KR20200060581A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

백라이트 유닛은 기판, 기판 상에 배치되는 복수의 점 광원들, 및 상기 점 광원들 각각을 커버하도록 배치되는 복수의 광학 렌즈들을 포함하는 발광 모듈; 및 상기 발광 모듈 상에 상기 광학 렌즈들의 적어도 일부와 접촉하여 배치되는 광학 시트를 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치{BACK LIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
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(edge type) 및 표시 패널의 하부에서 표시 패널에 광을 공급하는 직하형(direct type)으로 구분된다.
이 중에서 직하형 백라이트 유닛은 광 이용률이 높고 취급이 간단하며 표시 패널의 크기에 제한이 없고 상대적으로 저렴하다는 장점이 있다.
본 발명의 일 목적은 발광 모듈의 광학 렌즈에 광학시트가 접촉하여 배치되는 직하형 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 직하형 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛은 기판, 기판 상에 배치되는 복수의 점 광원들, 및 상기 점 광원들 각각을 커버하도록 배치되는 복수의 광학 렌즈들을 포함하는 발광 모듈; 및 상기 발광 모듈 상에 상기 광학 렌즈들의 적어도 일부와 접촉하여 배치되는 광학 시트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 시트는 상기 광학 렌즈들 중 적어도 일부의 표면의 일부에 직접 접촉하는 확산층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 렌즈들 각각은 상기 광학 렌즈들 각각의 표면으로부터 돌출되어 형성되는 적어도 하나의 돌기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 적어도 하나의 돌기는 상기 확산층에 접촉할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 적어도 하나의 돌기의 수직 방향으로의 길이는 상기 광학 렌즈들 각각의 중심의 상면으로부터 1mm 이하일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 적어도 하나의 돌기의 수평 방향으로의 최대 길이는 2mm 이하일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 시트는 상기 확산층 상에 배치되는 프리즘층; 및 상기 프리즘층 상에 배치되는 보호층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 시트는 상기 확산층 상에 배치되는 제1 배리어층; 및 상기 제1 배리어층 상에 배치되는 광 변환층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광 변환층은 광의 파장을 변환시키는 복수의 양자점들(Quantum Dots)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 시트는 상기 광 변환층 상에 배치되는 제2 배리어층; 상기 제2 배리어층 상에 배치되는 프리즘층; 및 상기 프리즘층 상에 배치되는 보호층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발광 모듈은 상기 기판 상에 배치되며, 상기 광학 렌즈들과 중첩하지 않는 반사층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 점 광원들 각각은 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 점 광원 및 상기 점 광원을 커버하도록 배치되는 광학 렌즈를 포함하는 광학 렌즈 모듈; 상기 광학 렌즈 상에 상기 광학 렌즈와 접촉하여 배치되는 광학 시트; 및 상기 광학 시트 상에 배치되는 표시 패널을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 렌즈 모듈 및 상기 광학 시트는 직하형 백라이트 유닛을 구성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 시트는 상기 광학 렌즈들 중 적어도 일부의 표면의 일부에 직접 접촉하는 확산층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 광학 렌즈들 각각은 상기 광학 렌즈들 각각의 표면으로부터 돌출되어 형성되는 적어도 하나의 돌기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 적어도 하나의 돌기는 상기 확산층에 접촉할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 패널은 상기 광학 시트 상에 배치되는 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치는 광학 렌즈와 확산층을 포함하는 광학 시트가 직접 접촉하는 직하형 백라이트 유닛 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 광학 시트가 발광 모듈로부터 더욱 안정적으로 지지 및 고정되면서 불필요한 지지 부재가 제거될 수 있다.
또한, 직하형 백라이트 유닛의 광학시트와 반사층 사이의 거리가 감소됨과 동시에 고광량의 균일한 백라이트가 출력될 수 있다. 따라서, 직하형 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치의 두께가 크게 감소됨과 동시에 고품질의 백라이트 출력이 보장될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2a는 도 1의 표시 장치의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 표시 장치에 포함되는 발광 모듈의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함되는 백라이트 유닛의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 포함되는 백라이트 유닛의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 표시 장치에 포함되는 백라이트 유닛의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1의 표시 장치에 포함되는 백라이트 유닛의 일 예를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서에서 사용되는 용어 "층"이라 함은 일정한 폭과 두께가 있는 막, 시트, 판 등을 모두 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 2a는 도 1의 표시 장치의 일 예를 나타내는 단면도이며, 도 2b는 도 2a의 표시 장치에 포함되는 발광 모듈의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 표시 장치(1000)는 발광 모듈(100) 및 광학 시트(200)를 포함하는 백라이트 유닛(BLU) 및 표시 패널(300)을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(BLU)은 프레임(10) 내에 광원부 및 다수의 광학적 소자 및 전기적 소자가 수납되어 이루어질 수 있다. 백라이트 유닛(BLU)은 직하형 백라이트 유닛일 수 있다.
