KR20120128032A - 백라이트유닛 - Google Patents

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KR20120128032A
KR20120128032A KR1020110045903A KR20110045903A KR20120128032A KR 20120128032 A KR20120128032 A KR 20120128032A KR 1020110045903 A KR1020110045903 A KR 1020110045903A KR 20110045903 A KR20110045903 A KR 20110045903A KR 20120128032 A KR20120128032 A KR 20120128032A
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KR1020110045903A
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한상대
문원택
이상현
창수진
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는, 인쇄회로기판; 인쇄회로기판의 상부에 상호 이격 배치되어 실장된 발광다이오드들; 및 발광다이오드들을 노출하도록 인쇄회로기판의 상부를 덮는 반사재로 이루어진 하우징을 포함하는 백라이트유닛을 제공한다.

Description

백라이트유닛{Back Light Unit}
본 발명의 실시예는 백라이트유닛에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 사용이 증가하고 있다. 그 중 고해상도를 구현할 수 있고 소형화뿐만 아니라 대형화가 가능한 액정 표시장치가 널리 사용되고 있다.
액정표시장치는 수광형 표시장치로 분류된다. 이러한 액정표시장치는 액정패널의 하부에 위치하는 백라이트유닛으로부터 광원을 제공받아 영상을 표현할 수 있다. 백라이트유닛은 액정패널에 효율적인 광을 제공하기 위해 광원 및 광학필름층 등을 포함할 수 있다. 여기서, 광학필름층은 확산시트, 프리즘시트, 보호시트 등을 포함할 수 있다.
최근 백라이트유닛에 포함된 광원으로는 패키지로 구성되어 단위 광원을 이루는 점광원(Point Light Source)으로써 발광다이오드(이하 LED)가 주로 사용된다. LED는 인쇄회로기판에 실장되어 커버버텀에 부착된다.
LED를 이용한 엣지형 백라이트유닛의 경우 커버버텀의 저면에 설치된 반사판이 하단부의 하우징 역할을 하고 커버버텀을 덮는 가이드패널의 내측에 부착된 반사판이 상단부의 하우징 역할을 하도록 구성된다.
그런데, 위와 같은 구조를 갖는 종래의 엣지형 백라이트유닛은 LED에서 출광되는 빛의 재반사 및 LED 리드에 입사되는 빛의 흡수 등에 의해 일부의 빛이 하우징 구조 내에서 소명하는 문제가 있어 이의 개선이 요구된다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 발광다이오드의 리드 부분에 의한 광 흡수를 차단하여 휘도를 향상시키고 신뢰성 및 휘도의 안정성을 확보할 수 있는 백라이트유닛을 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 인쇄회로기판; 인쇄회로기판의 상부에 상호 이격 배치되어 실장된 발광다이오드들; 및 발광다이오드들을 노출하도록 인쇄회로기판의 상부를 덮는 반사재로 이루어진 하우징을 포함하는 백라이트유닛을 제공한다.
하우징은 인쇄회로기판의 상부를 덮는 제1면, 인쇄회로기판의 양쪽 장 면보다 길게 연장되어 발광다이오드들의 빛이 출광되는 방향으로 구부러지는 제2면 및 제3면을 포함할 수 있다.
발광다이오드들은 인쇄회로기판의 상부에 실장되는 리드 타입일 수 있다.
하우징의 제2면 및 제3면의 형상은 직선형 및 사다리꼴형 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
하우징의 제2면 및 제3면은 상호 대칭 구조를 갖거나 비대칭 구조를 가질 수 있다.
하우징의 제2면 및 제3면은 상호 길이가 다르거나 형상이 다를 수 있다.
하우징의 제1면은 발광다이오드들의 사이를 덮는 제1영역의 형상과 발광다이오드들의 사이를 덮는 영역 이외인 제2영역의 형상이 다를 수 있다.
하우징의 제1영역의 형상은 삼각형, 역삼각형, 유(∪)자형, 뒤집힌 유(∩)자형 및 피라미드형 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
하우징의 내부 또는 외부표면에 형성된 비드를 포함할 수 있다.
하우징은 인쇄회로기판의 상부에 부착된 것일 수 있다.
