KR20180064595A - 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치 - Google Patents

백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR20180064595A
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light
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정성구
박경호
최지웅
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 백라이트 유닛은 바텀 새시, 바텀 새시의 한 가장자리를 따라 위치하며 광원을 포함하는 광원 모듈, 그리고 바텀 새시 위에 위치하며 광원으로부터 방출된 광을 전달하는 도광판을 포함한다. 광원 모듈은 바텀 새시와 도광판 사이에서 도광판과 중첩하고, 광원의 출광면이 광원 모듈에 인접한 바텀 새시의 가장자리를 향한다.

Description

백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치{DISPLAY DEVICE COMPRISING BACKLIGHT UNIT}
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나이다. 액정 표시 장치는 액정층을 포함하는 액정 표시 패널에 전계를 인가하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 광을 투과율을 조절하여 영상을 표시하는 장치이다. 액정 표시 패널 자체는 비광발성(non-emissive)이므로, 액정 표시 장치는 일반적으로 액정 표시 패널의 배면에서 액정 표시 패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛(backlight unit)을 포함한다.
백라이트 유닛은 액정 표시 패널에 대한 광원의 위치에 따라서 엣지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 나뉜다. 엣지형은 액정 표시 패널의 측면에 광원이 위치하여 측면에서 도광판을 통해 광을 제공하는 방식이며, 직하형은 액정 표시 패널의 배면에 광원이 위치하여 액정 표시 패널에 광을 제공하는 방식이다. 공간 활용 및 디자인 측면에서 더욱 얇은 베젤과 두께를 가진 표시 장치에 대한 요구가 있다. 통상적으로, 직하형은 얇은 베젤을 구현하는데 유리하고, 엣지형은 얇은 두께를 구현하는데 유리하다.
실시예들은 얇은 베젤 폭과 두께를 가진, 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 백라이트 유닛은 바텀 새시, 상기 바텀 새시의 한 가장자리를 따라 위치하며 광원을 포함하는 광원 모듈, 그리고 상기 바텀 새시 위에 위치하며 상기 광원으로부터 방출된 광을 전달하는 도광판을 포함한다. 상기 광원 모듈은 상기 바텀 새시와 상기 도광판 사이에서 상기 도광판과 중첩하고, 상기 광원의 출광면이 상기 광원 모듈에 인접한 상기 바텀 새시의 가장자리를 향한다.
상기 광원 모듈은 상기 광원이 실장되어 있는 기판을 포함할 수 있고, 상기 기판의 주면은 상기 도광판의 주면에 실질적으로 수직일 수 있다.
상기 바텀 새시는 실질적으로 평탄한 주부 및 상기 주부와 일체로 형성되어 있으며 상기 한 가장자리에 교차하는 방향으로 U자형 단면을 가진 측부를 포함할 수 있고, 상기 광원 모듈은 상기 측부 내에 위치할 수 있다.
상기 측부는 상기 주부로부터 하향 연장하는 제1 부분, 상기 제1 부분으로부터 상기 제1 부분과 대략 평행하게 외향 연장하는 제2 부분, 그리고 상기 제2 부분으로부터 상기 제1 부분과 대략 평행하게 외향 연장하는 제3 부분을 포함할 수 있다.
상기 측부의 제3 부분은 주입구를 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 상기 측부에서 상기 제3 부분과 상기 광원 모듈 사이에 위치하는 반사 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 반사 부재는 ㄷ자형 단면 형상 및 상기 광원 모듈에 대응하는 길이를 가질 수 있다.
상기 반사 부재는 상기 측부의 제2 부분과 접하는 제1 부분, 상기 측부의 제3 부분과 접하는 제2 부분, 그리고 상기 반사 부재의 제2 부분으로부터 상기 반사 부재의 제1 부분과 대략 평행하게 내향 연장하는 제3 부분을 포함할 수 있다.
상기 반사 부재는 내면에 반사층을 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 상기 측부에서 상기 반사 부재와 상기 광원 모듈 사이에 위치하는 굴절률 정합 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 굴절률 정합 부재는 상기 도광판과 굴절률이 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 상기 바텀 새시와 상기 도광판 사이에 위치하는 반사 시트를 더 포함할 수 있고, 상기 굴절률 정합 부재는 상기 반사층, 상기 광원 모듈, 상기 도광판의 입광 단부, 그리고 상기 반사 시트의 하면과 접할 수 있다.
