KR20120016971A - 백라이트 유닛 - Google Patents

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KR20120016971A
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light guide
light
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윤덕현
김문정
이금태
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛에 있어서, 상기 백라이트 유닛은, 바닥면과 측벽을 가지는 바텀 프레임, 복수의 발광 영역을 정의하는 복수의 발광 다이오드를 지지하며, 전면에 복수의 개구부가 불규칙적으로 형성되어 있는 적어도 하나의 모듈 기판 및 상기 복수의 발광 다이오드을 매립하며, 하나의 화면에 대응되는 복수의 상기 발광 영역에 배치되는 일체형의 도광판을 포함한다. 따라서, 발광 영역을 분할하여 구동하는 백라이트 유닛에서 도광판을 표시 패널의 화면에 대응되는 일체형으로 형성함으로써 도광판 사이의 암선이 발생하지 않고, 슬림한 백라이트 유닛의 구성이 가능하다.

Description

백라이트 유닛{THE BACKLIGHT UNIT}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것이다. 특히 본 발명은 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광원을 구성할 수 있다.
이러한 발광 다이오드는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광 장치로 이용되고 있으며, 발광 장치는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.
실시예는 새로운 구조를 가지는 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예는 슬림한 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예는 분할 구동 방식을 적용할 수 있는 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예는 하나의 화면을 복수의 표시 영역으로 정의하는 액정 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛에 있어서, 상기 백라이트 유닛은, 바닥면과 측벽을 가지는 바텀 프레임, 상기 액정 패널의 표시 영역에 대응하는 복수의 발광 영역을 정의하는 복수의 발광 다이오드를 지지하며, 전면에 복수의 개구부가 불규칙적으로 형성되어 있는 적어도 하나의 모듈 기판 및 상기 복수의 발광 다이오드을 매립하며, 하나의 화면에 대응되는 복수의 상기 발광 영역에 배치되는 일체형의 도광판을 포함한다.
본 발명에 따르면, 발광 영역을 분할하여 구동하는 백라이트 유닛에서 도광판을 표시 패널의 화면에 대응되는 일체형으로 형성함으로써 도광판 사이의 암선이 발생하지 않고, 슬림한 백라이트 유닛의 구성이 가능하다.
또한 본 발명은 로컬 디밍, 임펄시브 등과 같은 분할 구동 방식을 제공하여 소비 전력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 화면 콘트라스트(contrast)를 개선하여 표시 장치의 화질을 개선할 수 있다.
또한, 도광판을 일체화하여 형성하므로 제조 단가를 줄일 수 있으며, 발광 다이오드의 기판에 복수의 방열홀을 형성함으로써 일체형 도광판의 열화를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 한 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광부을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 발광 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치를 I-I'선으로 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 다른 예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예의 또 다른 예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 백라이트 유닛의 분할 구동 방식을 보여주는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예의 변형예의 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 발명은 표시 장치에 있어서, 분할 구동을 수행하는 백라이트 유닛을 구성하는 도광판은 표시 패널의 전체 화면과 대응하는 일체형(one-body)으로 형성하는 것이다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 한 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 발광부을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 1의 표시 장치의 발광 모듈을 나타내는 사시도이며, 도 4는 도 1의 표시 장치를 I-I'선으로 절단한 단면도이다.
제1 실시예에 따른 표시 장치는 백라이트 유닛과, 백라이트 유닛으로부터 빛을 제공받아 영상을 디스플레이하는 표시 패널을 포함한다. 따라서, 이하에서는 표시 장치를 설명함으로써 백라이트 유닛도 함께 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 제1 실시예에 따른 표시 장치는 바텀 프레임(10), 바텀 프레임(10) 내에 형성되는 발광 모듈, 반사 시트(25) 및 도광판(30)을 포함한다.
이러한 표시 장치는 발광 모듈, 반사 시트(25) 및 발광 모듈과 반사 시트(25) 위에 도광판(30)이 형성되어 발광부를 이루며, 도광판(30) 위에 광학 시트(40), 광학 시트(40) 위에 표시 패널(60)과 표시 패널(60) 위에 탑 프레임(70)이 형성된다.
