KR20220065999A - 광원 구조체, 백라이트 모듈 및 표시 장치 - Google Patents

광원 구조체, 백라이트 모듈 및 표시 장치 Download PDF

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라디안트 옵토-엘렉트로닉스(쑤저우) 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 광원 구조체, 백라이트 모듈 및 표시 장치에 관한 것이다. 해당 광원 구조체는 기판과, 복수의 광원 군을 포함한다. 광원 군은 기판 상에 배열되어 있다. 각 광원 군은 복수의 발광 유닛을 포함한다. 각 광원 군에 있는 임의의 2개의 인접한 발광 유닛 사이에 제 1 거리를 가진다. 인접한 임의의 2개의 광원 군 중 가장 가까운 발광 유닛 사이에 제 2 거리를 가진다. 상기 제 2 거리는 상기 제 1 거리보다 짧다.

Description

광원 구조체, 백라이트 모듈 및 표시 장치
본 발명은 광원 소자에 관한 것으로, 특히, 광원 구조체, 백라이트 모듈 및 표시 장치에 관한 것이다.
도1을 참조하면, 종래의 광원 구조체를 나타내는 모식도가 도시되어 있다. 직하형 백라이트 모듈에 일반적으로 사용되는 광원 구조체(100)는 주로 기판(110)과, 기판(110) 상에 일정한 간격으로 배열된 복수의 발광 다이오드(120)를 포함하고, 발광 다이오드(120)에서 발생한 빛은 또한 광학 필름을 통해 혼합된 면광원을 형성할 수 있다.
그런데, 도 2를 참조하면, 도 2는 종래의 광원 구조체를 이용한 휘도 시뮬레이션도이다. 도2로부터 알 수 있는 바와 같이, 발광 다이오드(120)는 일정한 간격으로 배열되어 있기 때문에 인접한 발광 다이오드 사이에 폭 W1을 갖는 어두운 밴드(진한 색상 영역) 및 폭 W2를 갖는 어두운 밴드(진한 색상 영역)가 형성되기 쉽고, 이로 인해 백라이트 모듈의 외관으로부터 보면 명암 밴드의 대비가 현저하여 휘도가 불균일하게 된다.
따라서, 본 발명은 균일한 휘도의 빛을 발생하여, 백라이트 모듈 및 표시 장치의 광학적 외관을 향상시킬 수 있는 광원 구조체, 백라이트 모듈 및 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적에 따라, 기판과, 기판 상에 배열된 복수의 광원 군을 구비하고, 광원 군은 각각 복수의 발광 유닛을 포함하고, 광원 군 중 임의의 2개의 인접한 발광 유닛 사이에 제 1 거리를 가지고, 인접한 임의의 2개의 광원 군 중 가장 가까운 발광 유닛 사이에 제 2 거리를 가지며, 제2 거리는 제 1 거리보다 작은 광원 구조체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원 군은 일정한 간격으로 배열되고, 제 1 거리는 인접한 광원 군 사이의 간격의 절반 미만이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원 군 각각의 발광 유닛은 사각형으로 배열되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원 군 각각의 발광 유닛이 원형 궤적을 따라 정다각형으로 배열되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 원형 궤적의 반경과 인접한 광원 군 사이의 간격과의 관계식은 3.5A3 ≥ S1 > 2A3이며, 여기에서 A3는 반경이며, S1은 간격이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판은 제 1 방향으로 연신되는 제 1 측변과 제2 방향으로 연신되는 제2 측변을 구비하고, 제 1 측변은 제 2 측변에 수직되며,
광원 군은 제 1 방향과 제 2 방향에 따라 배열되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원 군 각각에 있는 임의의 2개의 인접한 발광 유닛 간의 연결선은 제 1 측변 또는 제 2 측변에 평행하지 않다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광원 군 각각의 발광 유닛는 원형 궤적을 따라 정다각형으로 배열되고, 정다각형은 변의 개수를 갖고 있고, 원형 궤적은 원형의 중심을 가지며, 인접한 임의의 2개의 원형 궤적의 중심 사이에 제 1 연결선을 가지며, 광원 군 각각의 발광 유닛 중 어느 하나와 대응하는 원형 궤적의 중심 사이에 제 2 연결선을 가지며, 제 1 연결선과 제 2 연결선의 협각은, 180도를 변의 개수로 나눈 것과 같지 않다.
본 발명의 목적에 따라, 상술한 광원 구조체와, 광원 구조체의 상부에 배열된 적어도 하나의 광학 필름 시트를 포함하는 백라이트 모듈을 제공한다.
