닛(200)으로부터 디스플레이 패널(100)로 제공되는 광의 휘도가 전체적으로 감소할 수 있다.
따라서 백라이트 유닛(200)으로부터 디스플레이 패널(100)로 제공되는 광의 휘도를 크게 감소시키지 아니하면서 균일한 휘도의 광을 제공하기 위해, 제2 층(230)의 두께(a)는 0.1 내지 4.5mm일 수 있다.
이하, 백라이트 유닛(100)에 구비된 제1 층(210)은 복수의 광원들(220)이 형성되는 기판이며, 제2 층(230)은 특정의 수지로 구성된 수지층인 경우를 예로 들어, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(200)의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 11을 참조하면, 기판(210) 상에 복수의 광원들(220)이 실장되고, 기판(210)의 상측에는 광원들(220)의 전체 또는 일부를 감싸는 수지층(230)이 배치될 수 있다. 한편, 기판(210)과 수지층(230) 사이, 예를 들어 기판(210)의 상면에는 반사층(240)이 형성될 수 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 수지층(230)은 복수의 산란 입자들(231)을 포함할 수 있으며, 산란 입자들(231)은 입사되는 광을 산란 또는 굴절시켜 광원(220)으로부터 방출되는 광이 보다 넓게 확산되도록 할 수 있다.
산란 입자(231)는 광원(220)으로부터 방출되는 광을 산란 또는 굴절시키기 위해, 수지층(230)을 구성하는 물질과 상이한 굴절율을 가지는 재질, 보다 상세하게는 수지층(230)을 구성하는 실리콘계 또는 아크릴계 수지보다 높은 굴절율을 가지는 재질로 구성될 수 있다.
예를 들어, 산란 입자(231)는 폴리 메틸 메타크릴레이트/스티렌 공중합체(MS), 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리 스티렌 (PS), 실리콘, 이산화 티타늄(TiO2), 이산화 실리콘(SiO2) 등으로 구성될 수 있으며, 상기와 같은 물질들을 조합하여 구성될 수도 있다.
한편, 산란 입자(231)는 수지층(230)을 구성하는 물질보다 낮은 굴절율을 가지는 물질로도 구성될 수 있으며, 예를 들어 수지층(230)에 기포(bubble)을 형성하여 구성될 수도 있다.
또한, 산란 입자(231)를 구성하는 물질은 상기한 바와 같은 물질들에 한정되지 아니하며, 그 이외에 다양한 고분자 물질 또는 무기 입자들을 이용하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 수지층(230)은 액상 또는 겔(gel)상의 수지에 산란 입자들(231)을 혼합한 후 복수의 광원들(220) 및 반사층(240)이 형성된 제1 층(210)의 상측 면에 도포한 후 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 수지층(230)의 상측에는 광학 시트(250)가 배치될 수 있으며, 예를 들어 광학 시트(250)는 하나 이상의 프리즘 시트(251) 및/또는 하나 이상의 확산 시트(252)를 포함할 수 있다.
이 경우, 광학 시트(250)에 포함된 복수의 시트들은 서로 이격되지 않고 접착 또는 밀착된 상태로 제공되어, 광학 시트(250) 또는 백라이트 유닛(200)의 두께를 감소시킬 수 있다.
한편, 광학 시트(250)의 하측 면이 수지층(230)에 밀착되고, 광학 시트(250)의 상측 면이 디스플레이 패널(100)의 하측 면, 예를 들어 하부 편광판(140)에 밀착될 수 있다.
확산 시트(252)는 입사되는 광을 확산시켜 수지층(230)으로부터 나오는 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하여 광의 휘도를 보다 균일하게 할 수 있다. 또한, 프리즘 시트(251)는 확산 시트(252)로부터 나오는 광을 집광하여 디스플레이 패널(100)로 수직하게 광이 입사되도록 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기한 바와 같은 광학 시트(250), 예를 들어 프리즘 시트(251) 및 확산 시트(252) 중 적어도 하나가 제거될 수 있으며, 또는 프리즘 시트(251) 및 확산 시트(252) 이외에 다양한 기능층들을 더 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 반사층(240)에는 복수의 광원들(220)에 대응되는 위치에 복수의 홀들(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 홀들에 하측의 기판(210) 상에 실장된 복수의 광원들(220)이 삽입될 수 있다.
이 경우, 광원들(220)이 반사층(240)에 형성된 홀들을 통해 하측에서 삽입되어, 반사층(240)의 상측으로 적어도 일부가 돌출될 수 있다.
이와 같이, 반사층(240)의 홀들에 광원들(220)이 각각 삽입되는 구조를 이용하여 백라이트 유닛(200)을 구성함으로써, 광원들(220)이 실장된 기판(210)과 반사층(240) 사이의 고정성을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들(220)은 각각 발광면이 측면에 배치되어, 측면 방향, 예를 들어 기판(210) 또는 반사층(240)이 연장된 방향으로 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 복수의 광원들(220)은 사이드 뷰 방식의 LED 패키지를 이용하여 구성될 수 있으며, 그에 따라 광원(220)이 화면 상에서 핫 스팟(hot spot)으로 관찰되는 것을 감소시킬 수 있으며, 수지층(230)의 두께(a)를 감소시켜 백라이트 유닛(200), 더 나아가 디스플레이 장치의 슬림화를 구현할 수 있다.
도 12를 참조하면, 광원들(220)을 포함하는 백라이트 유닛(200)의 수지층(230)의 상측에 복수의 패턴(232)들을 포함하는 패턴층이 형성될 수 있으며, 좀 더 구체적으로 상기 패턴층에 포함된 복수의 패턴들(232)은 광원들(220)이 배치된 위치에 각각 대응되도록 수지층(230) 상에 형성될 수 있다.
예를 들어, 수지층(230)의 상측에 형성된 패턴(232)은 광원(220)으로부터 방출되는 광의 적어도 일부를 반사시키는 반사 패턴일 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이 수지층(230) 상에 반사 패턴(232)을 형성하여 광원(220)에 인접한 영역에서 방출되는 광의 휘도를 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 균일한 휘도의 광이 방출되도록 할 수 있다.
즉, 반사 패턴(232)은 복수의 광원들(220)이 배치된 위치에 대응되도록 수지층(230) 상에 형성되어, 광원(220)으로부터 상측으로 방출되는 광을 선택적으로 반사시켜 광원(220)에 인접한 영역에서 방출되는 광의 휘도를 감소시킬 수 있으며, 상기 반사된 광은 측면 방향으로 확산될 수 있다.
