KR20210022955A - 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 광을 조사하는 복수의 발광소자가 배치되어 있는 기판을 포함하며, 복수의 발광소자에서 조사되는 광을 균일하게 분포시키는 광학유닛, 광학유닛을 수납하는 커버버텀 및 커버버텀에 고정되되, 광학유닛의 상면의 적어도 일부와 중첩되게 배치되는 사이드 하우징을 포함하는 백라이트 유닛 및 그를 이용한 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치{BACK LIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 표시장치로는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 유기발광 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display), 및 퀀텀닷발광표시장치(QLED: Quantum dot Light Emitting Display) 등 여러 가지 표시장치가 활용 되고 있다.
평판 표시장치 중 액정표시장치는 백라이트 유닛의 광원으로 발광다이오드(Light Emitting Diode: 발광다이오드), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCLF(Hot Cathode Fluorescent Lamp) 등이 사용된다. 최근에는 광효율이 우수하고 색재현율이 높은 발광다이오드가 백라이트 유닛의 광원으로 널리 사용되고 있다.
백라이트유닛은 광원의 배치 및 광의 전달 형태에 대응하여 엣지형(Edge-Type) 또는 직하형(Direct-Type) 등으로 구분될 수 있다. 그 중 직하형 백라이트 유닛은 발광다이오드 등의 광원이 표시장치의 배면에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 색을 균일하게 표시되게 할 수 있는 백라이트 유닛 및 그를 이용하는 표시장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 베젤을 얇게 구현할 수 있는 백라이트 유닛 및 그를 이용하는 표시장치를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명의 실시예들은 광을 조사하는 복수의 발광소자가 배치되어 있는 기판을 포함하며, 복수의 발광소자에서 조사되는 광을 균일하게 분포시키는 광학유닛, 광학유닛을 수납하는 커버버텀 및 커버버텀에 고정되되, 광학유닛의 상면의 적어도 일부와 중첩되게 배치되는 사이드 하우징을 포함하는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
다른 일측면에서, 본 발명의 실시예들은 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하며, 백라이트 유닛은, 광을 조사하는 복수의 발광소자가 배치되어 있는 기판을 포함하며, 복수의 발광소자에서 조사되는 광을 균일하게 분포시키는 광학유닛, 광학유닛을 수납하는 커버버텀 및 커버버텀에 고정되되, 광학유닛의 상면의 적어도 일부와 중첩되게 배치되는 사이드 하우징을 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 색을 균일하게 표시할 수 있는 백라이트 유닛 및 그를 이용하는 표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 배젤을 얇게 구현할 수 있는 백라이트 유닛 및 그를 이용하는 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타내는 구조도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 표시장치에서 광이 진행하는 경로를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 백라이트 유닛에서 광이 조사되는 것을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에서 사이드 하우징을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 사이드 하우징이 백라이트 유닛에 고정되어 있는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 커버버텀을 나타내는 사시도이다.
도 8a 내지 도 8d는 커버버텀에 광학유닛이 체결되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 커버버텀과 커버버텀에 체결되는 클립을 나타내는 도면이다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛의 구체적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 도면이다.
도 12a와 도 12b는 도 11에 도시된 백라이트 유닛에 포함된 광변환패턴의 위치에 따른 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(10)는 디스플레이 패널(100)과 디스플레이 패널(100)을 구동하는 구동회로(120)를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(100)은 영상을 표시할 수 있고, 구동회로(120)는 디스플레이 패널(100)에 신호 및/또는 전압을 전달하여 디스플레이 패널(100)에서 영상을 표시하게 할 수 있다. 구동회로(120)는 게이트 구동회로(121), 데이터 구동회로(122) 및 컨트롤러(123)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100)은 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(100)은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 연결되는 서브픽셀(101)을 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(100)이 액정패널인 경우, 디스플레이 패널(100)은 화소전극, 공통전극 및 화소전극과 공통전극 사이에 배치되는 액정층을 포함할 수 있다. 액정층은 화소전극과 공통전극에 인가되는 전압에 대응하여 분자배열이 변형됨으로써 광을 차단 또는 투과시켜 영상을 표시할 수 있다.
게이트 구동회로(121)는 디스플레이 패널(100)에 배치된 복수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하여 복수의 서브픽셀(101)의 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 게이트 구동회로(121)는, 하나 이상의 게이트 구동회로 집적 회로(GDIC, Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있으며, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(100)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다.
각 게이트 구동회로 집적 회로(GDIC)는 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(100)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 디스플레이 패널(100)에 직접 배치될 수도 있다. 또한, 각 게이트 구동회로 집적 회로(GDIC)는 디스플레이 패널(110)과 연결된 필름 상에 실장되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동회로(122)는 컨트롤러(123)로부터 영상 데이터를 수신하고, 수신된 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환할 수 있다. 데이터 구동회로(122)는 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 전압을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력하여 각각의 서브픽셀(101)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현할 수 있다.
데이터 구동회로(122)는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC, Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는 시프트 레지스터, 래치 회로, 디지털 아날로그 컨버터, 출력 버퍼를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 디스플레이 패널(100)의 본딩 패드에 연결되거나, 디스플레이 패널(100)에 직접 배치될 수 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 디스플레이 패널(100)에 연결된 필름 상에 실장되고, 필름 상의 배선들을 통해 디스플레이 패널(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(123)는 게이트 구동회로(121)와 데이터 구동회로(122)로 각종 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동회로(121)와 데이터 구동회로(122)의 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(123)는 인쇄 회로 기판에 실장되고, 인쇄 회로 기판을 통해 게이트 구동회로(121) 및 데이터 구동회로(122)와 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러(123)는 각 프레임에서 구현되는 타이밍에 따라 게이트 구동회로(121)가 스캔 신호를 출력할 수 있다.
또한, 컨트롤러(123)는 외부에서 수신한 영상 데이터를 데이터 구동회로(122)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하고, 변환된 영상 데이터를 데이터 구동회로(122)로 출력할 수 있다. 컨트롤러(123)는 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE, Data Enable), 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호를 외부(예, 호스트 시스템)로부터 수신할 수 있다.
컨트롤러(123)는 외부에서 전달된 각종 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어신호를 생성하고 게이트 구동회로(121) 및 데이터 구동회로(122)로 출력할 수 있다. 예들 들면, 컨트롤러(123)는, 게이트 구동회로(121)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP, Gate Start Pulse), 게이트 시프트 클럭(GSC, Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE, Gate Output Enable)를 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS)를 출력할 수 있다. 여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동회로(121)를 구성하는 하나 이상의 게이트 구동회로 집적 회로(GDIC)의 동작 스타트 타이밍을 제어할 수 있다.
게이트 시프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 구동회로 집적 회로(GDIC)에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어할 수 있다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 구동회로 집적 회로(GDIC)의 타이밍 정보를 지정할 수 있다.
또한, 컨트롤러(123)는 데이터 구동회로(122)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP, Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC, Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE, Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS)를 출력할 수 있다. 여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로(122)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)의 데이터 샘플링 스타트 타이밍을 제어할 수 있다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적 회로(SDIC) 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호일 수 있다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동회로(122)의 출력 타이밍을 제어할 수 있다.