바텀 프레임(10)은 서로 마주보는 두 개의 장변 및 장변과 수직하며 서로 마주보는 두 개의 단변을 갖는 직사각형 형태의 평면 형상을 가지는 바닥면(11)과 바닥면(11)으로부터 수직으로 연장된 4부분의 측벽(12)을 포함한다.
이러한 바텀 프레임(10)은 광학 시트(40) 위에 형성되는 고정 부재(50)와 결합하여 바텀 프레임(10) 내에 발광 모듈, 반사 시트(25), 도광판(30) 및 광학 시트(40)를 수납한다.
바텀 프레임(10)은 예를 들어, 금속 재질로 형성될 수도 있으며, 강성을 강화하기 위하여 바닥면(11)에 복수의 볼록부(도시하지 않음)를 형성할 수 있다.
이러한 바텀 프레임(10)의 바닥면(11) 위에는 반사 시트(25)와 복수의 발광 모듈이 번갈아가며 X축 방향으로 뻗어있다.
각각의 발광 모듈은 바(bar) 타입을 가지며, X축 방향으로 뻗어있는 모듈 기판(20) 및 각각의 모듈 기판(20) 위에 행을 이루며 형성되어 있는 복수의 발광 다이오드(21)를 포함한다.
모듈 기판(20)은 메탈 코어 PCB, FR-4 PCB, 일반 PCB, 플렉시블 기판 또는 세라믹 기판 등으로 이루어지며, 실시 예의 기술적 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.
모듈 기판(20)은 도광판(30)으로 광을 제공하기 위해 각각의 발광 다이오드(21)에 전원을 제공하여, 발광 다이오드(21)를 개별적으로 구동시킬 수 있다.
모듈 기판(20) 내에는 복수의 개구부(23)가 형성되어 있다.
복수의 개구부(23)는 소정 크기를 가지며 모듈 기판(20)의 전면에 불규칙적으로 형성되어 있으며, 모듈 기판(20)을 관통하며 형성되어 있다.
이와 같은 개구부(23)는 발광 다이오드(21)로부터 방출되는 발광열을 외부로 전달하는 방열공으로서 기능한다.
이와 같이, 모듈 기판(20)에 복수의 개구부(23)가 형성되어 있는 경우, 모듈 기판(20) 및 반사 시트(25) 아래에 방열 시트(28)가 형성되어 있다.
이러한 방열 시트(28)는 도 4와 같이 바텀 프레임(10)의 바닥면(11) 전면에 형성될 수 있으며, 모듈 기판(20)의 하부에 바 형으로 형성될 수 있다.
이와 같이 모듈 기판(20)의 전면에 불규칙적인 개구부(23)가 형성됨으로써 모듈 기판(20) 하부에 형성되어 있는 방열 시트(28)로 발광열을 전달하여 도광판(30)의 열화를 방지할 수 있다.
이때, 개구부(23) 내에는 열 전도를 높일 수 있도록 금속성의 방열 물질이 매립될 수 있다.
이와 같이 개구부(23)가 방열 물질로 매립되어 있는 경우, 열의 전달을 대류뿐만 아니라 전도를 통해서 수행할 수 있어 방열에 더욱 효과적이다.
이러한 발광 모듈은 도시된 바와 같이 바 타입으로 복수개가 배치되거나, 바텀 프레임(10)의 전면에 대응되는 크기의 단일 기판으로 형성될 수도 있으며, 단일 기판으로 형성되는 경우에도 전면에 불규칙적인 개구부(23)가 형성되어 있음은 동일하다.
모듈 기판(20)에 배열되어 있는 복수의 발광 다이오드(21)는 모듈 기판(20)에 대하여 측면으로 빛을 방출하는 측면 발광 타입(side view)으로 도광판(30)의 홈부(31) 내에 배치되어 도광판(30) 홈부(31)의 측면으로 광을 방출한다.