보다 상세하게는, 광원(220)으로부터 상측 방향으로 방출되는 광은 반사 패턴(232)에 의해 측면 방향으로 확산됨과 동시에 하측 방향으로 반사되고, 상기 반사 패턴(232)에서 반사된 광은 반사층(240)에 의해 다시 측면 방향으로 확산됨과 동시에 상측 방향으로 반사될 수 있다. 즉, 반사 패턴(232)은 입사되는 광의 100%를 반사하거나, 또는 입사되는 광의 일부를 반사시키고 일부는 통과시킬 수 있다. 이와 같이, 반사 패턴(232)의 특성은 수지층(230) 및 반사 패턴(232)을 통한 광의 전달을 제어함에 의해 조정될 수 있다.
그에 따라, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 상측으로 집중되지 않고 측면 방향 및 다른 방향들로 넓게 확산될 수 있으며, 그로 인해 백라이트 유닛(200)으로부터 보다 균일한 휘도의 광이 방출될 수 있다.
반사 패턴(232)은 금속 등과 같은 반사 물질을 포함하며, 예를 들어 알루미늄, 음 또는 금 등과 같은 90% 이상의 반사율을 가지는 금속을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 반사 패턴(232)은 입사되는 전체 광의 약 10% 이하가 투과되고 나머지가 반사되도록 하는 물질 또는 형상으로 구성될 수 있다.
이 경우, 상기한 바와 같은 금속을 증착 또는 코팅하여 반사 패턴(232)을 형성할 수 있으며, 또 다른 방법으로는 미리 정해진 패턴에 따라 금속을 포함하는 반사 잉크, 예를 들어 실버(silver) 잉크를 인쇄하여 반사 패턴(232)을 형성할 수도 있다.
또한, 반사 패턴(232)의 반사 효과를 향상시키기 위해, 반사 패턴(232)의 색은 명도가 높은 색, 예를 들어 흰색에 가까운 색을 가질 수 있으며, 보다 상세하게는 수지층(230)보다 명도가 높은 색을 가질 수 있다.
한편, 반사 패턴(232)은 금속 산화물을 포함하여 구성될 수도 있으며, 예를 들어 이산화 티타늄(TiO2)을 포함하여 구성될 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 이산화 티타늄(TiO2)을 포함하는 반사 잉크를 미리 정해진 패턴에 따라 인쇄하여 반사 패턴(232)을 형성할 수 있다.
한편, 복수의 반사 패턴들(232)을 광원들(220)의 위치에 각각 대응되도록 형성한다 함은, 도 12에 도시된 바와 같이 반사 패턴(232)의 중심부가 그에 대응되는 광원(220)의 중심부와 일치하도록 형성하는 경우뿐 아니라, 반사 패턴(232)의 중심부가 그에 대응되는 광원(220)의 중심부로부터 일정 간격만큼 이격되어 형성되는 경우도 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 백라이트 유닛(200)에 포함된 복수의 광원들(220, 221)은 복수의 어레이들, 예를 들어 제 1 광원 어레이(A1) 및 제 2 광원 어레이(A2)로 나뉘어 배치될 수 있다.
한편, 제 1 광원 어레이(A1) 및 제 2 광원 어레이(A2)는 각각 광원들이 이루는 복수의 광원 라인들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원 어레이(A1)는 2 이상의 광원들을 각각 포함하는 복수의 라인들(L1)으로 구성되고, 제 2 광원 어레이(A2)는 2 이상의 광원들을 각각 포함하는 복수의 라인들(L2)으로 구성될 수 있다.
상기 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 광원 라인들과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 광원 라인들은, 디스플레이 패널(100)의 표시 영역에 대응되도록, 서로 교번적으로 배치될 수 있다.
본 발명에 또 다른 실시 예로서, 제 1 광원 어레이(A1)는 복수의 광원들이 이루는 복수의 광원 라인들 중 상측으로부터 홀수번째 광원 라인들을 포함하여 구성되고, 및 제 2 광원 어레이(A2)는 상측으로부터 짝수번째 광원 라인들을 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원 라인(L1)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 2 광원 라인(L2)이 상하로 인접하게 배치되며, 상기 제 1 광원 라인(L1)과 제 2 광원 라인(L2) 서로 교번적으로 배치되어 백라이트 유닛(200)을 구성할 수 있다.
또한, 상기 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 광원(220)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 광원(222)은 동일한 방향으로 광을 방출하거나, 또는 서로 다른 방향으로 광을 방출할 수 있다.
도 13을 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 서로 다른 방향으로 광을 방출하는 2 이상의 광원들을 포함할 수 있다.
즉, 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 광원들(220)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 광원(222)은 서로 다른 방향으로 광을 방출할 수 있으며, 그를 위해 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 광원들(220)의 발광면이 향하는 방향과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 광원들(222)의 발광면이 향하는 방향이 서로 다를 수 있다.
보다 자세하게, 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원(220) 및 제 2 광원(221)의 발광면과, 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 3 광원(222)의 발광면이 서로 반대 방향을 향하도록 형성될 수 있으며, 그에 따라, 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원(220) 및 제 2 광원(221)과, 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 3 광원(222)이 서로 반대 방향으로 광을 방출할 수 있다.
이 경우, 백라이트 유닛(200)에 구비된 광원들은 각각 측면 방향으로 광을 방출할 수 있으며, 그를 위해 사이드 뷰 방식의 LED 패키지를 이용하여 구성될 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들은 2 이상의 행들을 형성하며 배치될 수 있으며, 동일한 행에 배치된 2 이상의 광원들은 동일한 방향으로 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 제 1 광원(220)에 인접한 제 2 광원(221)도 제 1 광원(220)과 동일한 방향, 즉 x축 방향으로 광을 방출하고, 제 3 광원(222)에 인접한 광원들도 제 3 광원(222)과 동일한 방향, 즉 x축 방향에 반대 방향으로 광을 방출할 수 있다.
상기와 같이, y축 방향으로 배치된 광원들, 예를 들어 제 2 광원(221)과 제 3 광원(222)의 광 방출 방향을 서로 반대 방향으로 형성시킴으로써, 백라이트 유닛(200)의 특정 영역에서 광의 휘도가 집중되거나 또는 약화되는 현상을 감소시킬 수 있다.
즉, 제 2 광원(221)으로부터 방출되는 광은 인접한 광원으로 진행함에 따라 약화될 수 있으며, 그에 따라 제 2 광원(221)으로부터 멀리 떨어질 수록 해당 영역에서 디스플레이 패널(100) 방향으로 방출되는 광의 휘도가 약화될 수 있다.