또한, 구동회로(120)는 디스플레이 패널(100), 게이트 구동회로(121), 데이터 구동회로(122), 컨트롤러(123)에 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 관리 집적 회로를 더 포함할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 표시장치에서 광이 진행하는 경로를 나타내는 개념도이다.
도 2a를 참조하면, 표시장치(10)는 디스플레이 영역(DA)과 베젤영역(BA)을 포함할 수 있다. 베젤영역(BA)은 디스플레이 영역(DA)의 테두리에 배치될 수 있다. 또한, 표시장치(10)는 디스플레이 패널(100)과, 백라이트 유닛(200a)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100)은 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이 패널(100)이 액정패널인 경우, 액정과 컬러필터를 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(200a)은 디스플레이 패널(100)로 광을 조사할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(200a)은 광을 조사하는 복수의 발광소자(201a)와 복수의 발광소자(201a)가 배치되어 있는 기판(210a)을 포함하며, 복수의 발광소자(201a)에서 조사되는 광을 균일하게 분포시키는 광학유닛(260a), 광학유닛(260a)을 수납하는 커버버텀(300a) 및 커버버텀(300a)에 고정되되, 광학유닛(260a)의 상면의 적어도 일부와 중첩되게 배치되는 사이드 하우징(400a)을 포함할 수 있다.
기판(210a)은 인쇄회로기판일 수 있다. 기판(210a)에 배치된 복수의 발광소자(201a)는 청색 파장 대역의 광을 발광할 수도 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 발광소자(201a)는 발광다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 발광소자(201a)는 소형의 미니 발광다이오드(Mini LED)나 초소형의 마이크로 발광다이오드(μLED)일 수도 있다. 또한, 발광소자(201a)는 칩 형태의 플립칩 구조로 기판(210a) 상에 실장되는 형태로 배치될 수 있다. 플립칩 구조의 발광소자(201a)는 백라이트 유닛(200a)의 두께를 감소시켜줄 수 있고 조사각이 넓고 광효율이 높은 광원이 될 수 있다. 또한, 기판(210a) 상에 반사판(202a)이 배치될 수 있다. 반사판(202a)는 복수의 홀을 포함하고, 각 홀에는 복수의 발광소자(201a)가 각각 배치될 수 있다.
기판(210a)은 커버버텀(300a)의 바닥면에 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(210a)은 커버버텀(300a)의 측벽에 배치될 수 있다.
발광소자(201a)와 반사판(202a)이 배치되어 있는 기판(210a) 상에 소정의 두께를 갖는 광원 보호부(205a)가 배치될 수 있다. 광원 보호부(205a)는 발광소자(201a)를 보호하는 기능을 하며, 발광소자(201a)에서 출사된 광을 확산시키는 도광판의 기능을 제공할 수 있다. 발광소자(201a)로부터 출사된 광은 광원 보호부(205a)의 상면으로 최대한 고르게 퍼져나가게 될 수 있다. 광원보호부(205a)는 레진을 포함하는 레진층일 수 있다.
그리고, 기판(210a) 상에 광변환시트(220a)가 배치될 수 있다. 광변환시트(220a)는 광원 보호부(205a) 상에 배치될 수 있다. 도 2b에 도시되어 있는 것과 같이 광변환시트(220a)는 발광소자(201a)에서 입사되는 광의 일부를 산란, 반사 또는 회절시킬 수 있다. 또한, 광변환시트(220a)는 발광소자(201a)에서조사되는 광의 일부를 투과시킬 수 있다. 광변환시트(220a)는 복수의 광변환패턴(221a)을 포함할 수 있다. 각 광변환패턴(221a)은 발광소자(201a)가 배치되어 있는 영역과 적어도 일부 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
광변환패턴(221a)은 발광소자(201a)에서 조사되는 광의 일부를 산란, 반사 또는 회절시킬 수 있다. 또한, 광변환패턴(221a)은 발광소자(201a)에서 조사되는 광의 일부를 투과시킬 수 있다. 즉, 광변환시트(220a)에서 발광소자(201a)로부터 출사된 광의 세기가 가장 강한 영역에 광변환패턴(221a)이 배치되게 함으로써, 발광소자(201a)가 배치된 영역(광량이 큰 영역)과 발광소자(201a) 사이의 영역(광량이 작은 영역) 간의 휘도 편차를 감소시킬 수 있다. 광변환시트(221a)는 광변환물질을 포함할 수 있다. 또한, 광변환시트(221a)의 광변환패턴(221a)은 광변환물질을 포함할 수 있다. 광변환물질은 이산화티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 또한, 광변환물질은 백색일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
백라이트 유닛(200a)은 확산판(230a)을 포함할 수 있다. 확산판(230a)은 발광소자(201a)에서 발광되어 입사되는 광을 확산시킬 수 있다. 확산판(230a)는 광변환시트(220a) 상에 배치될 수 있다. 확산판(230a)은 폴리스틸렌(polystyrene) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate)을 포함할 수 있다. 또한, 확산판(230a)은 글래스를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 광변환패턴(221a)은 광원 보호부(205a)에 인접하게 배치되거나 확산판(230a)에 인접하게 배치될 수 있다.
백라이트 유닛(200a)은 색변환 시트(240a)를 더 포함할 수 있다. 색변환 시트(240a)는 확산판(230a) 상에 배치될 수 있다. 색변환 시트(240a)는 발광소자(201a)에서 방출된 청색의 광을 여기시켜 백색광으로 출사되게 할 수 있다. 색변환 시트(240a)는 형광체를 포함할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200a)은 광학시트(250a)를 더 포함할 수 있다. 광학시트(250a)는 색변환 시트(240a) 상에 배치될 수 있다. 광학시트(250a)는 광을 집광 또는 확산시켜 디스플레이 패널(100a)에 전달되게 할 수 있다. 광학시트(250a)는 집광시트, 확산시트를 포함할 수 있다.
백라이트유닛(200a)에서 기판(210a)과, 기판(210a) 상에 배치되는 광변환시트(220a), 확산판(230a), 색변환시트(240a) 및 광확시트(250a)를 광학유닛(260a)이라고 칭할 수 있다. 광학유닛(260a)이 커버버텀(300a)에 수납될 수 있다. 광학유닛(260a)은 복수의 발광소자(201a)에서 조사되는 광을 균일하게 분포시켜 디스플레이 패널(100a)로 제공할 수 있다.
사이드 하우징(400a)은 기판(210a)의 상면의 적어도 일부와 중첩되게 배치되고 커버버텀(300a)에 고정될 수 있다. 사이드 하우징(400a)과 기판(210a)의 상면이 중첩되어 있는 영역은 베젤영역(BA)에 대응할 수 있다. 사이드 하우징(400a)은 커버버텀(300a)에 접착됨으로써 고정될 수 있다. 사이드 하우징(400a)은 기판(210a)의 상면과 커버버텀(300a)의 측벽과 커버버텀(300a)의 하면에 대응되게 배치될 수 있다. 기판(210a)의 상면에 확산판(230a), 색변환시트(240a), 광학시트(250a)가 적층되어 있으면, 사이드 하우징(400a)은 광학시트(250a)의 상부를 덮을 수 있다.