구체적으로, 광원부는 복수의 점 광원들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 스트립형 인쇄 회로 기판인 기판(120)에 복수의 발광 다이오드 패키지가 소정 간격으로 실장되어 점 광원들을 형성할 수 있다. 점 광원 및 발광 다이오드 패키지의 개수는 표시 패널(300)의 크기, 발광 다이오드의 출력, 표시 장치(1000)에 요구되는 휘도 등에 따라 변할 수 있다.
점 광원은 백색광을 내는 백색 발광 다이오드 패키지가 사용되거나, 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드 패키지가 혼합 배치되어 사용될 수 있다. 발광 다이오드 패키지는 발광면의 크기가 큰 고광량 또는 초고광량 발광 다이오드 패키지일 수 있다. 발광 다이오드 패키지는 예컨대 녹색과 마젠타색(magenta)을 발광하는 고색 재현 발광 다이오드 패키지일 수 있다.
일 실시예에서, 하나의 발광 다이오드 패키지는 하나 또는 그 이상의 발광 다이오드 또는 발광 다이오드 칩을 포함할 수 있다. 이하, 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드(140)으로 설명하기로 한다.
발광 모듈(100)은 기판(120), 기판(120) 상에 배치되며 발광 다이오드(140)로 구성되는 복수의 점 광원들, 기판(120) 상에 배치되는 반사층(160), 및 발광 다이오드(140)를 커버하며 배치되는 광학 렌즈(180)를 포함할 수 있다.
반사층(160)은 발광 다이오드(140)로부터 출사되는 광, 광학 렌즈(180)나 다른 구조체에 의해 반사된 광을 반사시켜 최종적으로 표시 패널(300) 쪽으로 향하게 함으로써 광 효율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 발광 다이오드(140) 및 광학 렌즈(180)가 기판(120) 상에 실장될 수 있도록 반사층(160)은 발광 다이오드(140) 및 광학 렌즈(180)가 위치할 자리에 구멍이 뚫려 있을 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 반사층(160)은 발광 다이오드(140) 및 광학 렌즈(180)와 중첩하지 않는다.
반사층(160)은 하나 이상의 반사층으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 반사층(160)은 백색 반사 필름 같은 일반 반사층 및/또는 은반사 필름 같은 고반사율 반사층으로 이루어질 수 있다.
광학 렌즈(180)는 점 광원인 발광 다이오드(140)로부터 나오는 광이 발광 다이오드(140)의 발광면 위쪽에 집중되지 않고 표시 패널(300) 전체에 걸쳐 고르게 분포할 수 있도록 하기 위해 설치된다. 표시 패널(300) 전체의 휘도 균일도를 확보하기 위해 적용되는 광학 렌즈(180)는 발광 다이오드(140)을 커버하도록 설치되어 발광 다이오드(140)의 광을 굴절 및 산란시킨다.
일 실시예에서, 광학 렌즈(180)는 발광 다이오드(140)(즉, 발광 다이오드 패키지)의 개수에 대응하는 개수를 가지며, 발광 다이오드(140)를 개별적으로 커버하도록 기판(120) 상에 실장될 수 있다.
일 실시예에서, 광학 렌즈(180)는 광학 렌즈(180)의 하면으로부터 하향 연장하는 적어도 하나의 다리를 통해 기판(120)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 광학 렌즈(180)는 기판(120) 및 발광 다이오드(140)로부터 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
광학 렌즈(180)는 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 실리콘과 같은 같은 투명한 재질로 형성될 수 있다.
광학 렌즈(180) 상에 광학 시트(200)가 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 광학 시트(200)는 광학 렌즈(180)들의 적어도 일부와 접촉하여 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 광학 시트(200)는 확산층(220), 프리즘층(240), 및 보호층(260)을 포함할 수 있다.
