KR20200024982A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치 - Google Patents

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KR20200024982A
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Abstract

백라이트 유닛은, 광을 방출하는 복수의 광원들과 상기 광원들이 배치되는 인쇄 회로 기판을 포함한 발광 어레이; 상기 광원들에서 방출된 광을 일 방향으로 가이드 하는 도광판; 상기 도광판을 통과한 광을 특정 색의 광으로 변환하는 컬러 변환층; 및 상기 컬러 변환층 상에 제공된 광학 부재를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 광원들은 상기 인쇄 회로 기판의 제1 행에 배치된 복수의 제1 광원들과 상기 인쇄 회로 기판의 제2 행에 배치된 복수의 제2 광원들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 광원들 각각은 일정 간격 이격되고, 상기 제2 광원들 각각은 일정 간격 이격될 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치들 중에는 영상을 표시하기 위해서, 광을 발생시킬 수 있는 백라이트 유닛을 요하는 표시 장치가 있다. 상기 백라이트 유닛은 액정 등을 포함하는 표시 패널에 광을 공급하는 장치로서, 광원과 상기 광원에서 방출된 광을 상기 표시 패널로 전달하기 위한 도광판을 포함한다.
한편, 네로우 베젤을 구현하는 표시 장치에서는, 복수 개의 광원들이 상기 도광판의 측면에 밀착되어 배치되거나 상기 도광판의 측면에 근접한 상태로 배치된다. 특히, 상기 광원들과 상기 도광판 사이의 간격이 작을 경우, 상기 도광판의 측면에는 상기 광원들의 형성지점에서 상대적으로 밝게 빛나는 명부가 형성되고, 상기 광원들 사이의 영역에서 상대적으로 어둡게 표시되는 암부가 형성되게 된다. 상기 명부와 상기 암부의 밝기 차이로 인해, 핫스팟(Hot Spot) 불량이 발생할 수 있다.
또한, 상기 표시 장치의 슬림화를 위해, 보다 두께가 얇은 도광판을 상기 백라이트 유닛에 적용할 경우, 상기 광원들의 크기가 상기 도광판의 두께보다 커져 상기 광원들 각각에서 방출되는 광이 상기 도광판 내부로 모두 입사되지 않고 상기 도광판의 외부로 누설되는 빛샘 불량이 발생할 수 있다.
상술한 핫스팟 불량과 빛샘 불량은 상기 표시 장치의 제품 품질을 저하시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 빛샘 불량과 핫스팟 불량을 방지하면서 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광을 방출하는 복수의 광원들과 상기 광원들이 배치되는 인쇄 회로 기판을 포함한 발광 어레이; 상기 광원들에서 방출된 광을 일 방향으로 가이드하는 도광판; 상기 도광판을 통과한 광을 특정 색의 광으로 변환하는 컬러 변환층; 및 상기 컬러 변환층 상에 제공된 광학 부재를 포함할 수 있다. 상기 광원들은 상기 인쇄 회로 기판의 제1 행에 배치된 복수의 제1 광원들과 상기 인쇄 회로 기판의 제2 행에 배치된 복수의 제2 광원들을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 광원들 각각은 일정 간격 이격되고, 상기 제2 광원들 각각은 일정 간격 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은, 상기 인쇄 회로 기판 상에서 교번하여 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 어레이는 상기 제1 광원들 중 적어도 하나의 제1 광원과 상기 제2 광원들 중 적어도 하나의 제2 광원을 각각 포함하는 복수의 단위 발광 영역들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 발광 영역들 각각에 포함된 상기 제1 광원과 상기 제2 광원은 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치된 연결 배선을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원들은 상기 인쇄 회로 기판의 제3 행에 배치된 복수의 제3 광원들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들과 상기 제3 광원들은 상기 인쇄 회로 기판 상에서 동일한 열에 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들, 상기 제2 광원들, 및 상기 제3 광원들은 상기 인쇄 회로 기판 상에서 서로 상이한 열에 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들, 상기 제2 광원들, 및 상기 제3 광원들은, 상기 인쇄 회로 기판 상에서 서로 교번하여 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원은 상기 인쇄 회로 기판의 제4 행에 배치된 복수의 제4 광원들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은 동일한 열에 배열되고, 상기 제3 광원들과 상기 제4 광원들은 동일한 열에 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들과 상기 제3 광원들은 동일한 열에 배열되고, 상기 제2 광원들과 상기 제4 광원들은 동일한 열에 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은 300㎛ 이하의 크기를 갖는 마이크로 스케일의 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자는 청색 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컬러 변환층은, 복수의 광 변환 입자들을 포함한 광 변환층; 상기 광 변환층과 상기 도광판 사이에 배치된 제1 보호층; 및 상기 광 변환층과 상기 광학 부재 사이에 배치된 제2 보호층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 광 변환 입자들은 퀀텀 닷을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 영상을 표시하는 표시 패널; 및 상기 영상을 표시하기 위한 광을 상기 표시 패널로 제공하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 광을 방출하는 복수의 광원들과 상기 광원들이 배치되는 인쇄 회로 기판을 포함한 발광 어레이; 상기 광원들에서 방출된 광을 상기 표시 패널로 가이드하는 도광판; 및 상기 도광판을 통과한 광을 특정 색의 광으로 변환하는 컬러 변환층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원들은 상기 인쇄 회로 기판의 제1 행에 배치된 복수의 제1 광원들과 상기 인쇄 회로 기판의 제2 행에 배치된 복수의 제2 광원들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들 각각은 일정 간격 이격되고, 상기 제2 광원들 각각은 일정 간격 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬림화를 구현하면서 불량을 최소화하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치에서 화소들 및 구동부의 실시예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 화소들 중 하나의 화소를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅱ ~ Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 6a는 도 1의 컬러 변환층을 도시한 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 Ⅲ ~ Ⅲ'선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 1의 백라이트 유닛을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 8a는 도 7의 백라이트 유닛의 일부를 부분 확대한 사시도이다.
도 8b는 도 8a의 발광 어레이를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 9는 도 7의 발광 어레이를 도광판의 네 측면에 모두 적용한 모습을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10a는 다른 실시예에 따라 구현된 발광 어레이를 포함하는 백라이트 유닛의 일부를 부분 확대한 사시도이다.
도 10b는 도 10a의 발광 어레이를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11a는 다른 실시예에 따라 구현된 발광 어레이를 포함하는 백라이트 유닛의 일부를 부분 확대한 사시도이다.
도 11b는 도 11a의 발광 어레이를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 12a는 다른 실시예에 따라 구현된 발광 어레이를 포함하는 백라이트 유닛의 일부를 부분 확대한 사시도이다.
도 12b는 도 12a의 발광 어레이를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 13a는 다른 실시예에 따라 구현된 발광 어레이를 포함하는 백라이트 유닛의 일부를 부분 확대한 사시도이다.
도 13b는 도 13a의 발광 어레이를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100), 터치 센서(200), 백라이트 유닛(300), 몰드 프레임(400), 및 하우징(500)을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 표시 패널(100)은 직선의 변을 포함하는 닫힌 형태의 다각 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 표시 패널(100)은 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원 및 타원 등의 형상을 가질 수 있다. 상기 표시 패널(100)은 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원 및 반타원 등의 형상을 가질 수도 있다. 상기 표시 패널(100)이 직선으로 이루어진 변을 갖는 경우, 상기 각 형상의 모서리 중 적어도 일부는 곡선으로 이루질 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)이 직사각 형상을 가질 때, 서로 인접한 직선 변들이 만나는 부분이 소정 곡률을 가지는 곡선으로 대체될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널(100)은 직선의 변들로 구성된 사각 형상을 가질 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 유기 발광 표시 패널(organic light-Emitting display panel, OLED panel), 액정 표시 패널(liquid crystal display panel, LCD panel), 전기 영동 표시 패널(electrophoretic display panel, EPD panel), 및 전기 습윤 표시 패널(electrowetting display panel, EWD panel) 중 어느 하나일 수 있다. 상기 유기 발광 표시 패널은 자발광형 표시 패널이며, 상기 액정 표시 패널, 상기 전기 영동 표시 패널, 및 상기 전기 습윤 표시 패널은 비발광형 표시 패널이다. 상기 표시 패널(100)이 상기 유기 발광 표시 패널인 경우, 상기 백라이트 유닛(300)은 생략될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널(100)은 상기 액정 표시 패널일 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 영상을 표시하는 표시 영역, 및 상기 표시 영역의 적어도 일측에 배치된 비표시 영역을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)에 대향되는 제2 기판(120), 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에 형성된 액정층(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 표시 패널(100)의 양면, 즉, 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120) 각각의 외부면에는 편광 필름(미도시)이 제공될 수 있다.
상기 제1 기판(110)의 표시 영역에는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소들(미도시)이 제공될 수 있다. 각 화소에는 게이트 라인(미도시), 상기 게이트 라인과 절연되게 교차하는 데이터 라인(미도시), 및 화소 전극(미도시)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 각 화소는 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 전기적으로 연결되며, 상기 화소 전극에 대응하여 전기적으로 연결되는 박막 트랜지스터(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 박막 트랜지스터는 대응하는 화소 전극 측으로 제공되는 구동 신호를 스위칭할 수 있다.
상기 제1 기판(110)의 비표시 영역에는 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)을 합착시키는 봉지 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 봉지 부재는 상기 비표시 영역에서 상기 표시 영역의 에지를 따라 배치될 수 있다.
상기 제2 기판(120)의 일면 상에는 상기 백라이트 유닛(300)에서 제공되는 광을 이용하여 소정의 색을 구현하는 컬러 필터(미도시) 및 상기 컬러 필터 상에 형성되어 상기 화소 전극과 대향하는 공통 전극(미도시)이 제공될 수 있다. 여기서, 상기 컬러 필터는 적색, 녹색, 청색, 시안, 마젠타, 백색, 및 황색 중 어느 하나의 색상을 가지며, 증착 또는 코팅과 같은 공정을 통하여 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컬러 필터가 상기 제2 기판(120) 상에 배치되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 상기 컬러 필터는 상기 제1 기판(110) 상에 배치될 수도 있다.
상기 액정층은 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 형성되는 전계에 의하여 특정 방향으로 배열됨으로써, 상기 백라이트 유닛(300)으로부터 방출되는 광의 투과도를 조절하여, 상기 표시 패널(100)이 상기 영상을 표시할 수 있도록 한다.
