KR20130009342A - 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, 제 2 홈(hollowness)을 갖는 도광판과, 제 2 홈에 배치되는 광원 모듈을 포함하고, 제 1 홈은 도광판의 상부에 형성되고, 제 2 홈은 도광판의 하부에 형성되며, 제 1 홈은 광원 모듈의 광원들 사이에 대응하여 배치될 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.
도 1은 일반적인 백라이트 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 도광판(light guide plate)(20), 리플렉터(reflector)(30), 광학부재(optical member)(40), 광원 모듈(light source module)(50)을 포함할 수 있다.
그리고, 백라이트 유닛은 탑 섀시(top chassis)(60), 바텀 섀시(bottom chassis)(10) 및 패널 가이드 모듈(panel guide module)(80)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 패널 가이드 모듈(80)은 디스플레이 패널(90)을 지지할 수 있고, 탑 섀시(60)는 패널 가이드 모듈(80) 및 바텀 섀시(10)에 연결될 수 있다.
이어, 도광판(20)은 하부면에 적어도 하나의 홈(24)이 형성되고, 상부면에 광학부재(40)가 배치될 수 있다.
다음, 광원 모듈(50)은 기판(54)과 기판(54) 위에 배열된 광원(52)을 포함하는데, 광원 모듈(50)은 도광판(20)의 홈(24)에 배치될 수 있다.
그러나, 기판(54) 위에 배열되는 광원(52)들은 서로 일정 간격 떨어져서 배치되므로, 도광판(20)으로 광이 입사될 때, 광의 퍼짐 현상으로 인하여 서로 인접하는 광원(52)들 사이에는 암부가 형성될 수 있다.
도 2는 도광판에 나타나는 암부 영역을 보여주는 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 측면에 광원 모듈(50)이 배치되는데, 광원 모듈(50)의 기판(54) 위에 다수개의 광원(52)들이 이격되어 배열될 수 있다.
각 광원(52)에서 출사되는 광(28)은 도광판(20) 내로 입사되면, 광(28)이 퍼지면서 확산되는데, 서로 인접하는 광원(52)들 사이의 도광판(20) 내에 암부(26) 현상이 나타날 수 있다.
이러한 암부(26)는 도광판(20)의 측면로부터 전방으로 약 3 - 5mm 거리에 걸쳐 나타날 수 있다.
그 이유는 인접하는 광원(52)들이 소정 간격 떨어져 배치되고, 광의 퍼짐 현상에 의해 암부(26) 영역이 나타나기 때문이다.
따라서, 이러한 암부(26) 영역은 백라이트 유닛의 휘도를 불균일하게 하는 원인이 되므로, 개선시켜야 할 문제점 중의 하나이다.
실시예는 도광판 상부의 일정 영역에 홈을 형성함으로써, 암부 영역을 감소시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
실시예는 제 1, 제 2 홈(hollowness)을 갖는 도광판과, 제 2 홈에 배치되는 광원 모듈을 포함하고, 제 1 홈은 도광판의 상부에 형성되고, 제 2 홈은 도광판의 하부에 형성되며, 제 1 홈은 광원 모듈의 광원들 사이에 대응하여 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 홈의 일측 끝단은 제 2 홈의 측면으로부터 연장되는 연장선상에 위치하거나, 또는 제 1 홈의 일측 끝단은 제 2 홈의 측면으로부터 연장되는 연장선상에 대해 일정 간격 떨어져 위치할 수 있다.
그리고, 제 1 홈과 제 2 홈은 일부분이 서로 중첩될 수도 있다.
이어, 제 1 홈의 단면은 한 점에서 만나는 제 1 경사면과 제 2 경사면을 포함할 수 있는데, 제 1 경사면은 제 1 곡률을 갖는 오목한 곡면이고, 제 2 경사면은 제 2 곡률을 갖는 오목한 곡면이며, 제 1 곡률과 상기 제 2 곡률은 서로 다를 수도 있다.
다음, 제 1 경사면은 도광판의 상부면에 대해 제 1 각도로 경사진 평면이고, 제 2 경사면은 도광판의 상부면에 대해 제 2 각도로 경사진 평면이며, 제 1 각도와 제 2 각도는 서로 다를 수 있다.
이어, 제 1, 제 2 경사면 중 어느 하나는 소정 곡률을 갖는 오목한 곡면이고, 나머지 하나는 도광판의 상부면에 대해 소정 각도로 경사진 평면일 수 있다.