사이드 하우징(400a)은 0.1~0.2T의 두께를 가질 수 있어, 사이드 하우징(400a)이 커버버텀(300a)의 측벽을 덮더라도 사이드 하우징(400a)의 폭(Wa)에 의해 백라이트 유닛(200a)의 테두리는 두께가 크게 증가하지 않게 된다. 이로 인해, 베젤영역(BA)은 얇게 구현될 수 있다. 또한, 베젤영역(BA)이 얇게 구현되게 하기 위해, 기판(210a)의 상면과 중첩되는 사이드 하우징(400a)의 부분의 폭이 얇게 구현될 수 있다.
또한, 광변환시트(220a)에서 반사, 산란 또는 회절된 광의 일부는 도 2b에 도시되어 있는 백라이트 유닛(200a)의 수평방향으로 진행되는 제1경로(A)를 가질 수 있다. 그리고, 제1경로(A)를 갖는 광은 백라이트 유닛(200a)의 테두리에 배치되어 있는 사이드 하우징(400a)를 포함하는 구조물에 의해 반사되어 디스플레이 패널(100a) 방향으로 진행할 수 있다.
백라이트 유닛(200a)의 테두리부분에서 무라(mura)가 발생할 수 있다. 사이드 하우징(400a)의 기판(210a)의 상면과 중첩되는 부분의 폭을 크게 하면, 백라이트 유닛(200a)의 테두리부분을 가리는 면적이 커짐으로써 무라가 나타나는 영역을 가릴 수 있다. 반면, 베젤영역(BA)이 얇게 구현되지 못하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이 무라를 줄이면서 베젤영역(BA)을 더욱 얇게 구현하기 위해, 백라이트 유닛(200a)은 광변환유닛(450a)를 더 포함할 수 있다. 광변환유닛(450a)는 사이드 하우징(400a)과 중첩되는 광변환시트(220a) 상에 배치될 수 있다. 광변환유닛(450a)은 소정의 두께를 가질 수 있고 형광체를 포함할 수 있다. 또한, 광변환유닛(450a)은 형광체가 도포된 플라스틱 몸체를 포함할 수 있다. 광변환유닛(450a)에 포함된 형광체는 색변환 시트(240a)에 포함된 형광체와 동일한 것일 수 있다.
플라스틱 몸체는 흰색의 안료가 도포되어 있을 수 있고, 도포된 흰색의 안료 위에 형광체가 도포되어 있을 수 있다. 또한, 플라스틱 몸체는 투명한 것일 수 있고 투명한 플라스틱 몸체는 형광체가 도포되어 있을 수 있다. 플라스틱 몸체는 PET(polyethylene terephthalate)일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
광변환유닛(450a)은 사이드 하우징(400a)의 하부에서 제1경로(A)의 광을 반사시킬 수 있다. 광변환유닛(450a)에 의해 광이 반사될 때, 광이 여기되어 청색광이 백색광으로 변환될 수 있다. 이로 인해, 백라이트 유닛(200a)의 테두리 부분에 무라가 발생되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 광변환유닛(450a)이 배치됨으로써, 사이드 하우징(400a)과 광학유닛(260a)의 상면이 중첩되는 부분의 폭은 얇게 구현될 수 있어 베젤영역(BA)은 얇게 구현될 수 있다.
또한, 사이드 하우징(400a)는 백라이트 유닛(200a)의 상부에 배치되는 디스플레이 패널(100a)을 지지할 수 있다. 사이드 하우징(400a)와 디스플레이 패널(100a) 사이에 폼패드(500a)가 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시장치(10)는 디스플레이영역(DA)과 베젤영역(BA)을 포함할 수 있다. 베젤영역(BA)은 디스플레이영역(DA)의 테두리에 배치될 수 있다. 또한, 표시장치(10)는 디스플레이 패널(100)과, 백라이트 유닛(200b)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100)은 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이 패널(100b)이 액정패널인 경우, 액정과 컬러필터를 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(200b)은 디스플레이 패널(100)로 광을 조사할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(200b)은 광을 조사하는 복수의 발광소자(201b)와 복수의 발광소자(201b)가 배치되어 있는 기판(210b)을 포함하며, 복수의 발광소자(201b)에서 조사되는 광을 균일하게 분포시키는 광학유닛(260b), 광학유닛(260b)을 수납하는 커버버텀(300b) 및 커버버텀(300b)에 고정되되, 기판(210b)의 상면의 적어도 일부와 중첩되게 배치되는 사이드 하우징(400b)을 포함할 수 있다.
기판(210b)은 인쇄회로기판일 수 있다. 기판(210b)에 배치된 복수의 발광소자(201b)는 청색 파장 대역의 광을 발광할 수도 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 발광소자(201b)는 발광다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 발광소자(201b)는 소형의 미니 발광다이오드(Mini LED)나 초소형의 마이크로 발광다이오드(μLED)일 수도 있다. 또한, 발광소자(201b)는 칩 형태의 플립칩 구조로 기판(210b) 상에 실장되는 형태로 배치될 수 있다. 플립칩 구조의 발광소자(201b)는 백라이트 유닛(200b)의 두께를 감소시켜줄 수 있고 조사각이 넓고 광효율이 높은 광원이 될 수 있다. 또한, 기판(210b) 상에 반사판(202b)이 배치될 수 있다. 반사판(202b)는 복수의 홀을 포함하고, 각 홀에는 복수의 발광소자(201b)가 각각 배치될 수 있다.
기판(210b)은 커버버텀(300b)의 바닥면에 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(210b)는 커버버텀(300b)의 측벽에 배치될 수 있다.
발광소자(201b)와 반사판(202b)이 배치되어 있는 기판(210b) 상에 소정의 두께를 갖는 광원 보호부(205b)가 배치될 수 있다. 광원 보호부(205b)는 발광소자(201b)를 보호하는 기능을 하며, 발광소자(201b)에서 출사된 광을 확산시켜 도광판의 기능을 제공할 수 있다. 발광소자(201b)로부터 출사된 광은 광원 보호부(205b)의 상면으로 최대한 고르게 퍼져나가게 될 수 있다. 광원보호부(205b)는 레진을 포함하는 레진층일 수 있다.
