KR20230095568A - 디스플레이 장치 및 그 광원 장치 - Google Patents

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KR20230095568A
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김성열
박천순
이계훈
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삼성전자주식회사
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Abstract

개시된 광원 장치는 관통 홀이 형성되는 반사 시트, 상기 관통 홀에 위치하며, 발광 다이오드를 포함하는 광원, 및 상기 발광 다이오드가 부착되는 기판으로서, 상기 광원을 향하는 일 측에 마련되는 보호층을 포함하는 기판을 포함하며, 상기 보호층은 상기 발광 다이오드에 인접하게 배치되는 제1 보호층, 및 상기 제1 보호층의 반사율보다 낮은 반사율을 갖는 제2 보호층을 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 광원 장치{DISPLAY APPARATUS AND LIGHT SOURCE APPARATUS THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치 및 그 광원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학 구조가 개선된 디스플레이 장치 및 그 광원 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 장치는, 획득 또는 저장된 전기적 정보를 시각적 정보로 변환하여 사용자에게 표시하는 출력 장치의 일종으로, 가정이나 사업장 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
디스플레이 장치로는, 개인용 컴퓨터 또는 서버용 컴퓨터 등에 연결된 모니터 장치나, 휴대용 컴퓨터 장치나, 내비게이션 단말 장치나, 일반 텔레비전 장치나, 인터넷 프로토콜 텔레비전(IPTV, Internet Protocol television) 장치나, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 개인용 디지털 보조 장치(PDA, Personal Digital Assistant), 또는 셀룰러 폰 등의 휴대용 단말 장치나, 산업 현장에서 광고나 영화 같은 화상을 재생하기 위해 이용되는 각종 디스플레이 장치나, 또는 이외 다양한 종류의 오디오/비디오 시스템 등이 있다.
디스플레이 장치는, 전기적 정보를 시각적 정보로 변환하기 위하여, 광원 모듈을 포함하며, 광원 모듈은 독립적으로 광을 방출하기 위한 복수의 광원들을 포함한다.
복수의 광원들 각각은 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한다. 예를 들어, 발광 다이오드 또는 유기 발광 다이오드는 기판(circuit board 또는 substrate) 상에 실장될 수 있다.
본 발명의 일 측면은 휘도 균일도를 유지하며 광 효율을 개선할 수 있는 디스플레이 장치 및 그 광원 장치를 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 광원 장치는 관통 홀이 형성되는 반사 시트, 상기 관통 홀에 위치하며, 발광 다이오드를 포함하는 광원, 및 상기 발광 다이오드가 부착되는 기판으로서, 상기 광원을 향하는 일 측에 마련되는 보호층을 포함하는 기판을 포함하며, 상기 보호층은 상기 발광 다이오드에 인접하게 배치되는 제1 보호층, 및 상기 제1 보호층의 반사율보다 낮은 반사율을 갖는 제2 보호층을 포함한다.
상기 광원 장치는 상기 발광 다이오드에 인접한 제1 영역, 상기 반사 시트가 배치되는 제2 영역, 및 상기 관통 홀이 형성되는 부분에서 상기 제1 영역을 제외한 제3 영역을 더 포함하며, 상기 제1 영역의 제1 반사율과, 상기 제2 영역의 제2 반사율과, 상기 제3 영역의 제3 반사율은 아래의 관계를 만족하도록 구성될 수 있다.
제3 반사율 < 제1 반사율 < 제2 반사율
상기 광원은 상기 발광 다이오드를 커버하며, 상기 반사 시트와 이격되도록 마련되는 광학 돔을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층은 상기 광학 돔의 크기에 대응되도록 마련될 수 있다.
상기 제1 보호층은 상기 광학 돔의 크기보다 크도록 마련될 수 있다.
상기 제1 보호층은 상기 광학 돔의 크기보다 작도록 마련될 수 있다.
상기 제1 보호층은 상기 반사 시트보다 낮은 반사율을 갖도록 마련될 수 있다.
상기 광원은 상기 발광 다이오드의 전방에 위치하며 다층 반사구조를 갖는 반사층을 포함할 수 있다.