그리고, 제 1 홈의 단면은 제 1 경사면과 제 2 경사면을 포함하고, 제 1, 제 2 경사면 사이에 도광판의 상부면과 평행한 평면이 배치될 수도 있다.
또한, 제 1 홈의 깊이값은 0.1 - 0.5mm이고, 제 1 홈의 최대 깊이값은 도광판의 상부면으로부터 제 2 홈 사이의 거리값보다 더 작을 수 있다.
이어, 제 1 홈의 길이는 제 1 방향에 위치하는 제 1 홈의 양 끝단 사이의 거리이고, 제 1 홈의 폭은 제 1 방향에 대해 수직한 제 2 방향에 위치하는 제 1 홈의 양 끝단 사이의 거리이며, 제 1 홈의 길이와 폭은 광원 모듈의 광원들 사이의 거리보다 더 작을 수 있다.
여기서, 제 1 홈의 길이는 3 - 7mm이고, 제 1 홈의 폭은 1 - 4mm일 수 있다.
다음, 도광판은 서로 인접하는 제 1 홈들 사이에 배치되는 제 3 홈을 더 포함할 수 있는데, 제 3 홈은 광원 모듈의 각 광원에 대응하여 배치될 수 있다.
여기서, 제 3 홈의 길이와 폭은 제 1 홈의 길이와 폭보다 더 작을 수 있고, 제 3 홈의 깊이는 제 1 홈의 깊이보다 더 작고, 제 3 홈과 제 1 홈의 깊이 비율은 1 : 1.5 - 3일 수 있다.
그리고, 제 3 홈은 제 2 홈의 일측으로부터 일정 간격 떨어져 배치될 수 있고, 제 3 홈의 길이는 광원 모듈의 각 광원의 길이보다 더 클 수도 있다.
실시예들은 도광판 상부 중, 암부가 나타나는 영역에 홈을 형성함으로써, 암부 영역을 감소시켜 균일한 휘도를 갖는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 백라이트 유닛을 보여주는 단면도
도 2는 도광판에 나타나는 암부 영역을 보여주는 평면도
도 3은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 보여주는 단면도
도 4는 도광판의 제 1 홈이 형성되는 위치를 설명하기 위한 단면도
도 5a 내지 도 5c는 도광판의 제 1 홈과 제 2 홈 사이의 위치 관계를 설명하기 위한 단면도
도 6a 내지 도 6e는 도광판의 제 1 홈의 다양한 형상을 보여주는 단면도
도 7은 도광판의 제 1 홈의 위치를 보여주는 평면도
도 8은 도광판의 제 3 홈의 위치를 보여주는 평면도
도 9a 및 도 9b는 도광판의 제 2 홈의 유무에 따른 광의 굴절 현상을 보여주는 도면
도 10는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 모듈을 보여주는 도면
도 11 및 도 12는 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 3은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 제 1, 제 2 홈(hollowness)(70, 24)을 갖는 도광판(light guide plate)(20), 리플렉터(reflector)(30), 광학부재(optical member)(40), 광원 모듈(light source module)(50)을 포함할 수 있다.
그리고, 백라이트 유닛은 탑 섀시(top chassis)(60), 바텀 섀시(bottom chassis)(10) 및 패널 가이드 모듈(panel guide module)(80)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 패널 가이드 모듈(80)은 디스플레이 패널(90)을 지지할 수 있고, 탑 섀시(60)는 패널 가이드 모듈(80) 및 바텀 섀시(10)에 연결될 수 있다.
이어, 도광판(20)은 상부면에 적어도 하나의 제 1 홈(70)이 형성되고, 하부면에 적어도 하나의 제 2 홈(24)이 형성될 수 있다.
여기서, 도광판(20)의 제 1 홈(70)은 단면이 반구형, 삼각형, 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
즉, 제 1 홈(70)의 단면은 한 점에서 만나는 제 1 경사면과 제 2 경사면을 포함할 수 있는데, 제 1 경사면은 제 1 곡률을 갖는 오목한 곡면이고, 제 2 경사면은 제 2 곡률을 갖는 오목한 곡면이며, 제 1 곡률과 상기 제 2 곡률은 서로 다를 수 있다.
경우에 따라서, 제 1 경사면은 도광판(20)의 상부면에 대해 제 1 각도로 경사진 평면이고, 제 2 경사면은 도광판(20)의 상부면에 대해 제 2 각도로 경사진 평면이며, 제 1 각도와 제 2 각도는 서로 다를 수도 있다.