그리고, 기판(210b) 상에 광변환시트(220b)가 배치될 수 있다. 광변환시트(220b)는 광원 보호부(205b) 상에 배치될 수 있다. 광변환시트(220b)는 발광소자(201b)에서 입사되는 광의 일부를 산란, 반사 또는 회절시킬 수 있다. 또한, 광변환시트(220b)는 발광소자(201b)에서 조사되는 광의 일부를 투과시킬 수 있다. 또한, 발광소자(201b)에서 조사되는 광은 광변환시트(220b)에서 확산될 수 있어 발광소자가 배치된 영역(광량이 많은 영역)과 발광소자 사이의 영역(광량이 적은 영역) 간의 휘도 편차를 줄일 수 있다. 광변환시트(220b)는 복수의 광변환패턴(221b)을 포함할 수 있다. 각 광변환패턴(221b)는 발광소자(201b)가 배치되어 있는 영역과 적어도 일부 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
광변환패턴(221b)은 발광소자(201b)에서 조사되는 광의 일부를 산란, 반사 또는 회절시킬 수 있다. 또한, 광변환패턴(221b)은 발광소자(201b)에서 조사되는 광의 일부를 투과시킬 수 있다. 즉, 광변환시트(220b)에서 발광소자(201b)로부터 출사된 광의 세기가 가장 강한 영역에 광변환패턴(221b)이 배치되게 함으로써, 발광소자(201b)가 배치된 영역(광량이 큰 영역)과 발광소자(201b) 사이의 영역(광량이 작은 영역) 간의 휘도 편차를 감소시킬 수 있다. 광변환시트(221b)는 광변환물질을 포함할 수 있다. 또한, 광변환시트(221b)의 광변환패턴(221b)은 광변환물질을 포함할 수 있다. 광변환물질은 이산화티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 또한, 광변환물질은 백색일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
백라이트 유닛(200)은 색변환 시트(240b)를 더 포함할 수 있다. 색변환 시트(240b)는 확산판(217) 상에 배치될 수 있다. 색변환 시트(240b)는 발광소자(201b)에서 방출된 청색의 광을 여기시켜 백색광으로 출사되게 할 수 있다. 색변환 시트(240b)는 형광체를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 광변환패턴(221b)은 광원 보호부(205b)에 인접하게 배치되거나 색변환 시트(240b)에 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200)은 광학시트(250b)를 더 포함할 수 있다. 광학시트(250b)는 색변환 시트(240b) 상에 배치될 수 있다. 광학시트(250b)는 광을 집광 또는 확산시켜 디스플레이 패널(100b)에 전달되게 할 수 있다. 광학시트(250b)는 집광시트, 확산시트를 포함할 수 있다.
백라이트유닛(200b)에서 기판(210b)과, 기판(210b) 상에 배치되는 광변환시트(220b)를 광학유닛(260b)이라고 칭할 수 있다. 광학유닛(260b)이 커버버텀(300b)에 수납될 수 있다. 광학유닛(260b)은 복수의 발광소자(201b)에서 조사되는 광을 균일하게 분포시켜 디스플레이 패널(100b)로 제공할 수 있다.
사이드 하우징(400b)은 기판(210b)의 상면의 적어도 일부를 덮고 커버버텀(300b)에 고정될 수 있다. 사이드 하우징(400b)는 커버버텀(300b)에 접착됨으로써 고정될 수 있다. 사이드 하우징(400b)과 기판(210b)의 상면이 중첩되어 있는 영역은 베젤영역(BA)에 대응할 수 있다. 사이드 하우징(400b)은 기판(210b)의 상면과 커버버텀(300b)의 측벽과 커버버텀(300b)의 하면에 대응되게 배치될 수 있다. 또한, 사이드 하우징(400b)은 광변환시트(220b)의 상면과 커버버텀(300b)의 측벽과 커버버텀(300b)의 하면에 대응되게 배치될 수 있다.
사이드 하우징(400b)은 0.1~0.2T의 두께를 가질 수 있어, 사이드 하우징(400b)이 커버버텀(300b)의 측벽을 덮더라도 사이드 하우징(400b)의 폭(Wb)에 의해 백라이트 유닛(200b)의 테두리는 두께가 크게 증가하지 않게 된다. 이로 인해, 베젤영역(BA)을 얇게 구현할 수 있다. 사이드 하우징(400b)의 두께는 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 베젤영역(BA)을 얇게 구현하기 위해, 기판(210b)의 상면과 중첩되는 사이드 하우징(400b)의 부분은 광변환유닛(450b)가 배치됨으로써, 사이드 하우징(400b)과 광학유닛(260b)의 상면이 중첩되는 부분의 폭은 얇게 구현될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200b)은 기판(210b) 상에서 기판(210b)과 사이드 하우징(400b)이 중첩되는 위치에 배치되는 광변환유닛(450b)을 더 포함할 수 있다. 광변환유닛(450b)은 소정의 두께를 가질 수 있고 형광체를 포함할 수 있다. 또한, 광변환유닛(450b)은 형광체가 도포된 플라스틱 몸체를 포함할 수 있다. 광변환유닛(450b)에 포함된 형광체는 색변환 시트(240b)에 포함된 형광체와 동일한 것일 수 있다.
플라스틱 몸체는 흰색의 안료가 도포되어 있을 수 있고, 도포된 흰색의 안료 위에 형광체가 도포되어 있을 수 있다. 또한, 플라스틱 몸체는 투명한 것일 수 있고 투명한 플라스틱 몸체는 형광체가 도포되어 있을 수 있다. 플라스틱 몸체는 PET(polyethylene terephthalate)일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
광변환유닛(450b)은 백라이트 유닛(200b)의 테두리 부분에 무라가 발생되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 광변환유닛(450b)이 배치됨으로써, 사이드 하우징(400b)과 광학유닛(260b)의 상면이 중첩되는 부분의 폭은 얇게 구현될 수 있어 베젤영역(BA)이 얇게 구현될 수 있다.
또한, 사이드 하우징(400b)은 상부에 배치되는 디스플레이 패널(100b)을 지지할 수 있다. 사이드 하우징(400b)와 디스플레이 패널(100b) 사이에 폼패드(500b)가 배치될 수 있다.
도 2a 및 도 3에서 백라이트 유닛(200a,200b)은 발광소자(201a,201b)가 디스플레이 패널(100)의 배면에 대응되도록 배치되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 발광소자(201a,201b)가 배치되어 있는 것은 이에 한정되는 것은 아니며, 발광소자(201a,201b)는 백라이트 유닛(200a,200b)의 측면에 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 백라이트 유닛에서 광이 조사되는 것을 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, (a)는 백라이트 유닛(200a,200b)에 광변환유닛(450a,450b)이 포함되지 않은 경우를 나타내고 (b)는 백라이트 유닛(200a,200b)에 광변환유닛(450a,450b)이 포함되어 있는 경우를 나타낸다.
(a)에는 백라이트 유닛(200a,200b)의 경계(BL)에 청색의 휘선이 나타나 있다. 반면, (b)에는 백라이트 유닛(200a,200b)의 경계(BL)에 휘선이 나타나지 않아 경계가 뚜렷하게 나타나는 것을 알 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛(200a,200b)에 광변환유닛(450a,450b)이 포함되어 있으면, 백라이트 유닛(200a,200b)은 색을 균일하게 표현할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, (a)에 도시되어 있는 백라이트 유닛(200a,200b)보다 (b)에 도시되어 있는 백라이트 유닛(200a,200b)에 무라의 발생이 억제되어 있는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에서 사이드 하우징을 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예들들에 따른 사이드 하우징이 백라이트 유닛에 고정되어 있는 것을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 사이드 하우징(400a,400b)은 알루미늄 필름(401)을 포함할 수 있다. 사이드 하우징(400a,400b)에 포함되어 있는 알루미늄 필름(401)은 소정의 크기의 강성을 가지고 있어 구부러진 상태에서 펴지는데 힘이 소요되게 된다. 따라서, 사이드 하우징(400a,400b)이 구부러져 기판(210a,210b) 및 광변환시트(220a,220b)의 상면의 적어도 일부를 덮고 커버버텀(300a,300b)에 고정되어 있게 되면 사이드 하우징(400a,400b)의 형상이 쉽게 변형되지 않게 될 수 있다. 사이드 하우징(400a,400b)은 일면에 접착제(403)가 배치되어 있을 수 있다. 사이드 하우징(400a,400b)은 금속 밴딩 테이프일 수 있다.
