KR20180017304A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20180017304A
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 표시 모듈, 도광판, 제1 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 제2 방향으로 배열되는 복수의 광원 유닛들을 포함하는 광원, 복수의 역프리즘들을 포함하는 집광 시트를 포함하고, 상기 표시 모듈은, 제1 편광판, 상기 제1 편광판과 대향하는 제2 편광판, 액정층을 포함하는 패널 부재, 및 광변환 부재를 포함하고, 상기 복수의 광원 유닛들은, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 정의되는 평면 상에서, 상기 제1 방향과 +45도를 이루는 제4 방향과 평행하게 배치되는 복수의 제1 광원 유닛들, 및 상기 평면 상에서, 상기 제1 방향과 -45도를 이루는 제5 방향과 평행하게 배치되는 복수의 제2 광원 유닛들을 포함하고, 상기 역프리즘들 각각은 상기 평면과 평행한 베이스면 및 상기 베이스면에 대하여 경사를 갖는 복수의 경사면들을 포함하고, 상기 베이스면은 상기 제4 방향 및 상기 제5 방향과 평행한 모서리들을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 암 상태에서의 콘트라스트 비가 향상되는 표시 장치에 관한 것이다.
이동 통신 단말기, 디지털 카메라, 노트북, 모니터, TV등의 전자기기는 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치를 포함한다.
일반적으로 표시 장치는 영상을 생성하는 표시 패널 및 표시 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함한다. 표시 패널은 백라이트 유닛으로부터 제공된 광의 투과율을 조절하여 영상을 표시한다.
백라이트 유닛은 표시 패널의 측면에서 표시 패널에 광을 공급하는 엣지형 및 표시 패널의 하부에서 표시 패널에 광을 공급하는 직하형으로 구분될 수 있다. 엣지형의 백라이트 유닛은 광을 생성하는 광원 및 광의 방향을 가이드 하는 도광판을 포함한다. 광원은 도광판의 일 측에 배치되고, 도광판은 광원으로부터 생성된 광을 표시 패널로 가이드 한다.
본 발명은 암 상태에서의 콘트라스트 비가 향상되는 표시 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 모듈, 상기 표시 모듈의 하부에 배치되는 도광판, 제1 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 광원 유닛들을 포함하는 광원, 및 상기 표시 모듈 및 상기 도광판 사이에 배치되고, 복수의 역프리즘들을 포함하는 집광 시트를 포함하고, 상기 표시 모듈은, 상기 집광 시트 상부에 배치되는 제1 편광판, 상기 제1 편광판과 대향하는 제2 편광판, 상기 제1 편광판 및 상기 제2 편광판 사이에 배치되고, 액정층을 포함하는 패널 부재, 및 상기 제2 편광판의 상부에 배치되는 광변환 부재를 포함하고, 상기 복수의 광원 유닛들은, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 정의되는 평면 상에서, 상기 제1 방향과 +45도를 이루는 제4 방향과 평행하게 배치되는 복수의 제1 광원 유닛들, 및 상기 평면 상에서, 상기 제1 방향과 -45도를 이루는 제5 방향과 평행하게 배치되는 복수의 제2 광원 유닛들을 포함하고, 상기 역프리즘들 각각은 상기 평면과 평행한 베이스면 및 상기 베이스면에 대하여 경사를 갖는 복수의 경사면들을 포함하고, 상기 베이스면은 상기 제4 방향 및 상기 제5 방향과 평행한 모서리들을 포함한다.
상기 도광판은, 상기 제1 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 상기 광원으로부터 광을 제공받는 입광부, 상기 제1 방향에서 상기 입광부와 대향하는 대광부, 상기 평면과 평행하고, 상기 입광부로부터 입사된 광을 상부 방향으로 출사시키는 출광부, 및 상기 출광부와 대향하고, 복수의 도트 패턴들이 배치되는 바닥부를 포함한다.
상기 입광부는, 상기 제4 방향과 평행한 복수의 제1 입광면들, 및 상기 제5 방향과 평행한 복수의 제2 입광면들을 포함한다.
상기 도광판은, 상기 제2 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 상기 제1 광원 유닛들로부터 광을 제공받는 제1 부분, 및 상기 제2 방향에서 상기 도관판의 타측에 배치되고, 상기 제2 광원 유닛들로부터 광을 제공받는 제2 부분을 포함한다.
상기 제1 부분은 상기 제1 방향에서 상기 제1 부분의 일측에 배치되는 제1 입광부를 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 제1 방향에서 상기 제2 부분의 일측에 배치되는 제2 입광부를 포함한다.
상기 제1 입광부는, 상기 제4 방향과 평행하고, 상기 제1 광원 유닛들과 마주하는 복수의 제1 입광면들 및 상기 제1 입광면들을 연결하는 복수의 제1 연결면들을 포함하고, 상기 제2 입광부는, 상기 제5 방향과 평행하고, 상기 제2 광원 유닛들과 마주하는 복수의 제2 입광면들 및 상기 제2 입광면들을 연결하는 복수의 제2 연결면들을 포함한다.
상기 광변환 부재는 복수의 양자점들을 포함한다.
상기 패널 부재는, 상기 제1 편광판 상부에 배치되는 제1 기판, 및 상기 제2 편광판 하부에 배치되는 제2 기판을 더 포함하고, 상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재된다.
상기 패널 부재는, 상기 제1 편광판의 상부에 배치되는 제1 기판, 및 상기 제1 기판 상에 배치되고, 상기 제1 기판과 부분적으로 이격되어 복수의 공동들을 제공하는 커버층을 포함하고, 상기 공동들 각각에 액정층이 배치된다.
상기 패널 부재는, 상기 제1 편광판 상부에 배치되는 제1 기판, 및 상기 제2 편광판 상부에 배치되는 제2 기판을 더 포함하고, 상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 편광판 사이에 개재된다.
상기 복수의 도트 패턴들은 상기 바닥부로부터 볼록하게 돌출된 형상을 갖는다.
상기 복수의 도트 패턴들은 상기 바닥부로부터 상부 방향으로 오목하게 패인 형상을 갖는다.
상기 광원은 상기 복수의 광원 유닛들이 실장되는 광원 기판을 더 포함한다.
상기 광원 기판은 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 정의되는 평면과 평행하다.
상기 역프리즘들 중 상기 제4 방향을 따라 일렬로 배열되는 역프리즘들은 제1 프리즘 그룹으로 정의되고, 상기 제5 방향에서 상기 제1 프리즘 그룹과 인접하고, 상기 역프리즘들 중 상기 제4 방향을 따라 일렬로 배열된 역프리즘들은 제2 프리즘 그룹으로 정의되고, 상기 제1 프리즘 그룹의 역프리즘들은 상기 제2 프리즘그룹의 역프리즘들로부터 상기 제4 방향으로 제1 거리만큼 시프트되고, 상기 제1 거리는 상기 역프리즘들 각각의 상기 베이스면의 상기 모서리들 중 상기 제4 방향과 평행한 상기 모서리들의 길이와 상이하다.