이때, 제 1, 제 2 경사면 중 어느 하나는 소정 곡률을 갖는 오목한 곡면이고, 나머지 하나는 도광판(20)의 상부면에 대해 소정 각도로 경사진 평면일 수도 있다.
또 다른 예로서, 제 1 홈(70)의 단면은 제 1 경사면과 제 2 경사면을 포함하고, 제 1, 제 2 경사면 사이에 도광판(20)의 상부면과 평행한 평면이 배치될 수도 있다.
이러한 형상을 갖는 제 1 홈(70)은 제 2 홈(24)의 일측에 배치되고, 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이에 대응하여 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 홈(70)의 깊이값은 약 0.1 - 0.5mm일 수 있는데, 제 1 홈(70)의 최대 깊이값은 도광판(20)의 상부면으로부터 제 2 홈(24) 사이의 거리값보다 더 작을 수 있다.
그리고, 제 1 홈(70)의 길이는 제 1 방향에 위치하는 제 1 홈(70)의 양 끝단 사이의 거리를 의미하고, 제 1 홈(70)의 폭은 제 1 방향에 대해 수직한 제 2 방향에 위치하는 제 1 홈(70)의 양 끝단 사이의 거리를 의미하는데, 제 1 홈(70)의 길이와 폭은 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이의 거리보다 더 작을 수 있다.
여기서, 제 1 홈(70)의 길이는 약 3 - 7mm이고, 제 1 홈(70)의 폭은 약 1 - 4mm일 수 있다.
다음, 도광판(20)의 하부에 배치되는 제 2 홈(24)은 단면이 삼각형, 사각형, 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
경우에 따라, 도광판(20)의 제 2 홈(24) 단면 형상이 사다리꼴일 경우, 서로 마주보는 제 1, 제 2 측면 중, 제 2 홈(24)의 제 1 측면은 제 2 홈(24)의 바닥면에 대해 수직하며, 제 2 홈(24)의 제 2 측면은 제 2 홈(24)의 바닥면에 대해 경사질 수 있다.
또는, 도광판(20)의 제 2 홈(24) 단면 형상이 사다리꼴일 경우, 서로 마주보는 제 1, 제 2 측면은 제 2 홈(24)의 바닥면에 대해 경사지고, 제 2 홈(24)의 제 1 측면과 바닥면 사이의 경사각은 제 2 홈(24)의 제 2 측면과 바닥면 사이의 경사각보다 작을 수 있다.
경우에 따라, 도광판(20)의 제 2 홈(24) 단면 형상이 삼각형일 경우, 서로 마주보는 제 1, 제 2 측면 사이의 각도는 약 30 - 120도일 수 있다.
그리고, 도광판(20) 제 2 홈(24)의 높이와 도광판(20) 전체 두께와의 비율은 약 0.3 - 0.7 : 1일 수 있다.
또한, 도광판(20)은 PMMA(Polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), COC(Cyclic Olefin Copolymers), PEN(polyethylene naphthalate), PC(Polycarbonate), PS(Polystyrene), 및 MS(Mathacylate styrene) 수지 중 어느 하나일 수 있다.
이어, 광원 모듈(50)은 도광판(20)의 제 2 홈(24)에 배치될 수 있다.
여기서, 광원 모듈(50)은 기판(54)과, 기판(54) 위에 배치되는 적어도 하나의 광원(52)을 포함할 수 있는데, 기판(54)과 광원(52)은 모두 도광판(20)의 홈(24) 내부에 배치될 수도 있다.
경우에 따라서, 기판(54)은 도광판(20)의 제 2 홈(24) 외부에 배치되고, 광원(52)은 도광판(20)의 제 2 홈(24)의 내부에 배치될 수도 있다.
이러한 기판(54)은 광원(52)에 전기적 연결을 위한 전극 패턴이 형성될 수 있으며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 유리, 폴리카보네이트(PC), 실리콘(Si)으로부터 선택된 어느 한 물질로 이루어진 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수도 있고, 필름 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 기판(54)은 단층 PCB, 다층 PCB, 세라믹 기판, 메탈 코아 PCB 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
그리고, 광원(52)은 기판(54) 위에 적어도 하나가 배치될 수 있는데, 광원(52)은 측면 발광형(side view type) 발광 다이오드일 수 있다.
경우에 따라서, 광원(52)은 상면 발광형(top view type) 발광 다이오드일 수도 있다.
이와 같이, 광원(52)은 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 중에서 적어도 하나 또는 그 이상을 조합한 패키지 형태로 구성될 수도 있다.