확산층(220)은 광학 렌즈(180)를 통과한 광을 보다 균일한 밝기의 면 광원으로 확산시킬 수 있다. 일 실시예에서, 확산층(220)은 광학 렌즈(180)와 접하는 하면에 복수의 불규칙적인 요철들을 포함할 수 있다. 광학 렌즈(180)로부터 입사된 광은 요철들에 의해 확산 및 산란될 수 있다.
일 실시예에서, 확산층(220)은 PET(polyethylene terephthalate), PP(polypropylene), PC(polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate) 등의 광학적으로 투명한 수지로 형성될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 확산층(220)은 내부에 복수의 산란 입자들을 포함할 수 있다. 산란 입자들은 아크릴 수지 또는 스티렌 수지 등으로 형성될 수 있다.
확산층(220)의 하면의 적어도 일부는 광학 렌즈(180)들의 표면의 일부에 직접 접촉할 수 있다. 이에 따라, 확산층(220)이 복수의 광학 렌즈(180)들에 의해 지지될 수 있다.
종래의 직하형 백라이트 유닛(BLU)은 발광 다이오드(140)와 확산층(220) 사이의 광학 거리를 확보하기 위해 광학 렌즈(180) 주변에 별도의 지지 부재들이 배치된 구조를 갖는다. 지지 부재는 확산층(220)의 움직임을 방지하고, 지지하기 위해 사용된다. 그러나, 지지 부재는 백라이트 유닛(BLU)의 휘도 균일성에 부정적인 영향을 미치고, 지지 부재만으로는 확산층(220) 등의 광학 시트(200)이 발광 모듈(100) 상에 완전하게 고정되지 않는다.
본 발명의 실시예들에 따른 직하형 백라이트 유닛(BLU)은 광학 렌즈(180)와 확산층(220)이 직접 접촉하는 구조를 가짐으로써 광학 렌즈(180)들이 지지 부재의 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 확산층(220)을 포함하는 광학 시트(200)가 안정적으로 고정되고, 지지 부재의 구성이 제거될 수 있다. 이와 함께, 요철을 갖는 확산층(220)과 광학 렌즈(180) 사이에는 공기층이 존재하므로, 광학 렌즈(180)가 광 확산 및 산란 기능을 안정적으로 수행할 수 있다.
또한, 직하형 백라이트 유닛(BLU)의 광학시트(200)와 반사층(160) 사이의 거리(OD)가 감소됨으로써, 직하형 백라이트 유닛(BLU) 및 이를 포함하는 표시 장치(1000)의 두께가 크게 감소될 수 있다. 예를 들어, 광학 시트(200)와 반사층(160) 사이의 거리(OD)가 약 5mm 이하로까지 제어될 수 있다. 따라서, 직하형 백라이트 유닛(BLU)을 포함하는 표시 장치(1000)의 슬림화를 구현할 수 있다.
프리즘층(240)은 확산층(220) 상에 배치될 수 있다. 프리즘층(240)은 확산층(220)에 의해 고루 확산된 광의 진행 방향을 조절하여 집광시킴으로써 휘도를 높이기 위해 사용된다. 예를 들어, 프리즘층(240)은 서로 다른 방향으로 연장되는 프리즘들을 포함하는 복수의 프리즘층들을 포함할 수 있다.
프리즘층(240)은 PET, PP, PC, PMMA 등의 광학적으로 투명한 수지로 형성될 수 있다.
보호층(260)은 외부의 충격이나 이물 유입으로부터 광학 시트(200)를 보호할 수 있다. 보호층(260)은 프리즘층(240) 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(1000)의 광 효율을 향상시키기 위해, 표시 패널(300)의 편광층(310)에 의해 흡수되는 광 성분을 편광 분리반사를 통해 편광층(310)을 투과하는 광으로 전환하는 반사 편광층("반사형 편광 필름"으로도 불림)이 백라이트 유닛(BLU)의 최상층에 위치할 수도 있다.
광학 시트(200)는 전술한 개개의 층들(220, 240, 260) 중 일부를 포함하지 않을 수 있다. 또한, 광학 시트(200)에 포함되는 일부 층은 복수의 층들로 이루어질 수도 있다. 또한, 광학 시트(200)는 그 밖의 특성을 갖는 광학층을 더 포함할 수도 있다.
표시 패널(300)은 제1 기판(320), 제2 기판(340) 및 제1 기판(320)과 제2 기판(340) 사이의 액정층(330)을 포함할 수 있다. 일례로, 표시 패널(300)은 액정 표시 패널일 수 있다.