발광 다이오드(21)는 적색, 청색, 녹색, 백색 등과 같은 컬러 중에서 적어도 한 컬러를 방출하는 유색 LED이거나 UV LED로 구현될 수 있다. 이때, 유색 LED는 적색LED, 청색LED, 녹색LED, 백색LED를 포함할 수 있으며, 이러한 발광 다이오드(21)의 배치 및 방출 광은 실시 예의 기술적 범위 내에서 변경될 수 있다.
한편, 반사 시트(25)는 반사제, 반사 금속판 등으로 구성되어 도광판(30)으로부터 누설되는 광을 재반사한다. 이러한 반사 시트(25)는 모듈 기판(20) 사이에 노출되도록 형성되며, 도 2와 같이, 분리되어 있는 복수개의 반사 시트(25)가 모듈 기판(20) 사이의 이격 영역에 형성될 수 있다.
한편, 표시 장치는 복수의 발광 모듈 및 복수의 반사 시트(25) 위로 발광 다이오드(21)로부터 방출되는 빛을 확산 및 반사하여 면 광원으로 표시 패널(60)에 조사하는 도광판(30)이 형성되어 있다.
도광판(30)은 복수의 발광 영역(EA)(emitting area)으로 분할되어 있으며, 각각의 발광 영역(EA)의 크기는 각각의 발광 영역(EA)으로 빛을 방출하는 발광 다이오드(21)의 수효에 따라 정의된다.
즉, 도 1과 같이 각각의 발광 다이오드(21)가 개별적으로 구동하는 경우, 발광 영역(EA)은 하나의 발광 다이오드(21)가 위치하고 있는 도광판(30)의 부분일 수 있으며, 이와 달리 복수의 발광 다이오드(21)가 동시에 구동하는 경우, 동시에 구동되는 복수의 발광 다이오드(21)가 위치하는 도광판(30)의 부분의 합이 하나의 발광 영역(EA)으로 정의될 수 있다.
이러한 도광판(30)은 발광 영역(EA)마다 분리되어 있는 몸체를 가지지 않고, 바텀 프레임(10) 내에 형성된 복수의 발광 다이오드(21)를 전부 덮는 일체(one-body)형으로 형성되어 있다.
즉, 도광판(30)은 분할되어 있는 복수의 발광 영역(EA)을 포함하고 있으나, 이는 물리적으로 분할되어 있는 것이 아니라 해당 발광 영역(EA)에 위치하는 발광 다이오드(21)의 구동에 의한 것이며, 도 1 내지 도 4와 같이 발광 모듈이 바 타입으로 형성되어 있는 경우, 각각의 발광 모듈에 의해 빛을 방출하는 도광판(30)의 부분을 발광 영역(EA)으로 정의할 수 있다. 이와 같이 행별로 발광 영역을 정의하는 경우, 순차적으로 백라이트 유닛를 구동하는 임펄시브 구동에 효과적이다.
표시 패널(60)의 한 화면에 대응하는 도광판(30)을 분할하여 구동 하면서 일체형으로 형성하는 경우, 발광 영역(EA)마다 물리적으로 분리되어 발생하던 도광판(30) 사이의 암선이 발생하지 않고, 체결 부분이 단순해지므로 슬림한 백라이트 유닛의 제공이 가능하다.
또한 본 발명은 로컬 디밍, 임펄시브 등과 같은 분할 구동 방식을 제공하여 소비 전력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 화면 콘트라스트(contrast)를 개선하여 표시 장치의 화질을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 일체로 형성된 도광판(30)을 이용하여 분할 구동함으로써, 분할된 발광 영역(EA)을 통해 광량 분포를 명확하게 조절할 수 있다. 또한 발광 다이오드(21)를 영역별로 구동시켜 줌으로써, 분할된 발광 영역(EA) 별로 다른 휘도를 조사할 수 있으며, 표시 장치는 우수한 영상미를 가질 수 있다.
이러한 일체형의 도광판(30)은 상면 및 하면을 포함하며, 면 광원이 발생되는 상면은 평평하고, 하면에는 발광 모듈을 수용하기 위한 복수의 홈부(35)가 형성된다.