상기 역프리즘들 중 상기 제5 방향을 따라 일렬로 배열되는 역프리즘들은 제3 프리즘 그룹으로 정의되고, 상기 제4 방향에서 상기 제3 프리즘 그룹과 인접하고, 상기 역프리즘들 중 상기 제5 방향을 따라 일렬로 배열된 역프리즘들은 제4 프리즘 그룹으로 정의되고, 상기 제3 프리즘 그룹의 역프리즘들은 상기 제4 프리즘 그룹의 역프리즘들로부터 상기 제5 방향으로 제2 거리만큼 시프트되고, 상기 제2 거리는 상기 역프리즘들 각각의 상기 베이스면의 상기 모서리들 중 상기 제5 방향과 평행한 상기 모서리들의 길이와 상이하다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 모듈, 상기 표시 모듈의 하부에 배치되는 도광판, 제1 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 도광판에 광을 제공하는 광원 및 상기 표시 모듈 및 상기 도광판 사이에 배치되고, 복수의 역프리즘들을 포함하는 집광 시트를 포함하고, 상기 표시 모듈은, 액정층을 포함하는 패널 부재, 상기 패널 부재 상에 배치되고, 상기 패널 부재로부터 입사되는 광의 파장을 변환시키는 광변환 부재, 상기 패널 부재 및 상기 집광 시트 사이에 배치되는 제1 편광판, 및 상기 패널 부재 및 상기 광변환 부재 사이에 배치되는 제2 편광판을 포함하고, 상기 광원은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 정의되는 평면 상에서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 사이의 임의의 방향으로 정의된 제4 방향으로 틸트된 제1 광원 유닛들을 포함하고, 상기 역프리즘들 각각은 상기 평면과 평행한 베이스면 및 상기 베이스면에 대하여 경사를 갖는 복수의 경사면들을 포함하고, 상기 베이스면은 상기 제4 방향과 평행한 모서리들을 포함한다.
상기 제4 방향이 상기 제1 방향과 이루는 각은 45도 또는 -45도이다.
상기 도광판은, 상기 제1 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 상기 광원으로부터 광을 제공받는 입광부, 및 상기 제1 방향에서 상기 입광부와 대향하는 대광부, 상기 평면과 평행하고, 상기 입광부로부터 입사된 광을 상부 방향으로 출사시키는 출광부, 및 상기 출광부와 대향하고, 복수의 도트 패턴들이 배치되는 바닥부를 포함한다.
상기 광변환 부재는 복수의 양자점들을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 암 상태에서의 표시 장치의 콘트라스트 비가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 I-I'선의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 표시 모듈의 확대 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 정면도이다.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 배면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광원 및 도광판의 정면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 광원의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 집광 시트의 배면의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 집광 시트의 배면도이다.
도 9a은 도 7에 도시된 역프리즘의 확대 사시도이다.
도 9b은 도 7에 도시된 역프리즘의 정면도이다.
도 9c은 도 7에 도시된 역프리즘의 배면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치가 암상태 일 경우의 광의 진행 상태를 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 모듈의 확대도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광원 및 도광판의 정면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 광원의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 집광 시트의 배면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 집광 시트의 확대도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 집광 시트의 배면도이다.
도 18은 도 17에 도시된 집광 시트의 확대도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
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 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자, 제 1 구성요소 또는 제 1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자, 제 2 구성요소 또는 제 2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 I-I'선의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치(1000)는 제1 방향(Dr1)으로 단변을 갖고, 제2 방향(DR2)으로 장변을 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 그러나, 본 발며의 다른 실시 예에 따른 표시 장치(1000)는 이에 한정되지 않고, 다양한 형상을 가질 수 있다.
표시 장치(1000)는 윈도우 부재(100), 표시 모듈(DM), 백라이트 유닛(BLU), 몰드 프레임(800), 및 수납 부재(900)를 포함한다.
윈도우 부재(100)는 표시 모듈(DM)이 제공하는 영상을 투과시키는 투광부(VA) 및 투광부(VA)에 인접하고, 영상이 투과되지 않는 차광부(CA)를 포함한다. 투광부(VA)는 평면 상에서 표시 장치(1000)의 중심부에 배치된다. 차광부(CA)는 투광부(VA)의 주변부에 배치되어 투광부(VA)를 둘러싸는 프레임 형상을 갖는다.
본 발명은 이에 한정되지 않고, 표시 장치(1000)의 윈도우 부재(100)가 투광부(VA)만을 포함할 수 있다. 즉, 차광부(CA)가 삭제될 수 있다. 따라서, 윈도우 부재(100)의 상면 전체로 영상이 투과될 수 있다.
윈도우 부재(100)는 유리, 사파이어, 플라스틱 등을 포함하는 재질일 수 있다.
윈도우 부재(100) 하부에 표시 모듈(DM)이 배치된다. 표시 모듈(DM)은 백라이트 유닛(BLU)로부터 제공받은 광을 이용하여 영상을 표시한다.
표시 모듈(DM)은 표시 부재(200), 제1 편광판(310), 제2 편광판(320) 및 광변환 부재(400)를 포함한다.
제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의하여 정의되는 평면 상에서, 표시 부재(200)에 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)가 정의된다. 표시 영역(DA)은 상기 평면 상에서, 표시 부재(200)의 중앙에 정의되어, 윈도우 부재(100)의 투광부(TA)와 중첩된다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 정의되어 윈도우 부재(100)의 차광부(CA)와 중첩된다.
표시 부재(200)는 표시 영역(DA)에 배치되는 복수의 화소들(미도시)을 포함할 수 있다. 표시 부재(200)는 표시 영역(DA)을 통하여 영상을 표시한다. 표시 부재(200)는 광학적 이방성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 이하 도 3에서, 표시 부재(200)에 관하여 보다 상세히 설명된다.
제1 편광판(310)은 표시 부재(200)를 사이에 두고 제2 편광판(320)과 대향할 수 있다. 구체적으로, 제1 편광판(310)은 표시 부재(200) 및 백라이트 유닛(BLU) 사이에 배치되고, 제2 편광판(320)은 표시 부재(200) 및 윈도우 부재(100) 사이에 배치된다.
제1 편광판(310) 및 제2 편광판(320)은 입사되는 광을 선택적으로 흡수 또는 투과시킨다. 제1 편광판(310) 및 제2 편광판(320) 각각은 소정의 방향을 갖는 광축(LX1, LX2)을 가질 수 있다. 제1 편광판(310)는 제1 광축(LX1)을 가질 수 있다. 제2 편광판(320)는 제2 광축(LX2)을 가질 수 있다. 표시 부재(200)의 액정 분자들의 배열 모드에 따라, 제1 광축(LX1)과 제2 광축(LX2)이 이루는 각도가 달라질 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 제1 광축(LX1)과 제2 광축(LX2)은 수직할 수 있다. 예시적으로, 제1 광축(LX1)은 제1 방향(DR1)과 평행하고, 제2 광축(LX1)은 제2 방향(DR2)과 평행할 수 있다. 즉, 제1 광축(LX1)은 제2 광축(LX2)과 평행할 수 있다.
상기 전술한 제1 광축(LX1) 및 제2 광축(LX2)은 어느 하나의 예시에 불과하며, 본 발명의 다른 실시 예에서는 제1 광축(LX1) 및 제2 광축(LX2)이 전술된 실시 예와 다르게 배치될 수 있다.
이에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
광변환 부재(400)는 제2 편광판(320) 및 윈도우 부재(100) 사이에 배치된다. 광변환 부재(400)는 표시 부재(200)로부터 제2 편광판(320)을 통하여 투과되는 광의 파장을 변환시키는 역할을 한다. 파장이 변환된 광은 다양한 색상을 가질 수 있다.
도면에 도시되지 않았으나, 광변환 부재(400)는 광변환 입자들을 포함할 수 있다. 예시적으로, 광변환 입자들 각각은 양자점일 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
본 실시 예에 따르면, 광변환 부재(400)는 시트 형태를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명은 광변환 부재(400)의 형태에 한정되지 않는다. 예시적으로, 본 발명의 다른 실시 예에서는 광변환 부재(400)는 잉크젯 방식으로 제2 편광판(310) 상에 인쇄될 수 있으며, 증착 방식에 의하여 제2 편광판(310) 상에 패터닝 될 수 있다.
