KR20120134828A - 백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것으로, 제 1 리플렉터(reflector)와, 제 2 리플렉터와, 제 1, 제 2 리플렉터 사이에 배치되는 적어도 하나의 광원(light source)을 포함하고, 제 2 리플렉터는 정반사영역(specular reflection area)과 난반사영역(diffuse reflection area)을 포함하며, 난반사영역은 입사광을 램버시안 분포(lambertian distribution) 및 가우시안 분포(guassian distribution) 중 적어도 어느 하나로 반사하고, 난반사영역의 모든 지점(point)은, 각 지점으로 입사되는 광의 입사각이 각 지점을 지나는 법선을 기준으로 적어도 55도 이상일 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치{backlight unit and display apparatus using the same}
실시예는 백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 대표적인 대형 디스플레이 장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등이 있다.
자발광 방식의 PDP와는 다르게 LCD는 자체적인 발광소자의 부재로 인해 별도의 백라이트 유닛이 필수적이다.
LCD에 사용되는 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 엣지(edge) 방식의 백라이트 유닛과 직하 방식의 백라이트 유닛으로 구분되는데, 엣지 방식은 LCD 패널의 좌우 측면 또는 상하 측면에 광원을 배치하고 도광판을 이용하여 빛을 전면에 고르게 분산시키므로 빛의 균일성이 좋고 패널 두께의 초박형화가 가능하다.
직하 방식은 보통 20인치 이상의 디스플레이에 사용되는 기술로써, 패널 하부에 광원을 복수 개로 배치하므로 엣지 방식에 비해 광효율이 우수한 장점이 있어 고휘도를 요구하는 대형 디스플레이에 주로 사용된다.
기존 엣지 방식이나 직하 방식의 백라이트 유닛의 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 이용하였다.
그러나, CCFL을 이용한 백라이트 유닛은 항상 CCFL에 전원이 인가되므로 상당량의 전력이 소모되며, CRT에 비해 약 70% 수준의 색 재현율, 수은이 첨가됨에 따른 환경 오염 문제들이 단점으로 지적되고 있다.
상기 문제점을 해소하기 위한 대체품으로 현재 LED(Light Emitting diode)를 이용한 백라이트 유닛에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
LED를 백라이트 유닛으로 사용하는 경우, LED 어레이의 부분적인 온/오프가 가능하여 소모전력을 획기적으로 줄일 수 있으며, RGB LED의 경우, NTSC (National Television System Committee) 색 재현 범위 사양의 100%를 상회하여 보다 생생한 화질을 소비자에게 제공할 수 있다.
또한, 반도체 공정으로 제작되는 LED는 환경에 무해한 것이 특징이다.
현재 상기와 같은 장점을 가진 LED를 채용한 LCD제품들이 속속들이 출시되고 있으나, 기존 CCFL 광원과 구동 메커니즘이 상이하므로, 구동 드라이버, PCB 기판 등이 고가이다.
따라서, LED 백라이트 유닛은 아직 고가의 LCD 제품에만 적용되고 있다.
실시예는 정반사 영역과 난반사 영역을 갖는 리플렉터를 이용하여, 에어 가이드(air guide)를 갖는 백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
실시예는 제 1 리플렉터(reflector)와, 제 2 리플렉터와, 제 1, 제 2 리플렉터 사이에 배치되는 적어도 하나의 광원(light source)을 포함하고, 제 2 리플렉터는 정반사영역(specular reflection area)과 난반사영역(diffuse reflection area)을 포함하며, 난반사영역은 입사광을 램버시안 분포(lambertian distribution) 및 가우시안 분포(guassian distribution) 중 적어도 어느 하나로 반사하고, 난반사영역의 모든 지점(point)은, 각 지점으로 입사되는 광의 입사각이 각 지점을 지나는 법선을 기준으로 적어도 55도 이상일 수 있다.
여기서, 난반사영역은 제 2 리플렉터의 전체 영역 중 50 - 95%를 차지할 수 있다.
또는, 난반사영역은 제 2 리플렉터의 전체 영역 중 70 - 80%를 차지할 수도 있다.
이어, 제 2 리플렉터의 정반사영역과 난반사영역의 면적 비율은 1 : 1 - 20일 수 있다.
다음, 난반사영역은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 1 층과, 제 1 층 위에 형성되고, TiO2 및 SiO2 중 적어도 어느 한 입자들로 이루어진 제 2 층을 포함할 수도 있다.
그리고, 난반사영역과 광원 사이의 거리는 정반사영역과 광원 사이의 거리보다 더 멀 수 있다.
또한, 정반사영역은 제 1 리플렉터와 중첩될 수 있다.
이어, 제 2 리플렉터는 적어도 하나의 경사면(inclined surface)과 적어도 하나의 평면(flat surface)을 포함하고, 제 2 리플렉터의 평면은 제 1 리플렉터와 평행한 면일 수 있다.
또는, 제 2 리플렉터는 적어도 하나의 변곡점을 갖는 적어도 2개 경사면을 포함하고, 변곡점을 중심으로 인접하는 제 1, 제 2 경사면의 곡률은 서로 다를 수 있다.
다음, 제 2 리플렉터로부터 일정 간격으로 공간을 두고 배치되는 광학 부재(optical member)를 더 포함하고, 제 2 리플렉터와 상기 광학 부재 사이의 공간에는 에어 가이드가 형성될 수도 있다.
다른 실시예는, 제 1 리플렉터(reflector)와, 제 2 리플렉터와, 제 1, 제 2 리플렉터 사이에 배치되는 적어도 하나의 광원(light source)을 포함하고, 제 2 리플렉터는 정반사영역(specular reflection area)과 제 1, 제 2 난반사영역(diffuse reflection area)들을 포함하며, 제 1, 제 2 난반사영역들은 입사광을 램버시안 분포(lambertian distribution) 및 가우시안 분포(guassian distribution) 중 적어도 어느 하나로 반사하고, 제 1 난반사영역의 모든 지점(point)은, 각 지점으로 입사되는 광의 입사각이 각 지점을 지나는 법선을 기준으로 적어도 55도 이상이며, 제 2 난반사영역의 모든 지점(point)은, 각 지점으로 입사되는 광의 입사각이 각 지점을 지나는 법선을 기준으로 적어도 60도 이상일 수 있다.
여기서, 제 1 난반사영역은 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많고, 제 2 난반사영역은 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 램버시안 분포로 반사하는 광량이 더 많을 수 있다.
그리고, 제 1 난반사영역과 제 2 난반사영역의 면적 비율은 1 : 1 - 5일 수 있다.
이어, 정반사영역과 제 1 난반사영역의 면적 비율은 1 : 1 - 4일 수도 있다.