도면에 직접적으로 도시하지 않았으나, 상기 제1 기판(110)의 비표시 영역에는 신호 입력 패드(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 신호 입력 패드는 드라이버 IC(130)가 실장된 연성 회로 기판(131)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 연성 회로 기판(131)은 구동 회로 기판(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 연성 회로 기판(131)은 상기 구동 회로 기판(140)과 상기 표시 패널(100)을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 드라이버 IC(130)는 상기 구동 회로 기판(140)으로부터 각종 제어 신호를 입력받으며, 입력된 각종 제어 신호에 응답하여 상기 표시 패널(100)을 구동하는 구동 신호를 상기 표시 패널(100) 측으로 출력할 수 있다. 상기 연성 회로 기판(131)은 절곡되어 상기 구동 회로 기판(140)을 상기 하우징(500)의 외측에 배치시킨다.
상기 구동 회로 기판(140)에는 상기 표시 패널(100)의 구동 신호들 및 제어 신호를 생성하는 다수의 전자 부품들(미도시)이 실장될 수 있다.
상기 터치 센서(200)는 상기 표시 패널(100)의 양면 중 적어도 하나의 면 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 터치 센서(200)는 상기 표시 패널(100)에서 영상이 표시되는 방향의 일면 상에 배치되어 사용자의 터치 입력을 수신할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 터치 센서(200)는 상기 표시 패널(100)과 일체로 형성될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 터치 센서(200)가 상기 표시 패널(100)의 상면에 제공된 경우를 일 예로서 설명하기로 한다.
상기 터치 센서(200)는 사용자의 손이나 별도의 입력 수단을 통해 상기 표시 장치로부터의 터치 이벤트를 인식할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서(200)는 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식으로 구동될 수 있다. 상기 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식은 인접하게 배치된 두 개의 터치 전극들 간의 상호 작용에 의한 정전 용량(capacitance) 변화를 감지하는 것이다. 또한, 상기 터치 센서(200)는 자기 정전 용량(self capacitance) 방식으로 구동될 수 있다. 상기 자기 정전 용량(self capacitance) 방식은 매트릭스 형상으로 배열된 터치 전극들과 상기 터치 전극들 각각에 연결된 센싱 라인들을 이용하여, 사용자의 터치가 있을 경우 터치된 영역의 터치 전극의 정전 용량(capacitance) 변화를 감지하는 것이다.
상기 백라이트 유닛(300)은 상기 표시 패널(100)에서 영상이 표시되는 방향의 반대 방향의 일면 상에 배치된다. 상기 백라이트 유닛(300)은 도광판(310), 컬러 변환층(320), 광학 부재(330), 반사 시트(340), 및 복수의 광원들(351)을 포함하는 발광 어레이(350)를 포함할 수 있다.
상기 도광판(310)은 상기 표시 패널(100)의 하부에 위치하며, 상기 발광 어레이(350)에서 방출되는 광을 가이드하여 상기 표시 패널(100) 방향으로 상기 광을 출사시킬 수 있다. 특히, 상기 도광판(310)은 적어도 상기 표시 패널(100)의 표시 영역과 중첩될 수 있다. 여기서, 상기 도광판(310)은 상기 광을 출사하는 출사면, 상기 출사면에 대향하는 하면, 및 상기 출사면과 상기 하면을 연결하는 측면들을 포함할 수 있다. 상기 측면들 중 적어도 하나는 상기 발광 어레이(350)와 대향하여 상기 발광 어레이(350)에서 방출되는 광이 입사되는 입사면일 수 있으며, 상기 입사면에 대향하는 측면은 상기 광을 반사하는 대광면일 수 있다.
상기 도광판(310)은 광을 투과시킬 수 있는 투과성 재료중의 하나인 아크릴계 투명 수지인 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA)같은 플라스틱(plastic) 물질, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)계열 의 물질, 유리 중 선택된 하나로 제작될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 도광판(310)은 상기 백라이트 유닛(300)이 적용되는 표시 장치의 슬림화 구현에 유리한 유리로 제작될 수 있다. 상기 도광판(310)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 패턴은 상기 도광판(310) 내부로 입사되는 광을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴, 다각형의 패턴, 홀로그램 패턴 등 다양하게 구성할 수 있다.
상기 발광 어레이(350)는 복수의 광원들(351) 및 인쇄 회로 기판(532)을 포함할 수 있다.
상기 광원들(351)은 발광 다이오드(light-emitting diode)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원들(351) 각각은 300㎛ 이하의 크기를 갖는 마이크로 스케일의 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 광원들(351)은 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에 실장될 수 있다. 상기 광원들(351)은 모두 동일한 색상의 광을 방출할 수 있다. 일 예로, 상기 광원들(351)은 청색 광을 방출할 수 있다.
상기 광원들(351)은 상기 인쇄 회로 기판(352)의 일 행에 배열된 복수의 제1 광원들(351a)과 상기 제1 광원들(351a)과 상이한 행에 배열된 복수의 제2 광원들(351b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 광원들(351a, 351b)의 배열 관계는 도 8a를 참조하여 후술한다.
상기 발광 어레이(350)는 상기 도광판(310)의 측면들 중 적어도 어느 하나를 마주하여 광을 방출하도록 배치되며, 상기 도광판(310)을 통하여 상기 표시 패널(100)이 영상을 표시하는 데 사용되는 광을 제공할 수 있다.
상기 광학 부재(330)는 상기 도광판(310)과 상기 표시 패널(100) 사이에 제공될 수 있다. 상기 광학 부재(330)는 상기 발광 어레이(350)에서 제공되어 상기 도광판(310)을 통해 출사되는 광을 제어하는 역할을 할 수 있다. 일 예로, 상기 광학 부재(330)는 순차적으로 적층된 확산 시트(330c), 프리즘 시트(330b), 및 보호 시트(330a)를 포함할 수 있다.
상기 확산 시트(330c)는 상기 도광판(310)에서 출사된 광을 확산하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 프리즘 시트(330b)는 상기 확산 시트(330c)에서 확산된 광을 상부의 표시 패널(100)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 프리즘 시트(330b)를 통과한 빛은 거의 대부분 상기 표시 패널(100)에 수직하게 입사될 수 있다.
상기 보호 시트(330a)는 상기 프리즘 시트(330b) 상에 배치할 수 있다. 상기 보호 시트(330a)는 상기 프리즘 시트(330b)를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 광학 부재(330)가 상기 확산 시트(330c), 상기 프리즘 시트(330b), 및 상기 보호 시트(330a)를 한 매씩 구비한 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 광학 부재(330)는 상기 확산 시트(330c), 상기 프리즘 시트(330b), 및 상기 보호 시트(330a) 이외에 다른 기능을 수행하는 광학 시트를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학 부재(300)는 상기 확산 시트(330c), 상기 프리즘 시트(330b), 및 상기 보호 시트(330a) 중 어느 하나 이상의 광학 시트가 생략되어 구성될 수 있다. 또한, 상기 광학 부재(330)는 특정 종류의 광학 시트가 복수 개로 구비될 수도 있으며, 각 광학 시트의 적층 순서도 목적에 따라 달리할 수 있어 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다. 또한, 상기 광학 부재(330)는 상기 발광 어레이(350)로부터 방출되어 입사되는 광을 특정한 일 방향으로 선형 편광된 광으로 변조하는 반사 편광 시트를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학 부재(330)는 상기 표시 패널(100)로 입사되는 광 중 목적하는 특정한 일 방향으로 선형 편광이 아닌 광이 상기 표시 패널(100)을 투과하지 못하게 하는 흡수 편광 시트를 더 구비할 수 있다.
상기 반사 시트(340)는 상기 도광판(310)의 하부에 배치되어, 상기 발광 어레이(350)에서 출사된 광 중 상기 표시 패널(100) 방향으로 제공되지 않고 누설되는 광을 반사시켜 상기 표시 패널(100) 방향으로 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 상기 반사 시트(340)는 상기 하우징(500) 내에 수납되어 상기 발광 어레이(350)로부터 발생된 광을 반사시켜 상기 표시 패널(100) 측으로 제공되는 광의 양을 증가시킬 수 있다.
상기 반사 시트(340)는 당 분야에서 널리 알려진 광을 반사하는 재료를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 반사 시트(340)에 대한 비제한적인 예로서, 폴리카보네이트(polycarbonate) 계열, 폴리술폰(polysulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 계열, 폴리스티렌(polystyrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 계열, 폴리노르보넨(polynorbornene)계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질을 1종 또는 2종 이상 포함하는 재질의 반사 시트가 사용될 수 있다.
한편, 상기 백라이트 유닛(300)은 상기 도광판(310)과 상기 광학 부재(330) 사이에 배치된 컬러 변환층(320)을 더 포함할 수 있다.
상기 컬러 변환층(320)은 상기 도광판(310)을 통해 출사된 광을 특정 색의 광으로 변환하여 출사할 수 있다. 일 예로, 상기 광원들(351)이 청색 광을 방출할 경우, 상기 컬러 변환층(320)은 상기 청색 광을 백색 광을 변환하여 출사할 수 있다. 이를 위해, 상기 컬러 변환층(320)은 투명한 수지에 적어도 한 종류 이상의 광 변환 입자들이 분산된 형태로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광 변환 입자들은 퀀텀 닷일 수 있다. 상기 컬러 변환층(320)에 대한 상세한 설명은 도 6a 및 도 6b를 참조하여 후술한다.
상기 몰드 프레임(400)은 상기 표시 패널(100) 및 상기 백라이트 유닛(300)에 대응하는 형상을 가지고, 상기 표시 패널(100) 및 상기 백라이트 유닛(300)을 수용하기 위해 내부가 오픈된 형상을 가질 수 있다.
상기 몰드 프레임(400)은 측벽을 따라 형성된 걸림턱을 포함할 수 있다. 상기 걸림턱 상에는 상기 표시 패널(100)이 안착될 수 있다. 또한, 상기 걸림턱의 하부에는 상기 도광판(310)이 안착될 수 있다.
상기 몰드 프레임(400)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 하우징(500)의 일부, 예를 들면, 상기 하우징(500)의 돌출된 부분과 결합하는 결합 홈을 구비할 수 있다. 상기 결합 홈에 의하여 상기 몰드 프레임(400)과 상기 하우징(500)은 결합될 수 있다. 여기서, 상기 하우징(500)의 돌출된 부분은 상기 표시 패널(100) 방향으로 돌출될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 몰드 프레임(400)은 상기 하우징(500)과 결합되어 상기 하우징(500)과 함께 상기 표시 패널(100) 및 상기 백라이트 유닛(300)을 지지하고 고정할 수 있다. 상기 몰드 프레임(400)은 절연 특성을 갖는 합성 수지를 포함할 수 있다.
