KR20120003653A - 액정 표시 장치의 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, M개(여기서, M은 2 이상의 자연수)의 층으로 서로 소정 간격 이격되게 배치된 복수개의 도광판; 상기 각 도광판의 적어도 일 측면에 배치되고 개별적으로 밝기가 조절되는 N개(여기서, N은 2 이상의 자연수)의 광원블록을 갖는 광원부; 및 상기 각 도광판을 상기 광원부와의 거리에 따라 다수의 영역으로 구분하고 상기 다수의 영역 중 일부 영역에 출광패턴을 형성함으로써 정의되는 다수의 출광 영역을 포함하고, 상기 다수의 출광 영역은, 상기 도광판들의 적층 방향에서 서로 중첩되지 않으면서 상기 도광판들의 전면(whole surface)에 대응하도록 배치된다.

Description

액정 표시 장치의 백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로컬 디밍이 가능한 에지형의 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 개재되어 있는 액정층으로 이루어지는 표시 패널을 포함하여 영상을 표시하는 장치이다. 그러나, 표시 패널은 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 이러한 표시 패널로 광을 공급하는 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 요구된다.
백라이트 유닛은 광원블록의 위치에 따라 에지형 백라이트 유닛과 직하형 백라이트 유닛으로 구분된다. 에지형 백라이트 유닛에서는 광원블록이 표시 패널의 후방 일측에 구비되는 반면, 직하형 백라이트 유닛에서는 광원블록이 표시 패널의 후방에 구비된다.
최근 액정 표시 장치의 슬림화 경향에 따라 두께의 감소에 한계가 있는 직하형 백라이트 유닛보다 에지형 백라이트 유닛을 사용하는 추세이다.
한편, 액정 표시 장치의 소비 전력을 감소시키기 위하여 복수개의 영역 중 필요한 영역의 밝기만 변화시키는 로컬 디밍(local dimming) 기술이 다양한 측면에서 개발되고 있다.
그런데, 전술한 에지형 백라이트 유닛에서는 광원블록이 표시 패널의 후방에 위치하는 것이 아니라, 표시 패널의 후방에 위치하는 도광판의 측면에 위치하여 광원블록으로부터 방출되는 빛이 도광판의 전면으로 확산되기 때문에 영역별로 밝기를 조절하는 로컬 디밍을 구현하는 것이 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 두께 감소와 소비 전력의 감소를 가능하게 하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, M개(여기서, M은 2 이상의 자연수)의 층으로 서로 소정 간격 이격되게 배치된 복수개의 도광판; 상기 각 도광판의 적어도 일 측면에 배치되고 개별적으로 밝기가 조절되는 N개(여기서, N은 2 이상의 자연수)의 광원블록을 갖는 광원부; 및 상기 각 도광판을 상기 광원부와의 거리에 따라 다수의 영역으로 구분하고 상기 다수의 영역 중 일부 영역에 출광패턴을 형성함으로써 정의되는 다수의 출광 영역을 포함하고, 상기 다수의 출광 영역은, 상기 도광판들의 적층 방향에서 서로 중첩되지 않으면서 상기 도광판들의 전면(whole surface)에 대응하도록 배치된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, M개(여기서, M은 2 이상의 자연수)의 층으로 서로 소정 간격 이격되게 배치된 복수개의 도광판; 상기 각 도광판의 서로 마주보는 양 측면에 배치되고, 개별적으로 밝기가 조절되는 N개(여기서, N은 2 이상의 자연수)의 광원블록을 갖는 제1 및 제2 광원부; 및 상기 각 도광판을 상기 제1 광원부에 가까운 제1 영역과 상기 제2 광원부에 가까운 제2 영역으로 구분하고, 상기 제1 및 제2 영역을 각각 상기 광원부와의 거리에 따라 다수의 소영역으로 구분하고, 상기 다수의 소영역 중 일부 영역에 출광패턴을 형성함으로써 정의되는 다수의 출광 영역을 포함하고, 상기 다수의 출광 영역은, 상기 도광판들의 적층 방향에서 서로 중첩되지 않으면서 상기 도광판들의 전면(whole surface)에 대응하도록 배치된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, M개(여기서, M은 2 이상의 자연수)의 층으로 서로 소정 간격 이격되게 배치된 복수개의 도광판; 상기 각 도광판의 적어도 일 측면에 배치되고 개별적으로 밝기가 조절되는 N개(여기서, N은 2 이상의 자연수)의 광원블록을 갖는 광원부; 상기 각 도광판에 형성되어 상기 광원부로부터 입사된 광이 상기 측면과 수직한 방향으로 진행하도록 안내하는 광 가이드 패턴; 및 상기 각 도광판을 상기 광원부와의 거리에 따라 다수의 영역으로 구분하고 상기 다수의 영역 중 일부 영역에 출광패턴을 형성함으로써 정의되는 다수의 출광 영역을 포함하고, 상기 다수의 출광 영역은, 상기 도광판들의 적층 방향에서 서로 중첩되지 않으면서 상기 도광판들의 전면(whole surface)에 대응하도록 배치된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 사시도, 측면도 및 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 광의 진행 경로를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예의 다른 변형예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 측면도 및 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 도광판의 대향면에 형성된 출광 패턴을 확대하여 도시한 사시도, 측면도 및 평면도이고, 도 8d 내지 도 8f는 출광 패턴의 변형예들을 도시한 측면도 또는 평면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 광 가이드 패턴의 일례를 설명하기 위한 사시도, 사시도의 A-A′ 선을 따라 절단한 단면도 및 사시도의 B-B' 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 광 가이드 패턴의 다른 일례를 설명하기 위한 사시도이다.
도 10a 내지 도 10d는 도광판에 광 가이드 패턴이 형성되지 않은 경우와 형성된 경우를 비교하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 출광 패턴과 광 가이드 패턴이 배치되는 예들을 보여주기 위한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 렌티큘라 형 광 가이드 패턴의 일례를 설명하기 위한 사시도이다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 로컬 디밍이 구현됨을 보여주는 실험예이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예의 또다른 변형예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예의 또다른 변형예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 프리즘 형 광 가이드 패턴의 일례를 설명하기 위한 사시도이다.
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 형태로 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. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(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 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 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 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 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.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(100)는 크게 영상을 나타내는 표시 패널부(120)와, 표시 패널부(120)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(150)을 포함하고, 이들을 고정 내지 수납하기 위한 구성 요소들(도면부호 110, 130, 170 참조)과 요구되는 광학 시트들(도면부호 140, 160 참조)을 더 포함한다.
구체적으로는, 표시 패널부(120)는 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성된 하부 기판(121)과, 하부 기판(121)에 대향하고 컬러 필터와 공통 전극 등이 형성된 상부 기판(122)과, 하부 기판(121) 및 상부 기판(122) 사이에 개재되는 액정층(미도시됨)을 포함하여 형성된다. 이 액정층을 구동시킴으로써 표시 패널부(120)를 통하여 영상이 표시될 수 있다. 이러한 표시 패널부(120)의 가장자리에는 몰드 프레임(130)이 구비되어 표시 패널부(120)를 지지하는 역할을 한다.
백라이트 유닛(150)은 표시 패널부(120)의 하부에 위치하고, 광원블록으로부터 생성된 광을 표시 패널부(120)에 전달하는 도광판(151) 및 도광판(151)의 측면에 배치되고 광을 생성하는 복수개의 광원블록을 갖는 광원부(153)를 포함한다.
본 실시예의 백라이트 유닛(150)의 도광판(151)은 적어도 2 층 이상으로 배열되고, 광원부(153)는 이러한 도광판(151)의 일 측면 또는 양 측면에 배치된다. 또한, 도광판(151)에는 광의 출광 영역을 조절하기 위한 출광 패턴(미도시됨)이 형성되고, 이에 더하여 광의 진행 방향을 가이드하기 위한 가이드 패턴(미도시됨)이 형성될 수 있다. 이에 대하여는 후술하기로 한다.
다시 도 1로 돌아와서, 백라이트 유닛(150)과 표시 패널부(120) 사이에는 도광판(151)으로부터 출사된 광을 제어하기 위한 광학 시트부(140)가 배치된다. 광학 시트부(140)는 도광판(151)으로부터 출사된 광을 확산하는 확산 시트(145)와, 확산 시트(145)에 의하여 확산된 광을 표시 패널부(120) 쪽으로 세워주는 프리즘 시트(143)와, 프리즘 시트(143)를 보호하기 위한 보호 시트(141)를 포함한다. 그러나, 광학 시트부(140)에 포함되는 광학 시트들의 개수나 배열은 본 실시예에 한정되는 것이 아니며, 필요에 따라 광학 시트들 중 일부가 생략되거나 복수매 중첩될 수 있고 순서가 뒤바뀔 수도 있다.
백라이트 유닛(150)의 하부에는 표시 패널부(120)로 진행하지 않는 광을 반사시켜 표시 패널부(120) 방향으로 광의 경로를 변경시키기 위한 반사 시트(160)가 배치된다.
반사 시트(160)의 하부에는 전술한 표시 패널부(120), 광학 시트부(140), 백라이트 유닛(150), 반사 시트(160) 등을 수납하기 위한 바텀 샤시(170)가 배치된다. 또한, 표시 패널부(120)의 상부에는 영상의 표시 영역을 노출시키는 개구를 가지면서 바텀 샤시(170)와 결합하는 탑 샤시(110)가 배치된다.
이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명하기로 하며, 그에 따라 액정 표시 장치 중 도광판 및 광원블록만을 별도로 도시한 도면들을 이용하기로 한다.
도면 설명에 앞서 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대하여 간략히 설명하면, 복수개의 도광판이 서로 다른 층에 배치되고, 각 층의 도광판마다 적어도 일측면에 1개 이상의 광원블록을 포함하는 광원부가 배치된다. 여기서, 하나의 광원부에 포함되는 광원블록의 개수가 N개이고 도광판의 층 수가 M개라 할 때 아래에서 설명하는 바와 같이 도광판의 영역이 구분되고 구분된 영역 일부에 출광 패턴이 형성된다.