다음, 정반사영역과 제 2 난반사영역의 면적 비율은 1 : 1 - 20일 수 있다.
또한, 제 1 난반사영역은 정반사영역과 제 2 난반사영역 사이에 위치할 수 있다.
그리고, 정반사영역과 광원 사이의 거리는 제 1 난반사영역과 광원 사이의 거리보다 더 가깝고, 제 1 난반사영역과 광원 사이의 거리는 제 2 난반사영역과 광원 사이의 거리보다 더 가까울 수 있다.
이어, 제 1, 제 2 난반사영역은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 1 층과, 제 1 층 위에 형성되고, TiO2 및 SiO2 중 적어도 어느 한 입자들로 이루어진 제 2 층을 포함하고, 제 1 난반사영역에 포함되는 입자량은 제 2 난반사영역에 포함되는 입자량보다 더 적을 수 있다.
실시예들은 정반사영역(specular reflection area)과 난반사영역(diffuse reflection area)을 갖도록 에어 가이드용 리플렉터를 형성함으로써, 무게가 가볍고, 제작단가가 저렴하며, 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
따라서, 백라이트 유닛의 경제성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면
도 2는 광의 정반사 특성과 난반사 특성을 설명하기 위한 도면
도 3은 도 1a의 난반사영역에서 반사되는 광의 분포를 보여주는 도면
도 4는 제 2 리플렉터의 난반사영역의 구성을 보여주는 단면도
도 5는 난반사영역의 광반사 특성을 보여주는 그래프
도 6a 및 도 6b는 제 2 리플렉터의 정반사영역에 중첩되는 제 1 리플렉터를 보여주는 도면
도 7a 내지 도 7c는 경사면과 평면을 포함하는 제 2 리플렉터를 보여주는 도면
도 8a 내지 도 8c는 다수의 경사면을 포함하는 제 2 리플렉터를 보여주는 도면
도 9는 단일층 구조의 제 2 리플렉터를 보여주는 단면도
도 10는 이중층 구조의 제 2 리플렉터를 보여주는 단면도
도 11a 및 도 11b는 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면
도 12a는 제 1 난반사영역의 광반사 특성을 보여주는 그래프
도 12b는 제 2 난반사영역의 광반사 특성을 보여주는 그래프
도 13은 2 에지 타입(two edge type)의 제 2 리플렉터를 보여주는 도면
도 14 및 도 15는 4 에지 타입(four edge type)의 제 2 리플렉터를 보여주는 도면
도 16은 광학 부재를 포함하는 백라이트 유닛을 보여주는 도면
도 17는 광학 부재의 형상을 일예로 보여주는 도면
도 18는 제 2 리플렉터의 하부면에 형성된 보강 리브를 보여주는 도면
도 19은 제 2 리플렉터의 상부면에 형성된 지지핀을 보여주는 도면
도 20은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 모듈을 보여주는 도면
도 21 및 도 22는 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면
이하 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1a는 단면도이고, 도 1b는 상면 사시도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 적어도 하나의 광원(110)을 포함하는 광원 모듈(100), 제 1 리플렉터(reflector)(200) 및 제 2 리플렉터(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 광원(110)을 포함하는 광원 모듈(100)은 제 1 리플렉터(200)와 제 2 리플렉터(300) 사이에 위치하고, 제 1 리플렉터(200) 또는 제 2 리플렉터(300)에 인접하여 배치될 수 있다.
경우에 따라, 광원 모듈(100)은 제 1 리플렉터(200)에 접촉됨과 동시에 제 2 리플렉터(300)로부터 일정간격 떨어져 배치될 수 있거나, 또는 제 2 리플렉터(300)에 접촉됨과 동시에 제 1 리플렉터(200)로부터 일정간격 떨어져 배치될 수 있다.
또는, 광원 모듈(100)은 제 1 리플렉터(200)와 제 2 리플렉터(300)로부터 일정간격 떨어져 배치될 수 있거나, 또는 제 1 리플렉터(200)와 제 2 리플렉터(300)에 동시에 접촉될 수도 있다.
그리고, 광원 모듈(100)은 전극 패턴을 갖는 회로기판 및 광을 생성하는 발광 소자를 포함할 수 있다.
이때, 회로기판은 적어도 하나의 발광 소자가 실장될 수 있으며, 전원을 공급하는 어댑터와 발광 소자을 연결하기 위한 전극 패턴이 형성되어 있을 수 있다.
예를 들어, 회로기판의 상면에는 발광 소자와 어댑터를 연결하기 위한 탄소나노튜브 전극 패턴이 형성될 수 있다.
이러한 회로기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 유리, 폴리카보네이트(PC) 또는 실리콘(Si) 등으로 이루어져 복수의 광원들(100)이 실장되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수 있으며, 필름 형태로 형성될 수 있다.
또한, 기판은 단층 PCB, 다층 PCB, 세라믹 기판, 메탈 코아 PCB 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
한편, 발광 소자는 발광 다이오드 칩(LED chip)일 수 있으며, 발광 다이오드 칩은 블루 LED 칩 또는 자외선 LED 칩으로 구성되거나 또는 레드 LED 칩, 그린 LED 칩, 블루 LED 칩, 엘로우 그린(Yellow green) LED 칩, 화이트 LED 칩, UV LED 칩 중에서 적어도 하나 또는 그 이상을 조합한 패키지 형태로 구성될 수도 있다.
그리고, 화이트 LED는 블루 LED 상에 옐로우 인광(Yellow phosphor)을 결합하거나, 블루 LED 상에 레드 인광(Red phosphor)과 그린 인광(Green phosphor)를 동시에 사용하여 구현할 수 있고, 블루 LED 상에 옐로우 인광(Yellow phosphor), 레드 인광(Red phosphor) 및 그린 인광(Green phosphor)를 동시에 사용하여 구현할 수도 있다.
다음, 제 1 리플렉터(200)와 제 2 리플렉터(300) 사이의 빈 공간에는 기존에 사용하던 도광판 없이 에어 가이드(air guide)을 갖도록, 제 1 리플렉터(200)와 제 2 리플렉터(300)는 일정 간격 떨어져 서로 마주볼 수 있다.
그리고, 제 1 리플렉터(200)는 반사 코팅 필름 및 반사 코팅 물질층 중 어느 하나로 형성되어, 광원 모듈(100)로부터 생성된 광을 제 2 리플렉터(300) 방향으로 반사시키는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제 1 리플렉터(200)의 표면 중 광원 모듈(100)에 마주보는 표면 위에는 톱니형태의 반사 패턴이 형성되고, 반사 패턴의 표면은 평면 또는 곡면일 수도 있다.