본 발명의 목적에 따라, 상술한 백라이트 모듈과, 백라이트 모듈의 전방에 배열된 표시 패널을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 기재로부터 알 수 있다시피, 본 발명은 광원 구조체의 전통적인 디자인 규칙을 변경한 것으로, 복수의 발광 유닛으로 하나의 광원 군을 구성한 후, 이러한 광원 군을 기판 상에 배열함과 동시에 인접한 광원 군 간에 가장 가까운 2개의 발광 유닛 사이의 거리를 광원 군 내의 인접한 발광 유닛 사이의 거리보다 짧게 함으로써, 광원 구조체 전체의 발광면의 어두운 밴드의 폭을 작게 할 수 있고 백라이트 모듈의 균일성을 향상시킬 수 있다.
본 출원 실시예 및 그 장점을 보다 명확하게 설명하기 위해, 첨부된 도면을 참조하여 이하와 같이 설명한다. 여기서,
도 1은 종래의 광원 구조체를 나타내는 모식도이다.
도 2는 종래의 광원 구조체를 이용한 휘도 시뮬레이션도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 광원의 구성을 나타내는 장치 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 광원 구조체를 이용한 휘도 시뮬레이션도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 광원의 구성을 나타내는 장치 모식도이다
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 표시 장치를 나타내는 장치 모식도이다.
도3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 광원 구조체를 나타내는 장치 모식도가 도시되어 있다. 본 실시예에 있어서, 광원 구조체(200)는 주로 기판(210)과, 복수의 광원 군(220)을 포함한다. 기판(210)은 제 1 측변(211)과 제 1 측변(211)에 수직인 제 2 측변(212)을 갖는다. 여기서, 제 1 측변(211)은 제 1 방향(D1)에 따라 연신되고, 제 2 측변(212)은 제 2 방향(D2)에 따라 연신되며, 제 1 방향(D1)은 제 2 방향(D2)에 수직된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서, 광원 군(220)은 제 1 방향(D1)과 제 2 방향(D2)에 따라 배열되어 있다. 일 실시예에서, 광원 군(220)은 기판(210) 상에 일정한 간격으로 배열되어 있고, 임의의 2개의 인접한 광원 군(220) 사이의 간격은 S1이다.
다시 도 3을 참조하면, 본 실시예에 있어서 각 광원 군(220)은 복수의 발광 유닛(221)을 포함하고, 각 광원 군(220)의 발광 유닛(221)은 원형 궤적을 따라 정다각형으로 배열되어 있다. 여기서, 각 광원 군(220)에 있는 임의의 2 개의 인접한 발광 다이오드(221) 사이의 연결선은 제 1 측변(211) 또는 제 2 측변(212)에 평행되지 않는다. 도 3의 실시예에서, 각 광원 군(220)의 발광 유닛(221)은 사각형으로 배열되어 있고 사각형의 어느 하나의 모서리는 모두 제 1 측변(211) 또는 제 2 측변(212)에 평행되지 않는다. 보다 상세하게는, 복수의 발광 유닛(221)은 디스플레이의 에지(즉, 전술한 기판(210)의 제 1 측변(211) 또는 제 2 측변(212))와 최대한 평행되지 않도록 배열되어 있다. 따라서, 시각적 효과로부터 보면, 사용자는 광원에 규칙적인 밝은 밴드가 있는 것을 쉽게 발견할 수 없다. 일 실시예에서, 각 광원 군(220)에 있어서 원형의 궤적에 따라 임의의 2개의 인접한 발광 유닛(221) 사이에 제 1 거리(A1)가 있다. 각 광원 군(220)의 모든 발광 유닛(221)의 중심(각 광원 군(220)이 속하는 원형 궤적의 중심 위치)과 인접한 광원 군(220)의 모든 발광 유닛(221)의 중심 사이의 거리를 간격(S1)으로 한다. 여기서, 광원 군(220) 중 어느 하나의 발광 유닛(221)과 인접한 광원 군(220) 중 상기 어느 하나의 발광 유닛(221)에 가장 가까운 발광 유닛(221) 사이의 거리를 제 2 거리(A2)로 한다. 즉, 인접하는 임의의 2개의 광원 군(220) 중 가장 가까운 발광 유닛(221) 사이의 거리가 제 2 거리(A2)가 된다. 본 실시예에서, 제 2 거리(A2)는 제 1 거리(A1)보다 짧다. 이러한 디자인의 광원 구조체(200)는 더 우수한 광선 균일화 효과를 가져올 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 제 1 거리(A1)의 길이는 임의의 2개의 인접한 광원 군(220) 사이의 간격(S1)의 절반 미만이다.