광원부가 도광판의 일측에 배치되는 경우, 각 층의 도광판은 광원부로부터의 거리에 따라 M개의 영역으로 구분된다. 또는, 광원부가 도광판의 양측에 배치되는 경우, 각 층의 도광판은 광원부 사이의 중심선을 기준으로 두개의 영역 즉, 도광판의 일측면에 배치되는 광원부에 가까운 제1 영역과 도광판의 타측면에 배치되는 광원부에 가까운 제2 영역으로 구분되고, 제1 영역 및 제2 영역은 각각 광원부로부터의 거리에 따라 M개의 영역으로 다시 구분되어 결국 총 2M개의 영역으로 구분된다.
이 M개의 영역에는 다음과 같은 조건에 따라 출광 패턴이 형성된다. 즉, 한 층의 도광판에서는 M개의 영역 중 선택된 하나의 영역(광원부가 도광판 양측에 배치되는 경우에는 제1 영역에 속하는 M개의 영역 중 선택된 하나의 영역과, 제2 영역에 속하는 M개의 영역 중 선택된 하나의 영역을 의미함)에 복수개의 출광 패턴이 형성되되, 도광판의 두께 방향 내지 적층 방향에서 어느 한 층의 도광판에서 출광 패턴이 형성된 영역은 다른 층의 도광판에서 출광 패턴이 형성된 영역과 중첩되지 않으면서, 도광판의 상부 즉, 표시 패널 측에서 도광판을 볼 때 표시 패널에 대응되는 도광판의 전면(whole surface)에 출광 패턴이 배치된 것처럼, 즉, 도광판들의 출광 패턴이 형성된 영역의 면적의 합이 표시 패널에 대응되는 도광판의 전체 면적과 일치하도록 형성된다.
상기와 같은 구조를 갖는 백라이트 유닛은, 광원부가 도광판의 일측면에 배치되는 경우에는 N×M 발광블록으로 구동될 수 있고, 광원부가 도광판의 양측면에 배치되는 경우에는 N×2M 발광 블록으로 구동될 수 있다. 이는 표시패널 측에서 도광판을 보았을 때, 도광판이 대응하는 표시 블록으로 광을 제공하는 N행 M열 또는 N행 2M열의 발광 블록으로 나누어지고, 이 발광 블록들은 각각 별개로 밝기가 조절될 수 있다는 것을 의미한다. 즉, 2차원 로컬 디밍이 가능하다. 이러한 구조의 백라이트 유닛의 예들과 이들 백라이트 유닛에서의 로컬 디밍 방법에 대하여는 이하 도 2 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서는 광원부가 도광판의 양측에 배치된 경우에 대하여 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 광원부가 도광판의 일측에 배치되는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 사시도, 측면도 및 평면도이다. 특히, 도 2c의 평면도는 서로 다른 층에 배치되는 도광판 및 광원블록을 편의상 동일 평면에 나란히 도시한 것이다. 본 발명의 제1 실시예는 4×4 발광 블록으로 구동될 수 있는 백라이트 유닛을 도시하고 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛(200)은 2층으로 배열된 도광판들 즉, 상층 도광판(210) 및 하층 도광판(240)과, 상층 도광판(210)의 양측면에 배치된 제1 및 제2 상층 광원부(220a, 220b)와, 하층 도광판(240)의 양측면에 배치된 제1 및 제2 하층 광원부(250a, 250b)를 포함한다. 이러한 상층 도광판(210) 및 하층 도광판(240)은 도광판(210, 240)의 상부 즉, 표시패널(미도시됨) 측에서 보았을 때 하나의 도광판만이 존재하는 것처럼 서로 중첩되어 있으면서, 도광판(210, 240)의 두께 방향(제2 방향 참조)에서 소정 간격 이격되고 그 사이에는 에어 갭(air gap)이 존재한다.
전술한 바와 같이 도광판의 층 수(M)와 발광 블록의 열의 개수(2M)는 서로 관련되므로, 본 실시예에서 도광판(210, 240)은 2층으로 배열된다.
또한, 전술한 바와 같이 하나의 광원부에 포함되는 광원블록의 개수(N)와 발광 블록의 행의 수(N)는 서로 관련되므로, 본 실시예에서 광원부(220a, 220b, 250a, 250b)는 각각 4개의 광원블록을 포함한다. 즉, 제1 상층 광원부(220a)는 상층 도광판(210)의 좌측면을 따라 배열되는 4개의 광원블록 즉, 제1 내지 제4 광원블록(221a~224a)을 포함하고, 제2 상층 광원부(220b)는 상층 도광판(210)의 우측면을 따라 배열되는 제1 내지 제4 광원블록(221b~224b)을 포함하고, 제1 하층 광원부(250a)는 하층 도광판(240)의 좌측면을 따라 배열되는 제1 내지 제4 광원블록(251a~254a)을 포함하고, 제2 하층 광원부(250b)는 하층 도광판(240)의 우측면을 따라 배열되는 제1 내지 제4 광원블록(251b~254b)을 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 광원블록들(221a~224a 등)이 배열되는 방향을 도면에 도시된 제1 방향으로 표시하기로 한다.
여기서, 광원블록은 독립적으로 구동되는지 여부에 따라 구분된다. 즉, 실제로 하나의 광원이 하나의 광원블록을 구성할 수도 있고, 또는 복수개의 램프 또는 발광소자가 하나의 광원블록을 구성할 수도 있다.
상층 도광판(210)은 제1 및 제2 상층 광원부(220a, 220b)로부터 입사되는 광을 백라이트 유닛(200)의 상부에 배치된 표시 패널부(미도시됨)로 인도하는 역할을 하며, 사각의 판 형상으로 이루어진다. 이러한 상층 도광판(210)은 제1 및 제2 상층 광원부(220a, 220b)와 인접하여 광이 입사되는 면인 제1 및 제2 입광면(210a, 210b)과, 양 단부가 제1 및 제2 입광면(210a, 210b)과 연결되며 입사된 광이 출사되는 면인 출광면(210c)과, 이 출광면(210c)에 대향하여 양 단부가 제1 및 제2 입광면(210a, 210b)과 연결되는 대향면(210d)을 포함한다. 이 중 출광면(210c)과 대향면(210d)이 가장 넓게 형성되어 상층 도광판(210)의 전면과 후면이 되며, 그에 따라 출광면(210c)과 대향면(210d) 사이의 거리는 상층 도광판(210)의 두께(t1)가 된다. 이 두께(t1)는 1.5mm 이하일 수 있다.
하층 도광판(240)은 제1 및 제2 하층 광원부(250a, 250b)로부터 입사되는 광을 표시 패널부로 인도하는 역할을 하는 것으로서, 상층 도광판(210)과 실질적으로 동일한 형상을 갖는다. 즉, 하층 도광판(240)은 제1 및 제2 입광면(240a, 240b)과, 출광면(240c) 및 대향면(240d)을 포함하며, 그 두께는 도면부호 t2로 표시하기로 한다. 이 두께(t2)는 1.5mm 이하일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도광판(210, 240)의 두께 방향 내지 적층 방향을 제2 방향이라 하고, 입광면(210a, 210b 등)과 수직한 방향을 제3 방향이라 한다. 참고적으로, 입광면(210a, 210b 등)과 평행한 방향은 전술한 제1 방향과 같다.
여기서, 도광판(210, 240)은 상기 제3 방향에서 두 개의 영역으로 구분되며, 이 두 개의 영역 중 도광판(210, 240)의 좌측에 위치하는 영역을 제1 영역(A1)이라 하고 우측에 위치하는 영역을 제2 영역(A2)이라 한다.
전술한 바와 같이 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)은 각각 제3 방향에서 도광판의 층 수(M)와 동일한 M개의 영역으로 구분된다. 따라서, 본 실시예에서 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)은 각각 제3 방향에서 2개의 소영역으로 다시 구분된다. 이하, 제1 영역(A1)에 속하는 2개의 소영역을 도면부호 A1-1, A1-2로 표시하고 제2 영역(A2)에 속하는 2개의 소영역을 도면부호 A2-1, A2-2로 표시한다.
한편, 이러한 영역 구분은 출광 패턴의 형성을 위한 것이다. 출광 패턴이란, 도광판의 주로 대향면에 형성되며, 도광판 내에서 진행하는 광을 반사시킴으로써 출광 패턴이 형성된 영역에 대응하는 출광면으로 광을 출사하게 하는 패턴을 말한다(이에 대한 상세한 설명은 이하의 도 8을 참조하기로 한다). 출광 패턴이 형성된 영역을 이하, 출광영역이라고도 한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 출광 패턴은 상기 출광면에 형성될 수도 있다.
전술한 바와 같이 출광 패턴은 다음과 같은 조건을 만족시키면서 상기 도광판을 구분하는 소영역 중 선택된 영역에 형성된다. 즉, 한 층의 도광판에서는 제1 영역(A1)에 속하는 소영역(A1-1, A1-2) 중 선택된 하나의 영역과, 제2 영역(A2)에 속하는 소영역(A2-1, A2-2) 중 선택된 하나의 영역에 복수개의 출광 패턴이 형성되되, 어느 한 층의 도광판에서 출광 패턴이 형성된 영역은 다른 층의 도광판에서 출광 패턴이 형성된 영역과 중첩되지 않는다. 상기의 출광 패턴 형성 조건에 따라, 본 실시예에서는 상층 도광판(210)에서 A1-1 소영역에 제1 상층 출광 패턴(230a)이 복수개 형성되고 A2-2 소영역에 제2 상층 출광 패턴(230b)이 복수개 형성되고, 하층 도광판(240)에서 A1-2 소영역에 제1 하층 출광 패턴(260a)이 복수개 형성되고 A2-1 소영역에 제2 하층 출광 패턴(260b)이 복수개 형성된 경우를 도시하였다. 게다가, 이러한 출광 패턴들(230a, 230b, 260a, 260b)이 도광판(210, 240)의 대향면(210d, 240d)에 형성된 경우를 도시하였다. 본 실시예에 의하면, 제2 방향에서 상층 도광판(210)의 출광 영역(A1-1, A2-2)과 하층 도광판(240)의 출광 영역(A1-2, A2-1)은 서로 중첩되지 않으면서, 도광판의 전면에 출광패턴이 배치된 것처럼 보이는 것을 알 수 있다. 그러나, 본 발명이 본 실시예에 한정되는 것은 아니며 상기 출광 패턴 형성 조건을 만족시킨다면, 출광 패턴이 형성되는 영역은 얼마든지 변경될 수 있다.