도 1 내지 도 4와 같이, 홈부(35)는 발광 다이오드(21)의 빛을 방출하는 측면과 마주하는 입사면인 제1면(35a), 입사면과 평행하며 발광 다이오드(21)의 반대쪽 측면과 마주하는 제2면(35b) 및 발광 다이오드(21)의 상면과 마주하는 제3면(35c)을 포함하는 플랫형(flat type)을 가진다.
도 2와 같이, 홈부(35)의 제1면(35a)이 입사면으로 발광 다이오드(21)의 측면으로부터 빛을 수신하며, 입사면으로부터 이웃한 홈부(35)까지의 이격 영역이 광가이드 영역으로서, 도광판(35)의 상면에 대하여 평평하게 형성되어 입사한 빛을 가이드하여 도광판(30)의 상면으로 전달한다.
반사 시트(25)는 홈부(35)에는 형성되지 않으며, 홈부(35)와 홈부(35) 사이의 광 가이드 영역 하부에 형성된다.
이때, 발광 다이오드(21)는 입사면인 제1면(35a)과의 거리가 반대쪽 측면인 제2면(35b)과의 거리보다 짧을 수 있다.
도 3과 같이 도광판(30)의 홈부(35)는 한 행을 형성하는 복수의 발광 다이오드(21)를 동시에 수용할 수 있도록 터널형으로 형성될 수 있으며, 발광 다이오드(21)가 복수의 블록으로 분할되어 있는 경우, 각 블록마다 하나의 홈부가 형성될 수도 있으며, 발광 다이오드(21)별로 고립되어 있는 홈부를 형성할 수도 있다.
이러한 도광판(30)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
일체형의 도광판(30)은 한 화면을 이루는 표시 패널(60)에 대하여 일체로 사출 성형 방식 또는 압출 방식으로 형성될 수 있으며, 도광판(30)의 상면에는 확산 패턴(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
한편, 도광판(30) 위에는 광학 시트(40)가 배치된다.
예를 들어, 광학 시트(40)는 제1 확산 시트(41), 프리즘 시트(42), 제2 확산 시트(43)를 포함할 수 있다. 확산 시트(41, 43)는 도광판(30)에서 출사된 광을 확산시켜 주며, 확산된 광은 프리즘 시트(42)에 의해 발광 영역(EA)으로 집광된다. 여기서, 프리즘 시트(42)는 수평 또는/및 수직 프리즘 시트, 한 장 이상의 휘도 강화 필름 등을 이용하여 선택적으로 구성할 수 있다.
이러한 광학 시트(40)는 형성되지 않을 수도 있으며, 하나의 확산 시트(41, 43)만 형성되거나 하나의 프리즘 시트(42)만 형성되는 것도 가능하다. 광학 시트(40)의 수와 종류는 요구되는 휘도 특성에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
광학 시트(40) 위에는 지지 부재(50)가 형성되어 있다.
이러한 지지 부재(50)는 바텀 프레임(10)과 결합되어 반사 시트(25), 발광 모듈, 도광판(30) 및 광학 시트(40)가 바텀 프레임(10)에 밀착되어 결합될 수 있도록 하고, 상부의 표시 패널(60)을 지지한다.
이러한 지지 부재(50)는 예를 들어 합성 수지 재질 또는 금속 재질로 형성될 수 있다.
지지 부재(50) 위로 표시 패널(60)이 배치되어 있다.
표시 패널(60)은 도광판(30)으로부터 조사된 광에 의해 이미지 정보를 표시하게 되는 것으로, 예를 들면, 액정표시패널(liquid crystal display panel)로 구현될 수 있다. 표시 패널(60)은 상부 기판, 하부 기판, 두 기판들 사이에 개재되는 액정층을 포함하며, 상부 기판의 상부면 및 하부 기판의 하부면에 각각 밀착된 편광시트들을 더 포함할 수 있다.