여기서, 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.
그리고, 리플렉터(reflector)(30)는 도광판(20)의 하부면에 배치될 수 있다.
즉, 리플렉터(30)는 도광판(20)과 바텀 섀시(10) 사이에 배치될 수 있는데, 도광판(20)의 하부면으로부터 측면까지 연장되어 형성될 수 있다.
여기서, 리플렉터(30)는 광원 모듈(50)의 기판(54) 하부에는 형성되지 않지만, 경우에 따라서는, 광원 모듈(50)의 기판(54) 하부에도 형성될 수도 있다.
그리고, 리플렉터(30)는 도광판(20)의 제 2 홈(24) 측면 및 제 2 홈(24) 바닥면 중 적어도 어느 하나에 형성될 수도 있다.
여기서, 리플렉터(30)는 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.
다음, 광학부재(optical member)(40)는 도광판(20)의 상부면에 배치될 수 있다.
여기서, 광학부재(40)는 도광판(20)을 통해 출사되는 광을 확산시키기 위한 것으로, 확산 효과를 증가시키기 위해 상부 표면에 요철 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 광학부재(40)는 여러 층으로 형성할 수 있으며, 요철 패턴은 최상층 또는 어느 한 층의 표면에 가질 수 있다.
그리고, 요철 패턴은 광원모듈(50)을 따라 배치되는 스트라이프(strip) 형상을 가질 수 있다.
이때, 요철 패턴은 광학부재(40) 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, 광학부재(40)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.
도 4는 도광판의 제 1 홈이 형성되는 위치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도광판(20)은 상부면에 제 1 홈(70)이 형성되고, 하부면에 제 2 홈(24)이 형성될 수 있다.
그리고, 제 2 홈(24)에는 광원 모듈(50)이 배치되고, 광원 모듈(50)의 광원(52)은 제 2 홈(24)의 측면을 마주하고 있을 수 있다.
이어, 제 1 홈(70)은 제 2 홈(24) 일측의 도광판(20) 상부면에 배치됨과 동시에 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이에 대응하여 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 홈(70)의 최대 깊이는 도광판(20)의 상부 표면으로부터 제 1 홈(70)의 최하부면까지의 거리 d1을 의미하는데, 제 1 홈(70)의 최대 깊이값은 도광판(20)의 상부면으로부터 제 2 홈(24) 사이의 거리 d2값보다 더 작을 수 있다.
만일, 제 1 홈(70)의 최대 깊이값이 도광판(20)의 상부면으로부터 제 2 홈(24) 사이의 거리 d2값보다 더 크다면, 제 1 홈(70)에 의해 광이 차단되어 광이 도광판(20)으로 확산되지 않아서 휘도가 저하될 수도 있다.
따라서, 제 1 홈(70)의 깊이가 적절할 경우, 광은 제 1 홈(70)에 의해 굴절되어 도광판(20) 내부와 외부로 확산될 수 있어, 광원(52)의 인접 영역에서 나타날 수 있는 암부를 개선시킬 수 있다.
일 실시예로서, 제 1 홈(70)의 깊이값은 약 0.1 - 0.5mm일 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 도광판의 제 1 홈과 제 2 홈 사이의 위치 관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부에 형성되는 제 1 홈(70)의 일측 끝단은 제 2 홈(24)의 측면(24a)으로부터 연장되는 연장선상에 위치할 수 있다.
그 이유는, 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이에서 나타나는 암부 영역이 제 2 홈(24)의 측면(24a) 영역에서 나타날 수 있기 때문이다.
그리고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부에 형성되는 제 1 홈(70)의 일측 끝단은 제 2 홈(24)의 측면(24a)으로부터 연장되는 연장선상에 대해 일정 간격 d3만큼 떨어져 위치할 수도 있다.
그 이유는, 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이에서 나타나는 암부 영역이 제 2 홈(24)의 측면(24a) 영역으로부터 이격된 영역에서 나타날 수 있기 때문이다.
다음, 도 5c에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부에 형성되는 제 1 홈(70)과 도광판(20)의 하부에 형성되는 제 2 홈(24)은 일부분이 서로 일정 간격 d4만큼 중첩될 수도 있다.
도 6a 내지 도 6e는 도광판의 제 1 홈의 다양한 형상을 보여주는 단면도이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부에 형성되는 제 1 홈(70)은 단면이 한 점 P1에서 만나는 제 1 경사면(70a)과 제 2 경사면(70b)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 홈(70)의 제 1 경사면(70a)은 제 1 곡률 R1을 갖는 오목한 곡면일 수 있고, 제 1 홈(70)의 제 2 경사면(70b)은 제 2 곡률 R2을 갖는 오목한 곡면일 수 있다.