상기 반사 시트는 상기 광원 모듈과 중첩할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 상기 기판과 상기 측부의 제1 부분 사이에 위치하며 상기 기판 및 상기 측부의 제1 부분과 밀착되어 있는 지지대를 더 포함할 수 있고, 상기 발광면은 상기 기판의 주면과 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 상기 도광판과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 프레임, 그리고 상기 프레임과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 광학 시트를 더 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈은 상기 광원이 실장되어 있는 기판을 포함할 수 있고, 상기 기판의 주면과 상기 도광판의 주면이 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 출광면은 상기 기판의 주면에 실질적으로 수직일 수 있다.
실시예들에 따르면, 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치의 베젤 폭과 두께를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에서 III-III' 선을 따라 취한 단면의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1에서 III-III' 선을 따라 취한 단면의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 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. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미한다.
또한, 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.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 볼 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 볼 때를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1에서 III-III' 선을 따라 취한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 표시 장치(10)를 정면을 개략적으로 도시한 평면도이다. 표시 장치(10)는 전체적으로 직사각형이지만 이에 제한되지 않으며 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 표시 장치(10)는 적어도 하나의 모서리(corner)가 각지지 않고 둥글게 형성되어 있을 수도 있다. 표시 장치(10)에서 영상 표시되는 화면(S)을 베젤(B)이 둘러싸고 있다. 화면(S)은 전체적으로 직사각형이지만 이에 제한되지 않으며 다양한 모양을 가질 수 있다. 베젤(B)은 표시 장치(10)를 정면에서 볼 때 화면(S) 이외의 영역을 의미하며, 예컨대 화면(S)과 구분되는 외곽 프레임에 해당할 수 있다.
표시 장치(10)를 정면에서 볼 때 베젤(B)은 소정의 폭(W)을 가진다. 베젤(B)의 폭(W)은 화면(S)의 네 변(가장자리)에 걸쳐 실질적으로 동일할 수 있고, 적어도 두 변에서 다를 수도 있으며, 어느 가장자리에서는 베젤(B)의 폭(W)이 거의 제로일 수도 있다. 베젤(B)의 폭(W)이 작을수록 같은 크기의 표시 장치(10)에서 더 큰 화면(S)을 구현할 수 있고, 화면이 꽉 차 보이므로 몰입도가 증가할 수 있다. 여러 개의 표시 장치를 연접하게 배치하여 대형 화면을 제공하는 타일드 표시 장치(tiled display)의 경우, 각각의 표시 장치에서 베젤(B)의 폭(W)이 작을수록 표시 장치들 간의 경계가 잘 인식되지 않는다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치(10)를 구성하는 여러 구성요소들의 전체적인 형상을 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 표시 장치(10)에서 광원 모듈(230)이 위치하는 가장자리 부근(이하, "입광부"라고 함)을 나타내는 단면도이다. 입광부는 표시 장치(10)의 적어도 한 가장자리에 위치할 수 있다. 예컨대, 입광부는 표시 장치(10)의 한 단변 또는 두 단변에 위치할 수 있고, 한 장변 또는 두 장변에 위치할 수도 있다. 여기서는 입광부가 표시 장치(10)의 한 단변(도 1에서 좌측 단변)에 위치하는 경우를 예로 들어 설명한다. 입광부가 표시 장치(10)의 대향 단변에도 위치하는 경우, 대향 단변에 위치하는 입광부의 구조는 아래에서 도 3에 도시된 것과 실질적으로 대칭일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 표시 장치(10)는 기본적으로 표시 패널(100) 및 백라이트 유닛(200)을 포함한다. 표시 패널(100)은 액정 표시 패널 같은 수광형 표시 패널이다. 백라이트 유닛(200)은 표시 패널(100)에 광을 공급하고, 표시 패널(100)은 공급받는 광의 투과율을 조절하여 영상을 표시한다. 표시 장치(10)는 표시 패널(100)의 테두리(rim)의 적어도 일부분을 감싸는 탑 새시(300)를 더 포함한다. 탑 새시(300)는 표시 패널(100)을 보호하고 표시 패널(100)이 백라이트 유닛(200)으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 탑 새시(300)는 표시 장치(10)를 정면에서 볼 때 베젤(B)에 해당할 수 있고, 탑 새시(300)의 폭은 베젤(B)의 폭(W)에 해당할 수 있다. 탑 새시(300)는 정면 커버(front cover)로 불리기도 하며, 생략될 수도 있다. 백라이트 유닛(200)의 배면에는 표시 장치(10)를 동작시키기 위한 구동 장치, 전원 장치 등을 덮는 배면 커버(도시되지 않음)가 위치할 수 있다.