표시 패널(60)은 로컬 디밍 구동 방식 또는 임펄시브 구동 방식에 대응하여 복수의 표시 영역(DA)(display area)으로 분할되어 구동될 수 있으며, 이때, 표시 패널의 표시 영역(DA)과 도광판(30)의 발광 영역(EA)은 도 1과 같이 대응될 수 있다.
표시 패널(60) 위로 탑 프레임(70)이 형성되어 있다.
탑 프레임(70)은 표시 장치의 전면에 배치되는 전면부와 전면부에서 수직 방향으로 절곡되어 표시 장치의 측면에 배치되는 측면부를 포함하며, 측면부가 지지 부재(50)와 스크류(도시하지 않음) 등의 결합 부재를 통해 결합될 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(60)의 분할된 표시 영역(DA)에 대응하여 일체화된 도광판(30)을 포함하며, 도광판(30) 하부의 모듈 기판(20)에 불규칙적인 개구부(23)를 형성하여 방열을 수행함으로써 일체형 도광판(30)의 열화를 방지할 수 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참고하여 본 발명의 제1 실시예의 다양한 적용예를 설명한다.
발광 모듈의 모듈 기판(20)이 발광 다이오드(21)보다 넓은 면적을 가지므로, 도 5와 같이 도광판(30)의 광가이드 영역 아래에 모듈 기판(20)의 일부가 위치할 수 있다.
도 5에 도시되어 있는 적용예에서도 도 1 내지 도 4에서 설명한 바와 같이, 모듈 기판(20)에 불규칙적인 개구부(23)를 형성하여 모듈 기판(20) 하부에 형성되어 있는 방열 시트(28)로 발광 다이오드(21)의 발광열을 전달할 수 있다.
이때, 도광판(30)의 광가이드 영역과 모듈 기판(20)이 접하는 영역에 접착 시트(26)를 더 형성할 수 있으며, 이러한 접착 시트(26)는 개구부(23)를 덮으며 형성될 수 있다.
이때, 접착 시트(26)는 박막의 형태로 형성되며, 반사 시트(25)와 동일하게 빛을 반사할 수 있는 물질을 포함함으로써, 접착성과 반사성을 모두 확보할 수 있다. 이러한 접착 시트(26)는 모듈 기판(20)의 위로부터 연장되어 모듈 기판(20)과 이웃하는 반사 시트(25)의 하부까지 형성될 수 있다.
도 5에 도시되어 있는 일체형 도광판(30)은 도 4에 도시되어 있는 일체형의 도광판(30)의 구조와 동일하므로 생략한다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시되어 있는 일체형의 도광판(30)은 하면에 형성되어 있는 홈부(35)가 층상 구조를 가질 수 있다.
즉, 제1면(35a), 제2면(35b) 및 제3면(35c)이 형성하는 홈부(35)의 단면은 발광 다이오드(21) 및 발광 다이오드(21)를 지지하는 모듈 기판(20)을 동시에 수용하기 위한 층상 구조를 가진다.
홈부(35)는 도광판(30)의 하면을 향하여 모듈 기판(20)을 수용하기 위한 제1폭을 갖도록 개방된 제1층을 가지며, 제1층 위에 발광 다이오드(21)를 수용하기 위한 제2폭을 가지는 제2층을 가진다.
제2층의 제2폭은 제3면(35c)의 폭과 동일하며, 제1폭이 제2폭보다 넓을 수 있다.
이때, 홈부(35)의 측면(35a, 35b)이 불연속적인 층상 구조를 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 제2폭(d2)으로부터 제1폭(d1)까지 연결되는 측면이 하면을 향하여 연속적으로 개방될 수 있다.
이와 같이, 도광판(30)의 홈부(35)가 층상 구조를 가짐으로써 모듈 기판(20)을 도광판(30)의 홈부(35)에 매립하는 경우에도, 모듈 기판(20)의 전면에 불규칙적인 개구부(23)를 형성할 수 있다.