도 4를 함께 참조하면, 도 4는 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 광원 구조체를 이용한 휘도 시뮬레이션도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 도 1의 종래의 광원 구조체(100)와 비교하여 보면, 발광 유닛(221)을, 원형 궤적에 따라 배열된 정다각형에 따라 일정 각도 회전시키는 것을 통하여, 임의 2개의 인접한 광원 군(220) 중 가장 가까운 발광 유닛(221) 사이의 거리(예를 들면 제 2 거리(A2))를 제 1 방향(D1) 및/또는 제 2 방향(D2)에 따라 단축할 수 있으며, 이를 통해 각 광원 군(220)에서의 임의의 2개의 인접한 발광 유닛(221) 사이의 제 1 거리(A1)보다 짧게 설계하고, 또한 도 3의 광원 구조체(200)의 어두운 밴드의 폭 W3과 폭 W4 를 축소할 수 있다. 즉, 도 4의 진한 색상 영역의 면적은 도 2의 진한 색상 영역의 면적보다 현저하게 작아지고, 도 4의 명암 대비는 도 2에 나타내는 색조의 명암 대비보다 작으므로, 이는, 도 4 의 발광이 더 균일하다는 것을 보여주고 있다. 따라서, 본 실시 형태의 광원 구조체(200)를 백라이트 모듈에 적용하고 광학 필름 시트를 함께 사용하면 전체적으로 균일한 외관을 얻을 수 있다.
또한, 각 광원 군(220)에서 발광 유닛(221)은 원형 궤적을 따라 정다각형으로 배열되어 있지만, 그 정다각형의 어느 하나의 측변은 모두 기판(210)의 제 1 측변(211)또는 제 2 측변(212)에 평행되지 않는다. 일 실시예에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 임의의 2개의 인접한 원형 궤적의 중심 사이에는 제 1 연결선(B1)이 있으며, 각 광원 군(220) 중 어느 하나의 발광 유닛(221)과 그에 대응하는 원형 궤적의 중심 사이에는 제 2 연결선(B2)이 형성되어 있다. 여기서, 제 1 연결선(B1)과 제 2 연결선(B2)이 이루는 협각(θ1)은 180도를 정다각형의 측변의 개수로 나눈 값과 동일하지 않다. 도 3을 예로 들면, 발광 유닛(221)은 원형 궤적을 따라 사각형으로 배열되어 있기 때문에 협각(θ1)은 180도를 4로 나눈 것(즉 45도)과 동일하지 않다. 이것은 회전된 광원 군의 발광 유닛(221)이 기존의 직사각형 배열을 갖는 것을 배제하기 위한 것이다. 따라서 각 광원 군(220)에서 발광 유닛(221)이 원형 궤적을 따라 배열되는 정다각형의 측변 개수를 결정하는 경우에, 사용자의 요구에 따라 협각(θ1)을 결정할 수 있으며, 이에 따라, 발광 유닛(221)이 원형 궤적을 따라 배열하는 정다각형의 회전 각도를 결정한다.
또한, 사변형으로 배열된 광원 군(220)을 예로 들면, 각 광원 군(220) 중 어느 하나의 발광 유닛(221)과 그에 대응하는 원형 궤적의 중심 사이에는 제 3 거리(A3)(즉, 원형 궤적 반경)가 형성되어 있으며, 발광 유닛(221)이 회전한 후 겹치지 않도록 하기 위해서는, 임의의 2개의 인접한 광원 군(220)사이의 간격(S1)이 제 3 거리(A3) 길이의 2배를 초과할 필요가 있다. 한편, 인접한 광원 군(220) 사이에 큰 어두운 밴드가 발생하지 않도록 하기 위해서는, 임의의 2개의 인접한 광원 군(220) 사이의 간격(S1)은 제 3 거리(A3) 길이의 3.5 배를 초과하여서는 안 된다. 즉, 각 광원 군(220)에서 원형 궤적의 반경(제 3 거리(A3))과 인접한 광원 군(220) 사이의 간격(S1)과의 관계는 3.5A3 ≥ S1 > 2A3의 관계식으로 나타낼 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태의 광원 구조체(200)는 백라이트 모듈에 적용되고, 광학 필름 시트와 함께 사용되는 경우, 백라이트 모듈은 전체적으로 보다 균일한 외관을 확보할 수 있다.