상기 몰드 프레임(400)의 상면에는 제1 접합 테이프(710) 및 제2 접합 테이프(720)가 제공될 수 있다. 상기 제1 접합 테이프(710) 및 상기 제2 접합 테이프(720) 중 하나, 예를 들면, 상기 제1 접합 테이프(710)는 상기 표시 패널(100)을 상기 몰드 프레임(400)에 고정시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 접합 테이프(710)는 상기 표시 패널(100) 및 상기 몰드 프레임(400) 사이에 제공되어, 상기 표시 패널(100)을 상기 몰드 프레임(400)에 고정시킬 수 있다.
상기 제1 접합 테이프(710) 및 상기 제2 접합 테이프(720) 중 다른 하나, 예를 들면, 상기 제2 접합 테이프(720)는 상기 터치 센서(200)를 상기 몰드 프레임(400)에 고정시킬 수 있다. 즉, 상기 제2 접합 테이프(720)는 상기 터치 센서(200) 및 상기 몰드 프레임(400) 사이에 제공되어, 상기 터치 센서(200)를 상기 몰드 프레임(400)에 고정시킬 수 있다.
상기 제2 접합 테이프(720)는 사용자가 상기 터치 센서(200)를 터치하는 경우 발생하는 압력 또는 충격을 흡수할 수 있는 탄성을 가질 수 있다.
상기 제2 접합 테이프(720)는 상기 표시 패널(100)의 상기 구동 회로 기판(140)에 연결되는 변을 제외한 나머지 변에 대응하는 상기 몰드 프레임(400) 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2 접합 테이프(720)는 상기 표시 패널(100)의 상기 구동 회로 기판(140)에 연결되는 변에 대응하는 상기 몰드 프레임(400) 상에는 제공되지 않을 수 있다.
상기 하우징(500)은 상기 백라이트 유닛(300)의 하부에 제공될 수 있다. 상기 하우징(500)은 상기 표시 패널(100) 및 상기 백라이트 유닛(300)을 수용할 수 있는 공간을 포함할 수 있다. 상기 하우징(500)은 내부 공간에 상기 표시 패널(100) 및 상기 백라이트 유닛(300)을 수납하고 이를 지지한다.
도 3은 도 1의 표시 장치에서 화소들 및 구동부의 실시예를 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100), 타이밍 컨트롤러(170), 게이트 드라이버(160), 및 데이터 드라이버(150)를 포함한다.
상기 표시 패널(100)은 제1 기판(110), 제2 기판(120), 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에 배치된 액정층(미도시)을 포함하는 액정 패널일 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 행 방향으로 연장되는 복수의 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)과 상기 행 방향에 교차하는 열 방향으로 연장되는 복수의 데이터 라인들(DL1 ~ DLn)을 포함한다. 상기 표시 패널(100)은 복수의 화소들(PXL)을 포함할 수 있다. 상기 화소들(PXL)은 상기 행 방향 및 상기 열 방향으로 배열될 수 있다. 상기 화소들(PXL) 각각은 상기 게이트 라인들(GL1 ~ GLm) 중 대응하는 게이트 라인과 상기 데이터 라인들(DL1 ~ DLn) 중 대응하는 데이터 라인에 연결된 적어도 하나 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(170)는 외부의 비디오 소스(미도시)로부터 영상 데이터(RGB) 및 제어 신호를 수신한다. 상기 제어 신호는 프레임 구별 신호인 수직 동기 신호(Vsync), 행 구별 신호인 수평 동기 신호(Hsync), 데이터가 공급되는 구역을 표시하기 위해 상기 데이터가 출력되는 구간 동안만 하이(High) 레벨인 데이터 인에이블 신호(DES) 및 메인 클록 신호(MCLK)를 포함할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(170)는 상기 영상 데이터(RGB)를 상기 데이터 드라이버(150)의 사양에 맞도록 변환하고, 변환된 영상 데이터(DATA)를 상기 데이터 드라이버(150)에 출력한다. 상기 타이밍 컨트롤러(170)는 상기 제어 신호에 근거하여 게이트 제어 신호(GS1) 및 데이터 제어 신호(DS1)를 생성한다. 상기 타이밍 컨트롤러(170)는 상기 게이트 제어 신호(GS1)를 상기 게이트 드라이버(160)에 출력하고, 상기 데이터 제어 신호(DS1)를 상기 데이터 드라이버(150)에 출력한다. 상기 게이트 제어 신호(GS1)는 상기 게이트 드라이버(160)를 구동하기 위한 신호이고, 상기 데이터 제어 신호(DS1)는 상기 데이터 드라이버(150)를 구동하기 위한 신호이다.
상기 게이트 드라이버(160)는 상기 게이트 제어 신호(GS1)에 기초하여 게이트 신호를 생성하고, 상기 게이트 신호를 상기 게이트 라인들(GL1~GLm)에 출력한다. 상기 게이트 제어 신호(GS1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호와 게이트 온 전압의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호, 및 게이트 온 전압의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
상기 데이터 드라이버(150)는 상기 데이터 제어 신호(DS1)에 기초하여 상기 변환된 영상 데이터(DATA)에 따른 계조 전압을 생성하고, 이를 데이터 전압으로 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)에 출력한다. 상기 데이터 전압은 공통 전압에 대하여 양의 값을 갖는 정극성 데이터 전압과 음의 값을 갖는 부극성 데이터 전압을 포함할 수 있다. 상기 데이터 제어 신호(DS1)는 상기 변환된 영상 데이터(DATA)가 상기 데이터 드라이버(150)로 전송되는 것의 시작을 알리는 수평 시작 신호, 상기 데이터 라인들(DL1~DLn)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호, 및 공통 전압에 대해 데이터 전압의 극성을 반전시키는 반전 신호 등을 포함할 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러(170), 상기 게이트 드라이버(160), 및 상기 데이터 드라이버(150) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 상기 표시 패널(100)에 직접 장착되거나, 도 1에 도시된 바와 같이 연성 회로 기판(131) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 상기 표시 패널(100)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 위에 장착될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 게이트 드라이버(160) 및 상기 데이터 드라이버(150) 중 적어도 하나는 상기 게이트 라인들(GL1~GLm), 상기 데이터 라인들(DL1~DLn), 및 상기 트랜지스터와 함께 상기 표시 패널(100)에 집적될 수도 있다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(170), 상기 게이트 드라이버(160), 및 상기 데이터 드라이버(150)는 단일 칩으로 집적될 수 있다.
도 3에 도시된 표시 장치는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 화소들 중 하나의 화소를 나타내는 평면도이며, 도 5는 도 4의 Ⅱ ~ Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)에 대향하는 제2 기판(120), 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에 형성된 액정층(LC)을 포함한다.
상기 제1 기판(110)은 제1 베이스 기판(SUB1), 복수의 게이트 라인들(GL1 ~ GLm)과, 복수의 데이터 라인들(DL1 ~ DLn), 및 복수의 화소들(PXL)을 포함한다.
상기 제1 베이스 기판(SUB1)은 투명 절연 물질을 포함하여 광의 투과가 가능하다. 상기 제1 베이스 기판(SUB1)은 경성(rigid) 기판 또는 가요성(flexible) 기판일 수 있다.
상기 경성(rigid) 기판으로는, 예를 들면, 유리 기판, 석영 기판, 유리 세라믹 기판 및 결정질 유리 기판 등을 포함할 수 있다. 상기 가요성(flexible) 기판으로는, 예를 들어, 고분자 유기물을 포함하는 필름 기판 및 플라스틱 기판 등을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 가요성(flexible) 기판으로는 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등을 포함할 수 있다. 다만, 상기 제1 베이스 기판(SUB1)을 구성하는 재료는 다양하게 변화될 수 있으며, 섬유 강화플라스틱(FRP, Fiber reinforced plastic) 등을 포함할 수도 있다.
상기 제1 기판(110)은 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소 영역을 구비하며, 상기 화소들(PXL) 각각이 각 화소 영역에 대응하여 제공된다. 상기 화소들(PXL)은 순차적으로 배열된 데이터 라인들(DL1 ~ DLn) 중 대응하는 데이터 라인 및 게이트 라인들(GL1 ~ GLm) 중 대응하는 게이트 라인에 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서는, 설명의 편의를 위하여, 상기 제1 기판(110)에 배치된 i번째 행 및 j번째 열에 배치된 하나의 화소(PXL)를 기준으로, 상기 하나의 화소(PXL)에 연결된 게이트 라인(GLi)과 데이터 라인(DLj)을 도시하였다.
상기 게이트 라인(GLi)은 상기 제1 베이스 기판(SUB1) 상에 제1 방향(DR1)으로 연장되어 형성된다. 상기 데이터 라인(DLj)은 상기 게이트 라인(GLj)과 게이트 절연층(GI)을 사이에 두고 상기 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)으로 연장되어 제공된다. 상기 게이트 절연층(GI)은 상기 제1 베이스 기판(SUB1)의 전면에 제공되며, 상기 게이트 라인(GLi)을 커버한다. 도 4에서는, 상기 게이트 라인(GLi)에 평행하게 배치된 i-1번째 게이트 라인(GLi-1)과 상기 데이터 라인(DLj)에 평행하게 배치된 j+1번째 데이터 라인(DLj+1)이 함께 도시되었다.
상기 하나의 화소(PXL)는 상기 게이트 라인(GLi)과 상기 데이터 라인(DLj)에 연결된 박막 트랜지스터(T)와 상기 박막 트랜지스터(T)에 연결된 화소 전극(PE)을 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극(GE), 반도체층(SCL), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인(GLi)으로부터 돌출되거나 상기 게이트 라인(GLi)의 일부 영역 상에 제공된다.
상기 게이트 전극(GE)은 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(GE)은 몰리브덴, 알루미늄, 및 몰리브덴이 순차적으로 적층된 삼중막이거나, 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 된 단일막일 수 있다.
상기 게이트 전극(GE) 상에는 상기 게이트 절연층(GI)이 제공된다.
상기 반도체층(SCL)은 상기 게이트 절연층(GI) 상에 제공된다. 상기 반도체층(SCL)은 상기 게이트 절연층(GI)을 사이에 두고 상기 게이트 전극(GE) 상에 제공된다. 상기 반도체층(SCL)은 일부 영역이 상기 게이트 전극(GE)과 중첩된다. 상기 반도체층(SCL)은 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 및 산화물 반도체 중 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 산화물 반도체는 Zn, In, Ga, Sn 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 산화물 반도체는 IGZO(Indium-Gallium-Zinc Oxide)를 포함할 수 있다.