표시 패널(100)은 스위칭 소자들, 전극들, 색 필터들 등이 형성된 투명한 두 기판(substrate)(110, 120) 사이에 액정층이 형성되어 있는 액정 표시 패널일 수 있으며, 각각의 기판(110, 120)의 표면에는 편광층(130, 140)이 위치한다. 표시 패널(100)은 백라이트 유닛(200)에 의해 제공되어 편광층(130), 액정층 및 편광층(140)을 지나가는 광의 투과율을 구동 장치의 제어 하에 예컨대 화소 단위로 조절하여 영상을 표시한다.
표시 패널(100) 아래에는 표시 패널(100)에 광을 공급하는 백라이트 유닛(200)이 위치한다. 백라이트 유닛(200)은 바텀 새시(bottom chassis)(210), 지지대(support)(220), 광원 모듈(light source module)(230), 그리고 광원 모듈(230)에서 나오는 광을 표시 패널(100)에 공급하기 위한 여러 광학 요소들(optical elements)(240, 250, 260, 270, 280)을 포함한다.
바텀 새시(210)는 상부가 개방되어 있으며 소정 깊이의 수납 공간을 가진 일종의 용기(container)이다. 바텀 새시(210)는 예컨대 전체적으로 사각형 쟁반(tray) 같은 형상을 가질 수 있다. 바텀 새시(210)는 전체적으로 실질적으로 평탄할 수 있지만, 광원 모듈(230)이 위치하는 입광부에서 굴곡되어 있다. 즉, 바텀 새시(210)는 실질적으로 평탄한 주부(main portion)(211) 및 "U"자형 단면의 측부(side portion)(212)를 포함하고, 주부(211)와 측부(212)는 일체로 형성되어 있다. 입광부에 대응하는 측부(212)는 바텀 새시(210)의 한 가장자리를 따라 트렌치(trench)와 같이 길게 형성되어 있다.
주부(211)는 그 위에 위치하는 구성 요소를 고정하거나 소정 높이로 지지하기 위해 부분적으로 돌출되거나 함몰된 부분(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 측부(212)는 주부(211)로부터 하향 연장하는 제1 부분(213), 제1 부분(213)으로부터 주부(211)와 대략 평행하게 외향(즉, 바텀 새시(210)의 중심으로부터 멀어지는 방향) 연장하는 제2 부분(214), 그리고 제2 부분(214)으로부터 제1 부분(213)과 대략 평행하게 상향 연장하는 제3 부분(215)을 포함한다. 제3 부분(215)의 높이는 제1 부분(213)의 높이보다 클 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 바텀 새시(210)는 알루미늄, 알루미늄 합금, 아연 도금 강판 같은 금속 물질로 형성될 수 있다. 바텀 새시(210)는 폴리카보네이트(polycarbonate) 같은 플라스틱 물질로 형성될 수도 있다.
바텀 새시(210)에는 지지대(220), 광원 모듈(230), 굴절률 정합 부재(index matching member)(240), 반사 부재(250), 반사 시트(260), 도광판(270), 광학 시트(280), 프레임(290)이 수납되거나 고정되어 있다. 이들 중 지지대(220), 광원 모듈(230), 굴절률 정합 부재(240), 반사 부재(250)는 입광부에만 위치하며, 바텀 새시(210)의 측부(212)에 의해 한정되는 공간에 실질적으로 위치한다.
지지대(220)는 바텀 새시(210)의 측부(212)의 제1 부분(213)과 광원 모듈(230) 사이에서 측부(212)의 제1 부분(213)을 따라 길게 형성되어 있다. 지지대(220)는 전체적으로 가늘고 긴 막대(elongated bar) 형태일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 지지대(220)는 넓은 면(이하 입체 구조를 형성하는 면들 중 가장 넓은 면을 "주면"이라고 함)이 측부(212)의 제1 부분(213)에 밀착되게 고정되어 있다. 지지대(220)는 광원 모듈(230)을 고정함과 동시에, 광원 모듈(230)에서 발생하는 열을 바텀 새시(210)로 전달하기 위한 일종의 방열 부품이다. 지지대(220)는 광원 모듈(230)에서 나오는 열을 바텀 새시(210)로 빠르게 전달하여 광원 모듈(230)이 과열되는 것을 방지하기 위해서 열전도성이 좋은 금속 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 지지대(220)는 알루미늄, 알루미늄 합금 등으로 압출 성형하여 형성될 수 있다. 지지대(220)는 나사 같은 체결 부재에 의해 바텀 새시(210)에 고정되어 있을 수 있다.