이때, 제 1 곡률 R1과 제 2 곡률 R2은 서로 다를 수 있거나, 또는 서로 동일할 수도 있다.
제 1 곡률 R1과 제 2 곡률 R2가 서로 다른 경우, 제 1 곡률 R1은 제 2 곡률 R2보다 더 클 수 있다.
다음, 도 6b에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부에 형성되는 제 1 홈(70)은 단면이 한 점 P1에서 만나는 제 1 경사면(70a)과 제 2 경사면(70b)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 홈(70)의 제 1 경사면(70a)은 제 1 곡률 R1을 갖는 오목한 곡면일 수 있고, 제 1 홈(70)의 제 2 경사면(70b)은 도광판(20)의 상부면에 대해 일정 각도 θ2로 경사진 평면일 수 있다.
이어, 도 6c에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부에 형성되는 제 1 홈(70)은 단면이 한 점 P1에서 만나는 제 1 경사면(70a)과 제 2 경사면(70b)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 홈(70)의 제 1 경사면(70a)은 도광판(20)의 상부면에 대해 제 1 각도 θ1로 경사진 평면이고, 제 1 홈(70)의 제 2 경사면(70b)은 도광판(20)의 상부면에 대해 제 2 각도 θ2로 경사진 평면일 수 있다.
이때, 제 1 각도와 제 2 각도는 서로 다를 수 있거나, 또는 서로 동일할 수도 있다.
제 1 각도와 제 2 각도가 서로 다른 경우, 제 1 각도 θ1은 제 2 각도 θ2보다 더 클 수 있다.
그리고, 도 6d에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부에 형성되는 제 1 홈(70)은 단면이 한 점 P1에서 만나는 제 1 경사면(70a)과 제 2 경사면(70b)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 홈(70)의 제 1 경사면(70a)은 도광판(20)의 상부면에 대해 일정 각도 θ1로 경사진 평면이고, 제 1 홈(70)의 제 2 경사면(70b)은 제 2 곡률 R2을 갖는 오목한 곡면일 수 있다.
다음, 도 6e에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부에 형성되는 제 1 홈(70)은 단면이 제 1 경사면(70a)과 제 2 경사면(70b)을 포함할 수 있고, 제 1, 제 2 경사면(70a, 70b) 사이에 도광판(20)의 상부면과 평행한 평면(70c)이 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 홈(70)의 제 1 경사면(70a)은 도광판(20)의 상부면에 대해 제 1 각도 θ1로 경사진 평면이고, 제 1 홈(70)의 제 2 경사면(70b)은 도광판(20)의 상부면에 대해 제 2 각도 θ2로 경사진 평면일 수 있다.
이때, 제 1 각도와 제 2 각도는 서로 다를 수 있거나, 또는 서로 동일할 수도 있다.
제 1 각도와 제 2 각도가 서로 다른 경우, 제 1 각도 θ1은 제 2 각도 θ2보다 더 클 수 있다.
일 예로서, 제 1, 제 2 각도는 약 9 - 89도 일 수 있다.
도 7은 도광판의 제 1 홈의 위치를 보여주는 평면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부에 배치되는 제 1 홈(70)들은 서로 일정 간격 떨어져 배치되고, 광원 모듈(50)의 전방에 위치할 수 있다.
그리고, 각각의 제 1 홈(70)은 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이에 대응하여 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 홈(70)의 길이 L1는 제 1 방향(광원 모듈(50)의 광원(52)들이 배열되는 방향)에 위치하는 제 1 홈(70)의 양 끝단 사이의 거리를 의미할 수 있는데, 제 1 홈(70)의 길이 L1는 약 3 - 7mm이다.
그리고, 제 1 홈(70)의 폭 W1은 제 1 방향에 대해 수직한 제 2 방향에 위치하는 제 1 홈(70)의 양 끝단 사이의 거리를 의미할 수 있으며, 제 1 홈(70)의 폭 W1은 약 1 - 4mm일 수 있다.
또한, 제 1 홈(70)의 길이 L1과 제 1 홈(70)의 폭 W1은 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이의 거리보다 더 작을 수 있다.
따라서, 제 1 홈(70)의 길이 L1과 폭 W1은 광원 모듈(50)의 광원(52)들 사이의 거리에 따라 가변될 수 있다.