상기 반도체층(SCL)에서, 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)과 접속하는 영역은 불순물이 도핑 또는 주입된 소스 영역 및 드레인 영역일 수 있다. 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이의 영역은 채널 영역일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반도체층(SCL)은 비정질 실리콘 물질로 이루어진 액티브 층과 불순물 비정질 실리콘 물질로 이루어진 오믹 콘택층이 차례대로 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 소스 전극(SE)은 상기 데이터 라인(DLj)에서 분지되어 제공된다. 상기 소스 전극(SE)은 상기 반도체층(SCL)의 일 단에 접속하며 일부 영역이 상기 게이트 전극(GE)에 중첩한다.
상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체층(SCL)의 일부 영역을 사이에 두고 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격되어 제공된다. 상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체층(SCL)의 타 단에 접속하며 일부 영역이 상기 게이트 전극(GE)에 중첩한다.
상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 상기 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 이루어진 단일막일 수 있다.
상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)이 서로 이격됨으로써, 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 사이의 상기 반도체층(SCL)의 상면이 노출된다. 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 사이의 상기 반도체층(SCL)은 상기 게이트 전극(GE)의 전압 인가 여부에 따라 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 사이에서 전도 채널(conductive channel)을 이룬다.
한편, 본 실시예에서는 상기 박막 트랜지스터(T)가 바텀 게이트(bottom gate) 구조의 박막 트랜지스터인 경우를 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 박막 트랜지스터(T)는 탑 게이트(top gate) 구조의 박막 트랜지스터일 수도 있다.
상기 화소 전극(PE)은 보호층(PSV)을 사이에 두고 상기 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(DE)에 연결된다. 이를 위해, 상기 보호층(PSV)은 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 컨택 홀(CH)을 포함할 수 있다.
상기 보호층(PSV)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막 및/또는 유기 재료로 이루어진 유기 절연막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 보호층(PSV)은 상기 박막 트랜지스터(T)를 커버하는 무기 절연막 및 상기 무기 절연막 상에 배치되는 유기 절연막을 포함하는 형태로 제공될 수 있다. 상기 무기 절연막은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 유기 절연막은 광을 투과시킬 수 있는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 유기 절연막은, 예를 들어, 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시계 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌 에테르계 수지(poly-phenylen ethers resin), 폴리페닐렌 설파이드계 수지(poly-phenylene sulfides resin), 및 벤조사이클로부텐 수지enzocyclobutene resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 화소 전극(PE)은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 전극(PE)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GZO(gallium doped zinc oxide), ZTO(zinc tin oxide), GTO(Gallium tin oxide) 및 FTO(fluorine doped tin oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(120)은 상기 제1 기판(110)에 마주하는 대향 기판일 수 있다. 상기 제2 기판(120)은 제2 베이스 기판(SUB2), 컬러 필터(CF), 광 차단 패턴(BM), 오버 코트층(OC) 및 공통 전극(CE)을 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(SUB2)은 상기 제1 베이스 기판(SUB1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 베이스 기판(SUB2)은 경성 기판 또는 가요성 기판일 수 있다.
상기 광 차단 패턴(BM)은 상기 제2 베이스 기판(SUB2)의 일면, 예를 들면, 상기 제1 기판(110)에 마주하는 면 상에 배치될 수 있다. 상기 광 차단 패턴(BM)은 상기 화소 영역들의 경계에 대응하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 광 차단 패턴(BM)은 상기 액정층(LC)의 액정 분자들의 오배열로 인한 빛샘을 방지할 수 있다.
상기 컬러 필터(CF)는 상기 광 차단 패턴(BM)에 의해 노출된 상기 제2 베이스 기판(SUB2) 상에 제공될 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 적색, 녹색, 청색, 시안, 마젠타, 백색, 및 황색 중 하나의 색상을 가질 수 있다. 상기 컬러 필터는 상기 화소 영역에 대응하여 배치될 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 컬러 필터(CF)가 상기 제2 기판(120)에 포함되는 것을 일 예로서 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 컬러 필터(CF)는 상기 제1 기판(110)에 포함될 수도 있다.
상기 오버 코트층(OC)은 상기 컬러 필터(CF)를 커버하며, 상기 광 차단 패턴(BM) 및 상기 컬러 필터(CF)에 의한 단차를 감소시킬 수 있다.
상기 공통 전극(CE)은 상기 오버 코트층(OC) 상에 제공될 수 있다. 상기 공통 전극(CE)은 상기 화소 전극(PE)과 절연되며, 상기 화소 전극(PE)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 공통 전극(CE)은 외부에서 제공되는 공통 전압을 인가받을 수 있다. 상기 공통 전극(CE)은 상기 제1 기판(110)에 마주하는 상기 제2 기판(120)의 일면에 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 공통 전극(CE)이 상기 제2 기판(120)에 포함되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 공통 전극(CE)은 상기 화소 전극(PE)과 절연된 상태로 상기 제1 기판(110)에 포함될 수도 있다. 이 경우, 상기 화소 전극(PE) 및 상기 공통 전극(CE) 중 적어도 하나는 복수의 슬릿들을 구비하는 형상으로 제공될 수도 있다.
상기 액정층(LC)은 복수의 액정 분자들을 포함할 수 있다. 상기 액정 분자들은 상기 화소 전극(PE)과 상기 공통 전극(CE)에 의해 형성되는 전계에 의해 특정 방향으로 배열되어 광의 투과도를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 액정층(LC)은 백라이트 유닛(300)에서 제공되는 광을 투과시켜, 상기 표시 패널(100)이 영상을 표시할 수 있도록 한다.
도 6a는 도 1의 컬러 변환층을 도시한 사시도이며, 도 6b는 도 6a의 Ⅲ ~ Ⅲ'선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 5, 도 6a, 및 도 6b를 참조하면, 컬러 변환층(320)은 도광판(310)의 상면 상에 제공되며, 광원들(351)로부터 방출된 광의 파장 대역을 변환하여 상기 광의 컬러를 변환한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 각 광원(351)은 대략 405nm 내지 450nm 파장대의 청색 광을 방출할 수 있다.
상기 컬러 변환층(320)은 광 변환층(322), 상기 광 변환층(322)의 상부 면과 하부 면을 각각 보호하는 제1 및 제2 버퍼층(321, 323)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 버퍼층(321, 323)은 상기 광 변환층(322)의 형상을 유지하고 외력으로부터 상기 광 변환층(322)의 손상을 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 제1 및 제2 버퍼층(321, 323)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)와 같은 폴리머들, 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 또는 알루미늄 산화물, 및 적합한 이들의 조합들을 포함할 수 있으며 대략 50㎛ 정도의 두께를 가질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 및 제2 버퍼층(321, 323)은 낮은 산소 투과도 및 투습성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 버퍼층(321, 323)은 수분 및/또는 산소 등과 같은 외부의 화학적인 충격으로부터 상기 광 변환층(322)을 보호할 수 있다.
상기 광 변환층(322)은 베이스 층(325)에 적어도 한 종류 이상의 복수의 광 변환 입자들(324)이 분산된 형태로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 층(325)은 투명한 수지일 수 있다.
상기 광 변환 입자들(324)은 양자고립효과(quantum confinement effect)를 가지는 소정 크기의 입자를 의미하며, 이는 퀀텀 닷(quantum dot)이라 칭하기도 한다. 여기서, 퀀텀 닷이란, 10억분의 1미터 크기의 작은 입자를 의미하는 '나노(nano)'소자에 대한 연구의 결과서로, 최근 주목받고 있는 나노 소재 중에 하나이다.
상기 퀀텀 닷은 다른 소재가 가지 못하는 다양한 성질을 갖고 있다. 먼저, 상기 퀀텀 닷은 좁은 파장대에서 강한 형광을 발생한다. 상기 퀀텀 닷이 발산하는 광은 전도대(conduction band)에서 가전자대(valence band)로 불안정한(들뜬) 상태의 전자가 내려오면서 발생한다. 이때, 발생하는 형광은 상기 퀀텀 닷의 입자가 작을수록 짧은 파장의 광을 발생하고, 상기 퀀텀 닷의 입자가 클수록 긴 파장의 광을 발생하는 특수한 성질이 있다. 따라서, 상기 퀀텀 닷의 입자 크기를 조절하면 원하는 파장의 가시광선 영역의 광을 모두 방출할 수 있다.
이와 같은 상기 광 변환 입자들(324)은 화학적 합성 공정을 통해 만드는 수 나노미터(nm) 크기의 반도체 결정체로 각 광원(351)로부터 방출되는 광의 파장을 변환하여 출사하는데, 입자의 크기에 따라 발광 파장이 달라져 가시 광선의 모든 색을 출사할 수 있다. 상기 광 변환 입자들(324)의 직경은 1nm 내지 10nm 범위에 있다.
상기 광 변환 입자들(324)은 제1 광 변환 입자(324a)와 제2 광 변환 입자(324b)를 포함할 수 있다.
상기 제1 광 변환 입자(324a)는 적색 퀀텀 닷일 수 있으며, 상기 제2 광 변환 입자(324b)는 녹색 퀀텀 닷일 수 있다. 상기 제1 광 변환 입자(324a)는 상기 청색 광이 상기 컬러 변환층(320)으로 유입될 경우 상기 청색 광을 흡수하여 에너지 천이에 따라 파장을 쉬프트시켜 약 620nm ~ 680nm 파장의 적색 광을 방출할 수 있다. 상기 제2 광 변환 입자(324b)는 상기 청색 광이 상기 컬러 변환층(320)으로 유입될 경우 상기 청색 광을 흡수하여 에너지 천이에 따라 파장을 쉬프트시켜 약 500nm ~ 560nm 파장의 녹색 광을 방출할 수 있다.
상기 제1 광 변환 입자(324a)와 상기 제2 광 변환 입자(324b)는 Ⅱ-Ⅳ족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, VI족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-Ⅳ족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. Ⅵ족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 상기 이원소 화합물, 상기 삼원소 화합물 또는 상기 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한, 상기 제1 광 변환 입자(324a)와 상기 제2 광 변환 입자(324b)는 하나의 퀀텀 닷이 다른 퀀텀 닷을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 상기 코어와 쉘의 계면은 상기 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
상기 제1 광 변환 입자(324a)와 상기 제2 광 변환 입자(324b)의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노 와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 광 변환 입자들(324a, 324b)이 뛰어난 색순도를 가지기 때문에 광 특성이 우수한 백색 광이 구현될 수 있다. 구체적으로, 상기 각 광원(351)으로부터 방출된 상기 청색 광이 상기 컬러 변환층(320)을 통과하는 과정에서, 상기 제1 광 변환 입자(324a)에 의해 적색 광으로 변환되고 상기 제2 광 변환 입자(324b)에 의해 녹색 광으로 변환된다. 상기 각 광원(351)으로부터 방출된 상기 청색 광, 상기 제1 광 변환 입자(324a)에 의해 변환된 상기 적색 광, 및 상기 제2 광 변환 입자(324b)에 의해 변환된 상기 녹색 광은 서로 혼합되어, 광 특성이 우수한 백색 광을 구현할 수 있다. 상기 컬러 변환층(320)에서 최종적으로 출사된 상기 백색 광은 표시 패널(100) 측으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컬러 변환층(320)은 상기 제1 보호층(321)의 외부 면에 제공된 코팅층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 코팅층은 상기 광 변환 시트(322)를 통과하는 광을 산란하여 출광하는 광이 표시 패널(100) 측으로 고른 분포를 갖도록 하는 역할을 한다.