또한, 사이드 하우징(400a,400b)은 알루미늄 필름(401)의 접착제(403)가 배치되어 있는 반대면에 강성보강재(402)가 배치될 수 있다. 강성보강재(402)는 알루미늄 필름(401)의 강성을 보강할 수 있다. 강성보강재(402)는 서스(SUS)일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
강성보강재(402)는 알루미늄 필름(401) 상에서 적어도 두개의 부분으로 분할되어 있을 수 있다. 도 5에 도시되어 있는 것과 같이 강성보강재(402)가 3개(402a,402b,402c)로 분할되어 있으면, 도 6의 (a)에 도시되어 있는 것과 같이, 하나(402a)는 광학유닛(260a,260b)의 상면과 중첩되게 배치되고, 다른 하나(402b)는 커버버텀(300a,300b)의 측벽에 중첩되게 배치되고, 나머지 하나(402c)는 커버버텀(300a,300b)의 하면과 중첩되게 배치될 수 있다. 즉, 강성보강재(402)는 사이드 하우징(400a,400b)의 일면 중 기판(210a,210b)의 상면과 중첩되는 부분에 배치될 수 있다.
강성보강재(402)가 분할되어 있지 않게 되면, 사이드 하우징(400a,400b)를 구부리는데 많은 힘이 소요되어 작업 능률이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 강성보강재(402)는 백라이트 유닛(200a, 200b)을 충격으로부터 보호할 수 있다.
또한, 강성보강재(402)는 사이드 하우징(400a,400b)의 일부에만 배치될 수 있다. 그리고, 도 6의 (b)에 도시되어 있는 것과 같이 강성보강재(402a)는 광학유닛(260a,260b)과 사이드 하우징(400a,400b)이 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 사이드 하우징(400a,400b)은 접착제(403)에 의해 커버버텀(300a,300b)에 고정될 수 있다. 또한, 광변환유닛(450a,450b)은 접착제(403)에 의해 사이드 하우징(400a,400b)과 광학유닛(260a,260b) 사이에 고정될 수 있다.
여기서, 사이드 하우징(400a,400b)은 광학유닛(260a,260b)의 상면에 직접 접촉되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 사이드 하우징(400a,400b)과 광학유닛(260a,260b)의 상면 사이에 광변환유닛(450a, 450b)이 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 커버버텀을 나타내는 사시도이고, 도 8a 내지 도 8d는 커버버텀에 광학유닛이 체결되는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 7 및 도 8a 내지 도 8d를 참조하면, 커버버텀(300a,300b)의 제1변(301)은 커버버텀(300a,300b)의 바닥면(302)과 일부 중첩되는 상면(303)이 있고 제1변(301)과 마주보는 제2변(304)은 커버버텀(300a,300b)의 바닥면(302)과 중첩되지 않는 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1변(301)과 제2변(304)을 연결하는 제3변(305) 및 제3변(305)을 마주보는 제4변(306)에는 커버버텀(300a,300b)의 바닥면(302)과 중첩되지 않는 형상을 가질 수 있다
그리고, 광학유닛(260a,260b)은 커버버텀(300a,300b)에 수용될 수 있다. 광학유닛(260a,260b)이 커버버텀(300a,300b)에 수납될 때 도 8a에 도시되어 있는 것과 같이 커버버텀(300a,300b)의 제1변(301)쪽으로 광학유닛(260a,260b)을 기울여 삽입한 후 도 8b에 도시되어 있는 것과 같이 광학유닛(260a,260b)이 커버버텀(300a,300b) 내에서 수평이 되게 할 수 있다. 그리고, 도 8c에 도시되어 있는 것과 같이 커버버텀(300a,300b)의 제2변(304) 쪽에 사이드 하우징(400a,400b)을 고정할 수 있다. 또한, 커버버텀(300a,300b)의 제3변(305)과 제4변(306)에도 사이드 하우징(400a,400b)을 고정할 수 있다. 이때, 커버버텀(300a,300b)의 상면(303)에 광변환유닛(450a,450b)이 배치될 수 있다.
또한, 도 8d 에 도시되어 있는 것과 같이, 커버버텀(300a,300b)의 제2변(304)에 클립(600)이 체결되게 할 수 있다. 그리고, 커버버텀(300a,300b)의 제3변(305)과 제4변(306)에 사이드 하우징(400a,400b)을 고정할 수 있다. 이때, 커버버텀(300a,300b)의 제2변(304)의 커버버텀(300a,300b)의 바닥면(302)의 일부와 중첩되는 클립(600)의 상면에 광변환유닛(450a,450b)이 배치될 수 있다. 커버버텀(300a,300b)의 제2변(304)에는 사이드 하우징(400a,400b)이 배치되지 않는다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9는 본 발명에 따른 커버버텀과 커버버텀에 체결되는 클립을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 커버버텀(300a,300b)의 제2변(304)와 인접한 바닥면(302)에 홀(ch)이 형성될 수 있다. 그리고, 클립(600)은 커버버텀(300a,300b)의 바닥면(302)과 일부 중첩되는 상면(610)과, 커버버텀(300a,300b)의 제2변(304)과 대응되게 배치되는 측벽(620)과, 커버버텀(300a,300b)의 바닥면(302)에 형성된 홈(CH)에 체결되는 돌기(CP)가 배치되어 있는 하면(630)을 포함할 수 있다. 그리고, 클립(600)의 돌기(CP)가 커버버텀(300a,300b)의 외부에서 홀(CH)에 삽입된 상태에서 측벽(620)이 커버버텀(300a,300b)의 제2변(304)과 밀착되면, 클립(600)은 커버버텀(300a,300b)에 체결될 수 있다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛의 구체적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 10a를 참조하면, 기판(210a) 상에 복수의 발광소자(201a)가 배치될 수 있다. 기판(210a) 상에 코팅된 반사막이 배치될 수도 있다. 코딩된 반사막은 백색의 안료일 수 있다. 즉, 기판(210a)에는 백색의 안료가 도포되어 있을 수 있다.
도 10b를 참조하면, 기판(210a) 상에서 발광소자(20a1)가 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 반사판(202a)가 배치될 수 있다.
이러한 반사판(202a)는, 발광소자(201a)와 대응되는 영역이 개구된 형태로 제작되고 기판(210a) 상에 안착되어 배치될 수 있다. 그리고, 반사판(202a)은 발광소자(201a)로부터 출사되는 광을 백라이트 유닛(200a)의 전면으로 반사시켜, 백라이트 유닛(200a)의 광 효율이 높아질 수 있다.
여기서, 발광소자(201a)가 칩 형태로 배치되는 경우, 발광소자(201a)의 크기가 작고, 반사판(202a)의 높이는 발광소자(201a)의 높이보다 더 높을 수 있다.
따라서, 발광소자(201a)의 측면에서 출사되는 광이 반사판(202a)의 측면에서 반사되어 백라이트 유닛(200a)의 전면으로 출사될 수 있으며, 이를 통해 백라이트 유닛(200a)의 광 효율은 더욱 높아질 수 있다.
도 10c를 참조하면, 복수의 발광소자(201a) 및 반사판(202a) 상에 광원 보호부(205a)가 배치될 수 있다. 광원 보호부(205a)는 레진을 포함하는 것일 수 있다. 광원 보호부(205a)가 배치될 때, 기판(210a)의 외측 또는 기판(210a) 상에서 복수의 발광소자(201a)가 배치된 영역의 외곽 영역에 격벽을 배치하고, 격벽의 내부에 레진을 도포함으로써 복수의 발광소자(201a) 및 반사판(202a) 상에 광원 보호부(205a)가 배치될 수 있다.