상기 구조를 갖는 백라이트 유닛(200)이 4×4의 발광 블록(M=2, N=4)으로 구동되는 방법을 이하의 도 3a 및 도 3b를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 광의 진행 경로를 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 백라이트 유닛(200)에 포함된 모든 광원블록(221a~224a, 221b~224b, 251a~254a, 251b~254b)을 온(ON) 상태가 되게 하면, 광원블록(221a~224a, 221b~224b, 251a~254a, 251b~254b) 각각에서 출사된 광은 화살표와 같은 진행 경로를 갖는다.
보다 상세하게는, 도광판(210, 240) 내부로 입사된 광은 주로 입광면(210a, 210b, 240a, 240b)과 수직한 제3 방향으로 도광판(210, 240) 내부를 진행하다가 출광 패턴(230a, 230b, 260a, 260b)에 접하면 반사되어 광의 경로가 출광면(210c, 240c) 방향으로 바뀌게 된다. 그에 따라, 도광판(210, 240) 내부를 진행하던 광의 대부분은 출광 패턴(230a, 230b, 260a, 260b)이 형성된 영역에서 표시패널이 위치하는 상부로 경로를 바꾸어 대응하는 출광면(210c, 240c)에서 출사된다. 출광면(210c, 240c)에서 출사된 광은 전술한 광학 시트들(미도시됨)을 통하여 표시 패널 쪽으로 세워지게 된다(도 3a의 점선 화살표 참조).
특히, 도광판(210, 240) 내부를 진행하던 광의 대부분은 처음 접하는 출광 패턴(230a, 230b, 260a, 260b)에서 상부로 경로를 바꾼다. 다시 말하면, 도광판(210, 240)의 좌측면에 배치된 광원부(220a, 250a)에서 각각 입사된 광의 대부분은 광원부(220a, 250a)에서 가까운 출광 패턴(230a, 260a)에서 각각 반사되어 대응하는 출광면(210c, 240c)에서 출사되고, 도광판(210, 240)의 우측면에 배치된 광원부(220b, 250b)에서 각각 입사된 광의 대부분은 광원부(220b, 250b)에서 가까운 출광 패턴(230b, 260b)에서 각각 반사되어 대응하는 출광면(210c, 240c)에서 출사된다. 다시 말하면, 도광판(210, 240)의 좌측면에 배치되는 광원부(220a, 250a)는 전술한 제1 영역(A1)을 담당하고, 도광판(210, 240)의 우측면에 배치되는 광원부(220b, 250b)는 전술한 제2 영역(A2)을 담당한다고 할 수 있다.
이러한 광 진행 경로 때문에, 백라이트 유닛(200)은 4×4 발광 블록으로 구동될 수 있다. 즉, 표시패널(미도시됨) 측에서 도광판(210, 240) 을 보았을 때, 도광판(210, 240)은 4행 4열의 발광 블록으로 나누어지고, 이 발광 블록은 각각 별개로 밝기가 조절될 수 있다.
예를 들어, 제2 상층 광원부(220b)의 제2 광원블록(222b)을 온 시키고, 나머지 광원블록들을 모두 오프시킨다고 가정한다. 이러한 경우, 제2 광원블록(222b)에서 상층 도광판(210)으로 입사된 광은 제3 방향으로 진행하다가 제2 상층 출광 패턴(230b)에서 대부분 반사되어 대응하는 출광면(210c)을 통하여 출사된다(도 3b의 화살표 ① 참조). 따라서, 도광판(210, 240) 상부에서 보았을 때, 2행 3열에 해당하는 영역만이 나머지 영역에 비하여 밝게 보인다.
다른 예를 들면, 제1 하층 광원부(250a)의 제4 광원블록(254a) 및 제2 상층 광원부(220b)의 제1 광원블록(221b)을 온 시키고, 나머지 광원블록들을 모두 오프시킨다고 가정한다. 이러한 경우, 제4 광원블록(254a)에서 하층 도광판(240)으로 입사된 광은 제3 방향으로 진행하다가 제1 하층 출광 패턴(260a)에서 대부분 반사되어 대응하는 출광면(240c)을 통하여 출사되고(도 3b의 화살표 ② 참조), 제1 광원블록(221b)에서 상층 도광판(210)으로 입사된 광은 제3 방향으로 진행하다가 제2 상층 출광 패턴(230b)에서 대부분 반사되어 대응하는 출광면(210c)을 통하여 출사된다(도 3b의 화살표 ③ 참조). 따라서, 도광판(210, 240) 상부에서 보았을 때, 4행 2열 및 1행 3열에 해당하는 영역만이 밝게 보이게 된다.
결과적으로, 하나의 광원부 예컨대, 제1 상층 광원부(220a)에 포함되는 광원블록(221a~224a) 각각이 발광 블록의 행을 구분하는 역할을 하며, 상층 도광판(210)에 배치된 출광 영역(A1-1, A2-2) 및 하층 도광판(240)에 배치된 출광 영역(A1-2, A2-1)이 발광 블록의 열을 구분하는 역할을 한다. 그에 따라, 백라이트 유닛(200)에 포함되는 16개의 광원블록(221a~224a, 221b~224b, 251a~254a, 251b~254b)은 각각 4×4의 발광 블록과 일대일로 매칭되고, 온 또는 오프되는 광원블록의 상태에 따라 그 광원블록이 담당하는 발광 블록이 밝아지거나 어두워진다.
본 실시예에서 제1 상층 광원부(220a)에 속하는 제1 내지 제4 광원블록(221a~224a)은 각각 1행 1열, 2행 1열, 3행 1열, 4행 1열의 발광 블록을 순차적으로 담당하고, 제2 상층 광원부(220b)에 속하는 제1 내지 제4 광원블록(221b~224b)은 각각 1행 3열, 2행 3열, 3행 3열, 4행 3열의 발광 블록을 순차적으로 담당하고, 제1 하층 광원부(250a)에 속하는 제1 내지 제4 광원블록(251a~254a)은 각각 1행 2열, 2행 2열, 3행 2열, 4행 2열의 발광 블록을 순차적으로 담당하고, 제2 하층 광원부(250b)에 속하는 제1 내지 제4 광원블록(251b~254b)은 각각 1행 4열, 2행 4열, 3행 4열, 4행 4열의 발광 블록을 순차적으로 담당한다.
위의 도 2 및 도 3에서는 광원부가 도광판의 양측에 배치되는 경우를 설명하였다. 그러나, 전술한 바와 같이 광원부가 도광판의 일측에만 배치될 수도 있으며, 이 경우 도광판이 제3 방향에서 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되지 않고 M개(본 실시예에서는, 2개)의 영역으로만 구분되고 그에 따라 4×2 발광블록으로 구동된다는 것을 제외하고는, 광원부가 도광판 양측에 배치되는 경우와 출광 패턴 형성 조건이나 구동 방법 등은 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다시 말하면, 도 2 및 도 3의 백라이트 유닛(200)에서 광원부가 도광판의 일측에 배치되는 경우 즉, 제1 및 제2 상층 광원부(220a, 220b) 중 어느 하나만 존재하고 제1 및 제2 하층 광원부(250a, 250b) 중 어느 하나만 존재하는 경우에는, 위의 도 2 및 도 3의 백라이트 유닛(200)에서 도광판(210, 240)이 A1 및 A2 영역 중 어느 하나의 영역만으로 구분되고, 그에 따라 제1 상층 및 하층 출광 패턴(230a, 260a) 및 제2 상층 및 하층 출광 패턴(230b, 260b) 중 어느 하나만을 가질 수 있다. 이에 관하여는 도 14에서 예시적으로 도시하였다.도 4는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 평면도로서, 본 평면도는 서로 다른 층에 배치되는 도광판 및 광원블록들을 편의상동일 평면에 나란히 도시한 것이다. 본 발명의 제1 실시예의 변형예는 8×4의 발광 블록으로 구동될 수 있는 백라이트 유닛의 구조를 도시한 것으로서, 전술한 제1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 동일한 도면 부호를 병기하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 제1 실시예의 변형예에 따른 백라이트 유닛(400)은 하나의 광원부에 포함되는 광원블록의 개수(N)를 4에서 8로 바꾼 것을 제외하고는 전술한 제1 실시예의 백라이트 유닛(200)과 동일하다. 이는 제1 실시예에 비하여 제1 실시예의 변형예에서는 발광 블록의 행의 개수(N)만 변화하였기 때문이다.
즉, 2 층으로 배열되는 도광판(210, 240)과, 도광판(210, 240) 각각에서 출광 패턴(230a, 230b, 260a, 260b)이 형성되는 영역은 제1 실시예에서 설명한 바와 같다.
본 실시예에서 도광판(210, 240) 각각의 양측에 배치되는 광원부(420a, 420b, 450a, 450b)는 각각 8개의 광원블록을 포함한다. 즉, 제1 상층 광원부(420a)는 상층 도광판(210)의 좌측면을 따라 배열되는 제1 내지 제8 광원블록(421a~428a)을 포함하고, 제2 상층 광원부(420b)는 상층 도광판(210)의 우측면을 따라 배열되는 제1 내지 제8 광원블록(421b~428b)을 포함하고, 제1 하층 광원부(450a)는 하층 도광판(240)의 좌측면을 따라 배열되는 제1 내지 제8 광원블록(451a~458a)을 포함하고, 제2 하층 광원부(450b)는 하층 도광판(240)의 우측면을 따라 배열되는 제1 내지 제8 광원블록(451b~458b)을 포함한다.