도 7은 도 1의 백라이트 유닛을 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 8a는 도 7의 백라이트 유닛의 일부를 부분 확대한 사시도이고, 도 8b는 도 8a의 발광 어레이를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 9는 도 7의 발광 어레이를 도광판의 네 측면에 모두 적용한 모습을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1, 도 7, 도 8a, 도 8b, 및 도 9를 참조하면, 백라이트 유닛(300)은 발광 어레이(350), 도광판(310), 컬러 변환층(320), 반사 시트(340), 및 광학 부재(330)를 포함한다.
상기 발광 어레이(350)는 복수의 광원들(351)과 상기 광원들(351)이 실장된 인쇄 회로 기판(352)을 포함할 수 있다.
각 광원(351)은 적어도 하나의 발광 다이오드와 상기 발광 다이오드를 수용하는 발광 패키지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 각 광원(351)은 약 300㎛ 정도의 크기를 가지며 청색 광을 방출하는 질화 갈륨(GaN)계 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 각 광원(351)으로부터 방출된 상기 청색 광(L1)은 상기 도광판(310)의 입사면(310a)을 통해 상기 도광판(310) 내부로 입사된다. 상기 도광판(310) 내부로 입사된 상기 청색 광(L1)은 상기 도광판(310) 내에서 전반사되어 상기 도광판(310)의 상부면을 통해 면 광원의 형태로 표시 패널(100) 측으로 가이드되어 출사(L2)하게 된다.
상기 도광판(310)의 상부면에서 출사된 상기 청색 광(L2)은 상기 컬러 변환층(320)을 통과하면서 광 특성이 우수한 백색 광(L3)으로 가공되어 상기 광학 부재(300)를 거쳐 상기 표시 패널(100)로 제공될 수 있다.
도 7에서는 상기 발광 어레이(350)가 상기 도광판(310)의 일 측면, 예를 들어, 상기 입사면(310a)에만 배치되는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 상기 발광 어레이(350)는 상기 도광판(310)의 두 개의 측면 또는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 도광판(310)의 모든 측면에 배치될 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원들(351)은 복수의 제1 광원들(351a)과 복수의 제2 광원들(351b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 광원들(351a)과 상기 제2 광원들(351b)은 동일한 크기를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 광원들(351a)과 상기 제2 광원들(351b)은 300㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다.
상기 제1 광원들(351a)은 제1 방향(DR1, 예를 들어, 행 방향)으로 연장되어 제1 발광 행(R1)을 이룬다. 상기 제1 발광 행(R1)에서 상기 제1 광원들(351a) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제1 광원(351a)과 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 간격(d1)은 상기 제1 광원들(351a) 각각의 가로 폭과 동일할 수 있다. 상기 가로 폭은 상기 제1 광원(351a)들 각각에서 상기 제1 방향(DR1)으로 연장된 폭을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 간격(d1)은 대략 300㎛ 이하일 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제1 광원들(351a) 각각은 인접하게 배치된 상기 하나의 제1 광원(351a)과 상기 제1 간격(d1) 이상으로 이격되게 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
상기 제2 광원들(351b)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제2 발광 행(R2)을 이룬다. 상기 제2 발광 행(R2)에서 상기 제2 광원들(351b) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제2 광원(351b)과 상기 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
한편, 상기 발광 어레이(350)는 서로 다른 발광 행에 배치된 적어도 하나의 제1 광원(351a)과 적어도 하나의 제2 광원(351b)의 조합으로 구성된 단위 발광 영역(UEM)을 포함할 수 있다. 상기 단위 발광 영역(UEM)은 상기 발광 어레이(350) 상에서 복수 개로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 발광 행(R1)의 제1 열(C1)에 배치된 하나의 제1 광원(351a, 이하 '제1-1 광원'이라 함)과, 상기 제2 발광 행(R2)의 제2 열(C2)에 배치된 하나의 제2 광원(351b, 이하 '제2-1 광원'이라 함)과, 상기 제1 발광 행(R1)의 제3 열(C3)에 배치된 하나의 제1 광원(351a, 이하 '제1-2 광원'이라 함)과, 상기 제2 발광 행(R2)의 제4 발광 열(C4)에 배치된 하나의 제2 광원(351b, 이하 '제2-2 광원'이라 함)은 하나의 단위 발광 영역(UEM)을 구성할 수 있다.
도 8b에서는 상기 단위 발광 영역(UEM)이 상기 제1-1 광원(351a), 상기 제1-2 광원(351a), 상기 제2-1 광원(351b), 상기 제2-2 광원(351b)만을 포함하는 형태로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 구비되는 광원들(351)의 개수와 그 배열은 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
상기 인쇄 회로 기판(352) 상에는 상기 광원들(351)에 연결되는 배선부가 제공될 수 있다. 상기 배선부는 제1 내지 제3 배선들(353, 354, 355)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 배선(353)은 외부의 전원 공급부(미도시)와 상기 광원들(351)을 전기적으로 연결하여 상기 전원 공급부의 광원 구동 전압을 상기 광원들(351)에 공급하는 제1 전원 공급 배선일 수 있다. 상기 제2 배선(354)는 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 광원들(351)을 전기적으로 연결하는 연결 배선일 수 있다. 상기 제3 배선(355)은 그라운드 전압이 공급되는 제2 전원 공급 배선일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1-1 광원(351a)이 상기 제1 배선(353)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2-2 광원(351b)이 상기 제3 배선(355)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1-1 광원(351a)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-1 광원(351b)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2-1 광원(351b)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제1-2 광원(351a)에 연결되며, 상기 제1-2 광원(351a)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-2 광원(351b)에 연결될 수 있다.
이로 인해, 상기 제1-1 광원(351a)으로 전달된 상기 광원 구동 전압은 상기 제2-1 광원(351b), 상기 제1-2 광원(351a), 및 상기 제2-2 광원(351b) 순으로 전달되며, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 광원들(351)이 구동되어 각각 상기 청색 광을 방출할 수 있다.
상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 광원들(351)의 연결 관계는 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 상기 제1-1 광원(351a)이 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제1-2 광원(351a)에 연결되고, 상기 제1-2 광원(351a)이 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-1 광원(351b)에 연결되며, 상기 제2-1 광원(351b)이 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-2 광원(351b)에 연결될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1 광원들(351a)은 상기 단위 발광 영역(UEM)에서 홀수 번째 열(C1, C3)에 배치되고, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제2 광원들(351b)은 상기 단위 발광 영역(UEM)에서 짝수 번째 열(C2, C4)에 배치될 수 있다. 이로 인하여, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1 광원들(351a)과 상기 제2 광원들(351b)은 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에서 상기 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 교번하여 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(300)은, 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에 300㎛ 이하의 크기를 갖는 초소형의 상기 광원들(351)이 실장되므로, 보다 많은 개수의 상기 광원들(351)을 구비하여 상기 발광 어레이(350)에서 방출되는 광의 세기를 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 상기 광원들(351)의 출광 효율이 향상될 수 있으며, 상기 표시 패널(100)에서 최종적으로 표시되는 영상의 품질 또한 향상될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(300)은 보다 많은 개수의 초소형의 상기 광원들(351)을 구비하여 로컬 디밍 성능을 향상시킬 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(300)은 300㎛ 이하의 크기를 갖는 초소형의 상기 광원들(351)을 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에 실장하여 인접한 광원들(351) 간의 간격을 최소화하여 핫스팟(Hot Spot) 불량을 최소화 할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 광원들(351a) 각각에서 상기 청색 광이 방출되면, 상기 제1 광원들(351a) 사이의 영역이 상기 제1 광원들(351a)에 대응되는 영역보다 어둡게 보이는 상기 핫스팟 불량이 발생할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1 광원들(351a) 사이의 영역의 상기 제2 발광 행(R2)에 상기 제2 광원들(351b)을 배치하여 상기 제1 광원들(351a) 사이의 영역에서 출사되는 광의 양을 증가시켜 상기 핫스팟 불량을 줄일 수 있다.
마찬가지로, 상기 제2 광원들(351b) 각각에서 상기 청색 광이 방출되면, 상기 제2 광원들(351b) 사이의 영역이 상기 제2 광원들(351b)에 대응되는 영역보다 어둡게 보이는 상기 핫스팟 불량이 발생할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제2 광원들(351b) 사이의 영역의 상기 제1 발광 행(R1)에 상기 제1 광원들(351a)을 배치하여 상기 제2 광원들(351b) 사이의 영역에서 출사되는 광의 양을 증가시켜 상기 핫스팟 불량을 줄일 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(300)은 300㎛ 이하의 크기를 갖는 초소형의 상기 광원들(351)을 구비함으로써 상기 각 광원(351)에서 방출되는 광이 상기 도광판(310)을 벗어나지 않고 상기 도광판(310) 내부로 전부 입사되게 하여 빛샘 불량을 방지할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(300)은 슬림한 표시 장치에 적용이 유리할 수 있다.
도 10a는 다른 실시예에 따라 구현된 발광 어레이를 포함하는 백라이트 유닛의 일부를 부분 확대한 사시도이며, 도 10b는 도 10a의 발광 어레이를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10a 및 도 10b에 도시된 백라이트 유닛은, 인쇄 회로 기판 상에 실장된 광원들이 제1 및 제2 광원들 이외에 제3 광원들을 더 포함하는 점을 제외하고는 도 8a 및 도 8b의 백라이트 유닛과 실질적으로 동일하거나 유사한 구성을 가질 수 있다.
이에, 도 10a 및 도 10b의 백라이트 유닛과 관련하여, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 일 실시예와 상이한 점을 위주로 설명한다. 본 실시예에서 특별히 설명하지 않은 부분은 상술한 일 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 1, 도 10a, 및 도 10b를 참조하면, 백라이트 유닛(300)은 발광 어레이(350), 도광판(310), 컬러 변환층(320), 반사 시트(340), 및 광학 부재(330)를 포함한다.