또한, 도 3의 실시예에서 광원 군(220)의 발광 유닛(221)은 원형 궤적을 따라 사각형으로 배열되어 있다고 설명하였으나, 이는 예시적인 것이다. 다른 실시예에서, 각 광원 군의 발광 유닛는 다른 형태로 배열될 수도 있다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 광원 구조체를 나타내는 장치 모식도가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 광원 구조체(300)는 마찬가지로, 기판(310) 및 복수의 광원 군(320)을 포함한다. 기판(310)은 제 1 측변(311) 및 제 2 측변(312)을 갖고 있다. 여기서, 제 1 측변(311)은 제 1 방향(D1)에 따라 연신되고, 제 2 측변(312)은 제2 방향(D2)에 따라 연신되며 제 1 방향(D1)은 제 2 방향(D2)에 수직된다. 본 실시예에서, 광원 군(320)은 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)에 따라 배열되어 있다. 일 실시예에서, 광원 군(320)은 기판 (310) 위에 일정한 간격으로 배열되고 임의의 2개의 인접한 광원 군(320) 사이에 간격(S2)을 가진다.
다시 도 5를 참조하면, 본 실시예에 있어서 각 광원 군(320)은 복수의 발광 유닛(321)을 포함한다. 도 5의 실시예에서, 각 광원 군(320)의 발광 유닛(321)은 원형 궤적을 따라 정삼각형으로 배열되어 있다. 일 실시예에서, 각 광원 군(320)은 원형 궤적에 따라 임의의 2개의 인접한 발광 유닛(321) 사이에 제 1 거리(A4)를 갖고 있다. 또한 인접한 임의의 2개의 광원 군(320) 중 가장 가까운 발광 유닛(321) 사이에 제 2 거리(A5)를 갖고 있다. 본 실시예에서, 제 2 거리(A5)는 제 1 거리(A4)보다 짧다. 이러한 디자인으로 인하여 광원 구조체(300)는 마찬가지로 광원 군(320) 사이의 어두운 밴드를 축소하고 우수한 균일화 효과를 가져올 수 있다.
마찬가지로, 각 광원 군(320)에 있어서 발광 유닛(321)은 원형 궤적을 따라 정삼각형으로 배열되어 있지만, 그 정삼각형의 어느 하나의 측변은 모두 기판(310)의 제 1 측변(311) 또는 제 2 측변(312)에 평행되지 않는다. 도 5의 실시예에 있어서, 임의의 2개의 인접한 원형 궤적의 중심 사이에는 제 1 연결선(B3)이 있고, 각 광원 군(320) 중 어느 하나의 발광 유닛(321)과 그에 대응하는 원형의 궤적의 중심 사이에는 제 2 연결선(B4)이 있다. 여기서, 제 1 연결선(B3)과 제 2 연결선(B4) 사이의 협각(θ2)은 180도를 정삼각형의 변의 개수로 나눈 것(60도)과 동일하지 않다. 따라서 각 광원 군(320)에 있어서 발광 유닛(321)이 원형 궤적을 따라 배열되는 정다각형의 변의 수를 결정하는 경우, 사용자는 협각(θ2)을 변경함으로써 발광 유닛(321)이 원형 궤적을 따라 배열되는 정다각형의 회전 각도를 결정할 수 있다.
또한, 상기의 실시예는 발광 유닛이 사각형과 정삼각형으로 각각 배열되어 있는 경우를 예로서 설명하였으나, 이는 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 즉, 다른 실시예에 있어서, 발광 유닛은 다른 정다각형 예를 들어, 정오각형, 정육각형, 정칠각형 등으로 배열될 수 있다.