상기 기판은 절연층, 상기 절연층과 상기 보호층 사이에 배치되는 전도층, 및 상기 발광 다이오드에 전력을 공급하기 위해 상기 전도층에 구현되는 급전 선로 및 급전 패드를 포함할 수 있다.
상기 보호층은 상기 급전 패드와 상기 발광 다이오드가 전기적으로 접촉되도록 형성되는 윈도우를 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는 본체, 및 상기 본체에 수용되는 광원 장치를 포함하고, 상기 광원 장치는 관통 홀이 형성되는 반사 시트, 상기 관통 홀에 위치하며 발광 다이오드를 포함하는 광원, 및 상기 광원을 지지하는 기판을 포함하며, 상기 광원 장치는 상기 발광 다이오드에 인접한 제1 영역의 제1 반사율과, 상기 반사 시트가 배치되는 제2 영역의 제2 반사율과, 상기 관통 홀이 형성되는 부분에서 상기 제1 영역을 제외한 제3 영역의 제3 반사율이 아래의 관계를 만족하도록 구성된다.
제3 반사율 < 제1 반사율 < 제2 반사율
상기 광원은 상기 발광 다이오드를 커버하며, 상기 반사 시트와 이격되도록 마련되는 광학 돔을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역은 상기 광학 돔의 크기에 대응되도록 마련될 수 있다.
상기 제1 영역은 상기 광학 돔의 크기보다 크도록 마련될 수 있다.
상기 제1 영역은 상기 광학 돔의 크기보다 작도록 마련될 수 있다.
상기 기판은 상기 광원을 향하는 일 측에서 상기 제1 영역에 대응되도록 마련되는 제1 보호층, 및 상기 광원을 향하는 일 측에서 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역에 대응되도록 마련되며, 상기 제1 보호층의 반사율보다 낮은 반사율을 갖는 제2 보호층을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층은 상기 반사 시트보다 낮은 반사율을 갖도록 마련될 수 있다.
상기 광원은 상기 발광 다이오드의 전방에 위치하며 다층 반사구조를 갖는 반사층을 포함할 수 있다.
상기 기판은 절연층, 및 상기 발광 다이오드에 전력을 공급하기 위한 급전 선로 및 급전 패드가 구현되는 전도층을 포함하며, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 상기 급전 선로를 커버하도록 마련될 수 있다.
상기 제1 보호층은 상기 급전 패드와 상기 발광 다이오드가 전기적으로 접촉되도록 형성되는 윈도우를 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면 디스플레이 장치 및 그 광원 장치는 발광 다이오드 주변의 일 부분에 고반사 부재가 마련되므로, 휘도 균일도를 유지하며, 광 효율을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 분해하여 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 액정 패널의 측단면을 도시한다.
도 4는 도 2에 도시된 광원 장치를 분해하여 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 광원 장치에 포함된 광원 모듈과 반사 시트의 결합을 도시한다.
도 6은 도 4에 도시된 광원 장치에 포함된 광원의 사시도를 도시한다.
도 7은 도 6에 도시된 광원을 분해하여 도시한다.
도 8은 도 6에 표시된 L-L' 선에 따른 단면을 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치의 단면을 도시한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 장치의 단면을 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별 부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별 부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한다.
디스플레이 장치(10)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다. 이하에서는 디스플레이 장치(10)가 텔레비전(Television, TV)인 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10)는 모니터(Monitor), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치 등 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 디스플레이 장치(10)는 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 형태가 한정되지 않는다.
뿐만 아니라, 디스플레이 장치(10)는 건물 옥상이나 버스 정류장과 같은 옥외에 설치되는 대형 디스플레이 장치(Large Format Display, LFD)일 수 있다. 여기서, 옥외는 반드시 야외로 한정되는 것은 아니며, 지하철역, 쇼핑몰, 영화관, 회사, 상점 등 실내이더라도 다수의 사람들이 드나들 수 있는 곳이면 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)가 설치될 수 있다.