이러한 개구부(23)는 홈부(35) 내에서 발생하는 발광 다이오드(21)의 발광 열을 하부의 방열 시트(28)에 전달하여 도광판(30)의 열화를 방지할 수 있으며, 개구부(23)를 방열 물질로 매립함으로써 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 홈부(35)를 층상 구조로 형성하여 모듈 기판(20)까지 도광판(30)에 매립하는 경우, 바텀 프레임(10)과 도광판(30) 사이의 거리가 짧아져 표시 장치의 두께를 줄일 수 있으며, 도광판(30)과 발광 모듈이 정렬되어 도광판(30)의 열적 팽창 시에도 발광 모듈이 도광판(30)으로부터 벗어나지 않고, 도광판(30) 내부에 매립되어 있는 모듈 기판(20)에 복수의 개구부(23)를 형성하여 열을 방출시킴으로써 도광판(30)의 열적 팽창을 줄일 수 있다.
이하에서는 도 7을 참고하여 백라이트 유닛의 분할 구동을 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 표시 장치의 백라이트 유닛의 분할 구동 방식을 보여주는 평면도이다.
도 1 내지 도 6의 표시 장치의 백라이트 유닛은 분할 구동 방식으로 구동될 수 있으며, 분할 구동 방식은 로컬 디밍 방식 또는 임펄시브 방식 등을 포함할 수 있다.
표시 장치가 로컬 디밍 방식으로 구동될 경우, 표시 패널(60)은 복수의 표시영역으로 분할되어 있으며, 이에 따라 발광부도 복수의 발광 영역(EA)을 가진다.
각각의 발광 영역(EA)은 도 7과 같이 이웃한 2개의 발광 다이오드(21)가 위치하는 도광판(30)의 부분(A)으로 정의될 수 있으며, 이와 달리 각각의 발광 다이오드(21)가 하나의 발광 영역(EA)을 정의하거나, N X M(N, M은 임의의 정수)개의 발광 다이오드(21)가 하나의 발광 영역(EA)을 정의할 수도 있다.
각각의 발광 영역(EA)에 위치하는 적어도 하나의 발광 다이오드(21)의 휘도는 각 발광 영역(EA)의 그레이 피크 값에 따라 개별적으로 조절될 수 있으며, 로컬 디밍 방식으로 구동 시, 선택된 발광 영역(EA)인 도광판(30)의 부분(A)에 해당하는 발광 다이오드(21)를 선택적으로 구동시킨다.
한편, 표시 장치가 임펄시브 방식으로 구동되는 경우, 분할되어 있는 복수의 발광 영역(EA)은 표시 패널과 시간적으로 동기화되어 순차적으로 점등될 수 있다.
이러한 표시 장치의 분할 구동은 발광 다이오드(21)의 회로 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이하에서는 도 8을 참고하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 일체형 도광판(30)을 가지는 표시 장치를 설명한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 도 1의 표시 장치를 I-I'선으로 절단한 단면도이고, 도 9는 발명의 제1 실시예의 변형예의 단면도이다.
도 8에 도시되어 있는 표시 장치는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 표시 장치와 같이 도광판(30) 위에 광학 시트(40), 고정 부재(50), 표시 패널(60) 및 탑 프레임(70)을 포함하며, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 8에 도시되어 있는 표시 장치는 바텀 프레임(10) 위에 반사 시트(25) 및 발광 모듈을 포함하며, 반사 시트(25) 및 발광 모듈을 덮는 일체형의 도광판(30)을 포함한다.
바텀 프레임(10)은 금속 재질로 형성될 수도 있으며, 바텀 프레임(10)의 바닥면(11) 위에는 반사 시트(25)와 복수의 발광 모듈이 번갈아가며 형성되어 있다.
각각의 발광 모듈은 모듈 기판(20) 및 각각의 모듈 기판(20) 위에 형성되어 있는 복수의 발광 다이오드(21)를 포함한다.
모듈 기판(20)은 메탈 코어 PCB, FR-4 PCB, 일반 PCB, 플렉시블 기판 또는 세라믹 기판 등으로 이루어지며, 실시 예의 기술적 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.
모듈 기판(20) 내에는 복수의 개구부(23)가 형성되어 있다.