상기 발광 어레이(350)는 복수의 광원들(351)과 상기 광원들(351)이 실장된 인쇄 회로 기판(352)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원들(351)은 청색 광을 방출하는 복수의 제1 광원들(351a), 복수의 제2 광원들(351b), 및 복수의 제3 광원들(351c)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 광원들(351a, 351b, 351c)은 동일한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 광원들(351a, 351b, 351c)은 300㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다.
상기 제1 광원들(351a)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제1 발광 행(R1)을 이룬다. 상기 제1 발광 행(R1)에서 상기 제1 광원들(351a) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제1 광원(351a)과 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 간격(d1)은 상기 제1 광원들(351a) 각각의 가로 폭과 동일할 수 있다.
상기 제2 광원들(351b)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제2 발광 행(R2)을 이룬다. 상기 제2 발광 행(R2)에서 상기 제2 광원들(351b) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제2 광원(351b)과 상기 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
상기 제3 광원들(351c)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제3 발광 행(R3)을 이룬다. 상기 제3 발광 행(R3)에서 상기 제3 광원들(351c) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제3 광원(351c)과 상기 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들(351a)과 상기 제3 광원들(351c)은 상기 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)으로 동일한 열에 배치될 수 있다. 상기 제2 방향(DR2)으로 인접한 하나의 제1 광원(351a)과 하나의 제3 광원(351c)은 제2 간격(d2)만큼 이격되게 상기 인쇄 회로 기판(352)의 동일한 열에 배치될 수 있다. 상기 제2 간격(d2)은 상기 하나의 제2 광원(351b)의 세로 폭과 동일할 수 있다. 상기 세로 폭은 상기 하나의 제2 광원(351b)에서 상기 제2 방향(DR2)으로 연장된 폭을 의미한다.
상기 제2 광원들(351b)은 상기 제1 및 제3 광원들(351a, 351c)과 상기 제2 방향(DR2)으로 상이한 열에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제3 광원들(351a, 351c)은 상기 인쇄 회로 기판(352)에서 홀수 번째 열에 배치되고, 상기 제2 광원들(351b)은 상기 인쇄 회로 기판(352)에서 짝수 번째 열에 배치될 수 있다.
한편, 상기 발광 어레이(350)는 서로 다른 발광 행에 배치된 적어도 하나의 제1 광원(351a)과, 적어도 하나의 제2 광원(351b), 및 적어도 하나의 제3 광원(351c)의 조합으로 구성된 단위 발광 영역(UEM)을 포함할 수 있다. 상기 단위 발광 영역(UEM)은 상기 발광 어레이(350) 상에서 복수 개로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 발광 행(R1)의 제1 열(C1)에 배치된 하나의 제1 광원(351a, 이하 '제1-1 광원'이라 함)과, 상기 제1 발광 행(R1)의 제3 열(C3)에 배치된 하나의 제1 광원(351a, 이하 '제1-2 광원'이라 함)과, 상기 제2 발광 행(R2)의 제2 열(C2)에 배치된 하나의 제2 광원(351b, 이하 '제2-1 광원'이라 함)과, 상기 제2 발광 행(R2)의 제4 열(C4)에 배치된 하나의 제2 광원(351b, 이하 '제2-2 광원'이라 함)과, 상기 제3 발광 행(R3)의 제1 열(C1)에 배치된 하나의 제3 광원(351c, 이하 '제3-1 광원'이라 함)과, 상기 제3 발광 행(R3)의 제3 열(C3)에 배치된 하나의 제3 광원(351c, 이하 '제3-2 광원'이라 함)은 하나의 단위 발광 영역(UEM)을 구성할 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판(352) 상에는 상기 광원들(351)에 연결되는 배선부가 제공될 수 있다. 상기 배선부는 제1 내지 제3 배선들(353, 354, 355)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 배선(353)은 외부의 전원 공급부(미도시)와 상기 광원들(351)을 전기적으로 연결하여 상기 전원 공급부의 광원 구동 전압을 상기 광원들(351)에 공급하는 제1 전원 공급 배선일 수 있다. 상기 제2 배선(354)는 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 광원들(351)을 전기적으로 연결하는 연결 배선일 수 있다. 상기 제3 배선(355)은 그라운드 전압이 공급되는 제2 전원 공급 배선일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1-1 광원(351a)이 상기 제1 배선(353)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2-2 광원(351b)이 상기 제3 배선(355)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1-1 광원(351a)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제1-2 광원(351a)에 전기적으로 연결되고, 상기 제1-2 광원(351a)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-1 광원(351b)에 연결되고, 상기 제2-1 광원(351b)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제3-1 광원(351c)에 연결되고, 상기 제3-1 광원(351c)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제3-2 광원(351c)에 연결되며, 상기 제3-2 광원(351c)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-2 광원(351b)에 연결될 수 있다.
이로 인해, 상기 제1-1 광원(351a)으로 전달된 상기 광원 구동 전압은 상기 제1-2 광원(351a), 상기 제2-1 광원(351b), 상기 제3-1 광원(351c), 상기 제3-2 광원(351c), 및 상기 제2-2 광원(351b) 순으로 전달되며, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 광원들(351)이 구동되어 각각 상기 청색 광을 방출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1 광원들(351a)은 상기 단위 발광 영역(UEM)에서 홀수 번째 열(C1, C3)에 배치되고, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제2 광원들(351b)은 상기 단위 발광 영역(UEM)에서 짝수 번째 열(C2, C4)에 배치되며, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제3 광원들(351c)은 상기 홀수 번째 열(C1, C3)에 배치될 수 있다. 즉, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1 광원들(351a)과 상기 제3 광원들(351c)은 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에서 동일한 열에 배치되고, 상기 제2 광원들(351b)은 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에서 상기 제1 및 제3 광원들(351a, 351c)과 상이한 열에 배치될 수 있다.
도 11a는 다른 실시예에 따라 구현된 발광 어레이를 포함하는 백라이트 유닛의 일부를 부분 확대한 사시도이며, 도 11b는 도 11a의 발광 어레이를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11a 및 도 11b에 도시된 백라이트 유닛은, 인쇄 회로 기판 상에 실장된 제1 내지 제3 광원들의 배열을 제외하고는 도 10a 및 도 10b의 백라이트 유닛과 실질적으로 동일하거나 유사한 구성을 가질 수 있다.
이에, 도 11a 및 도 11b의 백라이트 유닛과 관련하여, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 일 실시예와 상이한 점을 위주로 설명한다. 본 실시예에서 특별히 설명하지 않은 부분은 상술한 일 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 1, 도 11a, 및 도 11b를 참조하면, 백라이트 유닛(300)은 발광 어레이(350), 도광판(310), 컬러 변환층(320), 반사 시트(340), 및 광학 부재(330)를 포함한다.
상기 발광 어레이(350)는 복수의 광원들(351)과 상기 광원들(351)이 실장된 인쇄 회로 기판(352)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원들(351)은 청색 광을 방출하는 복수의 제1 광원들(351a), 복수의 제2 광원들(351b), 및 복수의 제3 광원들(351c)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 광원들(351a, 351b, 351c)은 동일한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 광원들(351a, 351b, 351c)은 300㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다.
상기 제1 광원들(351a)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제1 발광 행(R1)을 이룬다. 상기 제1 발광 행(R1)에서 상기 제1 광원들(351a) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제1 광원(351a)과 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 간격(d1)은 상기 제1 광원들(351a) 각각의 가로 폭의 3배 이상일 수 있다.
상기 제2 광원들(351b)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제2 발광 행(R2)을 이룬다. 상기 제2 발광 행(R2)에서 상기 제2 광원들(351b) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제2 광원(351b)과 제2 간격(d2)만큼 이격되게 상기 인쇄회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제2 간격(d2)은 상기 제2 광원들(351b) 각각의 가로 폭과 동일할 수 있다.
상기 제3 광원들(351c)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제3 발광 행(R3)을 이룬다. 상기 제3 발광 행(R3)에서 상기 제3 광원들(351c) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제3 광원(351c)과 상기 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제3 광원들(351a, 351b, 351c)은 상기 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 교번하여 배치될 수 있다.
한편, 상기 발광 어레이(350)는 서로 다른 발광 행에 배치된 적어도 하나의 제1 광원(351a)과, 적어도 하나의 제2 광원(351b), 및 적어도 하나의 제3 광원(351c)의 조합으로 구성된 단위 발광 영역(UEM)을 포함할 수 있다. 상기 단위 발광 영역(UEM)은 상기 발광 어레이(350) 상에서 복수 개로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 발광 행(R1)의 제1 열(C1)에 배치된 하나의 제1 광원(351a, 이하 '제1-1 광원'이라 함)과, 상기 제2 발광 행(R2)의 제2 열(C2)에 배치된 하나의 제2 광원(351b, 이하 '제2-1 광원'이라 함)과, 상기 제2 발광 행(R2)의 제4 열(C4)에 배치된 하나의 제2 광원(351b, 이하 '제2-2 광원'이라 함)과, 상기 제3 발광 행(R3)의 제3 열(C3)에 배치된 하나의 제3 광원(351c, 이하 '제3-1 광원'이라 함)은 하나의 단위 발광 영역(UEM)을 구성할 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판(352) 상에는 상기 광원들(351)에 연결되는 배선부가 제공될 수 있다. 상기 배선부는 제1 내지 제3 배선들(353, 354, 355)을 포함할 수 있다.
상기 제1 배선(353)은 외부의 전원 공급부(미도시)와 상기 광원들(351)을 전기적으로 연결하여 상기 전원 공급부의 광원 구동 전압을 상기 광원들(351)에 공급하는 제1 전원 공급 배선일 수 있다. 상기 제2 배선(354)는 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 광원들(351)을 전기적으로 연결하는 연결 배선일 수 있다. 상기 제3 배선(355)은 그라운드 전압이 공급되는 제2 전원 공급 배선일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1-1 광원(351a)이 상기 제1 배선(353)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2-2 광원(351b)이 상기 제3 배선(355)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1-1 광원(351a)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-1 광원(351b)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2-1 광원(351b)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제3-1 광원(351c)에 연결되며, 상기 제3-1 광원(351c)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-2 광원(351b)에 연결될 수 있다.
이로 인해, 상기 제1-1 광원(351a)으로 전달된 상기 광원 구동 전압은 상기 제2-1 광원(351b), 상기 제3-1 광원(351c), 및 상기 제2-2 광원(351b) 순으로 전달되며, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 광원들(351)이 구동되어 각각 상기 청색 광을 방출할 수 있다.