광원 보호부(205a)는 기판(210a) 상에 배치된 복수의 발광소자(201a)를 보호하는 기능을 하며, 발광소자(201a)로부터 출사된 광을 확산시켜 도광판의 기능을 제공할 수도 있다. 광원 보호부(205a)에 의해 발광소자(201a)로부터 출사된 광은 광원 보호부(205a)의 상면으로 최대한 고르게 퍼져나갈 수 있도록 한다. 이때, 반사판(202a)에 의해 광원 보호부(205a)에 광이 퍼져나가는 방향이 변경되더라도, 광원 보호부(205a)에서 발광소자(201a)의 수직 방향에 대응되는 영역으로 출사되는 광의 세기가 다른 영역에서 출사되는 광의 세기보다 더 클 수 있다. 이로 인해 백라이트 유닛(200a)에서 방출하는 광의 휘도균일도는 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 광원 보호부(205a) 상에서 발광소자(201a)와 대응되는 위치에 광학 특성을 갖는 광변환시트(220a)가 배치되도록 함으로써, 백라이트 유닛(200a)의 두께를 감소시키면서 화상의 균일도를 개선할 수 있도록 한다.
도 10d를 참조하면, 광변환시트(220a)는 광원 보호부(205a) 상에 배치될 수 있으며, 광변환시트(220a)는 하면에 배치되는 복수의 광변환패턴(221a)을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 광변환패턴(221a)이 광학시트(220a)의 상면에 배치될 수 있다. 그리고, 광변환시트(220a)는 접착필름(222a)을 통해 광원 보호부(205) 상에 접착될 수 있다. 접착필름(222a)은 OCA(Optical Clear adhesive)필름일 수 있다. 또한, 광변환시트(220a)는, 일 예로, PET 등으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
광변환시트(220a)의 하면에 배치된 복수의 광변환패턴(221a) 각각은 기판(210a) 상에 배치된 복수의 발광소자(201a) 각각과 대응되게 배치될 수 있다. 예를 들면, 광변환패턴(221a)은 적어도 일부분이 발광소자(201a)와 중첩되게 배치될 수 있으며, 광의 확산 특성을 고려할 때, 광변환패턴(221a)은 발광소자(201a)가 배치된 영역을 포함하는 영역과 중첩되게 배치될 수 있다.
광변환패턴(221a)은 발광소자(201a)로부터 출사된 광을 산란, 반사, 회절 또는 투과시킬 수 있다. 예를 들면, 광변환패턴(221a)은, 발광소자(201a)로부터 출사된 광을 산란시켜 수직 방향과 사선 방향으로 광이 출사되도록 할 수 있다. 또한, 발광소자(201a)로부터 출사된 광을 반사시키고 반사판(202a)에 의해 다시 반사되도록 하여 발광소자(201a) 사이의 영역으로 광이 출사되게 할 수 있다.
이와 같이, 발광소자(201a)로부터 출사된 광은 광변환패턴(221a)에 의해 산란, 반사, 회절 또는 투과됨으로써, 백라이트 유닛(200a)의 휘도균일도는 개선될 수 있다. 또한, 광변환패턴(221a)은 발광소자(201a)로부터 수직 방향으로 출사된 광의 출사 방향을 조절할 수 있다.
도 10e를 참조하면, 광변환시트(220a) 상에 확산판(230a)이 배치되고, 확산판(230a) 상에 색변환 시트(240a)가 배치될 수 있다. 색변환시트(240a)는 형광체필름일 수 있다. 그리고, 색변환 시트(240a) 상에 하나 이상의 광학시트(250a)가 배치될 수 있다. 여기서, 확산판(230a)과 색변환 시트(240a)가 배치되는 위치는 서로 바뀔 수 있다.
확산판(230a)은 광변환시트(220a)을 통해 출사된 광을 확산시킬 수 있다. 색변환 시트(240a)는 특정 색을 갖는 형광체를 포함하고, 입사되는 광을 여기시켜 특정 파장 대역의 광이 발산되게 할 수 있다. 이로 인해, 색변환 시트(240a)를 통과한 광은 색변환 시트(240a)에 포함된 특정 색 또는 특정 색과 혼합된 색이 될 수 있다. 예를 들면, 발광소자(201a)가 제1파장 대역의 광(예, 청색 광)을 발산하는 경우, 색변환 시트(240a)는 입사되는 광에 반응하여 제2파장 대역의 광(예, 녹색 광) 및 제3 파장 대역의 광(예, 적색 광)을 발산할 수 있다.
또한, 색변환 시트(240a)는 경우에 따라, 확산판(230a) 상의 일부 영역에 배치될 수도 있다. 예를 들면, 발광소자(201a)가 청색 파장 대역의 광을 발산하는 경우, 디스플레이 패널(100a)에서 청색 서브픽셀이 배치된 영역과 대응되는 영역을 제외한 다른 영역에만 색변환 시트(240a)가 배치될 수도 있다. 즉, 디스플레이 패널(100)의 청색 서브픽셀로 색변환 시트(240a)를 통과하지 않은 광이 도달하도록 할 수 있다.
또한, 색변환 시트(240a)는 발광소자(201a)에 따라 발광소자(201a) 상에 배치되지 않을 수도 있다. 예를 들면, 발광소자(201a)가 백색 파장 대역의 광을 발산하거나, 청색 파장 대역의 광을 발산하는 발광소자(201a)의 출사면에 녹색 파장 대역의 광과 적색 파장 대역의 광을 발산하는 색변환 막이 코팅되어 있는 경우에는 색변환 시트(240a)가 배치되지 않을 수도 있다.
이와 같이, 백라이트 유닛(200a)은 발광소자(201a)와 대응되는 위치에 배치되는 광변환패턴(221a)을 포함하는 광변환시트(220a)와, 여러 광학 소자들을 포함함으로써, 백라이트 유닛(200a)의 두께를 감소시키면서 백라이트 유닛(200a)이 나타내는 광의 휘도 균일도를 개선할 수 있도록 한다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 커버버텀(300b) 상에 기판(210b)이 배치될 수 있다. 기판(210b)과 커버버텀(300b) 사이에 배치되는 접착 테이프(211b)에 의해 커버버텀(300b)이 기판(210b)에 고정될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 커버버텀(300b)은 스크류에 의해 기판(210b)에 고정될 수 있다.
기판(210b) 상에 복수의 발광소자(201b)가 배치되고, 발광소자(201b)가 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 반사판(202b)이 배치될 수 있다.
여기서, 발광소자(201b)는, 예를 들어, 발광다이오드(LED)일 수 있으며, n형 반도체층, 활성화층 및 p형 반도체층을 포함하는 발광부(2011)와, 전극부(2012)를 포함할 수 있다. 복수의 발광소자(201b) 및 반사판(202b) 상에 광원 보호부(205b)가 배치될 수 있다. 광원 보호부(205b) 상에 발광소자(201b)와 대응되는 위치에 광변환패턴(221b)을 포함하는 광변환시트(220b)이 배치될 수 있다. 그리고, 광변환시트(220b) 상에, 색변환 시트(240b) 및 광학시트(250b) 등이 배치될 수 있다.