디스플레이 장치(10)는 다양한 컨텐츠 소스들로부터 비디오 데이터와 오디오 데이터를 포함하는 컨텐츠 데이터를 수신하고, 비디오 데이터와 오디오 데이터에 대응하는 비디오와 오디오를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블을 통하여 컨텐츠 데이터를 수신하거나, 컨텐츠 재생 장치로부터 컨텐츠 데이터를 수신하거나, 컨텐츠 제공자의 컨텐츠 제공 서버로부터 컨텐츠 데이터를 수신할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 디스플레이 장치(10)는 본체(11), 영상(I)을 표시하는 스크린(12), 본체(11)의 하부에 마련되어 본체(11)를 지지하는 지지대(19)를 포함한다.
본체(11)는 디스플레이 장치(10)의 외형을 형성하며, 본체(11)의 내부에는 디스플레이 장치(10)가 영상(I)을 표시하거나 각종 기능을 수행하기 위한 부품이 마련될 수 있다. 도 1에 도시된 본체(11)는 평평한 판 형상이나, 본체(11)의 형상이 도 1에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본체(11)는 휘어진 판 형상일 수 있다.
스크린(12)은 본체(11)의 전면에 형성되며, 영상(I)을 표시할 수 있다. 예를 들어, 스크린(12)은 정지 영상 또는 동영상을 표시할 수 있다. 또한, 스크린(12)은 2차원 평면 영상 또는 사용자의 양안의 시차를 이용한 3차원 입체 영상을 표시할 수 있다.
스크린(12)에는 복수의 픽셀(P)이 형성되며, 스크린(12)에 표시되는 영상(I)은 복수의 픽셀(P) 각각이 방출하는 광에 의하여 형성될 수 있다. 예들 들어, 복수의 픽셀(P)이 방출하는 광이 마치 모자이크(mosaic)와 같이 조합됨으로써, 스크린(12) 상에 영상(I)이 형성될 수 있다.
복수의 픽셀(P) 각각은 다양한 밝기 및 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 복수의 픽셀(P) 각각은 직접 광을 방출할 수 있는 자발광 패널(예를 들어, 발광 다이오드 패널)을 포함하거나 광원 장치 등에 의하여 방출된 광을 통과하거나 차단할 수 있는 비자발광 패널(예를 들어, 액정 패널)을 포함할 수 있다.
다양한 색상의 광을 방출하기 위하여, 복수의 픽셀(P) 각각은 서브 픽셀들(PR, PG, PB)을 포함할 수 있다.
서브 픽셀들(PR, PG, PB)은 적색 광을 방출할 수 있는 적색 서브 픽셀(PR)과, 녹색 광을 방출할 수 있는 녹색 서브 픽셀(PG)과, 청색 광을 방출할 수 있는 청색 서브 픽셀(PB)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적색 광은 파장이 대략 620nm (nanometer, 10억분의 1미터)에서 750nm까지의 광을 나타낼 수 있고, 녹색 광은 파장이 대략 495nm에서 570nm까지의 광을 나타낼 수 있으며, 청색 광은 파장이 대략 450nm에서 495nm까지의 광을 나타낼 수 있다.
적색 서브 픽셀(PR)의 적색 광, 녹색 서브 픽셀(PG)의 녹색 광 및 청색 서브 픽셀(PB)의 청색 광의 조합에 의하여, 복수의 픽셀(P) 각각에서 다양한 밝기와 다양한 색상의 광이 출사할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 분해하여 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본체(11) 내부에는 스크린(S)에 영상(I)을 생성하기 위한 각종 구성 부품들이 마련될 수 있다.
예를 들어, 본체(11)에는 면광원(surface light source)인 광원 장치(100)과, 광원 장치(100)으로부터 방출된 광을 차단하거나 통과하는 액정 패널(20)과, 광원 장치(100) 및 액정 패널(20)의 동작을 제어하는 제어 어셈블리(50)와, 광원 장치(100) 및 액정 패널(20)에 전력을 공급하는 전원 어셈블리(60)가 마련된다. 또한, 본체(11)는 액정 패널(20), 광원 장치(100), 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)을 지지하고 고정하기 위한 베젤(13)과 프레임 미들 몰드(14)와 바텀 샤시(15)와 후면 커버(16)를 포함한다.