복수의 개구부(23)는 소정 크기를 가지며 모듈 기판(20)의 전면에 불규칙적으로 형성되어 있으며, 모듈 기판(20)을 관통하며 형성되어 있다.
이와 같은 개구부(23)는 발광 다이오드(21)로부터 방출되는 발광열을 외부로 전달하는 방열공으로서 기능한다.
이와 같이, 모듈 기판(20)에 복수의 개구부(23)가 형성되어 있는 경우, 모듈 기판(20) 및 반사 시트(25) 아래에 방열 시트(28)가 형성되어 있다.
이러한 방열 시트(28)는 도 4와 같이 바텀 프레임(10)의 바닥면(11) 전면에 형성될 수 있으며, 모듈 기판(20)의 하부에 바 형으로 형성될 수 있다.
이와 같이 모듈 기판(20)의 전면에 불규칙적인 개구부(23)가 형성됨으로써 모듈 기판(20) 하부에 형성되어 있는 방열 시트(28)로 발광열을 전달하여 도광판(30)의 열화를 방지할 수 있다.
이때, 개구부(23) 내에는 열 전도를 높일 수 있도록 금속성의 방열 물질이 매립될 수 있다.
이와 같이 개구부(23)가 방열 물질로 매립되어 있는 경우, 열의 전달을 대류뿐만 아니라 전도를 통해서 수행할 수 있어 방열에 더욱 효과적이다.
이러한 발광 모듈은 도시된 바와 같이 바 타입으로 복수개가 배치되거나, 바텀 프레임(10)의 전면에 대응되는 크기의 단일 기판으로 형성될 수도 있으며, 단일 기판으로 형성되는 경우에도 전면에 불규칙적인 방열을 위한 개구부(23)가 형성되어 있음은 동일하다.
모듈 기판(20)에 배열되어 있는 복수의 발광 다이오드(21)는 모듈 기판(20)에 대하여 측면으로 빛을 방출하는 측면 발광 타입(side view)으로 도광판(30)의 홈부(31) 내에 배치되어 도광판(30) 홈부(31)의 측면으로 광을 방출한다.
한편, 일체형의 도광판(30)은 면광원을 표시 패널(60)에 제공하는 평편한 상면, 및 복수의 홈부(31)가 형성되어 있는 하면을 포함한다.
홈부(31)는 발광 다이오드(20) 및 모듈 기판(20)을 모두 매립하며, 홈부(31)의 단면은 제1면(31a), 제2면(31b) 및 제1면(31a)과 제2면(31b)이 만나는 교선(31c)으로 이루어지는 에지형(edge type)을 가진다.
제1면(31a)은 도광판(30)의 평면에 대하여 소정 각도로 기울어져 있는 경사면일 수 있으며, 제2면(31b)은 도광판(30)의 평면에 대하여 수직인 면일 수 있다.
제2면(31b)은 발광 다이오드(21)의 빛을 방출하는 측면과 마주하는 입사면이며, 제1면(31a)인 경사면은 입사면인 제2면(31b)으로 입사한 빛을 도광판(30)의 상면으로 가이드한다.
교선(31c)은 홈부(31)의 길이 방향의 길이와 동일하다.
이때, 도광판(30)의 끝단의 홈부(31) 중 발광 다이오드(21)의 빛의 방출 방향과 반대 방향의 끝단에 위치하는 홈부(34)(도 6의 원형 점선)는 단면이 도 2의 층상형을 이루도록 형성될 수 있다.
도광판(30)의 홈부(31)에 수납되어 있는 발광 다이오드(21)는 홈부(31)의 제2면(31b)에 근접하여 배치되어 있으며, 근접한 제2면(31b)으로 빛을 방출한다.
이때, 반사 시트(25)는 홈부(31)의 제1면(31a) 아래에 형성되고, 입광면인 제2면(31b)에는 형성되지 않는다.