전술한 바와 같이 하나의 광원부 예컨대, 제1 상층 광원부(420a)에 포함되는 8개의 광원블록(421a~428a) 각각이 발광 블록의 행을 구분하는 역할을 하므로, 본 실시예에서 백라이트 유닛(800)은 8×4의 발광 블록으로 구동될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제1 실시예의 다른 변형예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 측면도 및 평면도로서, 본 평면도는 서로 다른 층에 배치되는 도광판 및 광원블록들을 편의상 동일 평면에 나란히 도시한 것이다. 본 발명의 제1 실시예의 다른 변형예는 4×6의 발광 블록으로 구동될 수 있는 백라이트 유닛의 구조를 도시한 것으로서, 전술한 제1 실시예와 실질적으로 동일한 부분에 대하여는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 실시예의 다른 변형예에 따른 백라이트 유닛(500)에서 하나의 광원부에 포함되는 광원블록의 개수는 4개로서 제1 실시예의 백라이트 유닛(200)과 동일하지만, 도광판의 층의 개수나 출광 패턴 형성을 위한 영역의 구분은 제1 실시예와 다르다. 이는 제1 실시예에 비하여 제1 실시예의 다른 변형예에서는 발광 블록의 열의 개수(2M)만 변하였기 때문이다.
본 실시예의 백라이트 유닛(500)은 3층으로 배열된 도광판들 즉, 상층 도광판(510), 중층 도광판(540) 및 하층 도광판(570)과, 도광판(510, 540, 570) 각각의 양측면에 배치된 제1 및 제2 상층 광원부(520a, 520b), 제1 및 제2 중층 광원부(550a, 550b), 및 제1 및 제2 하층 광원부(580a, 580b)를 포함한다.
광원부(520a, 520b, 550a, 550b, 580a, 580b) 각각은 제1 실시예와 동일하게 4개의 광원블록을 포함한다. 즉, 제1 상층 광원부(520a)는 제1 내지 제4 광원블록(521a~524a)을 포함하고, 제2 상층 광원부(520b)는 제1 내지 제4 광원블록(521b~524b)을 포함하고, 제1 중층 광원부(550a)는 제1 내지 제4 광원블록(551a~554a)을 포함하고, 제2 중층 광원부(550b)는 제1 내지 제4 광원블록(551b~554b)을 포함하고, 제1 하층 광원부(580a)는 제1 내지 제4 광원블록(581a~584a)을 포함하고, 제2 하층 광원부(580b)는 제1 내지 제4 광원블록(581b~584b)을 포함한다.
본 실시예에서는 발광 불록의 열의 수(2M)가 6이므로 도광판(510, 540, 570)은 3층으로 배열된다. 또한, 도광판(510, 540, 570)은 제3 방향에서 도광판(510, 540, 570)의 좌측에 위치하는 제1 영역(A1)과 도광판(510, 540, 570)의 우측에 위치하는 제 2 영역(A2)으로 구분된다.
여기서, 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)은 각각 제3 방향에서 도광판의 층 수와 동일하게 3개의 영역으로 구분된다. 이하, 제1 영역(A1)에 속하는 3개의 소영역을 도면부호 A1-1, A1-2, A1-3로 표시하고 제2 영역(A2)에 속하는 3개의 소영역을 도면부호 A2-1, A2-2, A2-3로 표시한다.
이 소영역 중 선택된 영역에는 전술한 출광 패턴 형성 조건에 따라 복수개의 출광 패턴이 형성된다. 즉, 본 실시예에서는 상층 도광판(510)의 A1-1 소영역 및 A2-3 소영역에 각각 제1 상층 출광 패턴(530a) 및 제2 상층 출광 패턴(530b)이 복수개 형성되고, 중층 도광판(540)의 A1-2 소영역 및 A2-2 소영역에 각각 제1 중층 출광 패턴(560a) 및 제2 중층 출광 패턴(560b)이 복수개 형성되고, 하층 도광판(570)의 A1-3 소영역 및 A2-1 소영역에 각각 제1 하층 출광 패턴(590a) 및 제2 하층 출광 패턴(590b)이 복수개 형성되는 경우를 도시하였다. 게다가, 이러한 출광 패턴들(530a, 530b, 560a, 560b, 590a, 590b)이 도광판(510, 540, 570)의 대향면(510d, 540d, 570d)에 형성된 경우를 도시하였다. 본 실시예에 의하면, 제2 방향에서 상층 도광판(510)의 출광 영역(A1-1, A2-3)과 중층 도광판(540)의 출광 영역(A1-2, A2-2)과 하층 도광판(570)의 출광 영역(A1-3, A2-1)은 서로 중첩되지 않으면서 도광판의 전면에 이들 출광 영역이 배치된 것처럼 보인다. 그러나, 본 발명이 본 실시예에 한정되는 것은 아니며 상기 출광 패턴 형성 조건을 만족시킨다면, 출광 패턴이 형성되는 영역은 변경될 수도 있다.
이러한 출광 패턴(530a, 530b, 560a, 560b, 590a, 590b)의 형성에 따라 도광판(510, 540, 570) 내부로 입사된 광은 도 5a의 화살표와 같은 진행 경로를 갖는다. 이는 전술한 바와 같이 도광판에 배치된 출광 패턴(530a, 530b, 560a, 560b, 590a, 590b) 형성 영역들이 발광 블록의 6개 열을 구분하는 역할을 할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 본 실시예에서 백라이트 유닛(500)은 4×6의 발광 블록으로 구동될 수 있다.
본 실시예에서 만약 광원부가 도광판의 일측에만 배치되는 경우 즉, 도 5의 제1 및 제2 상층 광원부(520a, 520b) 중 어느 하나만 존재하고 제1 및 제2 중층 광원부(550a, 550b) 중 어느 하나만 존재하고 제1 및 제2 하층 광원부(580a, 580b) 중 어느 하나만 존재하는 경우에는, 도광판(210, 240)이 A1 및 A2 영역 중 어느 하나의 영역만으로 구분되고, 그에 따라 제1 상층, 중층 및 하층 출광 패턴(530a, 560a, 590a) 및 제2 상층, 중층 및 하층 출광 패턴(530b, 560b, 590b) 중 어느 하나만을 가질 수 있고, 결과적으로 4×3 발광블록(M=3, N=4)으로 구동될 수 있음은 위의 설명들을 참조하면 자명한 사항이므로, 도면 및 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 전술한 도 2 내지 도 5와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 대신 다음과 같은 구조의 백라이트 유닛이 사용될 수도 있다. 즉, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 복수개의 도광판이 서로 다른 M개의 층에 배치되고, 각 층의 도광판마다 그 일측면 또는 양측면에 N개의 광원블록을 포함하는 광원부가 배치된다. 여기서, 광원부가 도광판의 일측에 배치되는 경우, 각 층의 도광판은 광원부로부터의 거리에 따라 M개의 영역으로 구분된다. 또는, 광원부가 도광판의 양측에 배치되는 경우, 각 층의 도광판은 광원부 사이의 중심선을 기준으로 도광판의 일측면에 배치되는 광원부에 가까운 제1 영역과 도광판의 타측면에 배치되는 광원부에 가까운 제2 영역으로 구분되고, 제1 영역 및 제2 영역은 각각 광원부로부터의 거리에 따라 M개의 영역으로 다시 구분된다. 여기까지는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛과 동일하다.
이에 더하여, 각 층의 도광판은 광원부 배치 방향과 평행한 방향 즉, 제1 방향에서 하나의 광원부에 포함되는 광원블록에 각각 대응하는 N개의 영역으로 더 구분된다. 이러한 N개의 영역을 각각 제1 내지 제N 광원블록 대응 영역이라 한다. 결과적으로, 도광판은 광원부가 도광판 일측에 배치된 경우에는 N형 M열의 바둑판 형상 영역들로 구분되고 광원부가 도광판 양측에 배치된 경우에는 N행 2M열의 바둑판 형상의 영역들로 구분된다.
이러한 바둑판 형상의 영역들에는 다음과 같은 조건에 따라 출광 패턴이 형성된다. 즉, 한 층의 도광판에서는 M개의 영역 중 선택된 하나의 영역(광원부가 도광판 양측에 배치되는 경우에는 제1 영역에 속하는 M개의 영역 중 선택된 하나의 영역과, 제2 영역에 속하는 M개의 영역 중 선택된 하나의 영역을 의미함) 및 제t 광원블록 대응 영역의 공통 영역에 복수개의 출광 패턴이 형성된다. 여기서, 상기 t 값은 1부터 N까지의 값을 갖는다.
이러한 출광 패턴은, 어느 한 층의 도광판에 배치된 출광 영역이 다른 층의 도광판에 배치된 출광 영역과 중첩되지 않으면서, 도광판의 상부 즉, 표시 패널 측에서 도광판을 볼 때 표시 패널에 대응되는 도광판의 전면에 출광 패턴이 배치된 것처럼 보이도록 형성되어야 함은 전술한 바와 같다.
상기와 같은 구조를 갖는 백라이트 유닛은 광원부가 도광판의 일측면에 배치되는 경우에는 N×M 발광블록으로 구동될 수 있고, 광원부가 도광판의 양측면에 배치되는 경우에는 N×2M 발광 블록으로 구동될 수 있다. 이러한 구조의 백라이트 유닛의 예들과 이들 백라이트 유닛에서의 로컬 디밍 방법에 대하여는 이하 도 6 및 도 7을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서는 광원부가 도광판의 양측에 배치된 경우에 대하여 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 광원부가 도광판의 일측에 배치되는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 평면도로서, 본 평면도는 서로 다른 층에 배치되는 도광판 및 광원블록들을 편의상 나란히 도시한 것이다. 본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예와 마찬가지로 4×4의 발광 블록으로 구동될 수 있는 백라이트 유닛의 구조를 도시한 것으로서, 전술한 제1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 동일한 도면 부호를 병기하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 제2 실시예의 백라이트 유닛(600)은 도광판을 바둑판 형상의 영역으로 구분하고 이러한 바둑판 형상의 영역에 출광 패턴을 배치한다는 점 외에는 제1 실시예의 백라이트 유닛(200)과 동일한 구조를 갖는다.