광원 모듈(230)은 기판(231) 및 이에 실장되어 있는 광원들(232)을 포함한다. 기판(231)은 광원들(232)을 지지하면서 광원(232)에 전원을 공급한다. 기판(231)은 회로 기판일 수 있고, 예컨대 금속 코어 인쇄 회로 기판(MCPCB)일 수 있다. 기판(231)은 전체적으로 폭이 좁고 기다란 막대 형태일 수 있다. 기판(231)은 광원들(232)이 실장되어 있는 면의 배면이 지지대(220)에 밀착되게 고정되어 있다. 기판(231)은 지지대(220)에 밀착되어 있고, 지지대(220)는 바텀 새시(210)에 밀착되어 있으므로, 광원(232)에서 발생하는 열이 기판(231)과 지지대(220)를 통해 바텀 새시(210)로 빠르게 전달되어 방출될 수 있다. 즉, 기판(231), 지지대(220) 및 바텀 새시(210)는 광원(232)의 히트 싱크(heat sink)로 기능할 수 있다.
광원(232)은 기판(231)의 배선에 전기적으로 연결되어 전원을 공급받아 전기 에너지를 광 에너지로 변환하여 방출한다. 광원(232)은 발광 다이오드(LED) 패키지일 수 있고 하나의 기판(231)에 소정 간격으로 배치되어 있다. 광원(232)은 백색광(white light)을 방출할 수 있고, 청색광(blue light) 또는 자외광(UV light)을 방출할 수도 있다. LED 패키지 외에도 다른 가능한 점 광원 또는 선 광원이 광원(232)으로 사용될 수 있다.
광원(232)은 광이 나오는 면(이하 "출광면(235)"이라 함)이 광원 모듈(230)에 인접한 바텀 새시(210)의 가장자리를 향하도록 위치한다. 즉, 광원(232)의 출광면(235)은 측부(212)의 제3 부분(215)을 향하고, 광원(232)은 실질적으로 측부(212)의 제3 부분(215)을 향하여 광을 방출한다. 광원(232)의 출광면(235)과 기판(231)의 주면은 실질적으로 평행할 수 있다.
도광판(270)은 한 가장자리 부분이 광원 모듈(230) 위로 광원 모듈(230)과 중첩하게 바텀 새시(210) 위에 위치한다. 도광판(270)은 광원(232)으로부터 방출되는 광을 안내하여 표시 패널(100)로 전달하기 위해 사용된다. 도광판(270)은 광원 모듈(230)에서 발생한 점 광원 또는 선 광원 형태의 광학 분포를 갖는 광을 면 광원 형태의 광학 분포를 갖는 광으로 변경 즉, 광을 고르게 분포시키는 역할을 한다. 도광판(270) 아래, 즉 도광판(270)과 바텀 새시(210) 사이에는 반사 시트(260)가 위치한다. 반사 시트(260)는 도광판(270) 아래쪽으로 진행하는 광을 반사 및 산란시켜 최종적으로 표시 패널(100) 쪽으로 향하게 함으로써 광 효율을 증가시키는 역할을 한다. 반사 시트(260)는 도광판(270)에 대응하는 평면 형상을 가질 수 있다. 반사 시트(260)는 도광판(270)과 완전히 중첩하게 위치할 수 있으며, 예컨대 반사 시트(260)의 가장자리는 도광판(270)의 가장자리와 실질적으로 일치할 수 있다.
광원 모듈(230)은 바텀 새시(210)의 측부(212)의 제2 부분(214)과 도광판(270) 사이에 위치한다. 광원(232)의 출광면(235)은 도광판(270)의 하면에 대응하는 도광판(270)의 주면에 실질적으로 수직일 수 있다. 하지만, 출광면(235)과 도광판(270)의 주면이 반드시 수직일 필요는 없으며, 출광면(235)과 도광판(270)의 주면은 예컨대 약 10도 이상 약 90도 미만, 약 30도 이상 약 90도 미만, 약 45도 이상 약 90도 미만의 예각을 이룰 수 있다. 광원 모듈(230)이 도광판(270)과 중첩하게 도광판(270) 아래에 위치하고 있으므로, 광원 모듈(230)이 도광판(270)의 측면에 있는 구조보다 표시 장치(10)의 화면(S) 외곽의 무효 공간을 줄일 수 있고, 따라서 베젤 폭(W)을 줄일 수 있다.
그런데 이와 같은 배치에서, 광원(232)이 도광판(270) 아래에 위치하고, 더욱이 광원(232)의 출광면으로부터 나온 광이 입사해야 하는 도광판(270)의 입광 단부(275)와 광원(232)의 출광면(235)이 마주보고 있지 않고, 이들이 모두 실질적으로 동일한 방향인 바텀 새시(210)의 외곽을 향하고 있다. 따라서 광원(232)에서 방출된 광은 도광판(270)으로 바로 입사할 수 없고, 반사 부재(250)에 의해 반사된 후 입사할 수 있다.