제 1 리플렉터(200)의 표면에 반사 패턴을 형성하는 이유는 광원 모듈에서 생성된 광을 제 2 리플렉터(300)의 중앙영역으로 반사시킴으로써, 백라이트 유닛의 중앙영역에 휘도를 증가시키기 위함이다.
다음, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(specular reflection area)(300a)과 난반사영역(diffuse reflection area)(300b)을 포함한다.
여기서, 정반사영역(300a)은 입사되는 광을 정반사하는 역할을 수행하고, 난반사영역(300b)는 입사되는 광을 난반사하는 역할을 수행할 수 있으며, 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)의 광 반사율은 약 50 - 99.99%일 수 있다.
그리고, 난반사영역(300b)은 입사되는 광을 램버시안 분포(lambertian distribution) 및 가우시안 분포(guassian distribution) 중 적어도 어느 하나로 반사할 수 있다.
여기서, 난반사영역(300b)의 모든 지점(point)은, 각 지점으로 입사되는 광의 입사각이 각 지점을 지나는 법선으로부터 적어도 55도 이상일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많을 수도 있고, 또는 램버시안 분포로 반사하는 광량이 더 많을 수도 있다.
예를 들면, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에는 정반사 특성을 갖는 반사시트를 배치하고, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)에는 난반사 특성을 갖는 반사시트를 배치할 수 있다.
즉, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)에는 램버시안 분포 및 가우시안 분포로 반사하는 난반사 특성들을 갖는 반사시트를 배치할 수 있다.
여기서, 난반사영역(300b)에 배치되는 반사시트는 입사하는 광의 입사각이 법선으로부터 약 55도 이상일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많이 나타나는 난반사 특성을 가질 수 있다.
경우에 따라, 난반사영역(300b)에 배치되는 반사시트는 입사하는 광의 입사각이 법선으로부터 약 60도 이상일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많이 나타나는 난반사 특성을 가질 수도 있다.
도 2는 광의 정반사 특성과 난반사 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광은 리플렉터(reflector)의 표면 특성에 따라서, 정반사(specular reflection)와 난반사(diffuse reflection)될 수 있다.
그리고, 난반사는 가우시안 반사(guassian reflection), 램버시안 반사(lambertian reflection), 및 혼합 반사(mixed reflection)를 포함할 수 있다.
일반적으로, 정반사는 광이 리플렉터의 어느 한 지점(point)에 입사할 때, 해당 지점을 지나는 법선과 입사광의 광축 사이의 각도와 법선과 반사광의 광축 사이의 각도가 동일한 반사를 의미한다.
그리고, 가우시안 반사는 리플렉터 표면의 각에 따른 반사광의 세기가 법선과 반사광의 방향 사이의 각이 가우시안 함수값으로 변하는 반사를 의미한다.
이어, 램버시안 반사는 리플렉터 표면의 각에 따른 반사광의 세기가 법선과 반사광의 방향 사이의 각이 코사인 함수값으로 변하는 반사를 의미한다.
다음, 혼합 반사는 정반사, 가우시안 반사, 및 램버시안 반사 중 적어도 하나 이상이 혼합된 반사를 의미한다.
따라서, 본 실시예에서는 제 2 리플렉터(300)의 표면 특성을 조절함으로써, 광의 반사 특성을 제어할 수 있다.
도 3은 도 1a의 난반사영역에서 반사되는 광의 분포를 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에서, 입사광이 제 1 지점으로 입사할 때, 입사광의 광축과 제 1 지점을 지나는 법선 사이의 각도 θ1은 제 1 지점으로부터 반사되는 반사광의 광축과 법선 사이의 각도 θ2와 동일할 수 있다.
그리고, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)에서, 입사광이 제 2 지점으로 입사할 때, 제 2 지점으로부터 반사되는 반사광은 램버시안 분포(lambertian distribution) 및 가우시안 분포(guassian distribution)로 반사할 수 있다.
여기서, 제 2 지점으로 입사하는 입사광의 광축과 제 2 지점을 지나는 법선 사이의 각도 θ가 약 55도 이상일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많을 수 있다.
경우에 따라서는 제 2 지점으로 입사하는 입사광의 광축과 제 2 지점을 지나는 법선 사이의 각도 θ가 약 60도 이상일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많을 수도 있다.
이와 같이, 광반사 특성을 갖도록 제 2 리플렉터(300)를 제작하는 이유는 광원(110)에 인접한 영역과 광원(110)으로부터 멀리 떨어진 영역과의 휘도 차이를 줄이기 위함이다.
즉, 광원(110)에 인접한 정반사영역(300a)은 광을 정반사하여 휘도가 약한 백라이트의 중앙영역으로 보내는 역할을 수행하고, 광원(110)으로부터 멀리 떨어진 난반사영역(300b)은 광을 난반사하여 약한 휘도를 보상할 수 있다.
따라서, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)의 광반사 특성을 적절하게 조절함으로써, 전체적으로 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
여기서, 제 2 리플렉터(300)는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 이산화 티타늄(TiO2) 등과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성될 수 있는데, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)에 형성되는 물질이 서로 다를 수도 있고, 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)의 표면 거칠기가 서로 다를 수도 있다.
즉, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)은 동일한 물질로 형성됨과 동시에, 표면 거칠기가 서로 다를 수 있다.
또는, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)은 서로 다른 물질로 형성됨과 동시에, 표면 거칠기가 서로 다를 수 있다.
예를 들면, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 1 층과, 제 1 층 위에 형성되고 TiO2 및 SiO2 중 적어도 어느 한 입자들로 이루어진 제 2 층을 포함할 수도 있다.
도 4는 제 2 리플렉터의 난반사영역의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 리플렉터의 난반사영역은 제 1 층(302)과 제 2 층(304)이 적층된 구조일 수 있다.
여기서, 제 1 층(302)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어지고, 제 2 층(304)은 TiO2 및 SiO2 중 적어도 어느 한 입자(304a)들로 이루어질 수 있다.
제 2 층(304)의 입자(304a)는 크기가 서로 동일할 수도 있고, 크기가 서로 다를 수도 있다.
이때, 제 2 층(304)의 입자(304a)는 제 1 층(302)의 전체 면적 중 약 20 - 90%를 차지할 수 있다.
또한, 입자(304a)의 크기는 약 5 - 50um 일 수 있다.
그리고, 제 2 층(304) 위에 보호층이 추가적으로 더 형성될 수도 있다.
이와 같이, 제 2 리플렉터는 난반사영역의 제 2 층(304)에 포함되는 입자량을 조절함으로써, 난반사영역(300b)의 광반사 특성을 제어할 수 있다.