일 실시예에서, 표시 패널(300)은 박막 트랜지스터과 화소 전극을 제공하는 제1 기판(320), 공통 전극과 컬러 필터를 제공하는 제2 기판(340), 및 제1 기판(320)과 제2 기판(340) 사이에 배치되는 액정층(330)을 포함할 수 있다.
표시 패널(300)은 화소 전극과 공통 전극 사이에 생성되는 전기장(Electric Field)에 따라 재배열되는 액정 분자들에 의해 계조를 표시할 수 있다. 액정층(330)에 포함되는 액정 분자들은 화소 전극과 공통 전극에 의한 전기장에 의해 IPS(In-plane switching) 모드, PLS(Plane to line switching) 모드, FSS(Fringe field switching) 모드 등으로 구동될 수 있다.
일 실시예에서, 표시 패널(300)의 상하면에 각각 편광층들(310, 350)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(320)의 하면에 제1 편광층(310)이 배치되고, 제2 기판(340)의 상면에 제2 편광층(350)이 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 편광층들(310, 350)은 편광 필름 형태로 제공될 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 표시 장치(1000)는 제1 및 제2 편광층들(310, 350) 중 하나만을 가질 수도 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 편광층들(310, 350)의 편광축은 서로 직교할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛(BLU) 및 이를 포함하는 표시 장치(1000)는 광학 렌즈(180)와 확산층(220)이 직접 접촉하는 구조를 가질 수 있다. 따라서, 표시 품질 저하 없이 직하형 백라이트 유닛(BLU) 및 이를 포함하는 표시 장치(1000)의 두께가 크게 감소될 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함되는 백라이트 유닛의 일 예를 나타내는 단면도이다.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광학 시트의 일부 구성 및 광학 렌즈의 일부 구성을 제외하면 도 2a에 따른 백라이트 유닛과 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 2a 및 도 3을 참조하면, 백라이트 유닛(BLU)은 발광 모듈(100) 및 광학 시트(201)를 포함할 수 있다.
기판(120), 기판(120) 상에 배치되며 발광 다이오드(140)로 구성되는 복수의 점 광원들, 기판(120) 상에 배치되는 반사층(160), 및 발광 다이오드(140)를 커버하며 배치되는 광학 렌즈(181)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 기판(120)은 광학 렌즈(181)의 다리(185)가 삽입되는 리세스를 포함할 수 있다. 광학 렌즈(181)는 광학 렌즈(180)의 하면으로부터 하향 연장하는 적어도 하나의 다리(185)를 포함한다. 광학 렌즈(181)의 다리(185)는 기판(120)의 리세스에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 광학 렌즈(181)가 안정적으로 고정될 수 있다.
광학 시트(201)는 확산층(220), 확산층(220) 상에 배치되는 제1 배리어층(225), 및 제1 배리어층(225) 상에 배치되는 광 변환층(230)을 포함할 수 있다.
확산층(220)의 하면은 광학 렌즈(181)에 접촉할 수 있다. 확산층(220)은 광학 렌즈(181)와 접하는 하면에 복수의 불규칙적인 요철들을 포함할 수 있다.
제1 배리어층(225)은 광 변환층(230)으로의 산소 등의 기체 및 수분의 유입을 차단할 수 있다. 제1 배리어층(225)은 폴리머, 유리, 또는 유전성 물질(dielectric material)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 배리어층(225)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 와 같은 폴리머, 실리콘 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 또는 알루미늄 옥사이드 등과 같은 산화물을 포함하나 이에 제한되지 않는 다.
광 변환층(230)은 광의 파장을 변환시키는 복수의 양자점들(Quantum Dots)을 포함할 수 있다. 양자점들은 광의 파장 대역을 변화시키고 파장 대역이 상이한 광을 혼합하여 방출시킨다. 양자점들은 양자점의 크기가 작을수록 짧은 파장의 광을 발생하고, 양자점의 크기가 클수록 긴 파장의 광을 발생한다.
파장 변환층(QDM)이 다양한 크기의 양자점들을 포함할 수 있으며, 이에 따라, 다양한 파장 대역을 갖는 광들이 광 변환층(230)으로부터 방출될 수 있다.
일 실시예에서, 광 변환층(230)으로부터 방출되는 광은 백색 광일 수 있다. 구체적으로, 발광 다이오드(140)로부터 제공되는 광은 청색 광일 수 있다. 청색 광이 광 변환층(230)의 양자점들에 의해 백색 광으로 변환될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 발광 다이오드(140)가 출사하는 광 및 광 변환층(230)으로부터 방출되는 광이 이에 한정되는 것은 아니다.