백라이트 유닛(BLU)은 표시 모듈(DM)의 후방에 배치되어 표시 모듈(DM)로 광을 제공한다. 본 실시 예에 따르면, 백라이트 유닛(BLU)은 에지형 백라이트 유닛일 수 있다.
백라이트 유닛(BLU)은 광원(LS), 집광 시트(500), 도광판(600) 및 반사 시트(800)를 포함한다.
광원(LS)은 표시 모듈(DM)에 제공되기 위한 광을 생성하여 도광판(600)에 제공한다. 본 실시 예에 따르면, 광원(LS)은 제1 방향(DR1)에서 도광판(600)의 일측에 배치된다. 그러나, 본 발명은 광원(LS)의 위치에 한정되지 않고, 도광판(600)의 측면들 중 적어도 어느 한 측면과 인접하게 배치될 수 있다.
광원(LS)은 복수의 광원 유닛들(LSU) 및 광원 기판(LSS)을 포함한다. 이에 관한 상세한 설명은 이하 도 5 및 도 6에서 후술하기로 한다.
도광판(600)은 표시 모듈(DM)의 후방에 배치된다. 도광판(600)은 판 형상을 가질 수 있다. 도광판(600)은 광원(LS)으로부터 제공받은 광의 진행 방향을 표시 모듈(DM)이 배치된 상부 방향으로 향하도록 변경시킨다.
도광판(600)은 도광판(600) 하면에 배치되는 복수의 도트 패턴(P)을 포함할 수 있다. 도트 패턴(P)은 도광판(600)의 하면으로부터 하부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 도트 패턴(P)은 도광판(600)으로 입사되는 광을 산란시키는 역할을 한다. 광원(LS)으로부터 도광판(600)으로 제공된 광은 도트 패턴(P)에 의하여 산란되어 도광판(600)의 상부로 출사될 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 도트 패턴(P)이 도광판(600)의 하면에 형성되나, 이에 한정되지 않고, 도광판의 상면에도 렌즈 형상이나 홈 형상을 갖는 패턴이 형성될 수 있다.
도광판(600)은 가시광선 영역에서 광 투과율이 높은 물질을 포함한다. 예시적으로, 도광판(600)은 PMMA(Polymethylmethacrylate)를 포함할 수 있다.
도광판(600) 및 표시 모듈(DM) 사이에 집광 시트(500)가 배치된다. 도광판(600)으로부터 집광 시트(500)로 제공된 광은 집광 시트(500)에 의하여 집광되어 표시 모듈(DM에 제공될 수 있다.
집광 시트(500)는 복수의 역프리즘들(미도시)을 포함할 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 이하 도 7 내지 도 9c에서 후술하기로 한다.
도면에 도시되지 않았으나, 백라이트 유닛(BLU)은 적어도 하나의 광학 시트(미도시)를 추가적으로 포함할 수 있다. 광학 시트(미도시)는 집광 시트(500)의 상부 또는 하부에 배치된다. 광학 시트(미도시)는 확산 시트 또는 보호 시트일 수 있다.
도광판(600)의 하부에는 반사 시트(700)가 배치된다. 반사 시트(700)는 도광판(600)의 하부로 방출되는 광을 상부 방향으로 반사시킨다. 반사 시트(700)는 광을 반사하는 물질을 포함한다. 예시적으로, 반사 시트(700)는 알루미늄을 포함할 수 있다.
몰드 프레임(800)은 도광판(600)의 상부에 배치된다. 본 실시 예에서는 ‘™르 프레임(800)은 틀 형상을 갖는다. 구체적으로, 몰드 프레임(800)은 도광판(600)의 상면 상에서 가장자리 영역에 대응되도록 배치될 수 있다. 몰드 프레임(800)은 표시 부재(200) 및 백라이트 유닛(BLU)을 고정하는 역할을 한다.
몰드 프레임(800)의 단면은 계단 형상을 갖는다. 구체적으로, 몰드 프레임(300)은 폴드 프레임(300) 틀 형상 내측에 배치되는 복수의 평탄부들을 갖는다. 상기 평탄부들은 각각 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면과 평행하도록 연장되고, 평탄부들 각각은 인접한 평탄부와 단차를 형성할 수 있다.
몰드 프레임(800)의 내측에 배치된 평탄부들 상에 표시 모듈(DM) 및 집광 시트(500)가 안착될 수 있다. 따라서, 몰드 프레임(800)의 단차들에 의하여 표시 모듈(DM) 및 집광 시트(500)가 서로 이격되어 배치될 수 있다.
수납 부재(900)는 표시 장치(1000)의 최하단에 배치되어 백라이트 유닛(BLU)을 수납한다.
수납 부재(900)는 바닥부(910) 및 바닥부(910)와 연결된 복수의 측벽부들(920)을 포함한다. 본 발명의 실시 예에서는, 수납 부재(900)의 측벽부들(920) 중 어느 하나의 내측면 상에 광원(LS)이 배치될 수 있다. 수납 부재(900)는 강성을 갖는 금속을 포함할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 표시 모듈의 확대 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 표시 부재(200)는 액정 표시 패널(liquid crystal display panel)일 수 있다. 즉, 표시 부재(200)는 백라이트 유닛(BLU)로부터 제공받은 광을 이용하여 영상을 표시하는 복수의 화소들(미도시)이 배치된 제1 기판(SUB1) 및 제1 기판(SUB1)과 마주보도록 배치된 제2 기판(SUB2)을 포함할 수 있다.
표시 부재(200)는 광학적 이방성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 표시 부재(200)는 소정의 위상 지연값을 가질 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 표시 부재(200)은 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 개재되는 액정층(LC)을 포함할 수 있다. 액정층(LC)은 소정의 방향으로 배열되는 복수의 액정 분자들(LCM)을 포함한다.
제1 기판(SUB1)은 제1 편광판(310)의 상부에 배치되고, 제2 기판(SUB2)은 제2 편광판(320)의 하부에 배치된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예시적으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 표시 부재(200)는 제1 기판(SUB1)이 제1 편광판(310)의 하부에 배치되는 편광판 내장형 표시 부재(미도시)의 형태를 가질 수 있다.
제2 편광판(320) 상에 광변환 부재(400)가 배치된다. 광변환 부재(400)는 제2 편광판(320)을 사이에 두고, 제2 기판(SUB2)과 대향할 수 있다.
광변환 부재(400)는 복수의 필터들(CF) 및 블랙 매트릭스(BM)를 포함한다.
필터들(CF)은 표시 부재(200)의 화소들이 배치되는 복수의 화소 영역들(미도시)에 대응하도록 서로 이격되어 배치된다. 필터들(CF)은 제2 편광판(320)으로 입사되는 광의 에너지에 따라 색상을 변환시키거나 그대로 투과시킬 수 있다. 필터들(CF) 각각은 적어도 하나의 광 변환 입자를 포함할 수 있다.
광 변환 입자는 입사되는 광의 적어도 일부를 흡수하여 특정 색상을 지닌 광을 방출하거나, 그대로 투과시킨다. 입사되는 광이 광 변환 입자를 여기시키기에 충분한 에너지를 가진 경우, 광 변환 입자는 입사되는 광의 적어도 일부를 흡수하여 들뜬 상태가 된 후, 안정화되면서 특정 색상의 광을 방출한다. 이와 달리, 입사되는 광이 광 변환 입자를 여기시키기 어려운 에너지를 가진 경우, 입사되는 광은 필터(CF)를 그대로 통과하여 외부에서 시인될 수 있다.