광원 장치(100)은 단색광 또는 백색광을 방출하는 점 광원을 포함할 수 있으며, 점 광원으로부터 방출되는 광을 균일한 면광으로 변환하기 위하여 광을 굴절, 반사 및 산란시킬 수 있다. 예를 들어, 광원 장치(100)은 단색광 또는 백색광을 방출하는 복수의 광원과, 복수의 광원으로부터 입사된 광을 확산시키는 확산판과, 복수의 광원 및 확산판의 후면으로부터 방출된 광을 반사하는 반사 시트와, 확산판의 전면으로부터 방출된 광을 굴절 및 산란시키는 광학 시트를 포함할 수 있다.
이처럼, 광원 장치(100)은 광원으로부터 방출된 광을 굴절, 반사 및 산란시킴으로써 전방을 향하여 균일한 면광을 방출할 수 있다.
광원 장치(100)의 구성은 아래에서 더욱 자세하게 설명된다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 액정 패널의 측단면을 도시한다.
액정 패널(20)은 광원 장치(100)의 전방에 마련되며, 영상(I)을 형성하기 위하여 광원 장치(100)으로부터 방출되는 광을 차단하거나 또는 통과시킨다.
액정 패널(20)의 전면은 앞서 설명한 디스플레이 장치(10)의 스크린(12)을 형성하며, 액정 패널(20)은 복수의 픽셀들(P)을 형성할 수 있다. 액정 패널(20)은 복수의 픽셀들(P)은 각각 독립적으로 광원 장치(100)의 광을 차단하거나 통과시킬 수 있으며, 복수의 픽셀들(P)에 의하여 통과된 광은 스크린(12)에 표시되는 영상(I)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 액정 패널(20)는 제1 편광 필름(21), 제1 투명 기판(22), 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26), 컬러 필터(27), 제2 투명 기판(28), 제2 편광 필름(29)를 포함할 수 있다.
제1 투명 기판(22) 및 제2 투명 기판(28)은 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26) 및 컬러 필터(27)을 고정 지지할 수 있다. 이러한, 제1 및 제2 투명 기판(22, 28)은 강화 유리 또는 투명 수지로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 투명 기판(22, 28)의 외측에는 제1 편광 필름(21) 및 제2 편광 필름(29)이 마련된다.
제1 편광 필름(21)와 제2 편광 필름(29)은 각각 특정한 광을 통과시키고, 다른 광을 차단할 수 있다. 예를 들어, 제1 편광 필름(21)는 제1 방향으로 진동하는 자기장을 갖는 광을 통과시키고, 다른 광을 차단한다. 또한, 제2 편광 필름(29)는 제2 방향으로 진동하는 자기장을 갖는 광을 통과시키고, 다른 광을 차단한다. 이때, 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교할 수 있다. 그에 의하여, 제1 편광 필름(21)가 통과시키는 광의 편광 방향과 제2 편광 필름(29)가 통과시키는 광의 진동 방향은 서로 직교한다. 그 결과, 일반적으로 광은 제1 편광 필름(21)와 제2 편광 필름(29)를 동시에 통과할 수 없다.
제2 투명 기판(28)의 내측에는 컬러 필터(27)가 마련될 수 있다.
컬러 필터(27)는 예를 들어 적색 광을 통과시키는 적색 필터(27R)와, 녹색 광을 통과시키는 녹색 필터(27G)와, 청색 광을 통과시키는 청색 필터(27G)를 포함할 수 있으며, 적색 필터(27R)와 녹색 필터(27G)와 청색 필터(27B)는 서로 나란하게 배치될 수 있다. 컬러 필터(27)가 형성된 영역은 앞서 설명한 픽셀(P)에 대응된다. 적색 필터(27R)가 형성된 영역은 적색 서브 픽셀(PR)에 대응되고, 녹색 필터(27G)가 형성된 영역은 녹색 서브 픽셀(PG)에 대응되고, 청색 필터(27B)가 형성된 영역은 청색 서브 픽셀(PB)에 대응된다.