도 6 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 장치 모식도이다. 본 실시예의 표시 장치(400)는 백라이트 모듈(410) 및 표시 패널(420)을 포함한다. 백라이트 모듈(410)은 도 3에 도시된 광원 구조체(200)와 광원 구조체(200)의 위쪽에 배열된 적어도 하나의 광학 필름(411)을 포함한다. 도 6과 같이, 표시 패널(420)은 백라이트 모듈(410)의 전방에 설치되어 있기 때문에, 광원 구조체(200)에서 발생한 광선은 광학 필름(411)을 통과한 후 표시 패널(420)에 입사되어 표시 패널(420)로부터 출사할 수 있다. 또한, 본 실시예는 도 3에 도시된 광원 구조체(200)를 표시 장치에 적용한 예이지만, 이는 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 예를 들어 도 5의 광원 구조체(300)와 같은 전술한 다른 실시예의 광원 구조체도 표시 장치에 적용 가능하며, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기 본 발명의 실시예에서 밝혀지는 바와 같이, 본 발명은 광원 구조체의 종래의 디자인 규칙을 변경하였다. 복수의 발광 유닛을 하나의 광원 군으로 구성한 후 이러한 광원 군을 기판 위에 어레이시키고 동시에 인접한 광원 군 간에 가장 가까운 2개의 발광 유닛 사이의 거리를 광원 군 중 원형 궤적을 따르는 인접한 발광 유닛의 거리보다 짧도록 함으로써, 광원 구조체 전체 발광면의 어두운 밴드의 폭을 축소할 수 있으며, 백라이트 모듈의 균일성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이러한 실시예는 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 전제 하에, 약간의 변경 및 수식을 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의해 정의되는 범위에 의해 한정된다.
100 광원 구조체
110 기판
120 발광 다이오드
200 광원 구조체
210 기판
211 제 1측변
212 제 2측변
220 광원 군
221 발광 유닛
300 광원 구조체
310 기판
311 제 1 측변
312 제 2측변
320 광원 군
400 표시 장치
410 백라이트 모듈
411 광학 필름
420 표시 패널
321 발광 유닛
A1 제 1 거리
A2 제 2 거리
A3 제 3 거리
A4 제 1 거리
A5 제 2 거리
B1 제 1 연결선
B2 제 2 연결선
B3 제 1 연결선
B4 제 2 연결선
D1 제 1 방향
D2 제 2 방향
S1 간격
W1 폭
W2 폭
W3 폭
W4 폭
θ1 협각
θ2 협각.

Claims (10)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 배열된 복수의 광원 군을 구비하고,
    상기 광원 군은 각각 복수의 발광 유닛을 포함하고, 상기 각각의 광원 군 중 임의의 2개의 인접한 발광 유닛 사이에 제 1 거리를 가지고, 인접한 임의의 2개의 상기 광원 군 중 가장 가까운 상기 발광 유닛 사이에 제 2 거리를 가지며,
    상기 제 2 거리는 상기 제 1 거리보다 짧은 것을 특징으로하는 광원 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원 군은 일정한 간격으로 배열되고, 상기 제 1 거리는 인접한 상기 광원 군 사이의 간격의 절반 미만인 것을 특징으로 하는 광원 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광원 군 각각의 상기 발광 유닛은 사각형으로 배열된 것을 특징으로 하는 광원 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원 군 각각의 상기 발광 유닛이 원형 궤적을 따라 정다각형으로 배열된 것을 특징으로 하는 광원 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 원형 궤적의 반경과 인접한 상기 광원 군 사이의 간격과의 관계식은 3.5A3 ≥ S1 > 2A3이며, 여기에서 A3는 상기 반경이며, S1은 상기 간격인 것을 특징으로 하는 광원 구조체.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기판은 제 1 방향으로 연신되는 제 1 측변과 제 2 방향으로 연신되는 제 2 측변을 구비하고, 상기 제 1 측변은 상기 제 2 측변에 수직되며,
    상기 광원 군은 상기 제 1 방향과 상기 제 2 방향에 따라 배열된 것을 특징으로 하는 광원 구조체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광원 군 각각에 있는 임의의 2개의 인접한 발광 유닛 간의 연결선은 상기 제 1 측변 또는 상기 제 2 측변에 평행되지 않는 것을 특징으로 하는 광원 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광원 군 각각의 상기 발광 유닛는 원형 궤적을 따라 정다각형으로 배열되고, 상기 정다각형은 변의 개수를 갖고 있고, 상기 원형 궤적은 원형의 중심을 가지며,
    인접한 임의의 2개의 상기 원형 궤적의 상기 중심 사이에 제 1 연결선을 가지며, 상기 광원 군 각각의 상기 발광 유닛 중 어느 하나에 대응하는 상기 원형 궤적의 상기 중심 사이에 제 2 연결선을 가지며, 상기 제 1 연결선과 상기 제 2 연결선의 협각은 180도를 상기 변의 개수로 나눈 것과 같지 않은 것을 특징으로 하는 광원 구조체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 광원 구조체와,
    상기 광원 구조체의 상방에 배열된 적어도 하나의 광학 필름 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈.
  10. 제9항에 따른 백라이트 모듈과,
    상기 백라이트 모듈의 전방에 배열된 표시 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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