광 변환 입자는 입자 크기에 따라 방사시키는 광의 색상이 결정될 수 있다. 대체적으로, 입자 크기가 클수록 긴 파장의 광이 생성되고, 입자 크기가 작을수록 짧은 파장의 광이 생성된다. 본 실시 예에서, 광 변환 입자는 양자점(quantum dot, QD)일 수 있다. 필터(CF)로부터 방출되는 광은 다양한 방향으로 방사된다.
블랙 매트릭스(BM)는 필터(CF)에 인접하여 배치된다. 블랙 매트릭스(BM)는 차광 물질로 구성될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 광이 표시되는 화소 영역(미도시) 이외의 영역으로의 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 화소 영역들 사이의 경계를 명확히 구분 짓는다.
백라이트 유닛(BLU)에서 생성된 광은 제1 편광판(310), 표시 부재(200) 및 제2 편광판(320)을 거쳐 광변환 부재(400)에 도달하는 동안은 색상이 변경되지 않는다. 이에 따라, 백라이트 유닛(200)에서 생성된 광은 광변환 부재(400)에 의해 비로소 다양한 색상을 가지면서 영상으로 구현될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 정면도이고, 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 도광판의 배면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 평면 상에서 도광판(600)에 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)이 정의된다. 제1 방향(DR1)과 평행한 가상선(L1)을 기준으로 제1 영역(A1)은 제2 방향(DR2)에서 도광판(600)의 일측에 정의되고, 제2 영역(A2)은 제2 방향(DR2)에서 도광판(600)의 타측에 정의된다.
본 발명의 실시 예에 따른 도광판(600)은 입광부(610), 대광부(620), 바닥부(630), 출광부(640), 제1 측면부(650a) 및 제2 측면부(650b)를 포함한다.
입광부(610)는 도광판(600)의 측면들 중 제1 방향(DR1)의 일측면으로 정의된다. 입광부(610)는 광원(LS)으로부터 광을 제공받는다. 입광부(610)를 통하여 도광판(600) 내부로 광이 입사된다.
입광부(610)는 제1 입광부(610a) 및 제2 입광부(610b)를 포함한다. 제1 입광부(610a)는 제1 영역(A1)에 배치되고, 제2 입광부(610b)는 제2 영역(A2)에 배치된다.
본 실시 예에 따르면, 입광부(610)는 평면 상에서 지그재그 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 입광부(610a)는 복수의 제1 입광면들(S1a) 및 복수의 제1 연결면들(S2a)을 포함한다. 평면 상에서 제1 입광면들(S1a)은 제1 방향(DR1)과 제1 각을 이룬다. 평면 상에서 상기 제1 입광면들(S1a)과 평행한 방향을 제4 방향(DR4)으로 정의한다.
제1 연결면들(S2a) 각각은 서로 인접한 제1 입광면들(S1a)들을 연결한다. 제1 입광면들(S1a) 및 제1 연결면들(S2a)은 서로 연결되어 평면 상에서 지그재그 형상을 갖는다.
제2 입광부(620b)는 복수의 제2 입광면들(S1b) 및 복수의 제2 연결면들(S2b)을 포함한다. 평면 상에서 제2 입광면들(S2b)은 제1 방향(DR1)과 제2 각을 이룬다. 평면 상에서 제2 입광면들(S1b)과 평행한 방향을 제5 방향(DR5)으로 정의한다.
제2 연결면들(S2b) 각각은 서로 인접한 제2 입광면들(S1b)을 연결한다. 제2 입광면들(S2a) 및 제2 연결면들(S2b)은 서로 연결되어 평면 상에서 지그재그 형상을 갖는다.
제1 입광면들(S1a) 및 제2 입광면들(S2b)은 가상선(L1)을 기준으로 대칭되도록 배치된다. 즉, 제1 각의 절대값은 제2 각의 절대값과 동일할 수 있다. 제1 각의 절대값 및 제2 각의 절대값은 예각일 수 있다. 이상적인 실시 예로써, 제1 각은 +45도이고, 제2 각은 -45도 일 수 있다. 이 경우, 제1 각 및 제2 각은 평면 상에서, 제1 방향(DR1)에서 제2 방향(DR2)을 향하여 시계 방향으로 양의 값을 갖고, 반시계 방향으로 음의 값을 갖는다.
대광부(620)는 도광판(600)의 측면들 중 제1 방향(DR1)에서 도광판(600)의 타측면으로 정의된다. 도면에 도시되지 않았으나, 본 발명의 다른 실시 예에서는, 대광부(620) 상에 반사 부재(미도시)가 배치될 수 있다.
출광부(630)는 도광판(600)의 상부면으로 정의된다. 입광부(610)를 통하여 도광판(600) 내부로 입사된 광은 출광부(630)를 통하여 집광 시트(500)를 향하는 방향으로 출사될 수 있다.
출광부(630)는 제1 출광부(630a) 및 제2 출광부(630b)를 포함한다. 제1 출광부(630a)는 제1 영역(A1)에 배치되고, 제2 출광부(630b)는 제2 영역(A2)에 배치된다.
바닥부(640)는 도광판(600)의 하부면으로 정의된다. 제3 방향(DR3)에서 바닥부(640)는 출광부(630)와 대향한다. 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)과 모두 수직한 방향으로 정의되며, 전술된 각 부재들의 전면과 배면 또는 상부와 하부를 구분하는 기준 방향이다.
제1 측면부(650a) 및 제2 측면부(650b)는 제2 방향(DR2)에서 도광판(600)의 양 측면들로 정의된다. 제1 측면부(650a)는 제1 영역(A1)에 배치되어 제1 입광부(610a) 및 제1 출광부(630a)를 연결한다. 제2 측면부(650b)는 제2 영역(A2)에 배치되어 제2 입광부(610b) 및 제2 출광부(630b)를 연결한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도광판(600)은 도광판(600)의 바닥부(640) 상에 복수의 도트 패턴들(P)을 포함할 수 있다. 도트 패턴들(P)은 도광판의 바닥부(640) 상에서 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광원 및 도광판의 정면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 광원의 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 광원(LS)은 복수의 광원 유닛들(LSU) 및 광원 기판(LSS)을 포함한다.
광원 기판(LSS)은 제2 방향(DR2)으로 연장되고, 제1 방향(DR2) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면과 평행한 바 형상을 갖는다. 광원 기판(LSS) 상에 광원 유닛들(LSU)이 실장된다. 광원 유닛들(LSU)은 칩 형상을 가질 수 있다. 광원 유닛들(LSU)은 제2 방향(DR2)으로 배열된 열을 이룰 수 있다. 광원 유닛들(LSU)은 도광판(600)의 입광부(610)와 인접하게 배치되어 입광부(610)와 대향한다.
구체적으로, 광원 유닛들(LSU)은 복수의 제1 광원 유닛들(LSU1) 및 복수의 제2 광원 유닛들(LSU2)을 포함한다. 제1 광원 유닛들(LSU1)은 제1 영역(A1)에 배치되고, 제2 광원 유닛들(LSU2)은 제2 영역(A2)에 배치된다. 제1 광원 유닛들(LSU1)은 제1 입광부(610a)의 제1 입광면들(S1a)과 인접하게 배치된다. 제2 광원 유닛들(LSU2)은 제2 입광부(620b)의 제2 입광면들(S1b)과 인접하게 배치된다.