제1 투명 기판(22)의 내측에는 픽셀 전극(23)이 마련되고, 제2 투명 기판(28)의 내측에는 공통 전극(26)이 마련될 수 있다.
픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 전기가 도통되는 금속 재질로 구성되며, 아래에서 설명할 액정 층(25)을 구성하는 액정 분자(25a)의 배치를 변화시키기 위한 전기장을 생성할 수 있다.
픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 투명한 재질로 구성되며, 외부로부터 입사되는 광을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO), 은나노와이어(Ag nano wire), 탄소나노튜브(carbon nano tube: CNT), 그래핀(graphene) 또는 PEDOT(3,4-ethylenedioxythiophene) 등으로 구성될 수도 있다.
제2 투명 기판(22)의 내측에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) (24)가 마련된다.
박막 트랜지스터(24)는 픽셀 전극(23)에 흐르는 전류를 통과시키거나 차단할 수 있다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(24)의 턴온(폐쇄) 또는 턴오프(개방)에 따라 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 전기장이 형성되거나 제거될 수 있다.
박막 트랜지스터(24)는 폴리 실리콘(Poly-Silicon)으로 구성될 수 있으며, 리소그래피(lithography), 증착(deposition), 이온 주입(ion implantation) 공정 등 반도체 공정에 의하여 형성될 수 있다.
픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에는 액정 층(25)이 형성되며, 액정 층(25)은 액정 분자(25a)에 의하여 채워진다.
액정은 고체(결정)과 액체의 중간 상태를 나타낸다. 액정 물질의 대부분은 유기화합물이며 분자형상은 가늘고 긴 막대 모양을 하고 있으며, 분자의 배열이 어떤 방향으로는 불규칙한 상태와 같지만, 다른 방향에서는 규칙적인 결정의 형태를 가질 수 있다. 그 결과, 액정은 액체의 유동성과 결정(고체)의 광학적 이방성을 모두 갖는다.
또한, 액정은 전기장의 변화에 따라 광학적 성질을 나타내기도 한다. 예를 들어, 액정은 전기장의 변화에 따라 액정을 구성하는 분자 배열의 방향이 변화할 수 있다. 액정 층(25)에 전기장이 생성되면 액정 층(25)의 액정 분자(25a)는 전기장의 방향에 따라 배치되고, 액정 층(25)에 전기장이 생성되지 않으면 액정 분자(25a)는 불규칙하게 배치되거나 배향막(미도시)을 따라 배치될 수 있다. 그 결과, 액정 층(25)을 통과하는 전기장의 존부에 따라 액정 층(25)의 광학적 성질이 달라질 수 있다.
액정 패널(20)의 일측에는 영상 데이터를 액정 패널(20)로 전송하는 케이블(20a)과, 디지털 영상 데이터를 처리하여 아날로그 영상 신호를 출력하는 디스플레이 드라이버 직접 회로(Display Driver Integrated Circuit, DDI) (30) (이하에서는 '드라이버 IC'라 한다)가 마련된다.
케이블(20a)은 제어 어셈블리(50)/전원 어셈블리(60)와 드라이버 IC (30) 사이를 전기적으로 연결하고, 또한 드라이버 IC (30)와 액정 패널(20) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 케이블(20a)은 휘어질 수 있는 플렉서블 플랫 케이블(flexible flat cable) 또는 필름 케이블(film cable) 등을 포함할 수 있다.
드라이버 IC(30)는 케이블(20a)을 통하여 제어 어셈블리(50)/전원 어셈블리(60)으로부터 영상 데이터 및 전력을 수신하고, 케이블(20a)을 통하여 액정 패널(20)에 영상 데이터 및 구동 전류를 전송할 수 있다.
또한, 케이블(20a)과 드라이버 IC(30)는 일체로 필름 케이블, 칩 온 필름(chip on film, COF), 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Packet, TCP) 등으로 구현될 수 있다. 다시 말해, 드라이버 IC(30)는 케이블(20b) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 드라이버 IC(30)는 액정 패널(20) 상에 배치될 수 있다.