본 발명의 실시예는, 인쇄회로기판의 상부면을 반사재로 이루어진 하우징으로 덮으므로써 발광다이오드의 리드 부분에 의한 광 흡수를 차단하여 휘도를 향상시키고 열에 의해 하우징이 밀리거나 수축하지 않으므로 신뢰성 및 휘도의 안정성을 확보할 수 있는 백라이트유닛을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트유닛은 반사재로 이루어진 하우징을 이용함으로써 입광부의 빛샘 및 휘도 저하를 방지할 수 있고, 발광다이오드의 빛에 의한 외관상의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛의 일부 단면도.
도 2는 인쇄회로기판과 하우징의 사시도.
도 3은 인쇄회로기판의 상부에 실장된 발광다이오들의 측면도 및 정면도.
도 4는 대칭구조를 갖는 하우징 구조를 나타낸 도면.
도 5는 비대칭구조를 갖는 하우징 구조를 나타낸 도면.
도 6 내지 도 8은 하우징의 제1면의 형상에 대한 다양한 실시예를 나타낸 도면.
도 9는 액정표시장치의 일부 단면도.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛의 일부 단면도이고, 도 2는 인쇄회로기판과 하우징의 사시도이며, 도 3은 인쇄회로기판의 상부에 실장된 발광다이오들의 측면도 및 정면도이다.
도 1 내지 도 3과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛에는 커버버텀(110), 인쇄회로기판(120), 발광다이오드들(130), 하우징(140), 반사판(150), 도광판(160) 및 가이드패널(170)이 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛은 발광다이오드들(130)이 일측에 배치되는 엣지형(edge type) 백라이트유닛이나 발광다이오드들(130)이 일측과 타측에 배치되는 듀얼형(dual type) 백라이트유닛에 적용된다.
커버버텀(110)은 백라이트유닛에 포함된 인쇄회로기판(120), 하우징(140), 반사판(150) 및 도광판(160)과 같은 구성물을 수납하는 역할을 한다.
인쇄회로기판(120)은 표면에 실장된 발광다이오드들(130)에 전기적인 신호를 전달하는 역할을 한다. 인쇄회로기판(120)은 직선형의 바(Bar) 형태로 형성되며 커버버텀(110)의 측면에 부착된다. 인쇄회로기판(120)은 표면에 실장된 발광다이오드들(130)에 의해 발생하는 열을 효율적으로 방출하기 위해 써멀패드(Thermal pad)와 같은 접착성 재료에 의해 커버버텀(110)의 측면에 부착될 수 있다.
발광다이오드들(130)은 인쇄회로기판(120)의 상부 표면에 상호 이격 배치되어 실장된다. 발광다이오드들(130)은 표면실장기술방식(SMT)의 리드 타입(Lead type)으로 인쇄회로기판(120)의 상부 표면에 실장된다.
하우징(140)은 발광다이오드들(130)을 노출하는 개구부를 갖도록 인쇄회로기판(120)의 상부를 덮는 반사재로 이루어진다. 하우징(140)에 형성된 개구부의 형상은 발광다이오드들(130)의 형상과 배치 간격에 대응된다.
하우징(140)은 인쇄회로기판(120)의 상부를 덮는 제1면(141), 인쇄회로기판(120)의 양쪽 장 면보다 길게 연장되어 발광다이오드들(130)의 빛이 출광되는 방향으로 구부러지는 제2면(142) 및 제3면(143)을 포함한다.
하우징(140)은 반사재로 이루어지므로 발광다이오드들(130)로부터 생성되는 빛을 안정된 광경로로 출광하는 역할을 한다. 또한, 하우징(140)의 제1면(141)이 인쇄회로기판(120)의 상부를 덮도록 형성되므로 발광다이오드들(130)의 리드들(135)에 의해 흡수되는 빛을 다시 도광판(160)으로 입사되도록 하는 역할을 한다. 따라서, 하우징(140)은 발광다이오드들(130)의 리드들(135)에 반사 및 흡수되는 빛을 도광판(160)으로 입사되도록 하여 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.