도 12a는 또 다른 실시예에 따라 구현된 발광 어레이를 포함하는 백라이트 유닛의 일부를 부분 확대한 사시도이며, 도 12b는 도 12a의 발광 어레이를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 12a 및 도 12b에 도시된 백라이트 유닛은, 인쇄 회로 기판 상에 실장된 광원들이 제1 내지 제3 광원들 이외에 제4 광원들을 더 포함하는 점 및 상기 광원들의 배열 형태를 제외하고는 도 11a 및 도 11b의 백라이트 유닛과 실질적으로 동일하거나 유사한 구성을 가질 수 있다.
이에, 도 12a 및 도 12b의 백라이트 유닛과 관련하여, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 일 실시예와 상이한 점을 위주로 설명한다. 본 실시예에서 특별히 설명하지 않은 부분은 상술한 일 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 1, 도 12a, 및 도 12b를 참조하면, 백라이트 유닛(300)은 발광 어레이(350), 도광판(310), 컬러 변환층(320), 반사 시트(340), 및 광학 부재(330)를 포함한다.
상기 발광 어레이(350)는 복수의 광원들(351)과 상기 광원들(351)이 실장된 인쇄 회로 기판(352)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원들(351)은 청색 광을 방출하는 복수의 제1 광원들(351a), 복수의 제2 광원들(351b), 복수의 제3 광원들(351c), 및 복수의 제4 광원들(351d)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 광원들(351a, 351b, 351c, 351d)은 동일한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 광원들(351a, 351b, 351c, 351d)은 300㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다.
상기 제1 광원들(351a)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제1 발광 행(R1)을 이룬다. 상기 제1 발광 행(R1)에서 상기 제1 광원들(351a) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제1 광원(351a)과 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 간격(d1)은 상기 제1 광원들(351a) 각각의 가로 폭과 동일할 수 있다.
상기 제2 광원들(351b)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제2 발광 행(R2)을 이룬다. 상기 제2 발광 행(R2)에서 상기 제2 광원들(351b) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제2 광원(351b)과 상기 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
상기 제3 광원들(351c)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제3 발광 행(R3)을 이룬다. 상기 제3 발광 행(R3)에서 상기 제3 광원들(351c) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제3 광원(351c)과 상기 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
상기 제4 광원들(351d)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제4 발광 행(R4)을 이룬다. 상기 제4 발광 행(R4)에서 상기 제4 광원들(351d) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제4 광원(351d)과 상기 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들(351a)과 상기 제2 광원들(351b)은 상기 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)으로 동일한 열에 배치되고, 상기 제3 광원들(351c)과 상기 제4 광원들(351d)은 상기 제2 방향(DR2)으로 동일한 열에 배치될 수 있다.
상기 제3 및 제4 광원들(351c, 351d)은 상기 제1 및 제2 광원들(351a, 351b)과 상기 제2 방향(DR2)으로 상이한 열에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 광원들(351a, 351b)은 상기 인쇄 회로 기판(352)에서 홀수 번째 열에 배치되고, 상기 제3 및 제4 광원들(351c, 351d)은 상기 인쇄 회로 기판(352)에서 짝수 번째 열에 배치될 수 있다.
한편, 상기 발광 어레이(350)는 서로 다른 발광 행에 배치된 적어도 하나의 제1 광원(351a)과, 적어도 하나의 제2 광원(351b)과, 적어도 하나의 제3 광원(351c), 및 적어도 하나의 제4 광원(351d)의 조합으로 구성된 단위 발광 영역(UEM)을 포함할 수 있다. 상기 단위 발광 영역(UEM)은 상기 발광 어레이(350) 상에서 복수 개로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 발광 행(R1)의 제1 열(C1)에 배치된 하나의 제1 광원(351a, 이하 '제1-1 광원'이라 함)과, 상기 제2 발광 행(R2)의 제1 열(C1)에 배치된 하나의 제2 광원(351b, 이하 '제2-1 광원'이라 함)과, 상기 제3 발광 행(R3)의 제2 열(C2)에 배치된 하나의 제3 광원(351c, 이하 '제3-1 광원'이라 함), 및 상기 제4 발광 행(R4)의 제2 열(C2)에 배치된 하나의 제4 광원(351d, 이하 '제4-1 광원'이라 함)은 하나의 단위 발광 영역(UEM)을 구성할 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판(352) 상에는 상기 광원들(351)에 연결되는 배선부가 제공될 수 있다. 상기 배선부는 제1 내지 제3 배선들(353, 354, 355)을 포함할 수 있다.
상기 제1 배선(353)은 외부의 전원 공급부(미도시)와 상기 광원들(351)을 전기적으로 연결하여 상기 전원 공급부의 광원 구동 전압을 상기 광원들(351)에 공급하는 제1 전원 공급 배선일 수 있다. 상기 제2 배선(354)는 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 광원들(351)을 전기적으로 연결하는 연결 배선일 수 있다. 상기 제3 배선(355)은 그라운드 전압이 공급되는 제2 전원 공급 배선일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1-1 광원(351a)이 상기 제1 배선(353)에 전기적으로 연결되고, 상기 제4-1 광원(351d)이 상기 제3 배선(355)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1-1 광원(351a)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-1 광원(351b)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2-1 광원(351b)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제3-1 광원(351c)에 연결되며, 상기 제3-1 광원(351c)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제4-1 광원(351d)에 연결될 수 있다.
이로 인해, 상기 제1-1 광원(351a)으로 전달된 상기 광원 구동 전압은 상기 제2-1 광원(351b), 상기 제3-1 광원(351c), 및 상기 제4-1 광원(351d) 순으로 전달되며, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 광원들(351)이 구동되어 각각 상기 청색 광을 방출할 수 있다.
도 13a는 또 다른 실시예에 따라 구현된 발광 어레이를 포함하는 백라이트 유닛의 일부를 부분 확대한 사시도이며, 도 13b는 도 13a의 발광 어레이를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 13a 및 도 13b에 도시된 백라이트 유닛은, 인쇄 회로 기판 상에 실장된 광원들이 100㎛ 정도의 크기를 갖는다는 점과 상기 광원들의 배열 형태를 제외하고는 도 12a 및 도 12b의 백라이트 유닛과 실질적으로 동일하거나 유사한 구성을 가질 수 있다.
이에, 도 13a 및 도 13b의 백라이트 유닛과 관련하여, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 일 실시예와 상이한 점을 위주로 설명한다. 본 실시예에서 특별히 설명하지 않은 부분은 상술한 일 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 1, 도 13a, 및 도 13b를 참조하면, 백라이트 유닛(300)은 발광 어레이(350), 도광판(310), 컬러 변환층(320), 반사 시트(340), 및 광학 부재(330)를 포함한다.
상기 발광 어레이(350)는 복수의 광원들(351)과 상기 광원들(351)이 실장된 인쇄 회로 기판(352)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원들(351)은 청색 광을 방출하는 복수의 제1 광원들(351a), 복수의 제2 광원들(351b), 복수의 제3 광원들(351c), 및 복수의 제4 광원들(351d)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 광원들(351a, 351b, 351c, 351d)은 동일한 크기를 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제4 광원들(351a, 351b, 351c, 351d)은 100㎛ 이하의 크기를 갖는 초소형의 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 광원들(351a, 351b, 351c, 351d)이 100㎛ 이하의 크기를 갖기 때문에, 많은 개수의 상기 광원들(351)이 상기 인쇄 회로 기판(351) 상에 실장될 수 있다. 이러한 경우, 상기 발광 어레이(350)에서 방출되는 광의 세기가 더욱 향상될 수 있다.
상기 제1 광원들(351a)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제1 발광 행(R1)을 이룬다. 상기 제1 발광 행(R1)에서 상기 제1 광원들(351a) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제1 광원(351a)과 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 간격(d1)은 상기 제1 광원들(351a) 각각의 가로 폭과 동일할 수 있다. 상기 제1 간격(d1)은 100㎛ 이하일 수 있다.
상기 제2 광원들(351b)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제2 발광 행(R2)을 이룬다. 상기 제2 발광 행(R2)에서 상기 제2 광원들(351b) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제2 광원(351b)과 상기 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
상기 제3 광원들(351c)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제3 발광 행(R3)을 이룬다. 상기 제3 발광 행(R3)에서 상기 제3 광원들(351c) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제3 광원(351c)과 상기 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
상기 제4 광원들(351d)은 상기 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제4 발광 행(R4)을 이룬다. 상기 제4 발광 행(R4)에서 상기 제4 광원들(351d) 각각은 인접하게 배치된 하나의 제4 광원(351d)과 상기 제1 간격(d1)만큼 이격되게 상기 인쇄회로 기판(352) 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광원들(351a)과 상기 제3 광원들(351c)은 상기 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)으로 동일한 열에 배치될 수 있다. 상기 제2 방향(DR2)으로 인접한 하나의 제1 광원(351a)과 하나의 제3 광원(351c)은 제2 간격(d2)만큼 이격되게 상기 인쇄 회로 기판(352)의 동일한 열에 배치될 수 있다. 상기 제2 간격(d2)은 상기 하나의 제2 광원(351b)의 세로 폭과 동일할 수 있다. 상기 세로 폭은 상기 하나의 제2 광원(351b)에서 상기 제2 방향(DR2)으로 연장된 폭을 의미한다.
상기 제2 광원들(351b)과 상기 제4 광원들(351d)은 상기 제2 방향(DR2)으로 동일한 열에 배치될 수 있다. 상기 제2 방향(DR2)으로 인접한 하나의 제2 광원(351b)과 하나의 제4 광원(351d)은 제3 간격(d3)만큼 이격되게 상기 인쇄 회로 기판(352)의 동일한 열에 배치될 수 있다. 상기 제3 간격(d3)은 상기 하나의 제3 광원(351c)의 세로 폭과 동일할 수 있다. 상기 세로 폭은 상기 하나의 제3 광원(351c)에서 상기 제2 방향(DR2)으로 연장된 폭을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 간격(d2)과 상기 제3 간격(d3)은 동일할 수 있으며, 대략 100㎛ 이하일 수 있다.
상기 제2 및 제4 광원들(351b, 351d)은 상기 제1 및 제3 광원들(351a, 351c)과 상기 제2 방향(DR2)으로 상이한 열에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제3 광원들(351a, 351c)은 상기 인쇄 회로 기판(352)에서 홀수 번째 열에 배치되고, 상기 제2 및 제4 광원들(351b, 351d)은 상기 인쇄 회로 기판(352)에서 짝수 번째 열에 배치될 수 있다.