제어 어셈블리(50)는 액정 패널(20) 및 광원 장치(100)의 동작을 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 외부 컨텐츠 소스로부터 수신된 영상 데이터를 처리하고, 액정 패널(20)에 영상 데이터를 전송하고 광원 장치(100)에 디밍(dimming) 데이터를 전송할 수 있다.
전원 어셈블리(60)는 광원 장치(100)이 면광을 출력하고 액정 패널(20)이 광원 장치(100)의 광을 차단 또는 통과시키도록 액정 패널(20) 및 광원 장치(100)에 전력을 공급할 수 있다.
제어 어셈블리(50)와 전원 어셈블리(60)는 인쇄 회로 기판과 인쇄 회로 기판에 실장된 각종 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 전원 회로는 콘덴서, 코일, 저항 소자, 프로세서 등 및 이들이 실장된 전원 회로 기판을 포함할 수 있다. 또한, 제어 회로는 메모리, 프로세서 및 이들이 실장된 제어 회로 기판을 포함할 수 있다.
이하에서는 광원 장치(100)이 설명된다.
도 4는 도 2에 도시된 광원 장치를 분해하여 도시한다. 도 5는 도 4에 도시된 광원 장치에 포함된 광원 모듈과 반사 시트의 결합을 도시한다.
광원 장치(100)는 광을 생성하는 광원 모듈(110), 광을 반사시키는 반사 시트(120), 광을 균일하게 확산시키는 확산판(diffuser plate) (130), 출사되는 광의 휘도를 향상시키는 광학 시트(140)를 포함한다.
광원 모듈(110)은 광을 방출하는 복수의 광원(111)과, 복수의 광원(111)을 지지/고정하는 기판(112)를 포함할 수 있다.
복수의 광원(111)은, 광이 균일한 휘도로 방출되도록 미리 정해진 패턴으로 배치될 수 있다. 복수의 광원(111)은 하나의 광원과 그에 인접한 광원들 사이의 거리가 동일해지도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 광원(111)은 행과 열을 맞추어 배치될 수 있다. 그에 의하여, 인접한 4개의 광원에 의하여 대략 정사각형이 형성되도록 복수의 광원이 배치될 수 있다. 또한, 어느 하나의 광원은 4개의 광원과 인접하게 배치되며, 하나의 광원과 그에 인접한 4개의 광원 사이의 거리는 대략 동일할 수 있다.
다른 예로, 복수의 광원은 복수의 행으로 배치될 수 있으며, 각각의 행에 속하는 광원은 인접한 행에 속하는 2개의 광원의 중앙에 배치될 수 있다. 그에 의하여, 인접한 3개의 광원에 의하여 대략 정삼각형이 형성되도록 복수의 광원이 배치될 수 있다. 이때, 하나의 광원은 6개의 광원과 인접하게 배치되며, 하나의 광원과 그에 인접한 6개의 광원 사이의 거리는 대략 동일할 수 있다.
다만, 복수의 광원(111)이 배치되는 패턴은 이상에서 설명한 패턴에 한정되지 않으며, 광이 균일한 휘도로 방출되도록 복수의 광원(111)은 다양한 패턴으로 배치될 수 있다.
광원(111)은 전력이 공급되면 단색광(특정한 파장의 광, 예를 들어 청색 광) 또는 백색광(예를 들어, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광이 혼합된 광)을 다양한 방향으로 방출할 수 있는 소자를 채용할 수 있다. 예를 들어, 광원(111)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)을 포함할 수 있다.
기판(112)는 광원(111)의 위치가 변경되지 않도록 복수의 광원(111)을 고정할 수 있다. 또한, 기판(112)는 광원(111)이 광을 방출하기 위한 전력을 각각의 광원(111)에 공급할 수 있다.
기판(112)는 복수의 광원(111)을 고정하고, 광원(111)에 전력을 공급하기 위한 전도성 전력 공급 라인이 형성된 합성 수지 또는 강화 유리 또는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)으로 구성될 수 있다.
반사 시트(120)는 복수의 광원(111)으로부터 방출된 광을 전방으로 또는 전방과 근사한 방향으로 반사시킬 수 있다.