하우징(140)의 반사재는 반사 특성이 우수한 재질로 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 폴리페놀(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)을 포함하는 무기계열 및 비소(As), 은(Ag) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 금속계열 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
하우징(140)의 두께는 0.05 ㎛ ~ 1 ㎜의 범위로 형성될 수 있으며 앞서 설명된 재질로 단층 또는 복층 구조로 형성될 수 있다. 그리고 하우징(140)의 제2 및 제3면(142, 143)의 길이는 발광다이오드들(130)과 도광판(160)의 광학적 갭(Optical gap)의 최대까지 형성할 수 있다.
하우징(140)은 인쇄회로기판(120)의 상부에 점착제 또는 접착제에 의해 부착된다. 하우징(140)을 인쇄회로기판(120)에 부착하는 점착제 또는 접착제는 아크릴계, 실리콘계, 고무계 등 접착성을 갖는 재료면 가능하다.
반사판(150)은 도광판(160)으로 입사된 빛을 도광판(160)의 상부 방향으로 반사시키는 역할을 한다. 반사판(150)은 얇은 시트 형태로 선택되어 도광판(160)의 하부에 위치하도록 커버버텀(110)의 저면에 설치된다.
도광판(160)은 발광다이오드들(130)로부터 생성되는 점광원의 빛을 면광원의 빛으로 변환하는 역할을 한다. 도광판(160)은 수지 계열의 투명한 재질로 이루어질 수 있으며 구조에 따라 빛이 입사되는 입광면과 반사판(150)과 마주보는 저면에 다양한 형상의 패턴이 형성될 수 있다.
가이드패널(170)은 커버버텀(110)에 의해 수납되는 구성물들의 일부를 덮고 상부면에 액정패널이 안착되도록 커버버텀(110)과 결합 된다. 이러한 가이드패널(170)의 경우 구조에 따라서는 생략될 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛에 포함된 하우징에 대해 더욱 자세히 설명한다.
도 4는 대칭구조를 갖는 하우징 구조를 나타낸 도면이며, 도 5는 비대칭구조를 갖는 하우징 구조를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛에 포함된 하우징(140)은 대칭구조를 갖는 하우징 구조(도 4)와 비대칭구조를 갖는 하우징 구조(도 5)로 형성된다. 하우징(140)의 제2면(142) 및 제3면(143)의 형상은 직선형 및 사다리꼴형 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진다.
도 4의 (a)에 도시된 하우징(140)은 제2면(142) 및 제3면(143)의 형상이 직선형이고 대칭구조를 갖는다. 도 4의 (b)에 도시된 하우징(140)은 제2면(142) 및 제3면(143)의 형상이 사다리꼴형이고 대칭구조를 갖는다. 따라서, 도 4의 하우징(140)은 제2면(142) 및 제3면(143)의 길이와 형상이 동일한 대칭구조를 갖도록 형성된다.
도 5의 (a)에 도시된 하우징(140)은 제2면(142) 및 제3면(143)의 형상이 직선형이고 비대칭구조를 갖는다. 여기서, 하우징(140)의 제2면(142)의 길이는 제3면(143)의 길이보다 길게 형성된다. 이와 반대로 제3면(143)의 길이는 제2면(142)의 길이보다 길게 형성될 수도 있다. 따라서, 도 5의 (a)의 하우징(140)은 제2면(142) 및 제3면(143)의 형상은 동일하나 길이가 다른 형태의 비대칭구조를 갖도록 형성된다.
도 5의 (b)에 도시된 하우징(140)은 제2면(142)의 형상이 직선형인 반면 제3면(143)의 형상은 사다리꼴형으로 비대칭구조를 갖는다. 여기서, 하우징(140)의 제2면(142)의 길이와 제3면(143)의 길이는 동일하게 형성되나 제2면(142)의 형상과 제3면(143)의 형상이 다르게 형성된다. 따라서, 도 5의 (b)의 하우징(140)은 제2면(142) 및 제3면(143)의 길이는 동일하나 형상이 다른 형태의 비대칭구조를 갖도록 형성된다.