반사 부재(250)는 측부(212)의 제3 부분(215)과 광원 모듈(230) 사이에 위치한다. 반사 부재(250)는 광원(232)에서 나오는 광을 반사시켜 도광판(270)의 입광 단부(275)로 향하게 한다. 반사 부재(250)의 반사 능력 향상을 위해, 반사 부재(250)의 내면에는 반사층(255)이 부착되어 있거나 코팅되어 있을 수 있다. 부착형 반사층은 예컨대 반사 시트 테이프일 수 있고, 코팅 반사층은 은과 같이 반사성이 높은 금속층을 증착하여 형성될 수 있다. 광 손실을 최소화하기 위해, 반사층(255)은 예컨대 90% 이상, 95% 이상, 또는 98% 이상의 고반사율을 가질 수 있다.
광원(232)에 나온 광은 반사 부재(250)에 의해 한 번 반사된 후 도광판(270)의 입광 단부(275)로 바로 입사할 수도 있지만, 반사 시트(260)의 하면이나 기판(231)에 의한 반사 및/또는 산란을 거친 후 입사할 수도 있다. 도광판(270)으로 입사한 광은 상면으로 출광한 후 광학 시트(280)를 거쳐 표시 패널(100)로 제공된다.
반사 부재(250)는 광원 모듈(230)과 나란하게, 바텀 새시(210)의 가장자리를 따라 길게 형성되어 있으며, 광원 모듈(230)에 대략 대응하는 길이를 가질 수 있다. 반사 부재(250)는 측부(212)의 내면에 밀착되어 있을 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 대략 "ㄷ"형의 단면을 가질 수 있다. 예컨대, 반사 부재(250)는 측부(212)의 제2 부분(214)과 접하는 제1 부분(251), 측부(212)의 제3 부분(215)과 접하는 제2 부분(252), 그리고 제2 부분(252)으로부터 제1 부분(251)과 대략 평행하게 내향 연장하는 제3 부분(253)을 포함한다. 반사 부재(250)의 제3 부분(253)은 측부(212)에 있는 도광판(270)의 상면 위로 연장하여 도광판(270)의 상면과 접할 수 있다. 이에 의해 반사 부재(250)의 반사 면적이 충분히 넓을 수 있고, 화면의 가장자리에서 광이 새어나가는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 측부(212)에 있는 도광판(270) 부분의 아래에도 반사 시트(260)가 위치하고 있으므로, 반사 부재(250)에 의해 반사된 광이 도광판(270)의 하면을 통해 입광하는 것을 방지할 수 있고, 따라서 화면의 가장자리에서 광이 새어나가는 것을 방지할 수 있다.
반사 부재(250)와 광원 모듈(230) 사이에는 굴절률 정합 부재(240)가 위치한다. 굴절률 정합 부재(240)는 측부(212)에서 광원 모듈(230), 반사 부재(250), 반사 시트(260) 및 도광판(270)에 의해 한정되는 공간(이하 "입광부 공간"이라 함)을 실질적으로 채우고 있을 수 있다. 따라서 굴절률 정합 부재(240)는 광원 모듈(230), 반사층(255), 반사 시트(260)의 하면, 그리고 도광판(270)의 입광 단부(275)와 접할 수 있다. 굴절률 정합 부재(240)는 기판(231)으로부터 돌출되어 있는 광원(232)의 형상에 부합하는 요부(249)를 포함할 수 있다. 이러한 구조는 예컨대, 입광부 공간에 액상의 수지를 주입하고 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
굴절률 정합 부재(240)는 광원(232)과 도광판(270) 사이에서 광 손실을 줄이기 위한 것이며, 도광판(270)과 실질적으로 동일하거나 유사한 굴절률을 갖는다. 도광판(270)은 예컨대 약 1.49의 굴절률을 가진 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 또는 약 1.58의 굴절률을 가진 폴리카보네이트(PC)로 형성될 수 있다. 굴절률 정합 부재(240)는 도광판(270)의 이러한 굴절률에 대응하는 굴절률을 가질 수 있으며, 예컨대 약 1.4 내지 약 1.7, 또는 약 1.45 내지 약 1.63의 굴절률을 가질 수 있다. 이와 같은 굴절률을 가진 물질로서 광학적 투명 수지(optical clear resin, OCR)가 사용될 수 있다. 광학적 투명 수지로서 Dexerials 사의 제품명 SVR-1100, SVR-1320, SV-1240H, 3M 사의 제품명 2175, EAS-1616, EAS-1614 등이 사용될 수 있으며, 이들 제품은 예컨대 약 1.52의 굴절률을 가진다. 광학적 투명 수지의 굴절률은 벤젠 고리를 포함하는 고굴절률 모노머를 첨가하여 향상될 수 있다. 광원(232)에서 나온 광이 반사층(255)에 의해 반사되어 입광 단부(275)를 통해 도광판(270)으로 입광하기까지 굴절률 정합 부재(240)를 통과하고, 굴절률 정합 부재(240)는 입광 단부(275)와 접하고 있으므로, 입광 단부(275)에서 굴절률 차이로 인한 반사가 방지되거나 최소화되어 광 효율을 향상시킬 수 있다.