도 5는 난반사영역의 광반사 특성을 보여주는 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 난반사영역으로 입사하는 광의 입사각이 법선으로부터 약 57.5도 일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량의 비가 5:5로 나타남을 알 수 있다.
여기서, 제 2 리플렉터의 난반사영역에 포함되는 TiO2 및 SiO2 중 적어도 어느 한 물질의 입자량이 난반사영역의 전체 면적 중 약 50% 일 때, 광의 입사각에 따른 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량은 하기 표 1과 같다.
입사각(°) 램버시안 분포 광량(%) 가우시안 분포 광량(%)
0 91 9
10 92 8
20 90 10
30 86 14
40 78 22
50 65 35
60 45 55
70 17 83
따라서, 상기 표 1과 같이, 본 실시예는 난반사영역의 광반사 특성을 제어함으로써, 광의 입사각에 따라, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 램버시안 분포로 반사하는 광량보다 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많은 난반사영역을 제작할 수도 있고, 또는 가우시안 분포로 반사하는 광량보다 램버시안 분포로 반사하는 광량이 더 많은 난반사영역을 제작할 수도 있다.
한편, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)은 제 2 리플렉터(300)의 전체 영역 중 약 50 - 95%를 차지할 수 있다.
경우에 따라, 난반사영역(300b)은 제 2 리플렉터(300)의 전체 영역 중 약 70 - 80%를 차지할 수도 있다.
또한, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)의 면적 비율은 1 : 1 - 20일 수도 있다.
이와 같이, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)의 면적 비율을 정하는 이유는, 광원(110)에 인접한 영역과 광원(110)으로부터 멀리 떨어진 영역과의 휘도 차이를 줄이기 위함이다.
즉, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)의 면적 비율을 적절하게 조절함으로써, 전체적으로 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
그리고, 도 1a에 도시된 바와 같이, 정반사영역(300a)은 광원(110)에 인접하여 배치되고, 난반사영역(300b)은 광원(110)으로 떨어져 배치될 수 있다.
즉, 난반사영역(300b)과 광원(110) 사이의 거리는 정반사영역(300a)과 광원(110) 사이의 거리보다 더 멀 수 있다.
이어, 광원(110) 및 제 1 리플렉터(200) 중 적어도 어느 하나는 정반사영역(300a)과 중첩될 수 있다.
즉, 제 1 리플렉터(200)는 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 일부만 중첩될 수도 있고, 완전히 중첩될 수도 있다.
이와 같이, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)은 광원 모듈(100)에 인접하여 위치하고, 광원(110)으로부터 출사된 광을 제 2 리플렉터(300)의 중앙영역으로 반사시키는 역할을 수행하고, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)은 제 2 리플렉터(300)의 중앙영역에 위치하여 입사되는 광을 확산시키는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제 2 리플렉터(300)는 적어도 하나의 경사면(inclined surface)과 적어도 하나의 평면(flat surface)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 2 리플렉터(300)의 경사면은 제 1 리플렉터(200)에 대해 일정 각도로 경사진 면일 수 있고, 제 2 리플렉터(300)의 평면은 제 1 리플렉터(200)와 평행한 면일 수 있다.
그리고, 제 2 리플렉터(300)의 경사면(inclined surface)은 전체 영역이 정반사영역일 수 있고, 또는 일부 영역만이 정반사영역일 수 있으며, 광원(110) 및 제 1 리플렉터(200) 중 적어도 어느 하나와 중첩될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 제 2 리플렉터의 정반사영역에 중첩되는 제 1 리플렉터를 보여주는 도면으로서, 도 6a는 제 2 리플렉터의 정반사영역에 일부 중첩되는 제 1 리플렉터를 보여주는 도면이고, 도 6b는 제 2 리플렉터의 정반사영역에 완전 중첩되는 제 1 리플렉터를 보여주는 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 리플렉터(200)는 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 일부만 중첩될 수도 있다.
여기서, 광원(100)은 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 일부만 중첩되거나 또는 완전 중첩될 수도 있다.
그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 1 리플렉터(200)는 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 완전 중첩될 수도 있다.
여기서, 광원(100)은 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 일부만 중첩되거나 또는 완전 중첩될 수도 있다.
도 7a 내지 도 7c는 경사면과 평면을 포함하는 제 2 리플렉터를 보여주는 도면이다.
도 7a는 경사면이 편평한 표면을 가지고, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 포함될 수 있다.
그리고, 도 7b는 경사면이 오목한 곡면을 가지고, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 포함될 수 있으며, 도 7c는 경사면이 볼록한 곡면을 가지고, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 포함될 수 있다.
이어, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 제 1 리플렉터(200)와 평행한 제 2 리플렉터(300)의 평면은 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)에 포함될 수 있다.
한편, 제 2 리플렉터(300)는 적어도 하나의 변곡점을 갖는 적어도 2개 경사면을 포함하고, 변곡점을 중심으로 인접하는 제 1, 제 2 경사면의 곡률은 서로 다를 수도 있다.
도 8a 내지 도 8c는 다수의 경사면을 포함하는 제 2 리플렉터를 보여주는 도면이다.
도 8a는 서로 인접하는 두 경사면이 편평한 표면을 가지고, 하나의 경사면은 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 포함되고, 나머지 경사면은 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)에 포함될 수 있다.
경우에 따라, 나머지 경사면은 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 일부 포함될 수도 있다.
그리고, 도 8b는 서로 인접하는 두 경사면이 오목한 곡면을 가지고, 두 경사면의 곡률은 서로 다를 수도 있으며, 도 8c는 서로 인접하는 두 경사면이 볼록한 곡면을 가지고, 두 경사면의 곡률은 서로 다를 수도 있다.
여기서, 하나의 경사면은 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 포함되고, 나머지 경사면은 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)에 포함될 수 있다.
경우에 따라, 나머지 경사면은 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에 일부 포함될 수도 있다.
이와 같이, 제 2 리플렉터(300)의 경사면은 오목면(concave surface), 볼록면(convex surface), 평면(flat surface) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
한편, 제 2 리플렉터(300)은 단일층(single layer)일 수도 있고, 이중층(double layer)일 수도 있다.
즉, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)을 포함하는 단일층(single layer)일 수도 있고, 난반사층과, 난반사층의 일부분이 노출되도록 난반사층 위에 형성되는 정반사층을 포함하는 이중층(double layer)일 수도 있다.
도 9는 단일층 구조를 갖는 제 2 리플렉터를 보여주는 단면도로서, 도 9는 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)이 서로 중첩되지 않는 구조이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)은 정반사층이 형성되고, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)은 난반사층이 형성될 수 있다.