도 5의 (c)에 도시된 하우징(140)은 제2면(142) 및 제3면(143)의 형상이 직선형이나 이들이 배치된 영역이 일측과 타측으로 치우친 형태로 비대칭구조를 갖는다. 여기서, 하우징(140)의 제2면(142)의 길이와 제3면(143)의 길이는 동일하게 형성되나 배치된 영역이 다르게 형성된다. 따라서, 따라서, 도 5의 (c)의 하우징(140)은 제2면(142) 및 제3면(143)의 길이는 동일하나 배치된 위치가 상하로 다른 형태의 비대칭구조를 갖도록 형성된다.
도 6 내지 도 8은 하우징의 제1면의 형상에 대한 다양한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8과 같이, 하우징(140)의 제1면(141)은 발광다이오드들(130)의 사이를 덮는 제1영역(A1)의 형상과 발광다이오드들(130)의 사이를 덮는 영역 이외인 제2영역(A2)의 형상이 다르다.
하우징(140)의 제1영역(A1)의 형상은 삼각형, 역삼각형, 유(∪)자형, 뒤집힌 유(∩)자형 및 피라미드형 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
도 6과 같이, 하우징(140)의 제1영역(A1)의 형상은 발광다이오드들(130) 보다 돌출되고 어느 한 방향에서 단면의 형상이 오각형을 나타내고 정면의 형상이 꼭지점을 갖는 피라미드형 또는 피라미드형과 유사한 형상을 갖는다. 이와 더불어, 하우징(140)의 제1영역(A1)의 형상은 도 6의 정면도에 도시된 바와 같이 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 7과 같이, 하우징(140)의 제1영역(A1)의 형상은 발광다이오드들(130) 대비 함몰되고 어느 한 방향에서 단면의 형상이 V자를 이루는 두 개의 삼각형을 나타내고 정면의 형상이 수직방향 또는 수평방향으로 함몰된 지점을 갖는 삼각형 형상을 갖는다. 이와 더불어, 하우징(140)의 제1영역(A1)의 형상은 도 7의 정면도에 도시된 바와 같이 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 8과 같이, 하우징(140)의 제1영역(A1)의 형상은 발광다이오드들(130) 보다 돌출되고 어느 한 방향에서 단면의 형상이 둥근 유(∩)자형을 나타내고 정면의 형상이 밋밋한 형상을 갖는다. 이와 더불어, 하우징(140)의 제1영역(A1)의 형상은 도 8의 정면도에 도시된 바와 같이 다양한 형상을 가질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같은 하우징(140)은 발광다이오드들(130)로부터 생성된 빛을 반사할 때, 열적 신뢰성 및 광학적 특성을 향상시키기 위한 비드가 포함될 수도 있다. 비드는 하우징(140)의 내부에 형성되는 비드 삽입형 또는 외부표면에 형성되는 비드 코팅형으로 선택된다.
비드의 재질은 폴리메틸메타크릴라트(PMMA), 폴리부틸메타크릴라트(PBMA), 우레탄, 나일론, 폴리아크릴오니트릴(PAN), 실리콘(Si)계열 등이 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 비드 삽입형의 경우, 비드의 크기는 5 ㎛ ~ 100 ㎛의 범위까지 선택될 수 있다. 그리고 비드 코팅형의 경우, 비드의 코팅 두께는 3 ㎛ ~ 100 ㎛의 범위까지 선택될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛을 이용한 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 9는 액정표시장치의 일부 단면도이다.
도 9와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트유닛을 이용한 액정표시장치에는 커버버텀(110), 인쇄회로기판(120), 발광다이오드들(130), 하우징(140), 반사판(150), 도광판(160) 및 가이드패널(170), 광학부재들(180), 액정패널(190) 및 편광판들(191, 192)이 포함된다.
액정패널(190)은 영상을 표시하는 역할을 한다. 액정패널(160)에는 박막 트랜지스터 어레이 기판(190a)과 컬러필터 기판(190b) 사이에 형성된 액정층을 포함하는 서브 픽셀들이 포함된다. 박막 트랜지스터 어레이 기판(190a)과 컬러필터 기판(190b)에는 게이트라인으로부터 공급된 게이트신호에 의해 구동하는 스위칭 트랜지스터와, 스위칭 트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 데이터라인으로부터 공급된 데이터전압을 저장하는 스토리지 커패시터와, 스위칭 트랜지스터로부터 픽셀전압을 제공받는 픽셀전극과, 공통전압라인으로부터 공통전압을 공급받는 공통전극과, 픽셀전극과 공통전극에 의해 형성된 전계에 의해 구동하는 액정과, 액정의 구동에 의해 출사된 광을 적색, 녹색 및 청색 등으로 변환하는 컬러필터와, 컬러필터 간의 혼색을 방지하는 블랙매트릭스 등이 포함된다. 액정패널(190)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드 등으로 동작하도록 구현된다.