평면 상에서, 제1 광원 유닛들(LSU1)은 제1 방향(DR1)에서 제1 각만큼 틸트되어 배치된다. 따라서, 제1 광원 유닛들(LSU1)은 제1 입광면들(S1a)과 평행하다. 즉, 제1 광원 유닛들(LSU1)은 제4 방향(DR4)과 평행하다.
평면 상에서, 제2 광원 유닛들(LSU2)은 제1 방향(DR1)에서 제2 각만큼 틸트되어 배치된다. 따라서, 제2 광원 유닛들(LSU2)은 제2 입광면들(S2a)과 평행하다. 즉, 제2 광원 유닛들(LSU2)은 제5 방향(DR5)과 평행하다.
제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR1)에 의하여 정의되는 평면 상에서, 광원 유닛들(LSU1, LSU2)에서 도광판(600)으로 진행하는 광이 광원 유닛들(LSU1, LSU2)의 출사면과 수직한 방향과 이루는 각은 편각(미도시)으로 정의된다. 본 실시 예에서, 편각(미도시)은 -90도 이상 +90도 이하의 값을 갖는다.
제1 광원 유닛들(LSU1)에서 제공되는 광들 중 제1 광원 유닛들(LSU1)의 출사면에서 수직하도록 출광되어 도광판(600)으로 제공되는 광은 제1 광(L1)으로 정의된다. 제1 광(L1)과 제1 방향(DR1)이 이루는 각은 제3 각으로 정의된다. 따라서, 제1 각의 편각(미도시)은 0도일 수 있다.
제2 광원 유닛들(LSU2)에서 제공되는 광들 중 제2 광원 유닛들(LSU2)의 출사면에서 수직하도록 출광되어 도광판(600)으로 제공되는 광은 제2 광(L2)으로 정의된다. 제2 광(L2)과 제1 방향(DR1)이 이루는 각은 제4 각으로 정의된다. 따라서, 제2 각의 편각(미도시)은 0도일 수 있다.
제1 광원 유닛들(LSU1) 및 제2 광원 유닛들(LSU1)은 가상선(L1)을 기준으로 대칭되도록 배치된다. 즉, 제3 각의 절대값은 제4 각의 절대값과 동일할 수 있다. 제3 각의 절대값 및 제4 각의 절대값은 예각일 수 있다. 이상적인 실시 예로써, 제3 각은 -45도이고, 제4 각은 +45도 일 수 있다.
본 발명의 상기 일 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에 도시되지 않았으나, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제1 광원 유닛들(LSU1) 및 제2 광원 유닛들(LSU2)은 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2) 구분 없이 교번적으로 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 집광 시트의 배면의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 집광 시트의 배면도이다.
도 9a은 도 7에 도시된 역프리즘의 확대 사시도이고, 도 9b은 도 7에 도시된 역프리즘의 정면도이다. 도 9c은 도 7에 도시된 역프리즘의 배면도이다.
도 7 내지 도 9c를 참조하면, 집광 시트(500)는 베이스 기판(BL) 및 복수의 역프리즘들(PRS)을 포함한다. 역프리즘들(PRS)은 베이스 기판(BL)의 배면에 형성될 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 역프리즘들(PRS)은 각각은 배면 상에서 사각뿔 형상을 갖는다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 역프리즘들(PRS) 각각은 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 역프리즘들(PRS) 각각은 복수의 면들을 포함한다. 구체적으로, 역프리즘들(PRS) 각각은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 정의되는 평면과 평행한 베이스면(BS) 및 상기 베이스면(BS)으로부터 경사진 제1 내지 제4 경사면들(IS1~IS4)을 포함한다.
베이스면(BS)은 사각뿔의 기저면으로써, 마름모 형상을 갖는다. 베이스면(BS)은 제1 내지 제4 변들(E1~E4)을 갖는다. 제1 변(E1)은 제1 경사면(IS1)과 베이스면(BS)을 연결한다. 제2 변(E2)은 제2 경사면(IS2)과 베이스면(BS)을 연결한다. 제3 변(E3)은 제3 경사면(IS3)과 베이스면(BS)을 연결한다. 제4 변(E4)은 제4 경사면(IS4)과 베이스면(BS)을 연결한다.
제1 변(E1) 및 제3 변(E3)은 서로 대향한다. 제1 변(E1) 및 제3 변(E3)은 제4 방향(DR4)과 평행하다. 제2 변(E2) 및 제4 변(E4)은 서로 대향한다. 제2 변(E2) 및 제4 변(E4)은 제5 방향(DR5)과 평행하다.
도 1 및 도 8을 도 9a 내지 도 9c와 함께 참조하면, 도광판(600)으로부터, 집광 시트(600)로 제공되는 광들 중 제1 광(L1)은 역프리즘들(PRS)에 입사될 수 있다. 이 때, 역프리즘들(PRS) 각각의 면들에 입사되는 제1 광(L1) 중 제1 경사면(IS1)에 입사되는 광량이 가장 많을 수 있다. 제1 경사면(IS1)에 입사된 제1 광(L1)은 역프리즘(PRS)을 통하여 굴절되어, 표시 모듈(DM)을 향하도록 상부로 출사된다.
또한, 역프리즘들(PRS) 각각의 면들에 입사되는 제2 광(L2) 중 제2 경사면(IS2)에 입사되는 광량이 가장 많을 수 있다. 제2 경사면(IS2)에 입사된 제2 광(L2)은 역프리즘(PRS)을 통하여 굴절되어, 표시 모듈(DM)을 향하도록 상부로 출사된다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치가 암상태 일 경우의 광의 진행 상태를 설명하는 도면이다.
도 10을 도 3 및 도 5와 함께 참조하면, 광원(LS)의 광원 유닛들(LSU1, LSU2) 각각에서 도광판(600)으로 광(L1, L2)이 제공되며, 이 때, 광원 유닛들(LSU1, LSU2)의 틸트 방향(DR4, DR5)에 대응하여, 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)이 제1 방향(DR1)에서 제3 각 및 제4 각으로 틸트되어 도광판(600)에 제공된다.
도광판(600)으로 제공된 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)은 도광판(600) 바닥부(640)에 형성된 도트 패턴(P)에 의하여 상부로 반사되고, 출광부(630)를 통하여 집광 시트(500)에 입사된다(a1, b1) 이 때, 집광 시트(500)에 입사된 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)은 제3 방향(DR3)과 각기 다른 각을 가질 수 있다.
집광 시트(500)로부터 집광되어 표시 모듈(DM)로 입사되는 광이 제3 방향(DR3)과 이루는 각은 방위각(미도시)으로 정의된다. 방위각(미도시)의 크기가 작을수록 광의 집광도가 크다.
본 발명의 실시 예에서는, 집광 시트(500)가 복수의 역프리즘들을 포함하므로, 도광판(600)의 출광부(630)에서 집광 시트(500)로 진행하는 광의 방향이 제3 방향(DR3)과 이루는 각이 클수록 방위각(미도시)의 크기가 작아질 수 있다. 즉, 도광판(600)의 출광부(630)에서 집광 시트(500)로 진행하는 광의 방향이 제3 방향(DR3)과 이루는 각이 클수록 집광 시트(500)에서 집광도가 크다.
집광 시트(500)로부터 집광된 제1 광 (L1) 및 제2 광(L2)은 제1 편광판(310)으로 제공된다(a2, b2). 제1 편광판(310)에 입사된 제1 광(L1) 및 제2 광(L2) 각각의 성분 중 제1 광축(LX1)과 평행한 성분만이 제1 편광판(310)을 통과하며, 제1 광축(LX1)과 수직한 성분은 제1 편광판(310)에 반사되거나 흡수되어 제1 편광판(310)을 통과하지 못한다. 즉, 제1 편광판(310)은 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)을 제1 방향(DR1)으로 선 편광시킨다(a3, b3).