여기서, 정반사층과 난반사층은 동일한 평면 상에 배열되고, 정반사층의 두께 t1과 난반사층의 두께 t2는 서로 동일할 수 있다.
그리고, 정반사층과 난반사층은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 이산화 티타늄(TiO2) 등과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성될 수 있는데, 정반사층과 난반사층의 물질은 서로 동일하거나 또는 서로 다를 수도 있고, 그들의 표면 거칠기는 서로 다를 수도 있다.
또한, 정반사층과 난반사층은 몰드 바디(mold body) 또는 금속 바디에 반사 필름이 부착된 구조일 수도 있고, 정반사면 또는 난반사면을 갖는 몰드 바디 자체일 수도 있다.
경우에 따라, 정반사층 및 난반사층은 사출 성형이 가능하도록 플라스틱 등과 같은 고분자 수지로 제작할 수 있다.
여기서, 반사 필름은 금속 또는 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au) 또는 이산화 티타늄(TiO2)과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 정반사층으로 이루어진 정반사영역(300a)과 난반사층으로 이루어진 난반사영역(300b)의 경계면에는 접착제 또는 결합 부재 등이 형성되어, 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)이 서로 연결될 수 있다.
도 10은 이중층 구조의 제 2 리플렉터를 보여주는 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)이 서로 중첩되는 구조이다.
여기서, 제 2 리플렉터(300)는 난반사층과, 난반사층의 일부분이 노출되도록 난반사층 위에 형성되는 정반사층을 포함하는 이중층(double layer)으로 이루어질 수 있다.
즉, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)은 난반사층 위에 정반사층이 형성된 구조이고, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)은 난반사층이 노출된 구조이다.
이때, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)은 제 2 리플렉터(300)의 전체 영역 중 약 70 - 80%를 차지할 수 있고, 경우에 따라, 제 2 리플렉터(300)에서, 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)의 면적 비율은 약 1 : 1 - 20일 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면으로서, 도 11a는 단면도이고, 도 11b는 상면 사시도이다.
도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 적어도 하나의 광원(110)을 포함하는 광원 모듈(100), 제 1 리플렉터(reflector)(200) 및 제 2 리플렉터(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)을 포함하고, 난반사영역(300b)은 제 1 난반사영역(300b1) 및 제 2 난반사영역(300b2)을 포함할 수 있다.
여기서, 정반사영역(300a)은 입사되는 광을 정반사하는 역할을 수행하고, 난반사영역(300b)는 입사되는 광을 난반사하는 역할을 수행할 수 있으며, 정반사영역(300a)과 난반사영역(300b)의 광 반사율은 약 50 - 99.99%일 수 있다.
그리고, 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)은 입사되는 광을 램버시안 분포(lambertian distribution) 및 가우시안 분포(guassian distribution) 중 적어도 어느 하나로 반사할 수 있다.
여기서, 제 1 난반사영역(300b1)의 모든 지점(point)은, 각 지점으로 입사되는 광의 입사각이 각 지점을 지나는 법선으로부터 적어도 약 55도 이상일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많을 수 있다.
그리고, 제 2 난반사영역(300b2)의 모든 지점(point)은, 각 지점으로 입사되는 광의 입사각이 각 지점을 지나는 법선으로부터 적어도 약 60도 이상일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많을 수 있다.
이때, 제 1 난반사영역(300b1)은 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많을 수 있다.
그리고, 제 2 난반사영역(300b2)은 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 램버시안 분포로 반사하는 광량이 더 많을 수 있다.
예를 들면, 제 2 리플렉터(300)의 정반사영역(300a)에는 정반사 특성을 갖는 반사시트를 배치하고, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)에는 난반사 특성을 갖는 반사시트를 배치할 수 있다.
즉, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)에는 램버시안 분포 및 가우시안 분포로 반사하는 난반사 특성들을 갖는 반사시트를 배치할 수 있다.
여기서, 제 1 난반사영역(300b1)에 배치되는 반사시트는 입사하는 광의 입사각이 법선으로부터 약 55도 이상일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많은 난반사 특성을 가질 수 있다.
그리고, 제 2 난반사영역(300b2)에 배치되는 반사시트는 입사하는 광의 입사각이 법선으로부터 약 60도 이상일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많은 난반사 특성을 가질 수 있다.
이때, 제 1 난반사영역(300b1)은 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많은 난반사 특성을 가질 수 있다.
그리고, 제 2 난반사영역(300b2)은 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 램버시안 분포로 반사하는 광량이 더 많은 난반사 특성을 가질 수 있다.
이와 같이, 난반사 특성을 갖도록 제 2 리플렉터(300)를 제작하는 이유는 광원(110)에 인접한 영역과 광원(110)으로부터 멀리 떨어진 영역과의 휘도 차이를 줄이기 위함이다.
즉, 광원(110)에 인접한 정반사영역(300a)은 광을 정반사하여 휘도가 약한 백라이트의 중앙영역으로 보내는 역할을 수행하고, 광원(110)으로부터 멀리 떨어진 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)은 광을 난반사하여 약한 휘도를 보상할 수 있다.
따라서, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)의 광반사 특성을 적절하게 조절함으로써, 전체적으로 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
여기서, 제 2 리플렉터(300)는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 이산화 티타늄(TiO2) 등과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성될 수 있는데, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)에 형성되는 물질이 서로 다를 수도 있고, 정반사영역(300a)과 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)의 표면 거칠기가 서로 다를 수도 있다.
즉, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)은 동일한 물질로 형성됨과 동시에, 표면 거칠기가 서로 다를 수 있다.
또는, 제 2 리플렉터(300)는 정반사영역(300a)과 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)은 서로 다른 물질로 형성됨과 동시에, 표면 거칠기가 서로 다를 수 있다.
예를 들면, 제 2 리플렉터(300)의 난반사영역(300b)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 1 층과, 제 1 층 위에 형성되고 TiO2 및 SiO2 중 적어도 어느 한 입자들로 이루어진 제 2 층을 포함할 수도 있다.
여기서, 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)에는 서로 동일한 물질이 포함되고, 해당 물질의 입자량은 서로 다를 수 있다.
즉, 제 1 난반사영역(300b1)에 포함되는 물질의 입자량은 제 2 난반사영역(300b2)에 포함되는 물질의 입자량보다 더 적을 수 있다.
그 이유는 입자량에 따라, 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)의 표면 거칠기가 달라질 수 있기 때문이다.
여기서, 제 1 난반사영역(300b1)에 포함되는 물질의 입자량은 제 1 난반사영역(300b1)의 전체 면적 중 약 20 - 90%를 차지할 수 있다.