프레임(290)은 표시 패널(100)은 일정 높이로 안정적으로 지지하기 위해 제공될 수 있다. 프레임(290)은 바텀 새시(210)에 고정되게 결합되어 있을 수 있다. 프레임(290)은 몰드 프레임, 미들 몰드(middle mold) 등으로도 불린다.
프레임(290) 위로 광학 시트(280)가 위치한다. 광학 시트(280)는 예컨대 확산 시트, 프리즘 시트 및 보호 시트를 포함할 수 있다. 확산 시트는 도광판(270)에서 나온 광을 산란시켜 휘도 분포를 균일하게 하기 위해 즉, 균일한 밝기의 면 광원으로 만들기 위해 사용된다. 프리즘 시트는 확산 시트에 의해 확산된 광의 진행 방향을 조절하여 표시 패널(100)과 수직을 이루도록 한다. 보호 시트는 프리즘 시트의 프리즘을 스크래치(scratch) 등으로부터 보호하기 위해 사용될 수 있다. 보호 시트는 광을 확산시켜 프리즘 시트에 의해 좁아진 시야각을 넓혀 주는 기능도 수행할 수 있다. 광학 시트(280)는 프리즘 시트와 보호 시트 중 어떤 것은 포함하지 않을 수 있고 어떤 것은 하나 이상 포함할 수 있다. 광학 시트(280)는 광의 편광 성분을 분리하여 투과 및 반사시킴으로써 휘도 효율을 높일 수 있는 반사 편광 시트를 더 포함할 수 있다. 광학 시트(280)는 도광판(270)에 대응하는 평면 형상을 가질 수 있다.
광학 시트(280) 위로 표시 패널(100)이 위치하고, 탑 새시(300)는 표시 패널(100)의 테두리를 감싸도록 위치한다. 탑 새시(300)는 바텀 새시(210), 배면 커버 등에 고정되게 결합되어 있을 수 있다.
탑 새시(300)의 폭(W)은 표시 장치(10)의 베젤 폭에 해당할 수 있다. 본 실시예에 따른 표시 장치(10)는 엣지형 백라이트 유닛을 포함함에도 광원 모듈(230)을 수용하기 위한 공간이 도광판(270) 아래에 위치하므로, 광원 모듈(230)이 도광판(270)과 실질적으로 나란하게 위치하는 경우보다 화면(S) 외곽의 공간을 현저하게 줄일 수 있다. 따라서 탑 새시(300)에 의해 가려지는 폭, 즉 베젤 폭(W)을 예컨대 약 2.4 밀리미터 이하로 줄일 수 있다. 표시 장치(10)의 입광부는 도광판(270) 아래에 위치하는 광원 모듈(230)을 수용하기 위해 약간 두껍지만, 입광부를 제외한 표시 장치(10)의 대부분은 얇은 두께(T) 예컨대 약 6.9 밀리미터 이하의 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 프레임(290)이 생략되고, 그 대신 바텀 새시(210)의 측부(212)가 제3 부분(215)으로부터 내향 연장하는 제4 부분을 더 포함하고, 제4 부분 위에 광학 시트(280)와 표시 패널(100)이 위치할 수도 있다. 일 실시예에서, 광학 시트(280)는 도광판(270)과 프레임(290) 사이에 위치할 수 있다. 프레임(290)과 표시 패널(100) 사이에는 양면 테이프 같은 접착층이 위치하여 표시 패널(100)을 프레임(290)에 고정시킬 수도 있다.
지금까지 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 상세하게 설명하였다. 이제, 도 4 내지 도 6을 참고하여 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 굴절률 정합 부재의 형성을 위주로 설명하기로 한다.
도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정을 보여주는 도면이다.
도 4, 도 5 및 도 6은 전술한 도 1 내지 도 3의 표시 장치(10)를 제조하는 공정 단면도로서, 도 3의 단면에 실질적으로 대응하는 표시 장치(10)의 부분의 단면이지만, 바텀 새시(210)와 반사 부재(250)에 각각 주입구(injection hole)(219, 259)가 형성되어 있다는 점에서 차이가 있다. 이러한 주입구(219, 259)는 바텀 새시(210)의 측부(212)의 제3 부분(215)에 하나 또는 복수 개 형성되어 있을 수 있다.