한편, 상기 발광 어레이(350)는 서로 다른 발광 행에 배치된 적어도 하나의 제1 광원(351a)과, 적어도 하나의 제2 광원(351b), 적어도 하나의 제3 광원(351c), 및 적어도 하나의 제4 광원(351d)의 조합으로 구성된 단위 발광 영역(UEM)을 포함할 수 있다. 상기 단위 발광 영역(UEM)은 상기 발광 어레이(350) 상에서 복수 개로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 발광 행(R1)의 제1 열(C1)에 배치된 하나의 제1 광원(351a, 이하 '제1-1 광원'이라 함)과, 상기 제1 발광 행(R1)의 제3 열(C3)에 배치된 하나의 제1 광원(351a, 이하 '제1-2 광원'이라 함)과, 상기 제2 발광 행(R2)의 제2 열(C2)에 배치된 하나의 제2 광원(351b, 이하 '제2-1 광원'이라 함)과, 상기 제2 발광 행(R2)의 제4 열(C4)에 배치된 하나의 제2 광원(351b, 이하 '제2-2 광원'이라 함)과, 상기 제3 발광 행(R3)의 제1 열(C1)에 배치된 하나의 제3 광원(351c, 이하 '제3-1 광원'이라 함)과, 상기 제3 발광 행(R3)의 제3 열(C3)에 배치된 하나의 제3 광원(351c, 이하 '제3-2 광원'이라 함)과, 상기 제4 발광 행(R4)의 제2 열(C2)에 배치된 하나의 제4 광원(351d, 이하 '제4-1 광원'이라 함)과 상기 제4 발광 행(R4)의 제4 열(C4)에 배치된 하나의 제4 광원(351d, 이하 '제4-2 광원'이라 함)은 하나의 단위 발광 영역(UEM)을 구성할 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판(352) 상에는 상기 광원들(351)에 연결되는 배선부가 제공될 수 있다. 상기 배선부는 제1 내지 제3 배선들(353, 354, 355)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 배선(353)은 외부의 전원 공급부(미도시)와 상기 광원들(351)을 전기적으로 연결하여 상기 전원 공급부의 광원 구동 전압을 상기 광원들(351)에 공급하는 제1 전원 공급 배선일 수 있다. 상기 제2 배선(354)는 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 광원들(351)을 전기적으로 연결하는 연결 배선일 수 있다. 상기 제3 배선(355)은 그라운드 전압이 공급되는 제2 전원 공급 배선일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1-1 광원(351a)이 상기 제1 배선(353)에 전기적으로 연결되고, 상기 제4-2 광원(351d)이 상기 제3 배선(355)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1-1 광원(351a)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-1 광원(351b)에 전기적으로 연결되고, 상기 제2-1 광원(351b)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제1-2 광원(351a)에 연결되고, 상기 제1-2 광원(351a)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제2-2 광원(351b)에 연결되고, 상기 제2-2 광원(351b)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제3-2 광원(351c)에 연결되며, 상기 제3-2 광원(351c)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제3-1 광원(351c)에 연결되고, 상기 제3-1 광원(351c)은 상기 제2 배선(354)을 통해 상기 제4-1 광원(351d)에 연결되며, 상기 제4-1 광원(351d)은 상기 제 2배선(354)을 통해 상기 제4-2 광원(351d)에 연결될 수 있다.
이로 인해, 상기 제1-1 광원(351a)으로 전달된 상기 광원 구동 전압은 상기 제2-1 광원(351b), 상기 제1-2 광원(351a), 상기 제2-2 광원(351b), 상기 제3-2 광원(351c), 상기 제3-1 광원(351c), 상기 제4-1 광원(351d), 및 상기 제4-2 광원(351d)의 순으로 전달되며, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 광원들(351)이 구동되어 각각 상기 청색 광을 방출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1 광원들(351a)은 상기 단위 발광 영역(UEM)에서 홀수 번째 열(C1, C3)에 배치되고, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제2 광원들(351b)은 상기 단위 발광 영역(UEM)에서 짝수 번째 열(C2, C4)에 배치될 수 있다. 또한, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제3 광원들(351c)은 상기 홀수 번째 열(C1, C3)에 배치되고, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제4 광원들(351d)은 상기 단위 발광 영역(UEM)에서 상기 짝수 번째 열(C2, C4)에 배치될 수 있다.
즉, 상기 단위 발광 영역(UEM)에 포함된 상기 제1 광원들(351a)과 상기 제3 광원들(351c)은 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에서 동일한 열에 배치되고, 상기 제2 광원들(351b)과 상기 제4 광원들(351d)은 상기 인쇄 회로 기판(352) 상에서 상기 제1 및 제3 광원들(351a, 351c)과 상이한 열에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 다양한 전자 기기에 채용될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치는 텔레비젼, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드(PD), 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), 내비게이션, 스마트 워치와 같은 각종 웨어러블 기기, 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 표시 패널 200: 터치 센서
300: 백라이트 유닛 310: 도광판
320: 컬러 변환층 330: 광학 부재
340: 반사 시트 350: 발광 어레이
351: 광원 352: 인쇄 회로 기판
400: 몰드 프레임 500: 하우징

Claims (30)

  1. 광을 방출하는 복수의 광원들과 상기 광원들이 배치되는 인쇄 회로 기판을 포함한 발광 어레이;
    상기 광원들에서 방출된 광을 일 방향으로 가이드하는 도광판;
    상기 도광판을 통과한 광을 특정 색의 광으로 변환하는 컬러 변환층; 및
    상기 컬러 변환층 상에 제공된 광학 부재를 포함하고,
    상기 광원들은 상기 인쇄 회로 기판의 제1 행에 배치된 복수의 제1 광원들과 상기 인쇄 회로 기판의 제2 행에 배치된 복수의 제2 광원들을 포함하고,
    상기 제1 광원들 각각은 일정 간격 이격되며, 상기 제2 광원들 각각은 일정 간격 이격되는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은 동일한 백라이트 유닛.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은, 상기 인쇄 회로 기판 상에서 교번하여 배치되는 백라이트 유닛.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 발광 어레이는 상기 제1 광원들 중 적어도 하나의 제1 광원과 상기 제2 광원들 중 적어도 하나의 제2 광원을 각각 포함하는 복수의 단위 발광 영역들을 포함하는 백라이트 유닛.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 단위 발광 영역들 각각에 포함된 상기 제1 광원과 상기 제2 광원은 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치된 연결 배선을 통해 전기적으로 연결되는 백라이트 유닛.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 광원들은 상기 인쇄 회로 기판의 제3 행에 배치된 복수의 제3 광원들을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제3 광원들은 상기 인쇄 회로 기판 상에서 동일한 열에 배열되는 백라이트 유닛.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 광원들, 상기 제2 광원들, 및 상기 제3 광원들은 상기 인쇄 회로 기판 상에서 서로 상이한 열에 배열되는 백라이트 유닛.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 광원들, 상기 제2 광원들, 및 상기 제3 광원들은, 상기 인쇄 회로 기판 상에서 서로 교번하여 배치되는 백라이트 유닛.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 인쇄 회로 기판의 제4 행에 배치된 복수의 제4 광원들을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은 동일한 열에 배열되고, 상기 제3 광원들과 상기 제4 광원들은 동일한 열에 배열되는 백라이트 유닛.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제3 광원들은 동일한 열에 배열되고, 상기 제2 광원들과 상기 제4 광원들은 동일한 열에 배열되는 백라이트 유닛.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은 300㎛ 이하의 크기를 갖는 초소형의 발광 소자를 포함하고,
    상기 발광 소자는 청색 광을 방출하는 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 컬러 변환층은,
    복수의 광 변환 입자들을 포함한 광 변환층;
    상기 광 변환층과 상기 도광판 사이에 배치된 제1 보호층; 및
    상기 광 변환층과 상기 광학 부재 사이에 배치된 제2 보호층을 포함하는 백라이트 유닛.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 광 변환 입자들은 퀀텀 닷을 포함하는 백라이트 유닛.
  16. 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 영상을 표시하기 위한 광을 상기 표시 패널로 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    광을 방출하는 복수의 광원들과 상기 광원들이 배치되는 인쇄 회로 기판을 포함한 발광 어레이;
    상기 광원들에서 방출된 광을 상기 표시 패널로 가이드하는 도광판; 및
    상기 도광판을 통과한 광을 특정 색의 광으로 변환하는 컬러 변환층을 포함하고,
    상기 광원들은 상기 인쇄 회로 기판의 제1 행에 배치된 복수의 제1 광원들과 상기 인쇄 회로 기판의 제2 행에 배치된 복수의 제2 광원들을 포함하고,
    상기 제1 광원들 각각은 일정 간격 이격되고, 상기 제2 광원들 각각은 일정 간격 이격되는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은 동일한 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은, 서로 교번하여 배치되는 표시 장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 발광 어레이는 상기 제1 광원들 중 적어도 하나의 제1 광원과 상기 제2 광원들 중 적어도 하나의 제2 광원을 각각 포함하는 복수의 단위 발광 영역들을 포함하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 단위 발광 영역들 각각에 포함된 상기 제1 광원과 상기 제2 광원은 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치된 연결 배선을 통해 전기적으로 연결되는 표시 장치.
  21. 제17 항에 있어서,
    상기 광원들은 상기 인쇄 회로 기판의 제3 행에 배치된 복수의 제3 광원들을 더 포함하는 표시 장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제3 광원들은 상기 인쇄 회로 기판 상에서 동일한 열에 배열되는 표시 장치.
  23. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 광원들, 상기 제2 광원들, 및 상기 제3 광원들은 상기 인쇄 회로 기판 상에서 서로 상이한 열에 배열되는 표시 장치.
  24. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 광원들, 상기 제2 광원들, 및 상기 제3 광원들은, 상기 인쇄 회로 기판 상에서 서로 교번하여 배치되는 표시 장치.
  25. 제21 항에 있어서,
    상기 광원들은 상기 인쇄 회로 기판의 제4 행에 배치된 복수의 제4 광원들을 더 포함하는 표시 장치.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은 동일한 열에 배열되고, 상기 제3 광원들과 상기 제4 광원들은 동일한 열에 배열되는 표시 장치.
  27. 제25 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제3 광원들은 동일한 열에 배열되고, 상기 제2 광원들과 상기 제4 광원들은 동일한 열에 배열되는 표시 장치.
  28. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 광원들과 상기 제2 광원들은 100㎛ 내지 300㎛의 크기를 갖는 초소형의 발광 소자를 포함하고,
    상기 발광 소자는 발광 다이오드를 포함하는 표시 장치.
  29. 제17 항에 있어서,
    상기 컬러 변환층은,
    복수의 광 변환 입자들을 포함한 광 변환층;
    상기 광 변환층과 상기 도광판 사이에 배치된 제1 보호층; 및
    상기 광 변환층 상에 배치된 제2 보호층을 포함하는 표시 장치.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 광 변환 입자들은 퀀텀 닷을 포함하는 표시 장치.
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