선 편광된 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)은 표시 부재(200)에 입사될 수 있다. 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)은 표시 부재(200)의 액정 분자들(LCM)을 통과하며 일 성분의 위상이 지연될 수 있다(a4, b4). 즉, 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)의 편광 상태가 변경될 수 있다.
액정층(LC)의 굴절율이 n으로 정의되고, 광이 액정층(LC)을 통과하는 광경로의 길이가 d로 정의될 때, 액정층(LC)을 통과하는 광의 위상 지연값은 R은 nd 값을 갖는다. 위상 지연값은 액정층(LC)의 액정 분자들(LCM)이 배열되는 상태에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 액정 분자들(LCM)은 표시 부재(200)에 제공되는 전계의 크기에 따라 다르게 배열될 수 있다. 표시 부재(200)에 제공되는 전계를 제어하여, 표시 부재(200)를 투과하는 광량을 제어할 수 있다. 즉, 표시 부재(200)의 전계를 제어하여, 표시 장치(1000)의 명상태 및 암상태를 설정할 수 있다.
예시적으로, 표시 장치(1000)가 명상태일 경우, 액정층(LC)의 액정 분자들(LCM)은 제1 전계에 대응하여 제1 배열 상태를 이룬다.
제1 편광판(310)을 통과하여 제1 방향(DR1)으로 선편광된 광은 액정 분자들(LCM)을 통과하며 일 성분의 위상이 지연될 수 있다. 이 때, 지연된 위상 지연값은 제1 위상 지연값(R1)으로 정의된다. 제1 위상 지연값(R1)만큼 위상이 지연된 광의 편광 방향은 제2 편광판(320)의 제2 광축(LX2)과 평행할 수 있다. 따라서, 제1 위상 지연값(R1)을 갖는 광은 제2 편광판(320)을 투과하여 광변환 부재(400)에 입사된다.
광변환 부재(400)에 입사된 광은 광변환 입자들에 의하여 파장이 변환될 수 있다. 이 때, 광변환 입자들은 특정 방향으로 입사하는 광을 흡수하여 다양한 방향으로 방사될 수 있다. 파장이 변환된 광은 외부에 영상을 표시할 수 있다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1000)가 암상태일 경우, 액정층(LC)의 액정 분자들(LCM)은 제2 전계에 대응하여 제2 배열 상태를 이룬다.
제1 편광판(310)을 통과하여 제1 방향(DR1)으로 선편광된 광은 액정 분자들(LCM)을 통과하여 일 성분의 위상이 지연될 수 있다. 이 때, 지연된 위상 지연값은 제1 위상 지연값(R1)과 상이한 제2 위상 지연값(R2)으로 정의된다. 제2 위상 지연값(R2)만큼 위상이 지연된 광의 편광 방향은 제2 광축(LX2)과 수직할 수 있다. 따라서, 제2 위상 지연값(R2)을 갖는 광은 제2 편광판(320)을 투과하지 못하고, 흡수되거나 반사될 수 있다(a4).
본 발명의 실시 예에 따르면, 광축들 간의 배치 관계 및 액정 분자들(LCM)의 초기 배열 상태에 따라, 제2 전계의 크기 및 제2 위상 지연값(R2)이 달라질 수 있다. 본 실시 예에서는, 광축들(LX1, LX2)가 서로 수직하고, 액정 분자들(LCM)이 수직 배향 모드에서 초기에 수평 방향으로 배향되고, 제2 전계값 및 제2 위상 지연값이 각각 0인 경우를 예시적으로 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 다른 실시 예에서는, 광축들(LX1, LX2)가 서로 평행하거나, 액정 분자들(LCM)이 수평 방향이 아닌 다른 방향으로 배향될 수 있으며, 제1 전계값 및 제1 위상 지연값이 0일 수도 있다.
제1 광원 유닛들(LSU1) 및 제2 광원 유닛들(LSU2)에서 출광되어 도광판(600)으로 진행하는 광들 중 평면 상에서 출사면과 수직이 아닌 광은 제3 광(미도시)으로 정의된다. 제3 광의 편각(미도시)은 제1 광(L1) 및 제2 광(L2) 각각의 편각(미도시)과 상이하다.
일반적으로, 제3 광이 표시 부재(200)의 액정층(LC)을 통과할 경우, 액정층(LC) 안에서 제3 광의 광경로의 길이는 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)의 광경로의 길이와 상이할 수 있다. 예시적으로, 제3 광의 편각(미도시)이 +45도 또는 -45도 일 경우, 광경로 길이는 최대값을 갖는다.
또한, 제3 광의 방위각(미도시)의 크기가 클수록, 액정층(LC)을 통과하는 광경로의 길이가 증가할 수 있다.
표시 장치(1000)가 암상태일 경우, 제3 광의 위상 지연값은 제3 위상 지연값(R3)으로 정의된다. 액정층(LC) 안에서, 제3 광의 광경로는 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)의 광경로와 상이하므로, 제3 위상 지연값(R3)은 제2 위상 지연값(R2)과 상이하다. 따라서, 표시 부재(200)를 통과한 제3 광의 편광 방향은 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)의 편광 방향과 상이할 수 있다(b4). 즉, 제3 광의 일부가 제2 편광판(320)을 투과할 수 있다(b5). 제3 광의 편각(미도시)이 +45도 또는 -45도를 갖고, 제3 광의 방위각(미도시)의 크기가 최대값을 가질 수록, 제3 광이 제2 편광판(320)을 투과하는 투과량은 최대값을 갖는다.
본 발명의 실시 예와는 다르게, 제1 광원 유닛들(LSU1) 및 제2 광원 유닛(LSU2)들이 제2 방향(DR2)과 평행하게 배치되는 경우, 즉, 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)이 제1 방향(DR1)과 평행한 경우, 제3 광의 적어도 일부가 제2 편광판(320)을 투과하여 광변환 부재(400)에 입사될 수 있다. 광 변환 부재(400)에 입사된 제3 광 중 큰 방위각(미도시)을 갖는 광은 광변환 부재(400)에 흡수되며, 흡수된 광은 파장이 변환되어 다양한 방향으로 방사될 수 있다. 즉, 표시 장치(1000)가 암상태일 때, 표시 장치(1000)의 정면 방향으로 방사되는 광이 발생(b6)하여 콘트라스트비가 저하될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 광원 유닛들(LSU1) 및 제2 광원 유닛들(LSU2)이 각각 제4 방향(DR4) 및 제5 방향(DR5)과 평행하게 배치되고, 집광 시트(500)의 역프리즘(PRS)의 제1 경사면(IS1) 및 제2 경사면(IS2)의 제1 변(E1) 및 제2 변(E2)을 각각 제4 방향(DR4) 및 제5 방향(DR5)과 평행하게 배치됨으로써, 광경로의 길이가 최대값을 갖는 광들의 방위각(미도시)이 감소될 수 있다. 즉, 제4 방향(DR4) 및 제5 방향(DR5)으로 진행하는 광이 제2 편광판(320)을 투과하는 투과량이 감소될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 암상태에서의 콘트라스트 비가 향상될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 모듈의 확대도이다. 도 11을 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성요소들은 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 모듈(DM-1)의 표시 부재(200-1)는 제1 기판(SUB1), 커버층(CVL) 및 복수의 표시 소자들(DSP)을 포함할 수 있다.