광변환시트(220b)의 하면에 배치된 광변환패턴(221b)은, 광변환 특성을 갖는 물질이 광변환시트(220b)에 인쇄되어 구현될 수 있으며, 일 예로, 이산화티타늄(TiO2)을 포함하는 잉크를 광변환시트(220b)에 인쇄하는 방식을 통해 광변환패턴(221b)이 배치될 수 있다. 또한, 광변환시트(220b)의 하면에 배치된 광변환패턴(221b)은 한 개의 층으로 배치될 수도 있고, 다층 구조로 배치될 수도 있다. 도 6에는 광변환패턴(221b)이 3개의 층을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 광변환시트(221b)에 포함된 광변환패턴의 층 수는 이에 한정되는 것은 아니다. 광변환패턴(221b)이 3개의 층을 포함하는 경우, 광변환패턴(221b)은 광변환시트(216) 상에 광변환 물질을 세차례 인쇄하는 방식을 통해 구현될 수 있다.
발광소자(201b)로부터 수직 방향으로 출사되는 광의 세기가 가장 크므로, 광변환패턴(221b)은 중앙 부분이 가장 두껍게 형성될 수 있다. 즉, 인쇄되는 광변환 물질의 면적은 인쇄되는 순서대로 점점 좁아질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 광변환패턴(221b)의 면적은 광변환시트(220b)에서 하부로 갈수록 점점 좁아질 수 있으며, 광변환패턴(221b)의 중앙 부분의 두께가 외곽 부분의 두께보다 클 수 있다. 그리고, 광변환패턴(221b)을 포함하는 광변환시트(220b)는 광변환패턴(221b)이 광원 보호부(205b)에 인접하도록 배치되어 있을 수 있다. 또한, 광변환패턴(221b)를 포함하는 광변환시트(220b)는 색변환시트(240b)에 인접하도록 배치될 수 있다. 즉, 광변환패턴(221b)은 광변환시트(216)의 상면에 배치될 수 있다.
광변환패턴(221b)이 발광소자(201) 상에 배치되면, 광변환패턴(221b)은 발광소자(201)로부터 수직 방향으로 출사되는 광을 차단시켜, 백라이트 유닛(200)의 발광소자(201)가 배치된 영역에서 핫스팟이 나타나는 것을 방지할 수 있다. 광변환패턴(221b)이 배치된 광변환시트(220b)는 접착필름(222b)에 의해 광원 보호부(205) 상에 접착될 수 있다. 이때, 접착필름(222b)이 광변환시트(220b)의 하면에서 광변환패턴(221b)이 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 배치될 수도 있다.
따라서, 광변환패턴(221b)이 배치된 영역에는 접착필름(222b)이 배치되지 않을 수 있으며, 광변환패턴(221b)과 광원 보호부(205b) 사이에 에어 갭이 존재할 수 있다. 또한, 광변환패턴(221b)의 측부와 접착필름(222b)은 서로 이격된 구조일 수 있다. 광변환패턴(221b)과 광원 보호부(205b) 사이에 에어 갭이 존재함에 따라, 광변환패턴(221b)의 측면 방향으로 출사되는 광이 에어 갭에 의해 반사될 수 있다. 즉, 광변환패턴(221b)의 측면 방향으로 출사되는 광이 굴절률이 낮은 에어 갭에 의해 큰 굴절각으로 출사되거나, 에어 갭에서 반사될 수 있다. 그리고, 에어 갭에서 반사된 광이 반사판(202b)에 의해 다시 반사되어 출사됨으로써, 광변환패턴(221b)의 광변환 기능을 보조하면서 광 효율을 높여줄 수 있다.
상기와 같이, 발광소자(201)와 대응되는 위치에 광변환패턴(221b)과 에어 갭이 배치된 구조를 통해 핫 스팟을 방지하면서 백라이트 유닛(200b)의 광 효율을 높여줄 수 있다. 또한, 광변환시트(220b)의 하부에 배치된 광변환패턴(221b)은, 배치된 위치에 따라 상이한 구조로 배치될 수도 있다.
도 12a와 도 12b는 도 11에 도시된 백라이트 유닛에 포함된 광변환패턴의 위치에 따른 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 12a를 참조하면, 광변환패턴(221b)의 구조에 따라 백라이트 유닛(200b)을 통해 나타나는 휘도의 예시를 나타낸 것으로서, <EX1>은 광변환패턴(221b)이 일정한 구조로 배치된 경우에 측정된 휘도의 예시를 나타내고, <EX2>는 광변환패턴(221b)이 위치에 따라 다른 구조로 배치된 경우에 측정된 휘도의 예시를 나타낸다.
도 12a의 <EX1>에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(221ba)과 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(221bd)의 구조가 동일한 경우 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역의 휘도가 낮게 나타날 수 있다.
즉, 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역은 해당 영역으로 광을 공급하는 발광소자(201b)의 수가 상대적으로 적으므로, 동일한 수준의 광변환 특성을 갖는 광변환패턴(221b)이 배치될 경우 백라이트 유닛(200b)의 중앙 영역에 비하여 휘도가 저하될 수 있다.
따라서, 도 12a의 <EX2>에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(221ba)과 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(221bd)의 구조를 상이하게 배치함으로써, 백라이트 유닛(200b)은 외곽 영역의 휘도 저하가 방지되어 전체적인 휘도가 균일해지도록 할 수 있다.
일 예로, 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(221ba)의 두께(T1)가 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(221bd)의 두께(T2)보다 작도록 광변환패턴(221b)을 배치할 수 있다.
또는, 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역과 인접하게 배치된 광변환패턴(221bb)에서 가장 두꺼운 부분의 면적(W1)이 광변환패턴(221bd)에서 가장 두꺼운 부분의 면적(W2)보다 작도록 광변환패턴(221b)을 배치할 수도 있다. 즉, 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역 또는 외곽 영역과 인접한 영역에 배치된 광변환패턴(221ba, 221bb)에서 차단 특성이 높은 부분의 면적이 작도록 할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200b)의 중앙 영역에서 외곽 영역으로 갈수록 광변환패턴(221b)의 두께가 점차적으로 감소하거나, 광변환패턴(221b)에서 가장 두꺼운 부분의 면적이 점차적으로 감소되도록 광변환패턴(221b)은 배치될 수 있다.
또한, 경우에 따라, 백라이트 유닛(200b)의 중앙 영역과 외곽 영역에서 발광소자(201b)의 수나 발광소자(201b) 사이의 간격이 다르게 배치되도록 하며, 광변환패턴(221b)은 상이하게 배치될 수 있다.
도 12b를 참조하면, 광변환시트(220b)의 하면에 광변환패턴(221b)이 배치된 구조의 다른 예시를 나타낸다.
여기서, 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역에 배치된 발광소자(201b) 사이의 간격은 백라이트 유닛(200b)의 중앙 영역에 배치된 발광소자(201b) 사이의 간격보다 좁을 수 있다. 즉, 백라이트 유닛(200b)의 중앙 영역과 외곽 영역의 휘도가 균일해지도록 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역에서 발광소자(201b)이 좀 더 밀집된 구조로 배치될 수 있다.