즉, 2 층으로 배열되는 도광판(210, 240)과, 도광판(210, 240) 각각의 양측에 배치되는 광원부(220a, 220b, 250a, 250b)가 각각 4개의 광원블록을 포함함은 제1 실시예와 같다.
또한, 도광판(210, 240)이 제3 방향에서 두개의 영역 즉, 좌측에 위치하는 제1 영역(A1) 및 우측에 위치하는 제2 영역(A2)으로 구분되고, 이러한 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)이 다시 제3 방향에서 각각 도광판(210, 240)의 층 수와 동일한 개수 즉, 2개의 소영역(A1-1, A1-2, 및 A2-1, A2-2)으로 구분되는 것도 제1 실시예와 같다.
이에 더하여, 도광판(210, 240)은 각각 제1 방향에서 하나의 광원부에 포함되는 광원블록에 각각 대응하는 4개의 영역(B1~B4)으로 구분된다. 즉, 상층 도광판(210)은 예컨대, 제1 상층 광원부(220a)에 포함되는 제1 내지 제4 광원블록(221a~224a)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 광원블록 대응 영역(B1~B4)으로 구분되고, 하층 도광판(240)은 예컨대, 제1 하층 광원부(250a)에 포함되는 제1 내지 제4 광원블록(251a~254a)에 각각 대응하는 제1 내지 제4 광원블록 대응 영역(B1~B4)으로 구분된다.
결국 도광판(210, 240)은 4행 4열의 바둑판 형상의 영역들로 구분된다.
이러한 도광판(210, 240)에는 전술한 출광 패턴 형성 조건에 따라 출광 패턴이 형성된다. 즉 본 실시예에서는, 상층 도광판(210)에 제1 영역(A1)에 속하는 두개의 영역(A1-1, A1-2) 중 선택된 하나의 영역(예컨대, A1-1) 및 제1 광원블록 대응 영역(B1)의 공통 영역과, 제2 영역(A2)에 속하는 두개의 영역(A2-1, A2-2) 중 선택된 하나의 영역(예컨대, A2-2) 및 제1 광원블록 대응 영역(B1)의 공통 영역에 각각 출광 패턴(231a, 231b)이 형성되고, 제1 영역(A1)에 속하는 두개의 영역 중 선택된 하나의 영역(예컨대, A1-2) 및 제2 광원블록 대응 영역(B2)의 공통 영역과, 제2 영역(A2)에 속하는 두개의 영역 중 선택된 하나의 영역(예컨대, A2-1) 및 제2 광원블록 대응 영역(B2)의 공통 영역에 각각 출광 패턴(232a, 232b)이 형성되고, 제1 영역(A1)에 속하는 두개의 영역 중 선택된 하나의 영역(예컨대, A1-1) 및 제3 광원블록 대응 영역(B3)의 공통 영역과, 제2 영역(A2)에 속하는 두개의 영역 중 선택된 하나의 영역(예컨대, A2-2) 및 제3 광원블록 대응 영역(B3)의 공통 영역에 각각 출광 패턴(233a, 233b)이 형성되고, 제1 영역(A1)에 속하는 두개의 영역 중 선택된 하나의 영역(예컨대, A1-2) 및 제4 광원블록 대응 영역(B4)의 공통 영역과, 제2 영역(A2)에 속하는 두개의 영역 중 선택된 하나의 영역(예컨대, A2-1) 및 제4 광원블록 대응 영역(B4)의 공통 영역에 각각 출광 패턴(234a, 234b)이 형성된다. 마찬가지 방식으로, 하층 도광판(240)에 출광 패턴(261a~264a, 261b~264b)이 형성된다.
여기서, 출광 패턴은, 어느 한 층의 도광판에 배치된 출광 영역은 다른 층의 도광판에 배치된 출광 영역과 중첩되지 않으면서 표시패널 측에서 볼 때 도광판의 전면에 출광 패턴이 배치된 것처럼 보이도록 형성됨은 제1 실시예에서 설명한 것과 동일하다.
그에 따라, 본 도면에서는 일례로서 상층 도광판(210)에서는 출광 패턴(231a~234a, 231b~234b)이 서로 엇갈리게 배치되고, 하층 도광판(240)에서는 출광 패턴(261a~264a, 261b~264b)이 서로 엇갈리게 배치되면서, 상층 도광판(210)의 출광 패턴(231a~234a, 231b~234b)과 하층 도광판(240)의 출광 패턴(261a~264a, 261b~264b)은 중첩되지 않도록 배치되는 경우를 도시하였다. 그러나, 본 발명이 본 도면 및 실시예에 한정되는 것은 아니며 상기 출광 패턴 형성 조건을 만족시킨다면, 출광 패턴이 형성되는 영역은 변경될 수도 있다.
본 실시예와 같이 도광판(210, 240)의 영역을 구분하고 출광 패턴을 배치하는 경우, 도광판(210, 240) 내에서 진행하는 광의 경로는 도 6의 화살표에 도시된 바와 같다. 따라서, 광원블록(221a~224a, 221b~224b, 251a~254a, 251b~254b) 각각이 4×4 발광 블록에 일대일 매칭되고, 그에 따라 본 실시예의 백라이트 유닛(600)이 4×4 발광 블록으로 구동될 수 있음은 제1 실시예에서 설명한 바와 같다.
본 실시예에서 만약 광원부가 도광판의 일측에만 배치되는 경우 즉, 도 6의 즉, 제1 및 제2 상층 광원부(220a, 220b) 중 어느 하나만 존재하고 제1 및 제2 하층 광원부(250a, 250b) 중 어느 하나만 존재하는 경우에는, 도광판(210, 240)이 제3 방향에서 A1 및 A2 영역 중 어느 하나의 영역만으로 구분되고, 그에 따라 출광 패턴(231a~234a, 261a~264a) 및 출광 패턴(231b~234b, 261b~264b) 중 어느 하나만을 가질 수 있고, 결과적으로 4×2 발광블록(M=2, N=4)으로 구동될 수 있음은 위의 설명들을 참조하면 자명한 사항이다. 이 구조에 관하여는 도 15에서 예시적으로 도시하였다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 평면도로서, 본 평면도는 서로 다른 층에 배치되는 도광판 및 광원블록들을 편의상 나란히 도시한 것이다. 본 발명의 제2 실시예의 변형예는 제1 실시예의 다른 변형예와 마찬가지로 4×6의 발광 블록으로 구동될 수 있는 백라이트 유닛의 구조를 도시한 것으로서, 전술한 제1 실시예의 다른 변형예와 동일한 부분에 대하여는 동일한 도면 부호를 병기하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 제2 실시예의 변형예에 따른 백라이트 유닛(700)은 도광판을 바둑판 형상의 영역으로 구분하고 이러한 영역에 출광 패턴을 배치한다는 점 외에는 제1 실시예의 다른 변형예에 따른 백라이트 유닛(500)과 동일한 구조를 갖는다.
즉, 3 층으로 배열되는 도광판(510, 540, 570)과, 도광판(510, 540, 570) 각각의 양측에 배치되는 광원부(520a, 520b, 550a, 550b, 580a, 580b)가 각각 4개의 광원블록을 포함함은 제1 실시예의 다른 변형예와 같다.
또한, 도광판(510, 540, 570)이 제3 방향에서 두개의 영역 즉, 좌측에 위치하는 제1 영역(A1) 및 우측에 위치하는 제2 영역(A2)으로 구분되고, 이러한 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)이 다시 제3 방향에서 각각 3개의 소영역(A1-1, A1-2, A1-3, A2-1, A2-2, A2-3)으로 구분되는 것도 제1 실시예의 다른 변형예와 같다.
이에 더하여, 전술한 제2 실시예와 같이 도광판(510, 540, 570)은 각각 제1 방향에서 하나의 광원부에 포함되는 광원블록에 각각 대응하는 제1 내지 제4 광원블록 대응 영역(B1~B4)으로 구분된다.
결국 도광판(510, 540, 570)은 4행 6열의 바둑판 형상의 영역들로 구분된다.
이러한 도광판(510, 540, 570)에 출광 패턴이 형성되는 조건은 제2 실시예에서 설명한 것과 같다. 본 도면에서는 일례로서, 상층 도광판(510)의 출광 패턴(531a~534a, 531b~534b)이 서로 엇갈리게 배치되고, 중층 도광판(540)의 출광 패턴(561a~564a, 561b~564b)이 서로 엇갈리게 배치되고, 하층 도광판(570)의 출광 패턴(591a~594a, 591b~594b)이 서로 엇갈리게 배치되면서, 상층 도광판(510)의 출광 패턴(531a~534a, 531b~534b), 중층 도광판(540)의 출광 패턴(561a~564a, 561b~564b) 및, 하층 도광판(570)의 출광 패턴(591a~594a, 591b~594b)이 서로 중첩되지 않도록 배치되는 경우를 도시하였다. 그러나, 본 발명이 본 실시예에 한정되는 것은 아니며 상기 출광 패턴 형성 조건을 만족시킨다면 출광 패턴이 형성되는 영역은 변경될 수도 있다.
본 실시예에서와 같이 도광판(510, 540, 570)의 영역을 구분하고 출광 패턴을 배치하는 경우, 도광판(510, 540, 570) 내에서 진행하는 광의 경로는 도 7의 화살표에 도시된 바와 같다. 따라서, 광원블록(521a~524a, 521b~524b, 551a~554a, 551b~554b, 581a~584a, 581b~584b) 각각이 4×6 발광 블록에 일대일 매칭되고, 그에 따라 본 실시예의 백라이트 유닛(700)이 4×6 발광 블록으로 구동될 수 있다.