제1 기판(SUB1)은 각종 소자들이 배치되는 기저층으로 제1 편광판(310) 상부에 배치된다. 제1 기판(SUB1)은 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제공되는 광을 용이하게 전달하도록 광 투과성이 높은 재질로 구성될 수 있다. 예시적으로, 제1 기판(SUB1)은 투명 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 또는 투명 필름일 수 있다. 평면 상에서, 제1 기판(SUB1)에 복수의 화소 영역들(미도시)이 정의될 수 있다.
제1 기판(SUB1) 상에 커버층(CVL)이 배치된다. 커버층(CVL)은 제1 기판(SUB1)과 부분적으로 접촉하거나, 제1 기판(SUB1)으로부터 부분적으로 이격되어 복수의 공동들(CAV)을 정의한다. 공동들(CAV)은 화소 영역들(미도시)과 중첩된다.
공동들(CAV) 내에 액정층(LC)이 충진될 수 있다. 액정층(LC)은 복수의 액정 분자들(미도시)을 포함한다. 표시 부재(200-1)에 제공되는 전계를 제어하여, 백라이트 유닛(BLU)에서 제공되는 광 중 공동들(CAV)을 투과하는 광량을 제어할 수 있다.
액정층(LC)이 충진된 공동들(CAV) 각각은 표시 소자(DSP)로 정의된다. 표시 소자(DSP)는 화소 영역들(미도시)과 중첩하도록 배치된다. 표시 소자(DSP)는 전기적 신호에 따라 제어되는 광을 표시할 수 있다면, 다양한 실시 예들을 포함할 수 있다. 예시적으로, 표시 소자(DSP)는 액정 커패시터일 수 있다.
표시 부재(200-1)는 절연층(INL)을 더 포함할 수 있다. 절연층(INL)은 커버층(CVL) 상에 배치되어 커버층(CVL)을 커버한다. 절연층(CVL)은 공동들(CAV)을 밀봉할 수 있다.
절연층(CVL)은 투명한 절연 물질로 구성될 수 있다. 예시적으로, 절연층(INL)은 유기물 및/ 또는 무기물로 구성될 수 있다. 절연층(INL)은 복수의 유기막 및 무기막들이 교번하여 적층될 수도 있다.
절연층(INL)은 외부 환경으로부터 표시 소자(DSP)를 차단하는 봉지층일 수 있다. 또는 절연층(INL)은 평탄한 상면을 제공하는 평탄화층일 수 있다. 절연층(INL)은 다양한 실시예를 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다.
제2 편광판(320)은 절연층(INL) 상에 배치된다. 제2 편광판(320)은 절연층(INL) 상에 직접 형성될 수도 있고, 별도로 형성되어 절연층(INL) 상에 배치될 수도 있다. 제2 편광판(320)가 별도로 형성되어 표시 부재(200-1)에 조립되는 경우, 제2 편광판(320)과 표시 부재(200-1) 사이에는 소정의 접착층 또는 공기층이 더 배치될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 12을 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성요소들은 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치(1000-2)의 도광판(600-2)은 복수의 도트 패턴(P-2)을 포함할 수 있다. 도트 패턴들(P-2)은 도광판(600-2)의 바닥부 상에서 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 도트 패턴들(P-2)은 도광판(600-2)의 바닥부로부터 상부로 함몰된 형상을 가질 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광원 및 도광판의 정면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 광원의 사시도이다. 도 13 및 도 14을 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성요소들은 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광원 기판(LSS-3)은 제2 방향(DR2)으로 연장되고, 제1 방향(DR2)과 수직한 평면과 평행한 바 형상을 갖는다. 광원 기판(LSS-3) 상에 광원 유닛들(LSU-3)이 실장된다. 광원 유닛들(LSU-3)은 도광판(600)의 입광부(610)와 마주보는 광원 기판(LSS-3)의 일측면 상에 배치된다.
제1 광원 유닛들(LSU1-3) 및 제2 광원 유닛들(LSU2-3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의하여 정의되는 평면 상에서 각각 직각 삼각형 형상을 갖는다. 제1 광원 유닛들(LSU1-3)은 상기 평면 상에서 제4 방향(DR4)과 평행한 빗변을 갖는 직각 삼각형 형상을 갖는다. 제2 광원 유닛들(LSU2-3)은 상기 평면 상에서 제5 방향(DR5)과 평행한 빗변을 갖는 직각 삼각형 형상을 갖는다.
제1 광원 유닛들(LSU1-3)은 제4 방향(DR4)과 평행한 출사면을 포함한다. 제2 광원 유닛들(LSU-3)은 제5 방향(DR5)과 평행한 출사면을 포함한다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 집광 시트의 배면도이고, 도 16은 도 15에 도시된 집광 시트의 확대도이다. 도 15 및 도 16을 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성요소들은 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 에에 따른 집광 시트(500-4)는 제 4 방향(DR4)으로 배열되는 복수의 프리즘 그룹들을 포함한다. 프리즘 그룹들 각각은 제5 방향(DR5)을 따라 일렬로 배열되는 복수의 역프리즘들(PRS-4)을 포함한다.
프리즘 그룹들 중 서로 인접한 프리즘 그룹의 역프리즘들(PRS-4)은 서로 제1 거리(d1)만큼 시프트 될 수 있다. 이 때, 제1 거리(d1)는 제5 방향(DR5)에서 역프리즘(PRS-4) 각각의 폭으로 정의되는 제1 길이(W1)와 상이한 크기를 갖는다. 따라서, 제4 방향(DR4)으로 제공되는 제1 광(L1)이 입사되는 제1 경사면(IS1)의 면적이 증가할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 제4 방향(DR4)으로 제공되는 제1 광(L1)의 집광도가 향상될 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 집광 시트의 배면도이고, 도 18은 도 17에 도시된 집광 시트의 확대도이다. 도 6을 설명함에 있어서, 앞서 설명된 구성요소들은 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 에에 따른 집광 시트(500-5)는 제 5 방향(DR5)으로 배열되는 복수의 프리즘 그룹들을 포함한다. 프리즘 그룹들 각각은 제4 방향(DR4)을 따라 일렬로 배열되는 복수의 역프리즘들(PRS-5)을 포함한다.