광 변환층(230) 상에 프리즘층(240) 및 보호층(260)이 순차적으로 배치될 수 있다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 포함되는 백라이트 유닛의 일 예를 나타내는 단면도이다.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광학 시트의 일부 구성을 제외하면 도 도 3에 따른 백라이트 유닛과 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 백라이트 유닛(BLU)은 발광 모듈(100) 및 광학 시트(202)를 포함할 수 있다.
도 3의 광학 시트(201)와 비교하여, 광학 시트(202)는 광 변환층(230)과 프리즘층(240) 사이에 배치되는 제2 배리어층(235)을 더 포함할 수 있다.
제2 배리어층(235)은 광 변환층(230)으로의 산소 등의 기체 및 수분의 유입을 차단할 수 있다. 제2 배리어층(235)은 제1 배리어층(225)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
도 5는 도 1의 표시 장치에 포함되는 백라이트 유닛의 일 예를 나타내는 단면도이다.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광학 렌즈의 일부 구성을 제외하면 도 2a에 따른 백라이트 유닛과 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 2a 및 도 5를 참조하면, 직하형 백라이트 유닛(BLU)은 발광 모듈(100) 및 광학 시트(202)를 포함할 수 있다.
발광 모듈(100)은 기판(120), 기판(120) 상에 배치되며 발광 다이오드(140)로 구성되는 복수의 점 광원들, 기판(120) 상에 배치되는 반사층(160), 및 발광 다이오드(140)를 커버하며 배치되는 광학 렌즈(182)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 광학 렌즈(182)는 표면으로부터 상측으로 돌출되어 형성되는 적어도 하나의 돌기(PR)를 포함할 수 있다. 돌기(PR)는 광학 렌즈(182)의 상면으로부터 광학 시트(200)를 향해 돌출될 수 있다. 돌기(PR)는 확산층(220)에 접촉할 수 있다.
돌기(PR)는 광학 렌즈(182)의 제조 공정에서 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 볼록 렌즈의 일부가 돌출된 형상을 갖는 주형(mold)으로부터 돌기(PR)를 갖는 광학 렌즈(182)가 형성될 수 있다.
도 5에는 광학 렌즈(182)에 2개의 돌기(PR)들이 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 돌기의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
돌기(PR)들은 확산층(220)과 직접 접촉하며, 확산층(220)을 포함하는 광학 시트(200)를 지지 및 고정할 수 있다. 이에 따라, 별도의 지지 부재가 배치되어 광학 시트(200)를 고정하는 구조보다 광학 시트(200)가 안정적으로 지지 및 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 돌기(PR)의 수직 방향(DR2)으로의 길이(L2)는 광학 렌즈(182)의 중심의 상면으로부터 1mm 이하일 수 있다. 돌기(PR)에 의해 광학 렌즈(182)의 중앙 부분의 상면이 확산층(220)으로부터 이격될 수 있다. 이에 따라, 광학 렌즈(182)와 확산층(220) 사이에 굴절률이 다른 공기층이 위치함으로써 광학 렌즈(182)로부터 표시 패널(300)로 향하는 광이 더욱 넓게 확산될 수 있다.
일 실시예에서, 돌기(PR)의 수평 방향(DR1)으로의 최대 길이는 약 2mm 이하일 수 있다. 예를 들어, 돌기(PR)가 원통 형태인 경우, 돌기(PR)의 수평 방향(DR1)으로의 최대 지름이 약 2mm일 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 돌기(PR)의 개수, 형상, 크기, 및 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 돌기(PR)에 의한 휘도 편차 및 돌기(PR)가 시인되지 않도록 돌기(PR)의 위치 및 사이즈가 결정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛(BLU) 및 이를 포함하는 표시 장치(1000)는 돌기(PR)를 포함하는 광학 렌즈(182)와 이에 직접 접촉하는 확산층(220)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 복수의 돌기(PR)들에 의해 광학 시트(200)가 더욱 안정적으로 지지 및 고정되고, 불필요한 지지 부재가 제거될 수 있다. 또한, 돌기(PR)로 인해 광학 렌즈(182)로부터 확산층(220)으로 광이 더욱 넓게 확산될 수 있다.
또한, 직하형 백라이트 유닛(BLU)의 광학 시트(200)와 반사층(160) 사이의 거리(OD1)가 감소됨으로써, 직하형 백라이트 유닛(BLU) 및 이를 포함하는 표시 장치(1000)의 두께가 크게 감소될 수 있다.