이와 같이, 제 1 홈(70)들이 인접하는 광원(52)들 사이에서 나타나는 암부 영역에 배치되면, 광은 제 1 홈(70)에 의해 굴절되어 암부가 개선되고, 전체적으로 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
도 8은 도광판의 제 3 홈의 위치를 보여주는 평면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 도광판(20)은 서로 인접하는 제 1 홈(70)들 사이에 제 3 홈(72)을 추가로 배치될 수 있다.
여기서, 제 3 홈(72)은 광원 모듈(50)의 각 광원(52)에 대응하여 배치될 수 있다.
그리고, 제 3 홈(72)은 인접하는 제 1 홈(70)들에 서로 연결되어 형성될 수 있다.
이때, 제 3 홈(72)의 길이 L2는 인접하는 제 1 홈(70)들 사이의 거리를 의미하는데, 제 3 홈(72)의 길이 L2는 제 1 홈(70)의 길이 L1보다 더 작을 수 있지만, 광원(52)의 길이보다 더 클 수 있다.
또한, 제 3 홈(72)의 폭 W2는 제 3 홈(72)의 길이 방향에 대해 수직한 방향에 위치하는 양 끝단 사이의 거리를 의미하는데, 제 3 홈(72)의 폭 W2는 제 1 홈(70)의 폭 W1보다 더 작을 수 있다.
이어, 제 3 홈(72)의 깊이는 제 1 홈(70)의 깊이와 동일할 수 있지만, 경우에 따라서는 제 1 홈(70)의 깊이와 다를 수도 있다.
예를 들면, 제 3 홈(72)의 깊이는 제 1 홈(70)의 깊이보다 더 낮을 수 있다.
이때, 제 3 홈(72)과 제 1 홈(70)의 깊이 비율은 약 1 : 1.5 - 3일 수 있다.
이와 같이, 제 3 홈(72)을 형성하는 이유는, 서로 인접하는 제 1 홈(70)들의 휘도가 서로 다를 수 있기 때문에, 균일한 휘도를 제공하기 위해서는 제 1 홈(70)들 사이에서 나타나는 휘도차를 줄여야 하기 때문이다.
따라서, 제 1 홈(70)들 사이에 제 3 홈(72)을 형성함으로써, 제 1 홈(70)들 사이의 휘도차를 방지하고, 광원(52) 전방에 나타날 수 있는 암부도 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 제 3 홈(72)은 도광판(20)의 하부에 배치되는 제 2 홈(24)과 중첩되지 않도록, 제 2 홈(24)의 일측에 연장된 연장선상으로부터 일정 간격 떨어져 배치될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 도광판의 제 2 홈의 유무에 따른 광의 굴절 현상을 보여주는 도면이다.
도 9a는 도광판(20)의 상부면에 제 2 홈이 없는 경우이고, 도 9b는 도광판(20)의 상부면에 제 2 홈(70)이 형성된 경우이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부면에 제 2 홈이 없는 경우에는 도광판(20) 내에 확산되는 광은 도광판(20)의 상부면에 반사되어 다시 도광판(20)의 내부로 진행될 수 있다.
따라서, 광원들 사이에서 나타나는 암부 영역들이 그대로 존재할 수 있다.
그러나, 도 9b에 도시된 바와 같이, 도광판(20)의 상부면에 제 2 홈이 있는 경우에는 도광판(20) 내에 확산되는 광은 도광판(20)의 상부면에 형성된 제 2 홈(70)에 의해 굴절되어 광의 일부는 도광판(20)의 외부로 굴절되고, 광의 나머지 일부는 도광판(20) 내부로 다시 진행될 수 있다.
따라서, 광원들 사이에서 나타나는 암부 영역들은 제 2 홈(70)에 의해 도광판(20)의 외부로 굴절되는 광에 의해 개선될 수 있는 효과가 있다.
이와 같이, 실시예들은 도광판 상부 중, 암부가 나타나는 영역에 홈을 형성함으로써, 암부 영역을 감소시켜 균일한 휘도를 갖는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 모듈을 보여주는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(90) 및 백라이트 유닛(100)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(90)은 서로 마주하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(91)과 TFT(Thin Film Transistor) 기판(92)을 포함하며, 두 기판(91, 92)의 사이에 액정층(미도시)이 개재될 수 있다.
컬러필터 기판(91)은 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 서브 픽셀로 이루어진 복수의 픽셀들을 포함하며, 광이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루의 색에 해당하는 이미지를 발생시킬 수 있다.