따라서, 제 2 광원(221) 및 제 3 광원(222) 각각으로부터 광이 방출되는 방향을 반대로 함으로써, 광원에 인접한 영역에서 광의 휘도가 집중되고 광원으로부터 멀리 떨어진 영역에서 광의 휘도가 약화되는 것을 서로 보상하도록 할 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 휘도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원 라인(L1)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 2 광원 라인(L2)은 광원들의 좌우 위치가 일치하지 않고, 서로 엇갈인 형태로 배치될 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
즉, 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 3 광원(222)은 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원(220) 또는 제 2 광원(221)과 대각선 방향으로 인접하도록 배치될 수 있다.
도 14 내지 도 21은 도 13의 P 영역을 확대한 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 제 1 광원 어레이(A1) 및 제 2 광원 어레이(A2)에 각각 포함되어 상하로 인접하게 형성된 두 광원 라인들, 예를 들어 제 1 광원 라인(L1)과 제 2 광원 라인(L2)은 일정 간격만큼 이격될 수 있다.
제 1 광원 어레이(A1)에는 일 방향으로 광이 방출되는 제 1 광원(220)이 배치될 수 있다. 그리고, 제 1 광원(220)과 인접하게 배치되어 제 1 광원(220)과 동일 수평선(ℓ1) 상에 배치되고 제 1 광원(220)과 동일한 방향으로 광이 방출되는 제 2 광원(221)이 배치될 수 있다. 여기서 수평선(ℓ1)은 x축 방향으로 연장된 선일 수 있다.
제 2 광원 어레이(A2)에는 제 1 광원(220)과 반대되는 방향으로 광이 방출되는 제 3 광원(222)이 배치될 수 있다. 제 3 광원(222)은 제 1 광원(220)과 제 2 광원(221) 사이에 배치되며, 제 1 광원(220) 또는 제 2 광원(221)과 대각선 상에 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 광원 어레이(A1)에 형성된 제 3 광원 라인(L3)은 제 2 광원 라인(L2)과 일정 간격만큼 이격될 수 있다. 제 3 광원 라인(L3)에는 제 2 광원(221)과 동일한 방향으로 광이 방출되며, 제 2 광원(221)의 광이 방출되는 방향에 수직하며, 제 2 광원(221)과 수직하는 선(ℓ2) 상에 제 4 광원(223)이 배치될 수 있다.
그리고, 제 3 광원(222)은 제 2 광원(221)과 제 4 광원(223) 사이에 배치될 수 있으며, 제 2 광원(221)과 제 4 광원(223) 간의 거리(d1)를 이등분하는 수평선(ℓ3) 상에 배치될 수 있다.
또한, 제 3 광원(222)은 제 2 광원(221)과 수직하는 선(ℓ2)에 인접하게 배치될 수 있으며, 제 2 광원(221)의 광이 방출되는 방향과 반대 방향에 배치될 수 있다.
여기서, 광원으로부터의 광 지향각(θ)과 제 2 층(230) 내에서의 광 지향각(θ')은 스넬(snell)의 법칙에 의해 다음의 수학식 1과 같은 관계를 가질 수 있다.
Figure pat00001
한편, 광원으로부터 광이 방출되는 부분이 공기층(굴절율(n1)이 '1')이고, 일반적으로 광원으로부터 방출되는 광의 지향각(θ)이 60도인 것을 고려하면, 상기 수학식 1에 따라 제 2 층(230) 내에서의 광 지향각(θ')은 다음의 수학식 2와 같은 값을 가질 수 있다.
Figure pat00002
또한, 제 2 층(230)이 PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열로 구성되는 경우 약 1.5의 굴절율을 가지므로, 상기 수학식 2에 따라 제 2 층(230) 내에서의 광 지향각(θ')은 약 35.5도 일 수 있다.
상기 수학식 1, 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 제 2 층(230) 내에서의 광원으로부터 광이 방출되는 지향각(θ') 45도 미만일 수 있으며, 그로 인해 광원으로부터 광이 방출되는 광이 y축 방향으로 진행하는 범위는 x축 방향에 비해 작을 수 있다.
따라서, 제 3 광원(222은 제 2 광원(221)과 제 4 광원(223) 간의 거리(d1)를 이등분하는 수평선(ℓ3) 상에 배치될 수 있으며, 이에 따라, 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 휘도가 균일할 수 있다.
한편, 도 15를 참조하면, 제 1 광원(220), 제 2 광원(221) 및 제 3 광원(222)은 각각 일정 거리로 이격되어 위치할 수 있다.
보다 자세하게는, 제 1 광원(220)과 제 2 광원(221)은 제 1 광원(220)의 발광면과 제 2 광원(221)의 발광면의 반대면 간의 거리인 제 1 거리(d2)를 가질 수 있다. 그리고, 제 1 광원(220)과 제 3 광원(222)은 제 1 광원(220)의 발광면의 중심과 제 3 광원(222)의 발광면의 중심 간의 거리인 제 2 거리(d3)를 가질 수 있다. 또한, 제 2 광원(221)의 발광면과 제 3 광원(222)의 발광면 간의 수평 거리인 제 3 거리(d4)를 가질 수 있다.
여기서, 제 1 광원(220)의 발광면의 중심과 제 2 광원(221)의 발광면의 반대면의 중심 간의 거리인 제 1 거리(d2)는 제 1 광원(220)의 발광면의 중심과 제 3 광원(222)의 발광면의 중심 간의 거리인 제 2 거리(d3)보다 작거나 동일할 수 있다.
제 1 광원(220)의 발광면의 중심과 제 2 광원(221)의 발광면의 반대면의 중심 간의 거리인 제 1 거리(d2)가 제 1 광원(220)의 발광면의 중심과 제 3 광원(222)의 발광면의 중심 간의 거리인 제 2 거리(d3)보다 작으면, 제 1 광원(220)으로부터 방출되는 광과 제 3 광원(222)으로부터 방출되는 광이 중복되는 영역이 축소되어, 휘도가 불균일한 것을 방지할 수 있다. 또한, 제 2 광원(221)의 발광면과 제 3 광원(222)의 발광면 간의 수평 거리인 제 3 거리(d4)가 축소되어, 제 2 광원(221)과 제 3 광원(222) 사이의 영역에서 휘도가 어두워지는 것을 방지할 수 있다.