이때, 반사 시트(25)는 도 9와 같이 빛을 가이드하는 경사면인 제1면(31a)에 형성될 수 있다. 상기 반사 시트(25)는 도광판(30)의 제1면(31a)와 밀착되어 형성됨으로써 도광판(30) 내에서 난반사되는 빛을 상면으로 반사한다. 이때, 마지막 행의 발광 다이오드(21)에 대한 광 가이드 영역은 기울어진 경사면을 포함하지 않고 도광판(30)의 상면과 같이 평평한 평면을 가지므로, 마지막 행의 발광 다이오드(21)에 대한 반사 시트(25)는 도광판(30)의 평평한 평면의 아래, 즉, 모듈 기판(20)과 이웃하게 형성될 수 있다.
이러한 엣지형의 도광판(30)은 복수의 발광 영역(EA)으로 분할되어 있으며, 각각의 발광 영역의 크기는 해당 발광 영역으로 빛을 조사하는 발광 다이오드(21)의 수효에 따라 정의된다.
이러한 도광판(30)은 발광 영역마다 분리되어 있는 몸체를 가지지 않고, 일체형으로 형성되어 있다. 즉, 도광판(30)은 분할되어 있는 복수의 발광 영역을 포함하고 있으나, 이는 물리적으로 분할되어 있는 것이 아니라 해당 발광 영역에 위치하는 발광 다이오드(21)의 구동에 의한 것이다.
이와 같이, 표시 패널(60)의 한 화면에 대응하는 도광판(30)을 분할하여 구동 하면서 일체형으로 형성하는 경우, 발광 영역마다 물리적으로 분리되어 발생하던 도광판(30) 사이의 암선이 발생하지 않고, 체결 부분이 단순해지므로 슬림한 백라이트 유닛의 제공이 가능하다.
한편, 도 5와 같이, 광가이드 영역과 모듈 기판(20)이 일부 중첩하는 경우, 도 8의 모듈 기판(20)과 광가이드 영역의 중첩하는 부분에 반사성 접착 시트(도시하지 않음)를 더 형성할 수 있다.
이러한 접착 시트는 박막의 형태로, 반사 시트(25)와 동일하게 빛을 반사할 수 있는 물질로 형성됨으로써, 접착성과 반사성을 모두 확보할 수 있다.
즉, 도 8 및 도 9와 같이 에지형의 일체형 도광판(30)을 사용하면서, 모듈 기판(20)위에 반사성의 접착 시트를 이용하여 반사성을 확보하면서, 표시 장치를 슬림하게 형성할 수 있다.
위에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 바텀 프레임,
20: 반사 시트,
30: 도광판,
40: 광학 시트,
50: 지지 부재,
60: 표시 패널,
70: 탑 프레임

Claims (8)

  1. 바닥면과 측벽을 가지는 바텀 프레임,
    복수의 발광 영역을 정의하는 복수의 발광 다이오드를 지지하며, 전면에 복수의 개구부가 불규칙적으로 형성되어 있는 적어도 하나의 모듈 기판 및
    상기 복수의 발광 다이오드을 매립하며, 하나의 화면에 대응되는 복수의 상기 발광 영역에 배치되는 일체형의 도광판을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도광판의 하면에 복수의 홈을 포함하며, 상기 홈의 측면으로 빛이 입사하도록 상기 발광 다이오드 및 상기 모듈 기판이 상기 홈 내에 수용되는 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 개구부는 상기 모듈 기판을 관통하며 형성되어 있는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 바텀 프레임의 바닥면 위에 형성되어 있는 방열시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 개구부를 매립하는 금속 물질을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 도광판의 홈은 상기 발광 다이오드 및 상기 모듈 기판을 매립하는 층상구조를 가지는 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도광판은 상기 홈의 단면이 삼각형의 형상을 가지고, 상기 홈의 한 면을 이루는 광가이드 영역이 상기 도광판의 상면에 대하여 소정의 기울기를 가지며,
    상기 광가이드 영역에 반사 시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은
    하나의 화면을 복수의 표시 영역으로 정의하는 액정 패널에 광을 조사하며, 복수의 발광 다이오드가 정의하는 상기 발광 영역이 상기 액정 패널의 표시 영역에 대응하는 백라이트 유닛.
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