픽셀들은 레드, 그린 및 블루 서브 픽셀로 구성될 수 있으나, 레드, 그린, 블루 및 화이트(W) 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 구성하는 등 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
TFT 기판(92)은 스위칭 소자들이 형성된 소자로서 화소 전극(미도시)을 스위칭할 수 있다.
예를 들어, 공통 전극(미도시) 및 화소 전극은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 액정층의 분자들의 배열을 변화시킬 수 있다.
액정층은 복수의 액정 분자들로 이루어져 있고, 액정 분자들은 화소 전극과 공통 전극 사이에 발생된 전압 차에 상응하여 그 배열을 변화시킨다.
이에 의해, 백라이트 유닛(100)으로부터 제공되는 광은 액정층의 분자 배열의 변화에 상응하여 컬러필터 기판(91)에 입사될 수 있다.
그리고, 디스플레이 패널(90)의 상측 및 하측에는 각각 상부 편광판(93) 및 하부 편광판(94)이 배치될 수 있으며, 보다 자세하게는 컬러필터 기판(91)의 상면에 상부 편광판(93)이 배치되고, TFT 기판(92)의 하면에 하부 편광판(94)이 배치될 수 있다.
도시하지 않았지만, 디스플레이 패널(90)의 측면에는 디스플레이 패널(90)을 구동시키기 위한 구동 신호를 생성하는 게이트 및 데이터 구동부가 구비될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(90)에 백라이트 유닛(100)을 밀착하여 배치함으로써 구성될 수 있다.
예를 들어, 백라이트 유닛(100)은 디스플레이 패널(90)의 하측면, 보다 상세하게는 하부 편광판(94)에 접착되어 고정될 수 있으며, 그를 위해 하부 편광판(94)과 백라이트 유닛(100) 사이에 접착층(미도시)이 형성될 수 있다.
이와 같이, 백라이트 유닛(100)을 디스플레이 패널(90)에 밀착하여 형성함으로써, 디스플레이 장치의 전체 두께를 감소시켜 외관을 개선할 수 있으며, 백라이트 유닛(100)을 고정하기 위한 추가의 구조물이 제거되어 디스플레이 장치의 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(100)과 디스플레이 패널(90) 사이의 공간을 제거함으로써, 공간으로의 이물질의 침투로 인한 디스플레이 장치의 오동작 또는 디스플레이 영상의 화질 저하를 방지할 수 있다.
도 11 및 도 12는 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 11에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 모듈(200), 디스플레이 모듈(200)을 둘러싸는 프론트 커버(300) 및 백 커버(350), 백 커버(350)에 구비된 구동부(550) 및 구동부(550)를 감싸는 구동부 커버(400)로 구성될 수 있다.
프론트 커버(300)는 광을 투과시키는 투명한 재질의 전면 패널(미도시)을 포함할 수 있으며, 전면 패널은 일정한 간격을 두고 디스플레이 모듈(200)을 보호하며, 디스플레이 모듈(200)로부터 방출되는 광을 투과시켜 디스플레이 모듈(200)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.
또한, 프론트 커버(300)는 창(300a)이 없는 평판으로 만들어질 수 있다.
이 경우에, 프론트 커버(300)는 광을 투과시키는 투명한 재질, 일 예로 사출 성형한 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
이처럼, 프론트 커버(300)를 평판으로 형성하면, 프론트 커버(300)에서 프레임을 제거할 수가 있다.
백 커버(350)는 프론트 커버(300)와 결합하여 디스플레이 모듈(200)을 보호할 수 있다.
백 커버(350)의 일면에는 구동부(550)가 배치될 수 있다.
구동부(550)는 구동 제어부(550a), 메인보드(550b) 및 전원공급부(550c)를 포함할 수 있다.
구동 제어부(550a)는 타이밍 컨트롤러(timing controller)일 수 있으며, 디스플레이 모듈(200)의 각 드라이버 IC에 동작 타이밍을 조절하는 구동부이고, 메인보드(550b)는 타이밍 컨트롤러에 V싱크, H싱크 및 R, G, B 해상도 신호를 전달하는 구동부이며, 전원 공급부(550c)는 디스플레이 모듈(200)에 전원을 인가하는 구동부일 수 있다.
구동부(550)는 백 커버(350)에 구비되어 구동부 커버(400)에 의해 감싸질 수 있다.