한편, 전술한 출광 패턴에 대하여는 이하의 도 8a 내지 도 8f를 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다. 도 8a 내지 도 8c는 도광판의 대향면에 형성된 출광 패턴을 확대하여 도시한 사시도, 측면도 및 평면도이고, 도 8d 내지 도 8f는 이러한 출광 패턴의 변형예들을 도시한 측면도 또는 평면도이다. 설명의 편의를 위하여 본 도면들은 제1 실시예의 상층 도광판(210)의 A1-1 영역에 형성된 복수개의 출광 패턴(230a) 중 일부를 확대하여 도시한 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 도면들에 도시된 출광 패턴(230a)이 본 발명의 다른 실시예들에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
우선, 도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 출광 패턴(230a)은 도광판(210)의 대향면(210d)에 형성되어 입광면(210a)과 마주보는 반사면을 갖는 패턴이다. 이러한 출광 패턴(230a)은 출광면(210c) 방향으로 오목하게 형성된 패턴인 것이 바람직하나, 이와 반대로 출광면(210c)과 반대 방향으로 볼록하게 형성된 패턴일 수도 있다. 단, 전술한 바와 같이 출광 패턴은 출광면(210c)에도 형성될 수도 있으며, 이러한 경우 출광패턴은 대향면(210d) 방향으로 오목하게 패턴이거나 대향면(210d) 반대 방향으로 볼록하게 형성된 패턴일 수도 있다.
도광판(210)은 그 표면이 경면(鏡面)인 경우 광의 전반사 현상이 발생하는데, 이와 같이 도광판(210)의 소정 영역 예컨대, A1-1 영역의 대향면(210d)에 출광 패턴(230a)을 형성하면, 출광 패턴(230a)의 반사면에서 광이 반사되어 광의 경로가 출광면(210c) 방향으로 바뀌는 것이다. 따라서, 전술한 바와 같이 광은 출광 패턴(230a)이 형성된 영역에서 집중적으로 출사된다.
이러한 출광 패턴(230a)은 인쇄나 레이저 가공 등에 의하여 손쉽게 형성될 수 있다.
본 도면에서는 출광 패턴(230a)이 반구형이고, 매트릭스 형상으로 배열된 경우를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 출광 패턴(230a)의 형상, 개수, 크기, 배열 방법, 밀도 등은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서는 출광 패턴(230a)은 반구형이나, 이에 한정되지 않으며 피라미드 형상, 다각 기둥 형상, 프리즘 형상 등 다양한 입체 도형의 형상을 가질 수 있고 그에 따라 출광 패턴(230a)의 단면 형상이나 평면 형상은 사각형, 삼각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 출광 패턴(230a)은 매트릭스 형상으로 배열되는 대신 서로 엇갈리게 지그재그로 배열되거나 또는 랜덤(random)하게 배열될 수도 있다.
여기서, 휘도의 균일성을 높이기 위하여 하나의 출광 영역 내에서 출광 패턴(230a)의 폭, 높이, 밀도를 다음과 같이 조절하는 것이 더욱 바람직하다.
일반적으로 입광면(210a)에서 멀어질수록 휘도가 떨어지게 되므로 입광면(210a)에서 먼 곳의 휘도를 높이기 위하여 입광면(210a)과 수직 방향 즉, 전술한 제3 방향에서 입광면(210a)으로부터 멀어질수록 하나의 출광 영역 내에 형성되는 출광 패턴(230a)의 폭(w1), 높이(h1) 및 밀도(단위 면적당 형성되는 출광 패턴(230a)의 개수) 중 적어도 하나가 증가하는 것이 바람직하다.
즉, 도 8d를 참조하면, 출광 패턴(230a)은 입광면(210a)으로부터 멀어질수록 높이(h1)가 증가할 수 있다.
또는, 도 8e를 참조하면, 출광 패턴(230a)은 입광면(210a)으로부터 멀어질수록 입광면(210a) 방향의 폭(w1)이 증가할 수 있다.
또는, 도 8f를 참조하면, 출광 패턴(230a)은 입광면(210a)으로부터 멀어질수록 밀도가 증가할 수 있다.
이러한 경우, 입광면(210a)에서 멀어지더라도 출광 패턴(230a)에서의 반사 확률이 증가하여 광효율이 증가하므로, 도광판(210) 전면에서 전체적으로 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 제1 실시예 및 그 변형예들이나 제2 실시예 및 그 변형예들에서는, 광원블록에서 도광판으로 입사된 광이 입광면과 수직한 방향 즉, 제3 방향으로 직진하는 것(전술한 평면도들에 도시된 화살표 참조)으로 가정되고 그에 따라 설명되었다. 그러나, 실질적으로 광원블록에서 도광판으로 입사된 광은 입광면과 수직한 방향으로 직진하면서 양 측면으로 어느 정도 확산된다. 전술한 바와 같이 광원블록은 발광 블록의 행을 구분하는 역할을 하는데, 이처럼 광원블록에서 입사된 광의 측면 확산이 발생하는 경우 발광 블록의 행이 명확하게 구분되기 어렵다. 따라서, 이하에서 설명하는 바와 같이 본 발명의 제1 실시예 및 그 변형예들이나 제2 실시예 및 그 변형예의 도광판에 광원블록으로부터 입사된 광이 직진하게 하는 소정 패턴(이하, 광 가이드 패턴이라 함)을 추가로 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 백라이트 유닛에 형성되는 광 가이드 패턴의 예들을 살펴보기로 한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 광 가이드 패턴의 일례를 설명하기 위한 사시도, 사시도의 A-A' 선을 따라 절단한 단면도 및 사시도의 B-B' 선을 따라 절단한 단면도이다. 본 도면들은 제1 실시예의 백라이트 유닛(200)에 포함된 상층 도광판(210)에 형성된 광 가이드 패턴을 도시한 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 도면들에 도시된 광 가이드 패턴이 본 발명의 다른 실시예들에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 광 가이드 패턴(280)은 도광판(210)에 입사된 광이 측면으로 확산되는 것을 방지하기 위하여 광을 반사시키는 패턴이다. 본 실시예에서는 광 가이드 패턴(280)이 출광면(210c)으로부터 대향면(210d) 방향으로 형성된 경우를 도시하고 있으나, 이와 반대로 대향면(210d)으로부터 출광면(210c) 방향으로 형성될 수도 있고 이 경우는 상기 출광면(210c)으로부터 대향면(210d) 방향으로 형성된 경우와 동일한 형상을 갖되 대향면과 출광면의 위치만 바뀐 경우에 해당한다.
광 가이드 패턴(280)은 입광면(210a)과 수직한 방향 즉, 제3 방향으로 상대적으로 길고 입광면(210a)과 평행한 방향 즉, 제1 방향으로는 상대적으로 좁은 폭을 갖도록 형성된다. 광 가이드 패턴(280)의 제3 방향 폭은 도면부호 w3로 표시하고 제1 방향 폭은 도면부호 w2로 표시하였다. 또한, 광 가이드 패턴(280)은 제2 방향으로 도광판(210)의 두께(t1)보다 작은 값의 깊이(d1)를 갖도록 형성된다. 이와 같이 광 가이드 패턴(280)의 제3 방향 폭(w3)이 제1 방향 폭(w2)보다 크도록 하는 것은 광이 제3 방향으로 직진하게 하기 위함이다. 또한, 광 가이드 패턴(280)의 깊이(d1)를 도광판(210)의 두께(t1)보다 작은 값으로 한정하는 것은 광 가이드 패턴(280)에 의하여 휘선이 증가하는 것을 방지하기 위해서이다.
이러한 광 가이드 패턴(280)은 도광판(210)의 전 영역에 걸쳐 복수개가 형성되되, 광 가이드 패턴(280)끼리 연결되지 않도록 형성되고 특히 서로 평행하도록 형성된다. 본 실시예에서는, 광 가이드 패턴(280)이 매트릭스 형태로 배열된 경우 즉, 제3 방향에서 일렬로 배열되고 제1 방향에서 동일한 간격으로 평행하게 배열된 경우를 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 광 가이드 패턴(280)의 배열은 변경될 수 있다. 예컨대, 광 가이드 패턴(280)은 서로 연결되지 않으면서 서로 평행하도록 형성되는 조건을 만족시키면서, 랜덤하게 배열될 수도 있다(도 9d 참조). 이와 같이 광 가이드 패턴(280)을 랜덤하게 배열하면 광 가이드 패턴(280)에 의하여 휘선이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서는 A-A'선 및 B-B' 선으로 자른 단면에서 광 가이드 패턴(280)의 형상이 사각형인 경우를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 광 가이드 패턴(280)의 단면 형상은 변형될 수 있다. 즉, 광 가이드 패턴(280)의 단면 현상은 유선형, 마름모, 타원 등일 수 있고, 광 가이드 패턴(280)의 제3 방향 폭(w3)이 제1 방향 폭(w2)보다 크기만 하면 그 형상에 특별히 제한이 있는 것은 아니다. 이러한 광 가이드 패턴(280)은 인쇄나 레이저 가공 등에 의하여 손쉽게 형성될 수 있다.
위와 같이 도광판에 광 가이드 패턴을 형성하면, 광 가이드 패턴을 형성하지 않은 경우에 비하여 광원블록에서 출사된 광의 직진성이 보장된다. 이는 도 10a 및 도 10b에 도시된 비교예와 도 10c 및 도 10d에 도시된 실험예에 잘 나타나 있다.
도 10a는 광 가이드 패턴이 형성되지 않은 도광판(LGP1)에서 어느 하나의 광원블록(화살표 참조)을 온 상태가 되게 하였을 때 예상되는 광 분포를 도시한 것이고, 도 10b는 이러한 경우 도 10a의 C-C' 단면에서 실제 광 분포를 측정한 사진이다.