반사 시트(120)에는 광원 모듈(110)의 복수의 광원(111) 각각에 대응하는 위치에 복수의 관통 홀(120a)이 형성된다. 또한, 광원 모듈(110)의 광원(111)은 관통 홀(120a)을 통과하여, 반사 시트(120)의 앞으로 돌출될 수 있다. 광원(111)은 관통 홀(120a)에 위치할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 상측에 도시된 바와 같이 반사 시트(120)와 광원 모듈(110)의 조립 과정에서 광원 모듈(110)의 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)에 형성된 복수의 관통 홀(120a)에 삽입된다. 그로 인하여, 도 5의 하측에 도시된 바와 같이 광원 모듈(110)의 기판(112)는 반사 시트(120)의 후방에 위치하지만, 광원 모듈(110)의 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 전방에 위치할 수 있다.
그에 의하여, 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 전방에서 광을 방출할 수 있다.
복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 전방에서 다양한 방향으로 광을 방출할 수 있다. 광은 광원(111)으로부터 확산판(130)을 향하여 방출될 뿐만 아니라 광원(111)으로부터 반사 시트(120)를 향하여 방출될 수 있으며, 반사 시트(120)는 반사 시트(120)를 향하여 방출된 광을 확산판(130)을 향하여 반사시킬 수 있다.
광원(111)으부터 방출된 광은 확산판(130) 및 광학 시트(140) 등 다양한 물체를 통과한다. 광이 확산판(130) 및 광학 시트(140)를 통과할 때, 입사된 광 중 일부는 확산판(130) 및 광학 시트(140)의 표면에서 반사된다. 반사 시트(120)는 확산판(130) 및 광학 시트(140)에 의하여 반사된 광을 반사시킬 수 있다.
확산판(130)는 광원 모듈(110) 및 반사 시트(120)의 전방에 마련될 수 있으며, 광원 모듈(110)의 광원(111)으로부터 방출된 광을 고르게 분산시킬 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 복수의 광원(111)은 광원 장치(100)의 후면의 곳곳에 위치한다. 비록, 복수의 광원(111)이 광원 장치(100)의 후면에 등간격으로 배치되나, 복수의 광원(111)의 위치에 따라 휘도의 불균일이 발생할 수 있다.
확산판(130)은 복수의 광원(111)으로 인한 휘도의 불균일을 제거하기 위하여 복수의 광원(111)으로부터 방출된 광을 확산판(130) 내에서 확산시킬 수 있다. 다시 말해, 확산판(130)은 복수의 광원(111)의 불균일한 광을 전면으로 균일하게 방출할 수 있다.
광학 시트(140)는 휘도 및 휘도의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트(140)는 확산 시트(141), 제1 프리즘 시트(142), 제2 프리즘 시트(143), 반사형 편광 시트(144) 등을 포함할 수 있다.
확산 시트(141)는 휘도의 균일성을 위하여 광을 확산시킨다. 광원(111)으로부터 방출된 광은 확산판(130)에 의하여 확산되고, 광학 시트(140)에 포함된 확산 시트(141)에 의하여 다시 확산될 수 있다.
제1 및 제2 프리즘 시트(142, 143)는 확산 시트(141)에 의하여 확산된 광을 집광시킴으로써 휘도를 증가시킬 수 있다. 제1 및 제2 프리즘 시트(142, 143)는 삼각 프리즘 형상의 프리즘 패턴을 포함하고, 이 프리즘 패턴은 복수 개가 인접 배열되어 복수 개의 띠 모양을 이룬다.
반사형 편광 시트(144)은 편광 필름의 일종으로 휘도 향상을 위하여 입사된 광 중 일부를 투과시키고, 다른 일부를 반사할 수 있다. 예를 들어, 반사형 편광 시트(144)의 미리 정해진 편광 방향과 동일한 방향의 편광을 투과시키고, 반사형 편광 시트(144)의 편광 방향과 다른 방향의 편광을 반사할 수 있다. 또한, 반사형 편광 시트(144)에 의하여 반사된 광은 광원 장치(100) 내부에서 재활용되며, 이러한 광 재활용(light recycle)에 의하여 디스플레이 장치(10)의 휘도가 향상될 수 있다.