그리고, 제 2 난반사영역(300b2)에 포함되는 물질의 입자량은 제 2 난반사영역(300b2)의 전체 면적 중 약 20 - 90%를 차지할 수도 있다.
또한, 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)에는 서로 동일한 물질이 동일한 양으로 포함되고, 해당 물질의 입자 크기는 서로 다를 수도 있다.
여기서, 제 1 난반사영역(300b1)에 포함되는 물질의 입자 크기는 약 5 - 50um 일 수 있다.
이와 같이, 제 2 리플렉터는 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)에 포함되는 물질의 입자량 또는 입자 크기를 조절함으로써, 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)의 광반사 특성을 제어할 수 있다.
한편, 제 1 난반사영역(300b1)의 면적은 제 2 난반사영역(300b2)의 면적과 동일하거나, 또는 더 작을 수 있다.
경우에 따라, 제 1 난반사영역(300b1)과 제 2 난반사영역(300b2)의 면적 비율은 1 : 1 - 5일 수 있다.
그리고, 정반사영역(300a)의 면적은 제 1 난반사영역(300b1)의 면적과 동일하거나, 또는 더 작을 수 있다.
경우에 따라, 정반사영역(300a)과 제 1 난반사영역(300b1)의 면적 비율은 1 : 1 - 4일 수 있다.
이어, 정반사영역(300a)의 면적은 제 2 난반사영역(300b2)의 면적과 동일하거나, 또는 더 작을 수 있다.
경우에 따라, 정반사영역(300a)과 제 2 난반사영역(300b2)의 면적 비율은 1 : 1 - 20일 수 있다.
또한, 제 1 난반사영역(300b1)은 정반사영역(300a)과 제 2 난반사영역(300b2) 사이에 위치할 수 있다.
그리고, 정반사영역(300a)과 광원(110) 사이의 거리는 제 1 난반사영역(300b1)과 광원(110) 사이의 거리보다 더 가깝고, 제 1 난반사영역(300b1)과 광원(110) 사이의 거리는 제 2 난반사영역(300b2)과 광원(110) 사이의 거리보다 더 가까울 수 있다.
도 12a는 제 1 난반사영역의 광반사 특성을 보여주는 그래프이고, 도 12b는 제 2 난반사영역의 광반사 특성을 보여주는 그래프이다.
도 12a에 도시된 바와 같이, 제 1 난반사영역으로 입사하는 광의 입사각이 법선으로부터 약 57.5도 일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량의 비가 5:5로 나타남을 알 수 있다.
여기서, 제 2 리플렉터의 제 1 난반사영역에 포함되는 TiO2 및 SiO2 중 적어도 어느 한 물질의 입자량이 제 1 난반사영역의 전체 면적 중 약 50% 일 때, 광의 입사각에 따른 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량은 하기 표 2와 같다.
입사각(°) 램버시안 분포 광량(%) 가우시안 분포 광량(%)
0 91 9
10 92 8
20 90 10
30 86 14
40 78 22
50 65 35
60 45 55
70 17 83
그리고, 도 12b에 도시된 바와 같이, 제 2 난반사영역으로 입사하는 광의 입사각이 법선으로부터 약 65.5도 일 때, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량의 비가 5:5로 나타남을 알 수 있다.
여기서, 제 2 리플렉터의 제 2 난반사영역에 포함되는 TiO2 및 SiO2 중 적어도 어느 한 물질의 입자량이 난반사영역의 전체 면적 중 약 70% 일 때, 광의 입사각에 따른 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량은 하기 표 3과 같다.
입사각(°) 램버시안 분포 광량(%) 가우시안 분포 광량(%)
0 91 9
10 89 11
20 85 15
30 79 21
40 71 29
50 62 38
60 53 47
70 44 56
따라서, 상기 표 2, 3과 같이, 본 실시예는 난반사영역의 광반사 특성을 제어함으로써, 광의 입사각에 따라, 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 램버시안 분포로 반사하는 광량보다 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많은 난반사영역을 제작할 수도 있고, 또는 가우시안 분포로 반사하는 광량보다 램버시안 분포로 반사하는 광량이 더 많은 난반사영역을 제작할 수도 있다.
또한, 난반사영역은 난반사 특성이 다른 2개의 영역들로 나눌 수도 있지만, 경우에 따라서는 난반사 특성이 다른 3 - 10개의 영역들로 나눌 수도 있다.
제 2 리플렉터의 난반사영역들은 백라이트 유닛의 전체 크기 및 구조의 변형에 따라, 최적의 광반사 특성을 갖도록 설계할 수 있다.
한편, 정반사영역과 제 1, 제 2 난반사영역을 갖는 제 2 리플렉터는 광원 모듈의 배치에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 1 에지 타입(one edge type)의 제 2 리플렉터를 보여주는 도면으로서, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 1 에지 타입의 제 2 리플렉터(300)는 일측에 광원모듈(100)이 배치되고, 정반사영역(300a)은 광원모듈(100)에 인접하여 배치되며, 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)은 광원모듈(100)로부터 먼 영역에 배치될 수 있다.
그리고, 도 13은 2 에지 타입(two edge type)의 제 2 리플렉터를 보여주는 도면이며, 도 14 및 도 15는 4 에지 타입(four edge type)의 제 2 리플렉터를 보여주는 도면이다.
도 13은 2 에지 타입의 제 2 리플렉터를 보여주는 평면도로서, 도 13에 도시된 바와 같이, 2 에지 타입의 제 2 리플렉터(300)는 양측에 광원모듈(100)이 배치되고, 정반사영역(300a)은 광원모듈(100)에 인접하여 배치되며, 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)은 광원모듈(100)로부터 먼 영역에 배치될 수 있다.
이어, 도 14는 4 에지 타입(four edge type)의 제 2 리플렉터를 보여주는 평면도로서, 도 14에 도시된 바와 같이, 4 에지 타입의 제 2 리플렉터(300)는 4 측면에 각각 광원모듈(100)이 배치되고, 정반사영역(300a)은 광원모듈(100)에 인접하여 배치되며, 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)은 광원모듈(100)로부터 먼 영역에 배치될 수 있다.
다음, 도 15는 4 에지 타입(four edge type)의 제 2 리플렉터를 보여주는 평면도로서, 도 15에 도시된 바와 같이, 4 에지 타입의 제 2 리플렉터(300)는 4 모서리 영역에 각각 광원모듈(100)이 배치되고, 정반사영역(300a)은 광원모듈(100)에 인접하여 배치되며, 제 1, 제 2 난반사영역(300b1, 300b2)은 광원모듈(100)로부터 먼 영역에 배치될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 백라이트 유닛은 제 2 리플렉터로부터 일정 간격으로 공간을 두고 배치되는 광학 부재(optical member)를 더 포함할 수 있고, 제 2 리플렉터와 광학 부재 사이의 공간에는 에어 가이드가 형성될 수 있다.