백 커버(350)에는 복수의 홀이 구비되어 디스플레이 모듈(200)과 구동부(550)가 연결될 수 있고, 디스플레이 장치(1)를 지지하는 스탠드(600)가 구비될 수 있다.
이어, 도 12에 도시된 바와 같이, 구동부(550)의 구동 제어부(550a)는 백 커버(350)에 구비되고, 메인보드(550b)와 전원보드(550c)는 스탠드(600)에 구비될 수도 있다.
그리고, 구동부 커버(400)는 백 커버(350)에 구비된 구동부(550)만을 감쌀 수 있다.
실시예에서는, 메인보드(550b)와 전원보드(550c)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.
20 : 도광판 30 : 리플렉터
40 : 광학부재 50 : 광원 모듈
70 : 제 1 홈 24 : 제 2 홈

Claims (20)

  1. 제 1, 제 2 홈(hollowness)을 갖는 도광판; 그리고,
    상기 제 2 홈에 배치되는 광원 모듈을 포함하고,
    상기 제 1 홈은 상기 도광판의 상부에 형성되고, 상기 제 2 홈은 상기 도광판의 하부에 형성되며,
    상기 제 1 홈은 상기 광원 모듈의 광원들 사이에 대응하여 배치되는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홈의 일측 끝단은 상기 제 2 홈의 측면으로부터 연장되는 연장선상에 위치하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홈의 일측 끝단은 상기 제 2 홈의 측면으로부터 연장되는 연장선상에 대해 일정 간격 떨어져 위치하는 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홈과 상기 제 2 홈은 일부분이 서로 중첩되는 백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홈의 단면은 한 점에서 만나는 제 1 경사면과 제 2 경사면을 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 경사면은 제 1 곡률을 갖는 오목한 곡면이고, 상기 제 2 경사면은 제 2 곡률을 갖는 오목한 곡면이며, 상기 제 1 곡률과 상기 제 2 곡률은 서로 다른 백라이트 유닛.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 경사면은 상기 도광판의 상부면에 대해 제 1 각도로 경사진 평면이고, 상기 제 2 경사면은 상기 도광판의 상부면에 대해 제 2 각도로 경사진 평면이며, 상기 제 1 각도와 제 2 각도는 서로 다른 백라이트 유닛.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 경사면 중 어느 하나는 소정 곡률을 갖는 오목한 곡면이고, 나머지 하나는 상기 도광판의 상부면에 대해 소정 각도로 경사진 평면인 백라이트 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홈의 단면은 제 1 경사면과 제 2 경사면을 포함하고, 상기 제 1, 제 2 경사면 사이에 상기 도광판의 상부면과 평행한 평면이 배치되는 백라이트 유닛.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홈의 깊이값은 0.1 - 0.5mm인 백라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홈의 최대 깊이값은 상기 도광판의 상부면으로부터 상기 제 2 홈 사이의 거리값보다 더 작은 백라이트 유닛.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 홈의 길이는 제 1 방향에 위치하는 상기 제 1 홈의 양 끝단 사이의 거리이고, 상기 제 1 홈의 폭은 상기 제 1 방향에 대해 수직한 제 2 방향에 위치하는 상기 제 1 홈의 양 끝단 사이의 거리이며, 상기 제 1 홈의 길이와 폭은 상기 광원 모듈의 광원들 사이의 거리보다 더 작은 백라이트 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 홈의 길이는 3 - 7mm이고, 상기 제 1 홈의 폭은 1 - 4mm인 백라이트 유닛.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 도광판은 서로 인접하는 상기 제 1 홈들 사이에 배치되는 제 3 홈을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 3 홈은 상기 광원 모듈의 각 광원에 대응하여 배치되는 백라이트 유닛.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 제 3 홈의 길이와 폭은 상기 제 1 홈의 길이와 폭보다 더 작은 백라이트 유닛.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 제 3 홈의 깊이는 상기 제 1 홈의 깊이보다 더 작고, 상기 제 3 홈과 제 1 홈의 깊이 비율은 1 : 1.5 - 3인 백라이트 유닛.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 제 3 홈은 상기 제 2 홈의 일측으로부터 일정 간격 떨어져 배치되는 백라이트 유닛.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 제 3 홈의 길이는 상기 광원 모듈의 각 광원의 길이보다 더 큰 백라이트 유닛.
  20. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널로 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 백라이트 유닛은 제 1 항 내지 제 19 항에 기재된 백라이트 유닛 중 어느 하나인 백라이트 유닛을 이용한 디스플레이 장치.
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