도 6은 도 1의 표시 장치에 포함되는 백라이트 유닛의 일 예를 나타내는 단면도이다.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광학 렌즈의 일부 구성을 제외하면 도 5에 따른 백라이트 유닛과 동일하므로, 동일하거나 대응되는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 직하형 백라이트 유닛(BLU)은 발광 모듈(100) 및 광학 시트(202)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 광학 렌즈(185)는 표면으로부터 상측으로 돌출되어 형성되는 적어도 하나의 돌기(PR)를 포함할 수 있다. 돌기(PR)는 광학 렌즈(185)의 상면으로부터 광학 시트(200)를 향해 돌출될 수 있다. 돌기(PR)는 확산층(220)에 접촉할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 광학 렌즈(185)는 상면의 중앙에 형성되어 확산층(220)과 접촉하는 돌기(PR)를 포함할 수 있다. 돌기(PR)들은 확산층(220)과 직접 접촉하며, 확산층(220)을 포함하는 광학 시트(200)를 지지 및 고정할 수 있다. 이에 따라, 별도의 지지 부재가 배치되어 광학 시트(200)를 고정하는 구조보다 광학 시트(200)가 안정적으로 지지 및 고정될 수 있다. 또한, 돌기(PR)로 인해 광학 렌즈(185)로부터 확산층(220)으로 광이 더욱 넓게 확산될 수 있다.
또한, 직하형 백라이트 유닛(BLU)의 광학시트(200)와 반사층(160) 사이의 거리가 감소됨으로써, 직하형 백라이트 유닛(BLU) 및 이를 포함하는 표시 장치(1000)의 두께가 크게 감소될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 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.
100: 발광 모듈 120: 기판
140: 발광 다이오드 160: 반사층
180: 광학 렌즈 200: 광학 시트
220: 확산층 230: 광 변환층
240: 프리즘층 260: 보호층
300: 표시 패널 310: 제1 편광층
320: 제1 기판 330: 액정층
340: 제2 기판 350: 제2 편광층
1000: 표시 장치

Claims (18)

  1. 기판, 상기 기판 상에 배치되는 복수의 점 광원들, 및 상기 점 광원들 각각을 커버하도록 배치되는 복수의 광학 렌즈들을 포함하는 발광 모듈; 및
    상기 발광 모듈 상에 상기 광학 렌즈들의 적어도 일부와 접촉하여 배치되는 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 시트는
    상기 광학 렌즈들 중 적어도 일부의 표면의 일부에 직접 접촉하는 확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광학 렌즈들 각각은
    상기 광학 렌즈들 각각의 표면으로부터 돌출되어 형성되는 적어도 하나의 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌기는 상기 확산층에 접촉하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌기의 수직 방향으로의 길이는 상기 광학 렌즈들 각각의 중심의 상면으로부터 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌기의 수평 방향으로의 최대 길이는 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 광학 시트는
    상기 확산층 상에 배치되는 프리즘층; 및
    상기 프리즘층 상에 배치되는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 광학 시트는
    상기 확산층 상에 배치되는 제1 배리어층; 및
    상기 제1 배리어층 상에 배치되는 광 변환층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 광 변환층은 광의 파장을 변환시키는 복수의 양자점들(Quantum Dots)을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 광학 시트는
    상기 광 변환층 상에 배치되는 제2 배리어층;
    상기 제2 배리어층 상에 배치되는 프리즘층; 및
    상기 프리즘층 상에 배치되는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 모듈은
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 광학 렌즈들과 중첩하지 않는 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 점 광원들 각각은 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 점 광원 및 상기 점 광원을 커버하도록 배치되는 광학 렌즈를 포함하는 광학 렌즈 모듈;
    상기 광학 렌즈 상에 상기 광학 렌즈와 접촉하여 배치되는 광학 시트; 및
    상기 광학 시트 상에 배치되는 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 광학 렌즈 모듈 및 상기 광학 시트는 직하형 백라이트 유닛을 구성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 광학 시트는
    상기 광학 렌즈들 중 적어도 일부의 표면의 일부에 직접 접촉하는 확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 광학 렌즈들 각각은
    상기 광학 렌즈들 각각의 표면으로부터 돌출되어 형성되는 적어도 하나의 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌기는 상기 확산층에 접촉하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 표시 패널은
    상기 광학 시트 상에 배치되는 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치되는 제2 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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