다시 말해서, 도 16에 도시된 바와 같이, 제 1 광원(220)으로부터 방출되는 광과 제 3 광원(222)으로부터 방출되는 광이 서로 중복되는 영역을 제거하여 휘도가 불균일한 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 광원(220)의 발광면의 중심과 제 2 광원(221)의 발광면의 반대면의 중심 간의 거리인 제 1 거리(d2)는 제 1 광원(220)의 발광면의 중심과 제 3 광원(222)의 발광면의 중심 간의 거리인 제 2 거리(d3)와 동일하면, 제 1 광원(220)으로부터 방출되는 광과 제 3 광원(222)으로부터 방출되는 광이 중복되는 영역을 최소화할 수 있고, 제 2 광원(221)의 발광면과 제 3 광원(222)의 발광면 간의 수평 거리인 제 3 거리(d4)가 최대일 수 있다. 즉, 제 1 광원(220)과 제 3 광원(222) 광원 간의 광이 중복되는 것을 최소화할 수 있으며, 제 2 광원(221)과 제 3 광원(222) 사이의 영역에서 암부가 발생하는 것을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
다시 말해서, 도 17에 도시된 바와 같이, 제 1 광원(220)으로부터 방출되는 광과 제 3 광원(222)으로부터 방출되는 광이 서로 중복되는 영역을 최소화하고, 제 2 광원(221)과 제 3 광원(223) 사이의 영역에서 휘도가 어두워지는 것을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 백라이트 유닛의 전면에 걸쳐 균일한 휘도를 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 도 18 및 도 19를 참조하면, 제 2 광원(221) 및 제 3 광원(222)은 제 2 광원(221)의 발광면과 제 3 광원(222)의 발광면이 동일 수직선(ℓ4) 상에 위치하도록 배치될 수 있다. 즉, 제 2 광원(221)의 발광면과 제 3 광원(222)의 발광면 간의 거리인 제 3 거리(d4)가 최소 거리를 이룰 수 있다.
따라서, 도 19에 도시된 바와 같이, 제 2 광원(221)의 발광면과 제 3 광원(222)의 발광면 사이에 암부가 발생하는 것을 방지하여, 보다 우수한 휘도 균일도를 나타내는 백라이트 유닛(200)을 제공할 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 발명의 백라이트 유닛은 광원(220)이 배치된 제 1 층(210)이 복수 개로 분할되어 배치될 수 있다.
도 20 및 도 21은 둘 이상의 제 1 층(210)을 포함하는 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 20을 살펴보면, 제 1 층(210) 상에 복수의 광원(220, 221, 222)들이 각각 배치된 제 1 광학 어셈블리(10A) 및 제 2 광학 어셈블리(10B)가 서로 접하여 배치될 수 있다. 제 1 광학 어셈블리(10A) 및 제 2 광학 어셈블리(10B)에 각각 배치된 복수의 광원들은 서로 동일한 배열로 배치될 수 있다.
보다 자세하게는, 제 1 광학 어셈블리(10A)에는 일 방향으로 광이 방출되는 제 1 광원(220)이 배치되고, 제 1 광원(220)과 대각선 상에 위치하며, 제 1 광원(220)의 광이 방출되는 방향과 반대되는 방향으로 광이 방출되는 제 3 광원(222) 이 배치될 수 있다.
그리고, 제 2 광학 어셈블리(10B)에는 제 1 광원(220)과 동일 수평선 상에 배치되며, 제 1 광원(220)과 동일 방향으로 광이 방출되는 제 2 광원(221)이 배치될 수 있다.
앞선 도 15에서 살펴본 바와 같이,제 1 광원(220)의 발광면의 중심과 제 2 광원(221)의 발광면의 반대면의 중심 간의 거리인 제 1 거리(d2)는 제 1 광원(220)의 발광면의 중심과 제 3 광원(222)의 발광면의 중심 간의 거리인 제 2 거리(d3)보다 작거나 동일할 수 있다.
또한, 도 20을 참조하면, 제 1 광학 어셈블리(10A)에 배치된 제 3 광원(222)은 제 1 광학 어셈블리(10A)의 측변에 접하여 배치될 수 있고, 제 2 광학 어셈블리(10B)에 배치된 제 2 광원(221)은 제 2 광학 어셈블리(10B)의 측변에 접하여 배치될 수 있다.
여기서, 제 2 광원(221)의 발광면과 제 3 광원(222)의 발광면 간의 거리인 제 3 거리(d4)는 제 2 광원(221)과 제 3 광원(222)의 폭의 합과 동일할 수 있다.
특히, 제 2 광원(221) 및 제 3 광원(222)은 각각 폭이 약 1 내지 2mm 정도로 이루어져 있을 수 있다. 따라서, 본 실시 예에서 복수의 광학 어셈블리를 포함하는 백라이트 유닛의 경우, 제 2 광원(221)의 발광면과 제 3 광원(222)의 발광면 간의 거리인 제 3 거리(d4)의 최소 거리는 제 2 광원(221) 및 제 3 광원(222)의 폭의 합과 동일할 수 있다.
여기서, 도 22 및 도 23을 참조하면, 제 2 광원(221)의 발광면과 제 3 광원(222)의 발광면 간의 거리인 제 3 거리(d4)는 제 2 광원(221) 및 제 3 광원(222)의 폭(t)의 합(2t)보다 크거나 같을 수 있고, 광원(221, 222)들의 폭(t)의 10배(10t)보다 작거나 같을 수 있다. 즉, d4는 2t 내지 10t로 이루어질 수 있으며, 보다 바람직하게는 d4는 3t 내지 8t로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 제 2 광원(221)의 발광면과 제 3 광원(222)의 발광면 간의 수평 거리인 제 3 거리(d4)가 축소되어, 제 2 광원(221)과 제 3 광원(222) 사이의 영역에서 휘도가 어두워지는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 전술한 바와 같이, 제 1 광원(220)과 제 3 광원(222) 사이 또는 제 2 광원(221)과 제 3 광원(222) 사이에서 휘도가 불균일해지는 것을 방지하여, 보다 우수한 휘도 균일도를 나타내는 백라이트 유닛을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 24 및 도 25는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 24를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 반사층(240) 상에 광원(220)으로부터 방출되는 광이 인접한 광원(225)까지 진행되는 것을 용이하게 하기 위한 복수의 확산패턴들(241)이 형성될 수 있다. 복수의 확산패턴들(241)은 광원(220)으로부터 방출된 광을 확산 또는 굴절시킬 수 있다.
보다 구체적으로 도 25를 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 서로 다른 방향으로 광을 방출하는 둘 이상의 광원들을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(200)은 x축과 평행한 방향 즉, 동일한 방향으로 광을 측면 방출하는 제 1 광원(220) 및 제 2 광원(221)을 포함할 수 있다. 그리고, 제 1 광원(220)이 배열된 x축 방향과 수직하게 배열되며, 상기 제 1 광원(220)과는 반대 방향으로 광이 방출되는 제 3 광원(222)이 배치될 수 있다. 즉, 제 1 광원(220) 및 제 2 광원(221)이 배열된 행들과, 제 3 광원(222)이 배열된 행들이 교차되어 배열될 수 있다.
따라서, 제 1 광원(220) 및 제 2 광원(221)과, 제 3 광원(222)의 광 방출 방향을 서로 반대 방향으로 형성시킴으로써, 백라이트 유닛(200)의 특정 영역에서 광의 휘도가 집중되거나 또는 약화되는 현상을 감소시킬 수 있다.