도 10c는 도 9에 도시된 것과 같은 광 가이드 패턴(GP)이 형성된 도광판(LGP2)에서 어느 하나의 광원블록(화살표 참조)을 온 상태가 되게 하였을 때 예상되는 광 분포를 도시한 것이고, 도 10d는 이러한 경우 도 10c의 D-D' 단면에서 실제 광 분포를 측정한 사진이다.
도 10a 및 도 10b에 도시된 비교예에 비하여 도 10c 및 도 10d에 도시된 실험예에서 광 분포가 더욱 좁은 것을 확인할 수 있으며 이는 광이 측면 방향으로 확산하는 대신 직진하였음을 보여준다.
한편, 전술한 도 9a 내지 도 9c에는 도시되지 않았으나, 상층 도광판(210)의 대향면(210d)에는 출광 패턴(230a, 230b)이 이미 형성되어 있다(도 2a 내지 도 2c 참조). 따라서, 이러한 광 가이드 패턴(280)은 제2 방향에서 출광 패턴과 서로 중첩되지 않도록 형성되는 것이 바람직하며, 특히, 광 가이드 패턴(280)이 출광 패턴과 동일한 면 예컨대, 대향면(210d)에 형성되는 경우, 광 가이드 패턴(280)은 출광 패턴과 접하지 않도록 출광 패턴의 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
도 11a 및 도 11b는 이러한 출광 패턴(230a)과 광 가이드 패턴(280)이 배치되는 예들을 평면적으로 보여주기 위한 평면도로서, 상층 도광판(210)의 A1-1 영역에 형성된 출광 패턴(230a)과 광 가이드 패턴(280)을 확대하여 도시한 것이다. 전술한 바와 같이, 광 가이드 패턴(280)은 대향면에, 출광 패턴(230a)은 출광면에 배치될 수 있다. 다만, 이와 반대되는 배치도 가능하고, 둘 중 어느 하나의 면에 광 가이드 패턴(280)과 출광 패턴(230a)이 모두 배치되는 것도 가능하다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 광 가이드 패턴(280)과 출광 패턴(230a)은 서로 접하지 않도록 엇갈리게 배치되어 있는 것을 알 수 있다.
한편, 전술한 형태의 광 가이드 패턴을 이용하는 것 외에도 광원블록이 발광 블록의 행을 구분하는 역할을 수행하는 데에 도움을 줄 수 있는 여러 가지 형태의 광 가이드 패턴이 제공될 수 있으며 이에 대하여는 이하의 도 12를 참조하여 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 렌티큘라 형(lenticular type) 광 가이드 패턴의 일례를 설명하기 위한 사시도이다. 본 도면들은 제1 실시예의 백라이트 유닛(200)에 포함된 도광판(210) 상에 형성된 렌티큘라 형 광 가이드 패턴을 적용한 예를 도시한 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 도면들에 도시된 렌티큘라 형 광 가이드 패턴이 본 발명의 다른 실시예들에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 12를 참조하면, 도광판(210) 전면 상에는 제1 방향에서 하나의 광원부에 포함되는 광원블록에 각각 대응하는 N개의 렌티큘라 형 광 가이드 패턴이 형성된다. 예컨대, 본 실시예에서는, 도광판(210)의 전면 상에 광원부(220a)에 포함되는 광원블록(221a~224a)에 각각 대응하는 4개의 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(291a~294a)이 형성된다.
렌티큘라 형 광 가이드 패턴(291a~294a)은 각각 제1 방향에서는 양 끝이 오목하고 가운데가 볼록한 렌즈 형상을 가지면서 제3 방향으로 연장된다. 이러한 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(291a~294a)은 도광판(210)을 이루는 물질과 동일한 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같은 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(291a~294a)을 형성하면, 도광판(210)에 입사된 광이 주로 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(291a~294a)의 볼록한 부분에서 출사되고 양 끝의 오목한 부분에서는 출사되지 않는다. 결과적으로, 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(291a~294a)을 형성하면, 전술한 형태의 광 가이드 패턴을 형성한 경우와 유사하게 광원블록이 발광 블록의 행을 더욱 명확하게 구분할 수 있다. 도 12에서 제시한 렌티큘라 형 광 가이드 패턴 이외에도 프리즘 형 패턴(prism-type pattern) 등의 마이크로 패턴 등이 광 가이드 패턴으로 채용될 수 있으며, 이에 대하여는 도 16에서 예시적으로 도시하였다. 도 16은 삼각 기둥 형상의 프리즘형 패턴(291a'~294a')이 광 가이드 패턴으로서 채용된 경우를 보여주며, 이러한 경우 광이 프리즘형 패턴(291a'~294a')의 모서리보다는 주로 면 부분에서 출사되므로 렌티큘라형 광 가이드 패턴과 유사하게 광의 직진성을 보장한다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 로컬 디밍이 구현됨을 보여주는 실험예이다.
본 실험예에서는, 0.8mm 두께의 도광판을 2층으로 배열하고, 각 층의 도광판 양 측면에 8개씩의 광원블록을 배치하였다. 그리고, 각 층의 도광판에는 전술한 도 4에서 설명한 것과 같이 도광판의 대향면에 출광 패턴을 형성하고, 이에 더하여 전술한 도 9 내지 도 11에서 설명한 것과 같은 광 가이드 패턴을 도광판의 대향면에 출광 패턴과 접하지 않도록 배치하였다.
본 도면은 본 실험예에 따라 형성된 도광판의 상부에서 도광판을 보았을 때의 실제 광 분포를 측정한 사진을 나타내되, 설명의 편의를 위하여 광원블록을 함께 도시하였으며 2층의 광원블록을 동일한 평면에 나타내었다. 여기서, 도광판의 양측면의 광원블록 중 안쪽에 배치된 광원블록이 상층 도광판 양측면의 광원블록이고 바깥쪽에 배치된 광원블록이 하층 도광판 양측면의 광원블록이다.
도 13a를 참조하면, 전체 광원블록을 온 상태가 되게 한 경우 도광판의 전 영역이 밝음을 알 수 있다.
도 13b 내지 도 13d를 참조하면, 상층 도광판의 양측면 광원블록 중 일부와 하층 도광판의 양측면 광원블록 중 일부를 온 상태가 되게 한 경우, 해당 광원블록이 담당하는 영역만이 밝아짐을 알 수 있다.
결과적으로 본 실험예에서 백라이트 유닛은 8×4 발광 블록으로 구동될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
200: 백라이트 유닛 210: 상층 도광판
220a, 220b: 상층 광원부 230a, 230b: 상층 출광 패턴
240: 하층 도광판 250a, 250b: 하층 광원부
260a, 260b: 하층 출광 패턴

Claims (34)

  1. M개(여기서, M은 2 이상의 자연수)의 층으로 서로 소정 간격 이격되게 배치된 복수개의 도광판;
    상기 각 도광판의 적어도 일 측면에 배치되고 개별적으로 밝기가 조절되는 N개(여기서, N은 2 이상의 자연수)의 광원블록을 갖는 광원부; 및
    상기 각 도광판을 상기 광원부와의 거리에 따라 다수의 영역으로 구분하고 상기 다수의 영역 중 일부 영역에 출광패턴을 형성함으로써 정의되는 다수의 출광 영역을 포함하고,
    상기 다수의 출광 영역은, 상기 도광판들의 적층 방향에서 서로 중첩되지 않으면서 상기 도광판들의 전면(whole surface)에 대응하도록 배치되는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광원부는, 상기 각 도광판의 일측면에 배치되고,
    상기 각 도광판은, 상기 광원부와의 거리에 따라 M개의 영역으로 구분되는 백라이트 유닛.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은, N×M 발광블록으로 구동되는 백라이트 유닛.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 출광 영역은, 상기 각 도광판을 상기 광원블록에 각각 대응하는 N개의 영역으로 더 구분함으로써 상기 각 도광판을 바둑판 형상의 영역으로 구분하고, 상기 바둑판 형상의 영역 중 일부 영역에 상기 출광 패턴을 형성함으로써 정의되는 백라이트 유닛.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 각 도광판은, 상기 광원부와 인접하여 광이 입사되는 면인 입광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되면서 상기 출광면과 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 출광 패턴은, 상기 각 도광판의 상기 출광면 또는 상기 대향면에 복수개가 형성되는 백라이트 유닛.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 출광 패턴 각각은 상기 출광면으로부터 상기 대향면 방향 또는 상기 대향면 반대 방향으로 형성된 입체 형상을 갖거나, 또는, 상기 대향면으로부터 상기 출광면 방향 또는 상기 출광면 반대 방향으로 형성된 입체 형상을 갖는 백라이트 유닛.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 출광 패턴은 상기 입광면으로부터 멀어질수록 높이, 폭 및 밀도 중 적어도 하나가 증가하는 백라이트 유닛.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 광원부로부터 입사된 광이 상기 측면과 수직한 방향으로 진행하도록 안내하는 광 가이드 패턴을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 각 도광판은, 상기 광원부와 인접하여 광이 입사되는 면인 입광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되면서 상기 출광면과 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 광 가이드 패턴은, 상기 각 도광판 내에 복수개가 형성되되,
    상기 광 가이드 패턴 각각은 출광면으로부터 상기 대향면 방향으로 형성되거나 또는 상기 대향면으로부터 상기 출광면 방향으로 형성되어 광을 반사하고, 상기 입광면과 수직한 방향의 폭이 상기 입광면과 평행한 방향의 폭보다 큰 값을 가지면서 상기 도광판의 두께 방향 폭이 상기 도광판의 두께보다 작은 값을 갖는 백라이트 유닛.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 출광 패턴은, 상기 각 도광판의 상기 출광면 또는 상기 대향면에 복수개가 형성되고,
    상기 광 가이드 패턴과 상기 출광 패턴은 서로 접하지 않도록 배치되는 백라이트 유닛.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 각 도광판은, 상기 광원부와 인접하여 광이 입사되는 면인 입광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되면서 상기 출광면과 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 광 가이드 패턴은, 상기 각 도광판의 출광면 상에 형성되면서 상기 N개의 광원블록에 각각 대응하는 N개의 프리즘 패턴 또는 N개의 렌티큘라 패턴을 포함하고,
    상기 프리즘 패턴 또는 상기 렌티큘라 패턴은, 상기 입광면과 평행한 방향의 단면은 가운데가 볼록하고 양끝이 오목한 형상을 가지면서 상기 입광면과 수직한 방향으로 연장되는 백라이트 유닛.