도 4를 참고하면, 바텀 새시를 형성하기 위한 금속판 등에 주입구(219)를 형성한 후 프레싱(pressing), 벤딩(bending) 등을 통해 주부(211)와 측부(212)를 포함하는 바텀 새시(210)를 형성한다. 주입구(219)는 바텀 새시(210)를 형성한 후 측부(212)의 제3 부분(215)에 형성될 수도 있다. 그 다음, 주입구(219)에 대응하는 위치에 주입구(259)가 형성되어 있는 반사 부재(250)를 바텀 새시(210)의 측부(212)에 고정시킨다. 주입구(259)는 반사 부재(250)의 제2 부분(252)에 위치할 수 있다.
도 5를 참고하면, 바텀 새시(210)의 측부(212)에 지지대(220)와 광원 모듈(230)을 조립하고, 그 위로 반사 시트(260)와 도광판(270)을 올려놓고, 프레임(290)을 조립한다. 프레임(290)은 바텀 새시(210)의 측면(예컨대 측부(212)의 제3 부분(215))을 감싸면서 바텀 새시(210)의 측면에 위치할 수 있는 후크 등에 걸림 고정되는 식으로 바텀 새시(210)에 결합될 수 있다. 이때, 프레임(290)은 도광판(270)을 누르게 됨으로써 도광판(270)과 그 아래의 반사 시트(260)가 움직이는 것을 제한할 수 있다. 그 후, 광학적 투명 수지(OCR)와 같이 도광판(270)의 굴절률과 유사하거나 실질적으로 동일한 수지(240a)를 주입구(219, 259)를 통해 입광부 공간으로 주입한다. 수지(240a)는 열 경화형 수지, 광 경화형 수지, 이액형 수지 등일 수 있다.
도 6을 참고하면, 입광부 공간을 완전히 채우도록 수지(240a)를 주입한 후 경화시켜 굴절률 정합 부재(240)를 형성한다. 굴절률 정합 부재(240)의 형성 과정에서, 반사 부재(250)는 수지(240a)가 채우는 영역을 한정하고 수지(240a)가 새어 나가는 것을 방지하는 거푸집과 같은 역할을 할 수 있다. 그 후, 주입구(219)에 밀봉 테이프(50)를 부착할 수 있다. 밀봉 테이프(50)는 광 이용 효율을 증가시키기 위한 반사층(51)과 빛 샘을 방지하기 위한 차광층(52)을 포함하는 이중층 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 밀봉 테이프(50)는 수지(240a)를 경화시키기 전에 부착될 수 있다. 광학 시트(280)는 광학적 투명 수지의 주입 및 경화가 완료된 후에 조립될 수도 있다. 이후, 도시되지 않았지만 전술한 표시 패널(100)과 탑 새시(300)를 조립하여 표시 장치(10)를 제조할 수 있다.
이하에서는 전술한 실시예들과 광원 모듈의 타입 및 배치에 있어서 차이가 있는 표시 장치에 대해 도 7을 참고하여 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 7은 도 1에서 III-III' 선을 따라 취한 단면의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참고하면, 바텀 새시(210)의 측부(212)에서, 지지대(220)는 측부(212)의 제2 부분(214)에 밀착되게 위치하고, 지지대(220) 위로 광원 모듈(230)이 위치하고 있다. 지지대(220)의 주면과 광원 모듈(230)의 기판(231)의 주면은 실질적으로 평행하고, 도광판(270)의 주면과도 또한 실질적으로 평행하다. 기판(231)에 실장되어 있는 LED 패키지일 수 있는 광원(232)은 그 출광면(235)이 광원 모듈(230)에 인접한 바텀 새시(210)의 가장자리 즉, 측부(212)의 제3 부분(215)을 향하도록 위치한다. 따라서 광원(232)은 출광면(235)이 실장면의 배면이 아닌 실장면의 측면에 있는 측면형(side view type) LED 패키지일 수 있다. 출광면(235)은 기판(231)의 주면과 실질적으로 수직일 수 있다. 베젤 폭(W)을 줄이기 위해, 측부(212)의 제2 부분(214)의 폭은 지지대(220) 및 기판(231)의 폭과 대략 동일할 수 있다.