이 경우, 각 광원들(220, 221, 222)로부터 방출되는 광이 진행함에 따라 휘도가 약화될 수 있으며, 이에 따라 각 광원들(220, 221, 222)로부터 멀리 떨어질수록 해당 영역에서 디스플레이 패널 방향으로 방출되는 광의 휘도가 약화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 8 실시 예에서는, 각 광원들(220, 221, 222)사이에 복수의 확산패턴들(241)을 배치할 수 있다. 복수의 확산패턴들(241)은 광원들(220, 221, 222)로부터 방출되는 광을 확산 또는 굴절시켜 백라이트 유닛(200)으로부터 균일한 휘도의 광이 방출되도록 할 수 있다.
복수의 확산패턴들(241)은 반사 물질인 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, 복수의 확산패턴들(241)은 상기 금속 또는 금속 산화물을 제 1 층(210) 상에 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.
또한, 복수의 확산패턴들(241)의 확산 또는 굴절의 효과를 향상시키기 위해, 복수의 확산패턴들(241)의 색은 명도가 높은 색, 예를 들어 흰색에 가까운 색을 가질 수 있다.
그리고, 복수의 확산패턴들(241)들은 상기 재료를 각각 포함하는 복수의 도트(dot)들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 확산패턴들(241)들은 각각의 평면 형상이 원형의 도트로 이루어질 수 있으며, 타원형 또는 다각형으로 이루어질 수도 있다.
복수의 확산패턴들(241)은 하나의 광원으로부터 인접한 다른 광원으로 갈수록 밀도가 증가할 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원(220)으로부터 제 2 광원(221)으로 갈수록 밀도가 증가할 수 있다. 이에 따라, 제 1 광원(220)으로부터 멀리 떨어진 영역 즉, 제 2 광원(221) 후면 영역에서 상측으로 방출되는 광의 휘도가 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 그로 인해 백라이트 유닛(200)으로부터 제공되는 광의 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.
예를 들어, 도트로 이루어진 복수의 확산패턴들(241)은 제 1 광원(220)의 발광면으로부터 제 2 광원(221)으로 갈수록 인접한 두 확산패턴 사이의 간격이 증가할 수 있으며, 이에 따라 제 1 광원(220)으로부터 방출된 광이 제 2 광원(221)으로 갈수록 확산 또는 굴절되어 휘도가 균일하게 유지될 수 있다.
특히, 복수의 확산패턴들(241)은 각 광원들(220, 221, 222)과 인접한 영역에는 거의 존재하지 않을 수 있다. 이에 따라, 광원들(220, 221, 222)로부터 방출되는 광은 확산패턴들(241)이 존재하지 않는 영역에서 하부의 반사층(240)에 의해 전반사되어 이동하게 되고, 확산패턴들(241)이 존재하는 영역에서는 확산 또는 굴절되어 광원들(220, 221, 222)에 인접한 영역을 포함하는 전 영역의 휘도가 균일하게 유지될 수 있다.
그리고, 제 1 광원(220)과 제 3 광원(222) 사이의 대각선 상에는 복수의 확산패턴들(241)이 일렬 배치될 수 있다. 이로 인해, 제 1 광원(220)에서 방출되는 광과 제 3 광원(222)에서 방출되는 광의 방향이 서로 상반되기 때문에, 제 1 광원(220)의 광과 제 3 광원(222)의 광이 서로 중첩될 수 있는 영역에서 휘도가 증가될 수 있다. 따라서, 제 1 광원(220)과 제 3 광원(222)의 대각선 상에 복수의 확산패턴들(241)이 위치하여, 광의 중첩 영역에서 휘도가 증가되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 도 25에 도시된 바와 같이, 제 1 광원(220)의 광이 방출되는 방향에 배치된 복수의 확산패턴들(241)이 이루는 평면 형상은 제 3 광원(222)의 광이 방출되는 방향에 배치된 복수의 확산패턴들(241)이 이루는 평면 형상과 서로 대칭으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 제 1 광원(220) 및 제 3 광원(222)의 광이 각각 방출되는 방향에 배치된 복수의 확산패턴들(241)이 이루는 평면 형상은 부채꼴 형상으로 이루어질 수 있다.
이러한 부채꼴 형상은 광원에서 방출되는 광의 지향각이 약 120도인 것에 대응하도록 배치되어, 광원으로부터 방출되는 광을 효율적으로 전달 및 확산시킴으로써, 백라이트 유닛의 전체적인 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.
도 26을 참조하면, 백라이트 유닛(200)에 구비된 반사층(240)은 2 이상의 반사율을 가질 수 있으며, 예를 들어 반사층(240)의 반사율은 형성된 위치에 따라 서로 다른 반사율을 가지도록 구성될 수 있다. 즉, 반사층(240)은 각가 서로 다른 반사율을 가지는 2 이상의 영역들을 포함할 수 있다.
도 26을 참조하면, 반사층(240)은 서로 다른 반사율을 가지는 제1 반사층(242) 및 제2 반사층(243)을 포함할 수 있으며, 상기 서로 다른 반사율을 가지는 제1, 2 반사층(242, 243)이 교번적으로 배치되어 구성될 수 있다.
예를 들어, 서로 다른 물질로 구성된 반사 시트들로 제1, 2 반사층(242, 243)을 구성하거나, 또는 동일한 반사 시트로 구성된 제1, 2 반사층(242, 243) 중 어느 하나에 특정 물질을 부가하거나 표면을 가공함으로써, 제1, 2 반사층(242, 243)의 반사율을 서로 다르게 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1, 2 반사층(242, 243)은 물리적으로 분리되지 않은 하나의 반사 시트로 구성될 수 있다. 이 경우 상기 반사 시트 중 적어도 일부분에 반사율을 조정하기 위한 패턴을 형성함으로써, 상기한 바와 같은 반사율이 상이한 제1, 2 반사층(242, 243)을 형성할 수 있다.
즉, 반사층(240) 중 제1 반사층(242)에 대응되는 영역 및 제2 반사층(243)에 대응되는 영역 중 적어도 하나의 영역에 패턴을 형성하여 반사율을 조정할 수 있으며, 예를 들어 하나의 반사 시트로 구성된 반사층(240) 중 도 26에 도시된 제2 반사층(243)에 대응되는 영역에 패턴을 형성하여 해당 영역의 반사율을 조정할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 반사층(240) 중 제2 반사층(243)에 대응되는 영역의 상측 면에 광을 확산시키기 위한 돌출 패턴들을 형성할 수 있으며, 그에 따라 상기 제2 반사층(243)에 대응되는 영역의 반사율을 감소시킬 수 있다. 이 경우, 반사층(240) 중 제2 반사층(243)에 대응되는 영역에서의 광 확산 효과는 향상될 수 있으며, 그로 인해 광원(220)으로부터 방출되는 광이 인접한 광원(222)에 배치된 영역까지 균일하게 확산될 수 있다.