도 16은 광학 부재를 포함하는 백라이트 유닛을 보여주는 도면이고, 도 17은 광학 부재의 형상을 일예로 보여주는 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 광학 부재(600)는 제 1 리플렉터(200)의 오픈 영역에 배치되고, 여러층으로 형성할 수 있으며, 요철 패턴(620)은 최상층 또는 어느 한 층의 표면에 가질 수 있다.
경우에 따라, 광학 부재(600)는 적어도 하나의 시트로 이루어지는데, 확산 시트, 프리즘 시트, 휘도 강화 시트 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
여기서, 확산 시트는 광원에서 출사된 광을 확산시켜 주고, 프리즘 시트는 확산된 광을 발광 영역으로 가이드하며, 휘도 확산 시트는 휘도를 강화시켜 준다.
이와 같이, 광학 부재(600)는 제 1 리플렉터(200)의 오픈 영역을 통해 출사되는 광을 확산시키기 위한 것으로, 확산 효과를 증가시키기 위해 확산시트(600)의 상부 표면에 요철 패턴(620)을 형성할 수 있다.
요철 패턴(620)은 도 17에 도시된 바와 같이, 광원 모듈(100)을 따라 배치되는 스트라이프(strip) 형상을 가질 수 있다.
이때, 요철 패턴(620)은 광학 부재(600) 표면으로 돌출부를 가지고, 돌출부는 서로 마주보는 제 1 면과 제 2 면으로 구성되며, 제 1 면과 제 2 면 사이의 각은 둔각 또는 예각일 수 있다.
경우에 따라, 광학 부재(600)는 적어도 하나의 시트로 이루어지는데, 확산 시트, 프리즘 시트, 휘도 강화 시트 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
여기서, 확산 시트는 광원에서 출사된 광을 확산시켜 주고, 프리즘 시트는 확산된 광을 발광 영역으로 가이드하며, 휘도 확산 시트는 휘도를 강화시켜 준다.
이와 같이, 백라이트 유닛은 제 2 리플렉터의 표면을 오목라인과 볼록라인이 교대로 배열되도록 다수의 패턴을 형성함으로써, 휘도를 향상시키고, 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
한편, 본 실시예는 광원 모듈의 광 출사면을 다양한 방향으로 배치할 수도 있다.
즉, 광원 모듈은 광 출사면이 광학 부재와 제 2 리플렉터 사이의 에어 가이드 방향을 향하도록 배치된 직접 출사형(direct emitting type) 구조일 수도 있고, 광원 모듈은 광 출사면이 제 1 리플렉터, 제 2 리플렉터 및 커버 플레이트 방향 중 어느 한 방향을 향하도록 배치되는 간접 출사형 구조일 수도 있다.
여기서, 간접 출사형 광원 모듈은 출사된 광이 제 1 리플렉터, 제 2 리플렉터 및 커버 플레이트에 반사되고, 반사된 광은 다시 백라이트 유닛의 에어 가이드 방향으로 나아갈 수 있다.
이와 같이, 광원 모듈을 간접 출사형 구조로 배치하는 이유는 핫 스팟(hot spot) 현상을 줄일 수 있기 때문이다.
또한, 제 2 리플렉터의 하부면에 다수의 보강 리브(rib)가 배치될 수 있다.
도 18는 제 2 리플렉터의 하부면에 형성된 보강 리브를 보여주는 도면으로서, 도 18에 도시된 바와 같이, 제 2 리플렉터의 하부면에 다수의 보강 리브(rib)(350)가 배치될 수 있다.
그 이유는 제 2 리플렉터가 곡면을 갖는 반사면을 가지므로, 외부 환경 조건에 의해, 변형될 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 보강 리브(350)가 설치될 수 있다.
보강 리브(350)는 제 2 리플렉터의 경사면과 마주하는 후면에 배치될 뿐만 아니라, 제 2 리플렉터의 측면과 마주하는 후면에도 배치될 수 있다.
그리고, 제 2 리플렉터의 상부면에 광학 부재를 지지하는 지지 핀들이 형성될 수도 있다.
도 19은 제 2 리플렉터의 상부면에 형성된 지지핀을 보여주는 도면으로서, 도 19에 도시된 바와 같이, 제 2 리플렉터(300)의 상부면에 광학 부재를 지지하는 지지 핀(360)들이 형성될 수도 있다.
그 이유는, 광학 부재가 제 2 리플렉터(300)로부터 이격되고, 그 사이에는 에어 가이드가 형성되므로, 광학 부재의 중심영역이 하부로 처질 수 있기 때문이다.
여기서, 지지 핀(360)는 제 2 리플렉터(300)에 접촉되는 하부면의 면적이 상부면의 면적보다 넓게 형성하는 것이 안정적일 수 있다.
한편, 제 2 리플렉터의 경사면 하부에는 광원 모듈을 구동시키기 위한 회로 장치들이 배치될 수 있다.
제 2 리플렉터의 후면에는 경사면 사이에 소정의 공간이 형성되므로, 해당 공간에 회로 장치들을 배치하면, 빈 공간을 효율적으로 이용할 수 있다.
도 20은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 모듈을 보여주는 도면이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(20)은 디스플레이 패널(800) 및 백라이트 유닛(700)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(800)은 서로 마주하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(810)과 TFT(Thin Film Transistor) 기판(820)을 포함하며, 상기 두 기판(810, 820)의 사이에 액정층(미도시)이 개재될 수 있다.
그리고, 디스플레이 패널(800)의 상측 및 하측에는 각각 상부 편광판(830) 및 하부 편광판(840)이 배치될 수 있으며, 보다 자세하게는 컬러필터 기판(810)의 상면에 상부 편광판(830)이 배치되고, TFT 기판(820)의 하면에 하부 편광판(840)이 배치될 수 있다.
도시하지 않았지만, 디스플레이 패널(800)의 측면에는 패널(800)을 구동시키기 위한 구동 신호를 생성하는 게이트 및 데이터 구동부가 구비될 수 있다.
도 21 및 도 22는 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 21을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 모듈(20), 디스플레이 모듈(20)을 둘러싸는 프론트 커버(30) 및 백 커버(35), 백 커버(35)에 구비된 구동부(55) 및 구동부(55)를 감싸는 구동부 커버(40)로 구성될 수 있다.