반사 부재(250)는 측부(212)의 제3 부분(215)과 접하는 제1 부분(251)과 제1 부분(251)으로부터 내향 연장하는 제2 부분(252)을 포함하지만, 측부(212)의 제2 부분(214)과 접하는 부분은 포함하지 않을 수 있다. 광원(232)의 출광면(235)으로부터 측부(212)의 제3 부분(215)을 향해 방출된 광은 반사 부재(250)의 반사층(255)에 의해 반사되어 도광판(270)의 입광 단부로 입사되며, 이 과정에서 광은 굴절률 정합 부재(240)를 손실 없이 통과할 수 있다. 도 3의 실시예와 마찬가지로, 광원 모듈(230)이 도광판(270) 아래에 도광판(270)과 중첩하게 위치하고 있으므로, 표시 장치의 베젤 폭(W)을 줄일 수 있다.
이상에서 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: 표시 장치 100: 표시 패널
200: 백라이트 유닛 210: 바텀 새시
211: 주부 212: 측부
219, 259: 주입구 220: 지지대
230: 광원 모듈 231: 기판
232: 광원 235: 출광면
240: 굴절률 정합 부재 250: 반사 부재
255: 반사층 260: 반사 시트
270: 도광판 275: 입광 단부
280: 광학 시트 290: 프레임
300: 탑 새시 50: 밀봉 테이프
B: 베젤 S: 화면

Claims (17)

  1. 표시 패널 및 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 백라이트 유닛은
    바텀 새시,
    상기 바텀 새시의 한 가장자리를 따라 위치하며 광원을 포함하는 광원 모듈, 그리고
    상기 바텀 새시 위에 위치하며 상기 광원으로부터 방출된 광을 전달하는 도광판
    을 포함하고,
    상기 광원 모듈은 상기 바텀 새시와 상기 도광판 사이에서 상기 도광판과 중첩하고, 상기 광원의 출광면이 상기 광원 모듈에 인접한 상기 바텀 새시의 가장자리를 향하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 광원 모듈은 상기 광원이 실장되어 있는 기판을 포함하며,
    상기 기판의 주면은 상기 도광판의 주면에 실질적으로 수직인 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 바텀 새시는 실질적으로 평탄한 주부 및 상기 주부와 일체로 형성되어 있으며 상기 한 가장자리에 교차하는 방향으로 U자형 단면을 가진 측부를 포함하며,
    상기 광원 모듈은 상기 측부 내에 위치하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 측부는 상기 주부로부터 하향 연장하는 제1 부분, 상기 제1 부분으로부터 상기 제1 부분과 대략 평행하게 외향 연장하는 제2 부분, 그리고 상기 제2 부분으로부터 상기 제1 부분과 대략 평행하게 외향 연장하는 제3 부분을 포함하는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 측부의 제3 부분은 수지 주입구를 포함하는 표시 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 측부에서 상기 제3 부분과 상기 광원 모듈 사이에 위치하는 반사 부재를 더 포함하는 표시 장치
  7. 제6항에서,
    상기 반사 부재는 ㄷ자형 단면 형상 및 상기 광원 모듈에 대응하는 길이를 갖는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 반사 부재는 상기 측부의 제2 부분과 접하는 제1 부분, 상기 측부의 제3 부분과 접하는 제2 부분, 그리고 상기 반사 부재의 제2 부분으로부터 상기 반사 부재의 제1 부분과 대략 평행하게 내향 연장하는 제3 부분을 포함하는 표시 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 반사 부재는 내면에 반사층을 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 측부에서 상기 반사 부재와 상기 광원 모듈 사이에 위치하는 굴절률 정합 부재를 더 포함하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 굴절률 정합 부재는 상기 도광판과 굴절률이 실질적으로 동일한 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 바텀 새시와 상기 도광판 사이에 위치하는 반사 시트를 더 포함하며,
    상기 굴절률 정합 부재는 상기 반사층, 상기 광원 모듈, 상기 도광판의 입광 단부, 그리고 상기 반사 시트의 하면과 접하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 반사 시트는 상기 광원 모듈과 중첩하는 표시 장치.
  14. 제4항에서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 기판과 상기 측부의 제1 부분 사이에 위치하며 상기 기판 및 상기 측부의 제1 부분과 밀착되어 있는 지지대를 더 포함하는 표시 장치.
  15. 제2항에서,
    상기 발광면과 상기 기판의 주면이 실질적으로 평행한 표시 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 백라이트 유닛은 상기 도광판과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 프레임, 그리고 상기 프레임과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 광학 시트를 더 포함하는 표시 장치.
  17. 제1항에서,
    상기 광원 모듈은 상기 광원이 실장되어 있는 기판을 포함하며,
    상기 기판의 주면은 상기 도광판의 주면과 실질적으로 평행하고, 상기 출광면은 상기 기판의 주면에 실질적으로 수직인 표시 장치.
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