또한, 제1, 2 반사층(242, 243)은 표면 거칠기가 서로 상이할 수 있으며, 예를 들어 제2 반사층(243)의 표면 거칠기를 제1 반사층(242)의 표면 거칠기보다 높게 함으로써, 제2 반사층(243)의 반사율이 제1 반사층(242)의 반사율보다 낮을 수 있다.
한편, 제1, 2 반사층(242, 243) 중 광이 방출되는 방향을 기준으로 광원(220, 221, 222)에 인접한 제1 반사층(242)은 정반사(specular reflection) 시트로 구성될 수 있으며, 제2 반사층(243)은 확산 반사(diffuse reflection) 시트로 구성될 수 있다.
정반사 시트는 매끄러운 표면에서 입사되는 광이 반사되어 입사각과 반사각이 동일할 수 있으며, 그에 따라 제1 반사층(242)은 광원(220, 221, 222)으로부터 비스듬하게 입사되는 광을 입사각과 동일한 반사각으로 반사시켜 인접한 광원을 향하는 방향으로 진행되도록 할 수 있다.
한편, 확산 반사 시트는 요철이 형성된 거친 표면에서 발생하는 난반사로 인해 입사되는 광이 여러 각도로 반사되어 확산되는 것처럼 관찰될 수 있으며, 그에 따라 제2 반사층(243)은 광원(220, 221, 222)으로부터 방출된 후 진행하는 광을 확산시켜 상측 방향으로 방출되도록 할 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 확산 반사 시트로 구성되는 제2 반사층(243)은 반사 시트의 표면을 가공하여 요철을 형성하거나, 또는 확산 반사 물질, 예를 들어 이산화 티타늄(TiO2)을 소정의 밀도로 도포 또는 첨가하여 형성될 수 있다.
이 경우, 제1 반사층(242)의 반사율은 제2 반사층(243)의 반사율보다 높을 수 있으며, 그에 따라 상기한 바와 같이 제1 반사층(242)에서는 광원(220, 221, 222)으로부터 입사되는 광이 동일한 반사각으로 정반사되며, 제2 반사층(243)에서는 확산 반사가 발생하여 상측으로 광이 방출될 수 있다.
상기와 같이 광이 방출되는 방향을 기준으로 광원(220, 221, 222)에 인접한 제1 반사층(242)을 반사율이 높은 정반사 시트로 구성함에 의해, 광원(220, 221, 222)으로부터 방출된 광이 인접한 광원까지 효과적으로 진행하도록 할 수 있으며, 그에 따라 광원(220, 221, 222)에 인접한 영역에서 광의 휘도가 집중되고 광원(220, 221, 222)으로부터 멀리 떨어진 영역에서 광의 휘도가 약화되는 현상을 감소시킬 수 있다.
또한, 광이 방출되는 방향을 기준으로 광원(220, 221, 222)으로부터 멀리떨어진 제2 반사층(243)을 반사율이 비교적 낮은 확산 반사 시트로 구성함에 의해, 진행되는 광을 디스플레이 패널(100)을 향해 효과적으로 방출시킬 수 있으며, 그에 따라 광원(220, 221, 222)으로부터 방출된 광이 인접한 광원까지 진행해오면서 감소된 휘도를 보상하여 광원(220, 221, 222)으로부터 멀리 떨어진 영역에서 광의 휘도가 약화되는 현상을 감소시킬 수 있다.
한편, 제1 반사층(242)을 구성하는 정반사 시트는 광원(220, 221, 222)으로부터 방출된 광을 정반사시켜 인접한 광원 방향으로 진행시킴과 동시에, 상기 입사되는 광 중 일부를 상측 방향으로 반사 또는 산란시켜 디스플레이 패널(100) 방향으로 방출되도록 할 수 있다.
제2 반사층(243)을 구성하는 확산 반사 시트는 상기 정반사 시트와 동일한 물질로 구성된 시트의 표면을 가공하거나 또는 상기 표면에 복수의 돌출된 패턴들을 형성하여 제조될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광원(220, 221, 222)에 인접한 영역과 광원(220, 221, 222)으로부터 멀리 떨어진 영역의 광 휘도를 유사하게 조절할 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)의 전체 영역에서 균일한 광 휘도를 디스플레이 패널(100)로 제공할 수 있다.
광원(220, 221, 222)으로부터 방출되는 광이 인접한 광원이 배치된 영역까지 진행하도록 하기 위해, 광이 방출되는 방향을 기준으로 광원(220, 221, 222)에 인접한 제1 반사층(242)의 폭(w1)은 제2 반사층(243)의 폭(w2)보다 큰 값으로 설정될 수 있다. 그러나, 제1 반사층(242)의 폭(w1)은 제2 반사층(243)의 폭(w2)과 동일하거나 또는 그보다 작을 수 있으며, 이 경우 제1 반사층(242) 및 제2 반사층(243)은 상기한 바와 같은 효과를 거둘 수 있도록 반사율이 조절될 수 있다.
한편, 제1 반사층(242)의 폭(w1)이 감소함에 따라, 광원(220, 221, 222)으로부터 방출되는 광의 진행성이 저하될 수 있으며, 그에 따라 광원(220, 221, 222)으로부터 멀리 떨어진 영역에서의 광의 휘도가 약화될 수 있다.
또한, 제1 반사층(242)의 폭(w1)이 제2 반사층(243)의 폭(w2)에 비해 크게 증가하는 경우, 광원(220, 221, 222)으로부터 멀리 떨어진 영역에서 광이 집중될 수 있으며, 예를 들어 인접한 두 광원들(220, 222) 사이의 중간 영역에서의 광의 휘도는 광원(220, 221, 222)으로부터 멀리 떨어진 영역에 비해 약화될 수 있다.
따라서 광원(220, 221, 222)으로부터 방출되는 광이 인접한 광원이 배치된 영역까지 효과적으로 진행 및 상측으로 방출되어 백라이트 유닛(200)의 전체 영역에서 균일한 휘도의 광을 디스플레이 패널(100)로 제공할 수 있도록 하기 위해, 제1 반사층(242)의 폭(w1)은 제2 반사층(243)의 폭(w2)의 1.1배 내지 1.6배의 범위로 형성될 수 있다.
도 26을 참조하면, y축 방향으로 서로 인접하게 배치된 제1 광원(220)과 제2 광원(221)는 제1 반사층(242)과 중첩되지 않는 위치, 즉 제1 반사층(242)이 형성된 영역의 외부에 배치될 수 있다.