  12. M개(여기서, M은 2 이상의 자연수)의 층으로 서로 소정 간격 이격되게 배치된 복수개의 도광판;
    상기 각 도광판의 서로 마주보는 양 측면에 배치되고, 개별적으로 밝기가 조절되는 N개(여기서, N은 2 이상의 자연수)의 광원블록을 갖는 제1 및 제2 광원부; 및
    상기 각 도광판을 상기 제1 광원부에 가까운 제1 영역과 상기 제2 광원부에 가까운 제2 영역으로 구분하고, 상기 제1 및 제2 영역을 각각 상기 광원부와의 거리에 따라 다수의 소영역으로 구분하고, 상기 다수의 소영역 중 일부 영역에 출광패턴을 형성함으로써 정의되는 다수의 출광 영역을 포함하고,
    상기 다수의 출광 영역은, 상기 도광판들의 적층 방향에서 서로 중첩되지 않으면서 상기 도광판들의 전면(whole surface)에 대응하도록 배치되는 백라이트 유닛.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 영역은 각각 상기 광원부와의 거리에 따라 M개의 소영역으로 구분되는 백라이트 유닛.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은, N×2M 발광블록으로 구동되는 백라이트 유닛.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 출광 영역은, 상기 각 도광판을 상기 광원블록에 각각 대응하는 N개의 영역으로 더 구분함으로써 상기 각 도광판을 바둑판 형상의 영역으로 구분하고, 상기 바둑판 형상의 영역 중 일부 영역에 상기 출광 패턴을 형성함으로써 정의되는 백라이트 유닛.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 각 도광판은, 상기 제1 및 제2 광원부와 각각 인접하여 광이 입사되는 면인 제1 및 제2 입광면과, 양 단부가 상기 제1 및 제2 입광면과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면과, 양 단부가 상기 제1 및 제2 입광면과 연결되면서 상기 출광면과 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 출광 패턴은, 상기 각 도광판의 상기 출광면 또는 상기 대향면에 복수개가 형성되는 백라이트 유닛.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 출광 패턴 각각은 상기 출광면으로부터 상기 대향면 방향 또는 상기 대향면 반대 방향으로 형성된 입체 형상을 갖거나, 또는, 상기 대향면으로부터 상기 출광면 방향 또는 상기 출광면 반대 방향으로 형성된 입체 형상을 갖는 백라이트 유닛.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 속하는 상기 출광 패턴은 상기 제1 입광면으로부터 멀어질수록 높이, 폭 및 밀도 중 적어도 하나가 증가하고, 상기 제2 영역에 속하는 상기 출광 패턴은 상기 제2 입광면으로부터 멀어질수록 높이, 폭 및 밀도 중 적어도 하나가 증가하는 백라이트 유닛.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광원부로부터 입사된 광이 상기 측면과 수직한 방향으로 진행하도록 안내하는 광 가이드 패턴을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 각 도광판은, 상기 제1 및 제2 광원부와 각각 인접하여 광이 입사되는 면인 제1 및 제2 입광면과, 양 단부가 상기 제1 및 제2 입광면과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면과, 양 단부가 상기 제1 및 제2 입광면과 연결되면서 상기 출광면과 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 광 가이드 패턴은, 상기 각 도광판 내에 복수개가 형성되되,
    상기 광 가이드 패턴 각각은 출광면으로부터 상기 대향면 방향으로 형성되거나 또는 상기 대향면으로부터 상기 출광면 방향으로 형성되어 광을 반사하고, 상기 입광면과 수직한 방향의 폭이 상기 입광면과 평행한 방향의 폭보다 큰 값을 가지면서 상기 도광판의 두께 방향 폭이 상기 도광판의 두께보다 작은 값을 갖는 백라이트 유닛.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 출광 패턴은, 상기 각 도광판의 상기 출광면 또는 상기 대향면에 복수개가 형성되고,
    상기 광 가이드 패턴과 상기 출광 패턴은 서로 접하지 않도록 배치되는 백라이트 유닛.
  22. 제19 항에 있어서,
    상기 각 도광판은, 상기 제1 및 제2 광원부와 각각 인접하여 광이 입사되는 면인 제1 및 제2 입광면과, 양 단부가 상기 제1 및 제2 입광면과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면과, 양 단부가 상기 제1 및 제2 입광면과 연결되면서 상기 출광면과 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 광 가이드 패턴은, 상기 각 도광판의 출광면 상에 형성되면서 상기 N개의 광원블록에 각각 대응하는 N개의 프리즘 패턴 또는 N개의 렌티큘라 패턴을 포함하고,
    상기 프리즘 패턴 또는 상기 렌티큘라 패턴은, 상기 입광면과 평행한 방향의 단면은 가운데가 볼록하고 양끝이 오목한 형상을 가지면서 상기 입광면과 수직한 방향으로 연장되는 백라이트 유닛.
  23. M개(여기서, M은 2 이상의 자연수)의 층으로 서로 소정 간격 이격되게 배치된 복수개의 도광판;
    상기 각 도광판의 적어도 일 측면에 배치되고 개별적으로 밝기가 조절되는 N개(여기서, N은 2 이상의 자연수)의 광원블록을 갖는 광원부;
    상기 각 도광판에 형성되어 상기 광원부로부터 입사된 광이 상기 측면과 수직한 방향으로 진행하도록 안내하는 광 가이드 패턴; 및
    상기 각 도광판을 상기 광원부와의 거리에 따라 다수의 영역으로 구분하고 상기 다수의 영역 중 일부 영역에 출광패턴을 형성함으로써 정의되는 다수의 출광 영역을 포함하고,
    상기 다수의 출광 영역은, 상기 도광판들의 적층 방향에서 서로 중첩되지 않으면서 상기 도광판들의 전면(whole surface)에 대응하도록 배치되는 백라이트 유닛.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 광원부는, 상기 각 도광판의 일측면에 배치되고,
    상기 각 도광판은, 상기 광원부와의 거리에 따라 M개의 영역으로 구분되는 백라이트 유닛.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은, N×M 발광블록으로 구동되는 백라이트 유닛.
  26. 제23 항에 있어서,
    상기 광원부는, 상기 각 도광판의 서로 마주보는 양측면에 배치되는 제1 및 제2 광원부를 포함하고,
    상기 각 도광판은, 상기 제1 광원부에 가까운 제1 영역과 상기 제2 광원부에 가까운 제2 영역으로 구분되고, 상기 제1 및 제2 영역은 각각 상기 광원부와의 거리에 따라 M개의 영역으로 구분되는 백라이트 유닛.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은, N×2M 발광블록으로 구동되는 백라이트 유닛.
  28. 제23 항에 있어서,
    상기 출광 영역은, 상기 각 도광판을 상기 광원블록에 각각 대응하는 N개의 영역으로 더 구분함으로써 상기 각 도광판을 바둑판 형상의 영역으로 구분하고, 상기 바둑판 형상의 영역 중 일부 영역에 상기 출광 패턴을 형성함으로써 정의되는 백라이트 유닛.
  29. 제23 항에 있어서,
    상기 각 도광판은, 상기 광원부와 인접하여 광이 입사되는 면인 입광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되면서 상기 출광면과 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 출광 패턴은, 상기 각 도광판의 상기 출광면 또는 상기 대향면에 복수개가 형성되는 백라이트 유닛.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 출광 패턴 각각은 상기 출광면으로부터 상기 대향면 방향 또는 상기 대향면 반대 방향으로 형성된 입체 형상을 갖거나, 또는, 상기 대향면으로부터 상기 출광면 방향 또는 상기 출광면 반대 방향으로 형성된 입체 형상을 갖는 백라이트 유닛.
  31. 제30 항에 있어서,
    상기 출광 패턴은 상기 입광면으로부터 멀어질수록 높이, 폭 및 밀도 중 적어도 하나가 증가하는 백라이트 유닛.
  32. 제23 항에 있어서,
    상기 각 도광판은, 상기 광원부와 인접하여 광이 입사되는 면인 입광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되면서 상기 출광면과 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 광 가이드 패턴은, 상기 각 도광판 내에 복수개가 형성되되,
    상기 광 가이드 패턴 각각은 출광면으로부터 상기 대향면 방향으로 형성되거나 또는 상기 대향면으로부터 상기 출광면 방향으로 형성되어 광을 반사하고, 상기 입광면과 수직한 방향의 폭이 상기 입광면과 평행한 방향의 폭보다 큰 값을 가지면서 상기 도광판의 두께 방향 폭이 상기 도광판의 두께보다 작은 값을 갖는 백라이트 유닛.
  33. 제32 항에 있어서,
    상기 출광 패턴은, 상기 각 도광판의 상기 출광면 또는 상기 대향면에 복수개가 형성되고,
    상기 광 가이드 패턴과 상기 출광 패턴은 서로 접하지 않도록 배치되는 백라이트 유닛.
  34. 제23 항에 있어서,
    상기 각 도광판은, 상기 광원부와 인접하여 광이 입사되는 면인 입광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되면서 상기 출광면과 대향하는 대향면을 포함하고,
    상기 광 가이드 패턴은, 상기 각 도광판의 출광면 상에 형성되면서 상기 N개의 광원블록에 각각 대응하는 N개의 프리즘 패턴 또는 N개의 렌티큘라 패턴을 포함하고,
    상기 프리즘 패턴 또는 상기 렌티큘라 패턴은, 상기 입광면과 평행한 방향의 단면은 가운데가 볼록하고 양끝이 오목한 형상을 가지면서 상기 입광면과 수직한 방향으로 연장되는 백라이트 유닛.
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