그리고, 광변환시트(220b)의 하면에 배치된 광변환패턴(221b)은 발광소자(201b)과 대응되도록 배치되므로, 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(221b) 사이의 간격은 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(221b) 사이의 간격과 다를 수 있다.
일 예로, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(221b)의 제1 방향으로의 간격(D1)은 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(221b)의 제1 방향으로의 간격(D2)보다 작을 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(221b)의 제2 방향으로의 간격(D3)은 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(221b)의 제2 방향으로의 간격(D4)보다 작을 수 있다.
이때, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(221b)의 크기, 두께는 백라이트 유닛(200)의 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(221b)의 크기, 두께와 다를 수 있다.
일 예로, 도 12b에 도시된 예시와 같이, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(221be, 221bf)의 크기(S1)는 백라이트 유닛의 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(221bg)의 크기(S2)보다 작을 수 있다.
또는, 광변환패턴(221b)은 전술한 바와 같이 다층 구조일 수도 있으며, 이러한 경우, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(221be, 221bf)의 두께 또는 두께가 가장 큰 부분의 면적은 백라이트 유닛(200b)의 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(221bg)의 두께 또는 두께가 가장 큰 부분의 면적보다 작을 수 있다.
즉, 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(221be, 221bf)의 크기를 작게 함으로써, 광변환패턴(221be, 221bf)은 좁은 간격으로 배치된 발광소자(201)와 대응되게 배치될 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역에서 발광소자(201b)와 대응되는 위치에서 핫스팟이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 광변환패턴(221b)은 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역에서 발광소자(201b)으로부터 발산된 광이 차단되는 수준을 낮춰줌으로써, 출사되는 광량을 높여주고 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역의 휘도 저하를 방지하여 백라이트 유닛(200b)의 전체 영역에서 균일한 휘도를 나타낼 수 있도록 한다.
이와 같이, 백라이트 유닛(200b)의 영역별로 광변환패턴(221b)의 구조를 상이하게 배치함으로써, 백라이트 유닛(200b)의 외곽 영역에서 휘도가 저하되는 것을 방지하며 휘도 균일도를 개선할 수 있다.
그리고, 전술한 광변환패턴(221b)이 배치된 구조를 통해 백라이트 유닛(200)의 핫스팟을 방지하고 휘도 균일도를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 발광소자(221b)의 수직 방향으로 출사되는 광을 회절시켜줌으로써, 백라이트 유닛(200b)의 휘도 균일도를 개선하며 광 효율을 높여줄 수 있는 방안을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 표시장치
100: 디스플레이 패널
101: 서브픽셀
120: 구동회로
200a,200b: 백라이트 유닛
201a,201b: 발광소자
210a,210b: 기판
300a. 300b: 커버버텀
400a, 400b: 사이드 하우징
450a, 450b: 광변환유닛

Claims (22)

  1. 광을 조사하는 복수의 발광소자가 배치되어 있는 기판을 포함하며, 상기 복수의 발광소자에서 조사되는 광을 균일하게 분포시키는 광학유닛;
    상기 광학유닛을 수납하는 커버버텀; 및
    상기 커버버텀에 고정되되, 상기 광학유닛의 상면의 적어도 일부와 중첩되게 배치되는 사이드 하우징을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학유닛은 상기 기판 상에 배치되며 광변환패턴을 포함하는 광변환시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학유닛은 상기 광변환시트 상에 배치되는 색변환시트와, 상기 광변환시트와 상기 색변환시트 사이에 배치되는 확산판을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학유닛 상에서 상기 광학유닛과 상기 사이드 하우징가 중첩되는 위치에 배치되는 광변환유닛을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광변환유닛은 형광체가 도포된 플라스틱몸체를 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사이드 하우징은 일면에 강성보강재가 배치되고, 상기 일면의 반대면에 접착제가 배치되는 백라이트 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 강성보강재는 상기 사이드 하우징의 일면 중 상기 광학유닛의 상면과 중첩되는 부분에 배치되는 백라이트 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 커버버텀의 제1변은 상기 커버버텀의 바닥면과 일부 중첩되는 상면이 배치되어 있고, 상기 제1변과 마주보는 제2변은 상기 커버버텀의 바닥면과 중첩되지 않고, 상기 사이드 하우징은 상기 제2변에서 상기 커버버텀과 고정되는 백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 커버버텀의 제1변은 상기 커버버텀의 바닥면과 일부 중첩되는 상면이 배치되어 있고, 상기 제1변과 마주보는 제2변에는 클립이 체결되고, 상기 제1변과 상기 제2변을 연결하는 제3변과 상기 제3변을 마주보는 제4변에서 상기 사이드 하우징이 상기 커버버텀과 고정되는 백라이트 유닛.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 광변환패턴은 중앙부분이 가장 두껍게 형성되는 백라이트 유닛.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 광변환패턴은 상기 광원 보호부에 인접하게 배치되거나 상기 확산판 또는 상기 색변환시트에 인접하게 배치되는 백라이트 유닛.
  12. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 백라이트 유닛은,
    광을 조사하는 복수의 발광소자가 배치되어 있는 기판을 포함하며, 상기 복수의 발광소자에서 조사되는 광을 균일하게 분포시키는 광학유닛;
    상기 광학유닛을 수납하는 커버버텀; 및
    상기 커버버텀에 고정되되, 상기 광학유닛의 상면의 적어도 일부와 중첩되게 배치되는 사이드 하우징을 포함하는 표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광학유닛은 상기 기판 상에 배치되며 광변환패턴을 포함하는 광변환시트를 더 포함하는 표시장치.
  14. 제14항에 있어서,
    상기 광학유닛은 상기 광변환시트 상에 배치되는 색변환시트와, 상기 광변환시트와 상기 색변환시트 사이에 배치되는 확산판을 더 포함하는 표시장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 광학유닛 상에서 상기 사이드 하우징과 중첩되는 위치에 배치되는 광변환유닛을 더 포함하는 표시장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 광변환유닛은 형광체가 도포된 플라스틱을 포함하는 표시장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 사이드 하우징은 일면에 강성보강재가 배치되고, 상기 일면의 반대면에 접착제가 배치되는 표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 강성보강재는 상기 사이드 하우징의 일면 중 상기 광학유닛의 상면과 중첩되는 부분에 배치되는 표시장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 커버버텀의 제1변은 상기 커버버텀의 바닥면과 일부 중첩되는 상면이 배치되어 있고 상기 제1변과 마주보는 제2변은 상기 커버버텀의 바닥면과 중첩되지 않고, 상기 사이드 하우징은 상기 제2변에서 상기 커버버텀과 고정되는 표시장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 커버버텀의 제1변은 상기 커버버텀의 바닥면과 일부 중첩되는 상면이 배치되어 있고, 상기 제1변과 마주보는 제2변에는 클립이 체결되고, 상기 제1변과 상기 제2변을 연결하는 제3변과 상기 제3변을 마주보는 제4변에서 상기 사이드 하우징이 상기 커버버텀과 고정되는 표시장치.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 광변환패턴은 중앙부분이 가장 두껍게 형성되는 표시장치.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 광변환패턴은 상기 광원 보호부에 인접하게 배치되거나 상기 확산판 또는 상기 색변환시트에 인접하게 배치되는 표시장치.
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