또한, 제1 광원(220)과 x축 방향으로 인접한 제3 광원(222)과 제2 광원(221)은 제2 반사층(243)이 형성된 영역의 내부에 배치될 수 있다.
예를 들어, 제2 반사층(243)에는 제2 광원(221)과 제3 광원(222)이 삽입될 수 있는 홀들(미도시)이 형성될 수 있으며, 그에 따라 제2 반사층(243)의 하측에 배치된 기판(210) 상에 실장된 제2, 3 광원(221, 222)이 상기 제2 반사층(243)의 홀을 통해 상측으로 돌출되어 측면 방향으로 광을 방출할 수 있다.
한편, 도 26에 도시된 광원들(220, 221, 222)의 위치는 본 발명의 일실시예에 불과하므로, 광원들(220, 221, 222)과 제1, 2 반사층(242, 243) 사이의 위치 관계는 가변될 수 있다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 단면도로 도시한 것이다.
도 27을 참조하면, 도 10 내지 도 26을 참조하여 설명한 바와 같은 제1 층(210), 제1 층 상에 형성된 복수의 광원들(220), 복수의 광원들(220)을 감싸는 제2 층(230) 및 반사층(240) 등은 하나의 광학 어셈블리(A)로 구성될 수 있으며, 백라이트 유닛(200)은 상기와 같은 광학 어셈블리(A)를 복수개 서로 인접하게 배치하여 구성될 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광학 어셈블리(A)들은 x축, y축 방향으로 각각 N개 및 M개(N,M은 1 이상의 자연수)로 행렬 형태로 배치될 수 있다.
도 27에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(200)은 21개의 광학 어셈블리(A)들이 7×3 배열로 배치될 수 있다. 그러나, 도 27에 도시된 구성은 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 예에 불과하므로, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 디스플레이 장치의 화면 크기 등에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 47인치 크기의 디스플레이 장치의 경우, 상기한 바와 같은 광학 어셈블리(A)를 24×10 배열로 240개를 배치함으로써 백라이트 유닛(200)을 구성할 수 있다.
각 광학 어셈블리(A)들은 독립적인 어셈블리로 제작될 수 있으며, 근접 배치됨으로써 모듈형 백라이트 유닛을 형성할 수 있다. 이와 같은 모듈형 백라이트 유닛은 백라이트 수단으로서 디스플레이 패널(100)에 광을 제공할 수 있다.
상기한 바와 같이, 백라이트 유닛(200)은 전체 구동 방식 또는 로컬 디밍(local dimming), 임펄시브(impulsive) 등과 같은 부분 구동 방식으로 구동될 수 있다. 상기 백라이트 유닛(200)의 구동 방식은 회로 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이로써, 실시예는 색대비비가 증대되고 화면상의 밝은 부분과 어두운 부분에 대한 이미지를 선명하게 표현할 수 있어 화질이 향상되는 효과가 있다.
즉, 백라이트 유닛(200)은 복수의 분할 구동 영역으로 구분되어 동작되며, 상기 분할 구동 영역의 휘도를 영상 신호의 휘도와 연계하여 영상의 검은색 부분은 휘도를 감소시키고 밝은 부분은 휘도를 증가시킴으로써, 명암비 및 선명도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 도 27에 도시된 복수의 광학 어셈블리(A)들 중 일부만이 독립적으로 구동하여 광을 상측으로 방출시킬 수 있으며, 그를 위해 각 광학 어셈블리들(A)에 포함된 광원들(220)이 각각 독립하여 제어될 수 있다.
한편, 하나의 광학 어셈블리(A)에 대응되는 디스플레이 패널(110)의 영역이 2 이상의 블록으로 분할될 수 있으며, 디스플레이 패널(100) 및 백라이트 유닛(200)은 상기 블록 단위로 분할 구동될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 백 라이트 유닛(200)은 복수의 블록들로 분할되어 상기 분할된 블록별로 구동될 수 있으며, 상기 분할된 블록들 각각의 휘도를 영상 신호의 휘도와 연계하여 영상의 검은색 부분은 휘도를 감소시키고 밝은 부분은 휘도를 증가시킴으로써, 명암비 및 선명도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 백라이트 유닛(200)이 로컬 디밍 방식으로 구동될 경우, 백라이트 유닛(200)의 블록들 각각에 대응하여 디스플레이 패널(100)은 복수의 분할 영역을 가질 수 있으며, 상기 디스플레이 패널(100)의 분할 영역들 각각의 휘도 레벨, 예를 들어 그레이 레벨의 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 백라이트 유닛(200)의 블록들 각각으로부터 방출되는 광의 밝기가 조절될 수 있다.
즉, 백라이트 유닛(200)에 포함된 복수의 광원들은 복수의 블록들로 분할될 수 있으며, 상기 분할된 블록별로 구동될 수 있다.
상기 블록은 백라이트 유닛(200), 보다 상세하게는 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들이 광을 방출하기 위한 구동 전원이 공급되는 기본 단위로서, 즉 하나의 블록에 포함된 광원들은 동시에 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되며, 턴온 시 동일한 휘도의 광을 방출할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(200) 중 서로 다른 블록에 포함된 광원들은 서로 다른 구동 전원을 공급받아, 서로 다른 휘도를 가지는 광을 방출할 수 있다.
상기와 같인 복수의 광학 어셈블리(A)들을 조립하여 백라이트 유닛(200)을 구성함에 의해, 백라이트 유닛(200)의 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 제조 공정에서 발생할 수 있는 로스(loss)를 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(200)은 광학 어셈블리(A)를 표준 규격화하여 대량 생산함으로써 다양한 사이즈의 백라이트 유닛에 적용할 수 있는 효과가 있다.
한편, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광학 어셈블리(A)들 중 어느 하나에 불량이 발생할 경우 전체의 백라이트 유닛(200)을 교체할 필요 없이 불량이 발생한 광학 어셈블리만 교체하면 되므로 교체 작업이 용이하고 부품 교체 비용이 절감되는 효과가 있다.
한편, 도 27에 도시된 바와 같은 광학 어셈블리(A) 및 광원들(220)의 배체는 본 발명의 일실시예에 불과하므로, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 백라이트 유닛(200)에 구비되는 광학 어셈블리(A) 및 광원들(220)은 도 28에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수도 있다.
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 단면도로 도시한 것으로, 도시된 디스플레이 장치의 구성 중 도 1 내지 도 28을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 29를 참조하면, 컬러 필터 기판(110), TFT 기판(120), 상부 편광판(130) 및 하부 편광판(140)을 포함하는 디스플레이 패널(100)과 제 1 층(210), 복수의 광원들(220) 및 제 2 층(230)을 포함하는 백라이트 유닛(200)은 서로 밀착되어 형성될 수 있다.