액정패널(190)을 구성하는 박막 트랜지스터 어레이 기판(190a)과 컬러필터 기판(190b)에는 백라이트유닛(110, 120, 130, 140, 150, 160)을 통해 입사된 광의 편광 특성을 변환하는 하부편광판(191)과 상부편광판(192)이 각각 부착된다.
백라이트유닛(110, 120, 130, 140, 150, 160, 180)은 액정패널(190)에 광을 제공하는 역할을 한다. 백라이트유닛(110, 120, 130, 140, 150, 160, 180)에는 커버버텀(110), 인쇄회로기판(120), 발광다이오드들(130), 하우징(140), 반사판(150), 도광판(160) 및 광학부재들(180)이 포함된다.
백라이트유닛(110, 120, 130, 140, 150, 160, 180)에 포함된 하우징(140)은 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 바와 같은 구조 중 하나로 선택되므로 발광다이오드들(130)의 리드들(135)에 반사 및 흡수되는 빛을 도광판(160)으로 입사되도록 하여 휘도를 향상시킬 수 있게 된다
광학부재들(180)은 도광판(160)을 통해 출사된 광의 효율을 증가시키는 역할을 한다. 광학부재들(180)에는 확산시트, 프리즘시트(또는 렌즈시트), 보호시트 등과 같은 시트층이 포함된다.
이상 본 발명은 인쇄회로기판의 상부면을 반사재로 이루어진 하우징으로 덮으므로써 발광다이오드의 리드 부분에 의한 광 흡수를 차단하여 휘도를 향상시키고 열에 의해 하우징이 밀리거나 수축하지 않으므로 신뢰성 및 휘도의 안정성을 확보할 수 있는 백라이트유닛을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트유닛은 반사재로 이루어진 하우징을 이용함으로써 입광부의 빛샘 및 휘도 저하를 방지할 수 있고, 발광다이오드의 빛에 의한 외관상의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 커버버텀 120: 인쇄회로기판
130: 발광다이오드들 140: 하우징
150: 반사판 160: 도광판
170: 가이드패널

Claims (10)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 상부에 상호 이격 배치되어 실장된 발광다이오드들; 및
    상기 발광다이오드들을 노출하도록 상기 인쇄회로기판의 상부를 덮는 반사재로 이루어진 하우징을 포함하는 백라이트유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 인쇄회로기판의 상부를 덮는 제1면, 상기 인쇄회로기판의 양쪽 장 면보다 길게 연장되어 상기 발광다이오드들의 빛이 출광되는 방향으로 구부러지는 제2면 및 제3면을 포함하는 백라이트유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드들은 상기 인쇄회로기판의 상부에 실장되는 리드 타입인 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 제2면 및 제3면의 형상은 직선형 및 사다리꼴형 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 제2면 및 제3면은 상호 대칭 구조를 갖거나 비대칭 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 제2면 및 제3면은 상호 길이가 다르거나 형상이 다른 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 제1면은 상기 발광다이오드들의 사이를 덮는 제1영역의 형상과 상기 발광다이오드들의 사이를 덮는 영역 이외인 제2영역의 형상이 다른 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하우징의 제1영역의 형상은 삼각형, 역삼각형, 유(∪)자형, 뒤집힌 유(∩)자형 및 피라미드형 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내부 또는 외부표면에 형성된 비드를 포함하는 백라이트유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 인쇄회로기판의 상부에 부착된 것을 특징으로 하는 백라이트유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105334663A (zh) * 2015-11-16 2016-02-17 合一智能科技（深圳）有限公司 一种具有保护罩的侧入式背光模组
KR20160146392A (ko) * 2015-06-12 2016-12-21 엘지전자 주식회사 광원모듈 및 이를 포함하는 면광원 장치

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