프론트 커버(30)는 광을 투과시키는 투명한 재질의 전면 패널(미도시)을 포함할 수 있으며, 전면 패널은 일정한 간격을 두고 디스플레이 모듈(20)을 보호하며, 디스플레이 모듈(20)로부터 방출되는 광을 투과시켜 디스플레이 모듈(20)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.
백 커버(35)는 프론트 커버(30)와 결합하여 디스플레이 모듈(20)을 보호할 수 있다.
백 커버(35)의 일면에는 구동부(55)가 배치될 수 있다.
구동부(55)는 구동 제어부(55a), 메인보드(55b) 및 전원공급부(55c)를 포함할 수 있다.
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(20)에 전원을 인가하는 구동부이다.
구동부(55)는 백 커버(35)에 구비되어 구동부 커버(40)에 의해 감싸질 수 있다.
백 커버(35)에는 복수의 홀이 구비되어 디스플레이 모듈(20)과 구동부(55)가 연결될 수 있고, 디스플레이 장치(1)를 지지하는 스탠드(60)가 구비될 수 있다.
반면, 도 22에 도시된 바와 같이, 구동부(55)의 구동 제어부(55a)는 백 커버(35)에 구비되고, 메인보드(55b)와 전원보드(55c)는 스탠드(60)에 구비될 수도 있다.
그리고, 구동부 커버(40)는 백 커버(35)에 구비된 구동부(55)만을 감쌀 수 있다.
본 실시예에서는, 메인보드(55b)와 전원보드(55c)를 각각 따로 구성하였으나, 하나의 통합보드로도 이루어질 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 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 (21)

  1. 제 1 리플렉터(reflector);
    제 2 리플렉터; 그리고,
    상기 제 1, 제 2 리플렉터 사이에 배치되는 적어도 하나의 광원(light source)을 포함하고,
    상기 제 2 리플렉터는 정반사영역(specular reflection area)과 난반사영역(diffuse reflection area)을 포함하며,
    상기 난반사영역은 입사광을 램버시안 분포(lambertian distribution) 및 가우시안 분포(guassian distribution) 중 적어도 어느 하나로 반사하고,
    상기 난반사영역의 모든 지점(point)은, 상기 각 지점으로 입사되는 광의 입사각이 상기 각 지점을 지나는 법선을 기준으로 적어도 55도 이상인 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 난반사영역은 상기 제 2 리플렉터의 전체 영역 중 50 - 95%를 차지하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 난반사영역은 상기 제 2 리플렉터의 전체 영역 중 70 - 80%를 차지하는 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 리플렉터의 정반사영역과 난반사영역의 면적 비율은 1 : 1 - 20인 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 난반사영역은,
    폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 1 층과,
    상기 제 1 층 위에 형성되고, TiO2 및 SiO2 중 적어도 어느 한 입자들로 이루어진 제 2 층을 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 리플렉터의 난반사영역과 상기 광원 사이의 거리는 상기 제 2 리플렉터의 정반사영역과 상기 광원 사이의 거리보다 더 먼 백라이트 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 정반사영역은 상기 제 1 리플렉터와 중첩되는 백라이트 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 리플렉터는 적어도 하나의 평면(flat surface)을 포함하고, 상기 제 2 리플렉터의 평면은 상기 제 1 리플렉터와 평행한 면인 백라이트 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 리플렉터는 적어도 하나의 변곡점을 갖는 적어도 2개 경사면을 포함하고, 상기 변곡점을 중심으로 인접하는 제 1, 제 2 경사면의 곡률은 서로 다른 백라이트 유닛.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 리플렉터로부터 일정 간격으로 공간을 두고 배치되는 광학 부재(optical member)를 더 포함하고, 상기 제 2 리플렉터와 상기 광학 부재 사이의 공간에는 에어 가이드가 형성되는 백라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 리플렉터로부터 일정 간격으로 공간을 두고 배치되는 광학 부재(optical member)를 더 포함하고, 상기 제 2 리플렉터와 상기 광학 부재 사이의 공간에는 도광판이 없는 백라이트 유닛.
  12. 제 1 리플렉터(reflector);
    제 2 리플렉터; 그리고,
    상기 제 1, 제 2 리플렉터 사이에 배치되는 적어도 하나의 광원(light source)을 포함하고,
    상기 제 2 리플렉터는 정반사영역(specular reflection area)과 제 1, 제 2 난반사영역(diffuse reflection area)들을 포함하며,
    상기 제 1, 제 2 난반사영역들은 입사광을 램버시안 분포(lambertian distribution) 및 가우시안 분포(guassian distribution) 중 적어도 어느 하나로 반사하고,
    상기 제 1 난반사영역의 모든 지점(point)은, 상기 각 지점으로 입사되는 광의 입사각이 상기 각 지점을 지나는 법선을 기준으로 적어도 55도 이상이며,
    상기 제 2 난반사영역의 모든 지점(point)은, 상기 각 지점으로 입사되는 광의 입사각이 상기 각 지점을 지나는 법선을 기준으로 적어도 60도 이상인 백라이트 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 난반사영역은 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 가우시안 분포로 반사하는 광량이 더 많고,
    상기 제 2 난반사영역은 램버시안 분포로 반사하는 광량과 가우시안 분포로 반사하는 광량 중, 램버시안 분포로 반사하는 광량이 더 많은 백라이트 유닛.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 난반사영역과 상기 제 2 난반사영역의 면적 비율은 1 : 1 - 5인 백라이트 유닛.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 정반사영역과 상기 제 1 난반사영역의 면적 비율은 1 : 1 - 4인 백라이트 유닛.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 정반사영역과 상기 제 2 난반사영역의 면적 비율은 1 : 1 - 20인 백라이트 유닛.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 난반사영역은 상기 정반사영역과 상기 제 2 난반사영역 사이에 위치하는 백라이트 유닛.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 정반사영역과 상기 광원 사이의 거리는 상기 제 1 난반사영역과 상기 광원 사이의 거리보다 더 가깝고, 상기 제 1 난반사영역과 상기 광원 사이의 거리는 상기 제 2 난반사영역과 상기 광원 사이의 거리보다 더 가까운 백라이트 유닛.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 난반사영역은,
    폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 1 층과,
    상기 제 1 층 위에 형성되고, TiO2 및 SiO2 중 적어도 어느 한 입자들로 이루어진 제 2 층을 포함하는 백라이트 유닛.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 1 난반사영역에 포함되는 입자량은 상기 제 2 난반사영역에 포함되는 입자량보다 더 적은 백라이트 유닛.
  21. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널로 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 백라이트 유닛은 제 1 항 내지 제 20 항에 기재된 백라이트 유닛 중 어느 하나인 백라이트 유닛을 이용한 디스플레이 장치.
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