예를 들어, 백라이트 유닛(200)과 디스플레이 패널(100) 사이에 접착층(150)이 형성되어, 백라이트 유닛(200)이 디스플레이 패널(100)의 하측면에 접착되어 고정될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 접착층(150)을 이용하여 백라이트 유닛(200)의 상측 면이 하부 편광판(140)의 하측 면과 접착될 수 있다. 백라이트 유닛(200)은 확산 시트(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 상기 확산시트(미도시)는 제 2 층(230)의 상측 면에 밀착되어 배치될 수 있다. 이 경우, 백라이트 유닛(200)의 확산 시트(미도시)와 디스플레이 패널(100)의 하부 편광판(140)사이에 접착층(150)이 형성될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200)의 하측에는 백 커버(35)가 배치될 수 있으며, 백 커버(35)는 제 1 층(210)의 하측면에 밀착되어 형성될 수 있다.
한편, 디스플레이 장치는 디스플레이 모듈(20), 보다 상세하게는 디스플레이 패널(100) 및 백라이트 유닛(200)에 구동 전압을 공급하기 위한 전원 공급부(55c)를 포함할 수 있으며, 예를 들어 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들(220)은 전원 공급부(55c)로부터 공급되는 전압을 이용해 구동하여 광을 방출할 수 있다.
전원 공급부(55c)가 안정적으로 지지 및 고정되기 위해, 전원 공급부(55c)는 디스플레이 모듈(20)의 후면을 감싸는 백 커버(35) 상에 배치되어 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 층(210)의 후면에 제 1 커넥터(connecter, 310)가 형성될 수 있으며, 그를 위해 백 커버(35)에는 제 1 커넥터(310)가 삽입되기 위한 홀(hole)(350)이 형성되어 있을 수 있다.
제 1 커넥터(310)는 광원(220)과 전원 공급부(55c)를 전기적으로 연결하여, 전원 공급부(55c)로부터 광원(220)으로 구동 전압이 공급될 수 있도록 한다.
예를 들어, 제 1 커넥터(310)는 제 1 층(210)의 하측 면에 형성되고, 제 1 케이블(420)을 이용해 전원 공급부(55c)와 연결되어, 제 1 케이블(420)을 통해 전원 공급부(55c)로부터 공급되는 구동 전압을 광원(220)으로 전달할 수 있다.
제 1 층(210)의 상면에는 전극 패턴(미도시), 예를 들어 탄소 나노 튜브 전극 패턴이 형성될 수 있으며. 상기 제 1 층(210)의 상측 면에 형성된 전극은 광원(220)에 형성된 전극과 접촉되어 제 1 커넥터(310)와 광원(220)을 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100) 및 백라이트 유닛(200)의 구동을 제어하기 위한 구동 제어부(55a)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 구동 제어부(55a)는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)일 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러는 디스플레이 패널(100)의 구동 타이밍을 제어하며, 보다 상세하게는 디스플레이 패널(100)에 구비된 데이터 구동부(미도시), 감마 전압 생성부(미도시) 및 게이트 구동부(미도시)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호를 생성하여 디스플레이 패널(100)로 공급할 수 있다.
한편, 상기 타이밍 컨트롤러는 디스플레이 패널(100)의 구동에 동기되어 백라이트 유닛(200), 보다 상세하게는 광원들(220)이 동작하도록, 광원들(220)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호를 백라이트 유닛(200)으로 공급할 수 있다.
도 29에 도시된 바와 같이, 구동 제어부(55a)가 안정적으로 지지 및 고정되기 위해, 구동 제어부(55a)는 디스플레이 모듈(20)의 후면에 배치된 백 커버(35) 상에 배치되어 고정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 기판(210) 상에 제 2 커넥터(320)가 형성될 수 있으며, 그를 위해 백 플레이트(50)에는 제 2 커넥터(320)가 삽입되기 위한 홀(350)이 형성되어 있을 수 있다.
제 2 커넥터(320)는 제 1 층(210)과 구동 제어부(55a)를 전기적으로 연결하여, 구동 제어부(55a)로부터 출력되는 제어 신호가 제 1 층(210)으로 공급되도록 할 수 있다.
예를 들어, 제 2 커넥터(320)는 제 1 층(210)의 하측 면에 형성되고, 제 2 케이블(430)을 이용해 구동 제어부(55a)와 연결되어, 제 2 케이블(430)을 통해 구동 제어부(55a)로부터 공급되는 제어 신호를 광원 구동부으로 전달할 수 있다.
한편, 제 1 층(210)에는 광원 구동부(미도시)가 형성되어 있을 수 있으며, 광원 구동부(미도시)는 제 2 커넥터(320)를 통해 구동 제어부(55a)로부터 공급되는 제어 신호를 이용하여 광원들(220)을 구동시킬 수 있다.
그리고, 전술한 전원 공급부(55c)와 구동 제어부(55a)는 구동부 커버(40)로 감싸져 외부로부터 보호될 수 있다.
도 29에 도시된 디스플레이 장치의 구성은 본 발명의 일 실시 예에 불과하며, 그에 따라 전원 공급부(55c), 구동 제어부(55a), 제 1 및 제 2 커넥터(310, 320) 및 제 1 및 제 2 케이블(420, 430)의 위치 또는 개수 등은 필요에 따라 변경 가능하다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 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.

Claims (11)

  1. 디스플레이 패널;
    상기 패널의 후방에 배치되는 백라이트 유닛;
    상기 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 전면 패널; 및
    상기 전면 패널과 상기 디스플레이 패널 사이에 배치되는 반사 방지층을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사 방지층은
    상기 전면 패널의 후면에 형성되는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반사 방지층은
    복수의 산란 입자들을 포함하는 AG(Anti Glare) 층인 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반사 방지층의 정반사율은 2.5% 이하인 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 반사 방지층은
    서로 다른 굴절율을 가지는 복수의 층들을 포함하는 AR(Anti Reflection) 층인 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반사 방지층의 정반사율은 1% 이하인 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전면 패널의 전면에 형성된 AS(Anti Static) 층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반사 방지층의 투과율은 88 내지 93인 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반사 방지층의 헤이즈(haze)는 0.18 내지 0.26인 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전면 패널과 상기 디스플레이 패널 사이의 간격은 8.4mm 이하인 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 백라이트 유닛은
    제1 층;
    상기 제1 층 상에 형성되는 복수의 광원들; 및
    상기 제1 층의 상측에 배치되며, 상기 복수의 광원들을 감싸도록 형성되는 제2 층을 포함하는 디스플레이 장치.
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