프리즘 그룹들 중 서로 인접한 프리즘 그룹의 역프리즘들(PRS-5)은 서로 제2 거리(d2)만큼 시프트 될 수 있다. 이 때, 제2 거리(d2)는 제4 방향(DR4)에서 역프리즘(PRS-5) 각각의 폭으로 정의되는 제2 길이(W2)와 상이한 크기를 갖는다. 따라서, 제5 방향(DR5)으로 제공되는 제2 광(L2)이 입사되는 제2 경사면(IS2)의 면적이 증가할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 제5 방향(DR5)으로 제공되는 제2 광(L2)의 집광도가 향상될 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 표시 장치 100: 윈도우 부재
DM: 표시 모듈 200: 패널 부재
310: 제1 편광판 320: 제2 편광판
400: 집광 시트 500: 광변환 부재
600: 도광판 700: 몰드 프레임
800: 반사 시트 900: 수납 부재
LS: 광원 LSU: 광원 유닛
LSU1: 제1 광원 유닛 LSU2: 제2 광원 유닛
LSS: 광원 기판 TA: 투광 영역
CA: 차광 영역 DA: 표시 영역
NDA: 비표시 영역 QD: 양자점
P: 도트 패턴 L1: 제1 광
L2: 제2 광 PRS: 역프리즘
S1: 제1 면 S2: 제2 면
IS: 경사면 BS: 베이스면

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시 모듈;
    상기 표시 모듈의 하부에 배치되는 도광판;
    제1 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 광원 유닛들을 포함하는 광원; 및
    상기 표시 모듈 및 상기 도광판 사이에 배치되고, 복수의 역프리즘들을 포함하는 집광 시트를 포함하고,
    상기 표시 모듈은,
    상기 집광 시트 상부에 배치되는 제1 편광판;
    상기 제1 편광판과 대향하는 제2 편광판;
    상기 제1 편광판 및 상기 제2 편광판 사이에 배치되고, 액정층을 포함하는 패널 부재; 및
    상기 제2 편광판의 상부에 배치되는 광변환 부재를 포함하고,
    상기 복수의 광원 유닛들은,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 정의되는 평면 상에서, 상기 제1 방향과 +45도를 이루는 제4 방향과 평행하게 배치되는 복수의 제1 광원 유닛들; 및
    상기 평면 상에서, 상기 제1 방향과 -45도를 이루는 제5 방향과 평행하게 배치되는 복수의 제2 광원 유닛들을 포함하고,
    상기 역프리즘들 각각은 상기 평면과 평행한 베이스면 및 상기 베이스면에 대하여 경사를 갖는 복수의 경사면들을 포함하고, 상기 베이스면은 상기 제4 방향 및 상기 제5 방향과 평행한 모서리들을 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판은,
    상기 제1 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 상기 광원으로부터 광을 제공받는 입광부;
    상기 제1 방향에서 상기 입광부와 대향하는 대광부;
    상기 평면과 평행하고, 상기 입광부로부터 입사된 광을 상부 방향으로 출사시키는 출광부; 및
    상기 출광부와 대향하고, 복수의 도트 패턴들이 배치되는 바닥부를 포함하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 입광부는,
    상기 제4 방향과 평행한 복수의 제1 입광면들; 및
    상기 제5 방향과 평행한 복수의 제2 입광면들을 포함하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판은,
    상기 제2 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 상기 제1 광원 유닛들로부터 광을 제공받는 제1 부분; 및
    상기 제2 방향에서 상기 도관판의 타측에 배치되고, 상기 제2 광원 유닛들로부터 광을 제공받는 제2 부분을 포함하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 제1 방향에서 상기 제1 부분의 일측에 배치되는 제1 입광부를 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 제1 방향에서 상기 제2 부분의 일측에 배치되는 제2 입광부를 포함하는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 입광부는,
    상기 제4 방향과 평행하고, 상기 제1 광원 유닛들과 마주하는 복수의 제1 입광면들; 및
    상기 제1 입광면들을 연결하는 복수의 제1 연결면들을 포함하고,
    상기 제2 입광부는,
    상기 제5 방향과 평행하고, 상기 제2 광원 유닛들과 마주하는 복수의 제2 입광면들; 및
    상기 제2 입광면들을 연결하는 복수의 제2 연결면들을 포함하는 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변환 부재는 복수의 양자점들을 포함하는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널 부재는,
    상기 제1 편광판 상부에 배치되는 제1 기판; 및
    상기 제2 편광판 하부에 배치되는 제2 기판을 더 포함하고,
    상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재되는 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널 부재는,
    상기 제1 편광판의 상부에 배치되는 제1 기판; 및
    상기 제1 기판 상에 배치되고, 상기 제1 기판과 부분적으로 이격되어 복수의 공동들을 제공하는 커버층을 포함하고,
    상기 공동들 각각에 액정층이 배치되는 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널 부재는,
    상기 제1 편광판 상부에 배치되는 제1 기판; 및
    상기 제2 편광판 상부에 배치되는 제2 기판을 더 포함하고,
    상기 액정층은 상기 제1 기판 및 상기 제2 편광판 사이에 개재되는 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 도트 패턴들은 상기 바닥부로부터 볼록하게 돌출된 형상을 갖는 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 도트 패턴들은 상기 바닥부로부터 상부 방향으로 오목하게 패인 형상을 갖는 표시 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 복수의 광원 유닛들이 실장되는 광원 기판을 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광원 기판은 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 정의되는 평면과 평행한 표시 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 역프리즘들 중 상기 제4 방향을 따라 일렬로 배열되는 역프리즘들은 제1 프리즘 그룹으로 정의되고,
    상기 제5 방향에서 상기 제1 프리즘 그룹과 인접하고, 상기 역프리즘들 중 상기 제4 방향을 따라 일렬로 배열된 역프리즘들은 제2 프리즘 그룹으로 정의되고,
    상기 제1 프리즘 그룹의 역프리즘들은 상기 제2 프리즘그룹의 역프리즘들로부터 상기 제4 방향으로 제1 거리만큼 시프트되고,
    상기 제1 거리는 상기 역프리즘들 각각의 상기 베이스면의 상기 모서리들 중 상기 제4 방향과 평행한 상기 모서리들의 길이와 상이한 표시 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 역프리즘들 중 상기 제5 방향을 따라 일렬로 배열되는 역프리즘들은 제3 프리즘 그룹으로 정의되고,
    상기 제4 방향에서 상기 제3 프리즘 그룹과 인접하고, 상기 역프리즘들 중 상기 제5 방향을 따라 일렬로 배열된 역프리즘들은 제4 프리즘 그룹으로 정의되고,
    상기 제3 프리즘 그룹의 역프리즘들은 상기 제4 프리즘 그룹의 역프리즘들로부터 상기 제5 방향으로 제2 거리만큼 시프트되고,
    상기 제2 거리는 상기 역프리즘들 각각의 상기 베이스면의 상기 모서리들 중 상기 제5 방향과 평행한 상기 모서리들의 길이와 상이한 표시 장치.
  17. 영상을 표시하는 표시 모듈;
    상기 표시 모듈의 하부에 배치되는 도광판;
    제1 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 도광판에 광을 제공하는 광원; 및
    상기 표시 모듈 및 상기 도광판 사이에 배치되고, 복수의 역프리즘들을 포함하는 집광 시트를 포함하고,
    상기 표시 모듈은,
    액정층을 포함하는 패널 부재;
    상기 패널 부재 상에 배치되고, 상기 패널 부재로부터 입사되는 광의 파장을 변환시키는 광변환 부재;
    상기 패널 부재 및 상기 집광 시트 사이에 배치되는 제1 편광판; 및
    상기 패널 부재 및 상기 광변환 부재 사이에 배치되는 제2 편광판을 포함하고,
    상기 광원은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 정의되는 평면 상에서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 사이의 임의의 방향으로 정의된 제4 방향으로 틸트된 제1 광원 유닛들을 포함하고,
    상기 역프리즘들 각각은 상기 평면과 평행한 베이스면 및 상기 베이스면에 대하여 경사를 갖는 복수의 경사면들을 포함하고, 상기 베이스면은 상기 제4 방향과 평행한 모서리들을 포함하는 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제4 방향이 상기 제1 방향과 이루는 각은 45도 또는 -45도 인 표시 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 도광판은,
    상기 제1 방향에서 상기 도광판의 일측에 배치되고, 상기 광원으로부터 광을 제공받는 입광부; 및
    상기 제1 방향에서 상기 입광부와 대향하는 대광부;
    상기 평면과 평행하고, 상기 입광부로부터 입사된 광을 상부 방향으로 출사시키는 출광부; 및
    상기 출광부와 대향하고, 복수의 도트 패턴들이 배치되는 바닥부를 포함하는 표시 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 광변환 부재는 복수의 양자점들을 포함하는 표시 장치.
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