광학 시트(140)는 도 4에 도시된 시트 또는 필름에 한정되지 않으며, 보호 시트 등 더욱 다양한 시트 또는 필름을 포함할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 광원 장치에 포함된 광원의 사시도를 도시한다. 도 7은 도 6에 도시된 광원을 분해하여 도시한다. 도 8은 도 6에 표시된 L-L' 선에 따른 단면을 도시한다.
도 6 내지 도 8을 참조하여, 광원 장치(100)의 광원(111)을 설명한다.
앞서 설명된 바와 같이, 광원 모듈(110)은 복수의 광원(111)을 포함한다. 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 후방에서 관통 홀(120a)을 통과하여 반사 시트(120)의 전방으로 돌출될 수 있다. 그에 의하여, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 광원(111)과 기판(112)의 일부가 관통 홀(120a)을 통하여 반사 시트(120)의 전방을 향하여 노출될 수 있다.
광원(111)은 반사 시트(120)의 관통 홀(120a)에 의하여 정의되는 영역에 위치하는 전기적/기계적 구조물을 포함할 수 있다.
복수의 광원(111) 각각은 발광 다이오드(210)와, 광학 돔(220)과, 반사층(260)을 포함할 수 있다.
발광 다이오드(210)는 정공(hole)과 전자(electron)의 재결합에 의하여 광을 방출하기 위한 P타입 반도체와 N타입 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 발광 다이오드(210)에는, P타입 반도체와 N타입 반도체에 각각 전공과 전자를 공급하기 위한 한 쌍의 전극(210a)이 마련된다.
발광 다이오드(210)는 전기 에너지를 광 에너지로 전환할 수 있다. 다시 말해, 발광 다이오드(210)는 전력이 공급되는 미리 정해진 파장에서 최대 세기를 가지는 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(210)는 청색을 나타내는 파장(예를 들어, 430nm에서 495nm 사이의 파장)에서 피크 값을 가지는 청색 광을 방출할 수 있다.
발광 다이오드(210)는, 칩 온 보드(Chip On Board, COB) 방식으로, 기판(112)에 직접 부착될 수 있다. 다시 말해, 광원(111)은 별도의 패키징 없이 발광 다이오드 칩(chip) 또는 발광 다이오드 다이(die)가 직접 기판(112)에 부착되는 발광 다이오드(210)를 포함할 수 있다.
광원(111)의 소형화를 위하여 플립 칩 타입의 발광 다이오드(210)가 칩 온 보드 방식으로 기판(112)에 부착된 광원 모듈(110)이 제작될 수 있다.
기판(112)에는, 플립 칩 타입의 발광 다이오드(210)에 전력을 공급하기 위한, 급전 선로(230)와 급전 패드(240)가 마련된다.
기판(112)에는, 전기적 신호 및/또는 전력을 제어 어셈블리(50) 및/또는 전원 어셈블리(60)로부터 발광 다이오드(210)에 공급하기 위한 급전 선로(230)가 마련된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 기판(112)는 비전도성의 절연층(insulation layer) (251)과 전도성의 전도층(conduction layer) (252)이 교대로 적층되어 형성될 수 있다. 전도층(252)은 절연층(251)과 보호층(270) 사이에 배치될 수 있다.
전도층(252)에는 전력 및/또는 전기적 신호가 통과하는 선로 또는 패턴이 형성된다. 전도층(252)은 전기 전도성을 가지는 다양한 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전도층(252)은 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 또는 알루미늄(Al) 또는 그 합금 등 다양한 금속 재질로 구성될 수 있다.
절연층(251)의 유전체는 전도층(252)의 선로 또는 패턴 사이를 절연시킬 수 있다. 절연층(251)은 전기적 절연을 위한 유전체 예를 들어 FR-4로 구성될 수 있다.
급전 선로(230)는 전도층(252)에 형성된 선로 또는 패턴에 의하여 구현될 수 있다.
급전 선로(230)는 급전 패드(240)를 통하여 발광 다이오드(210)와 전기적으로 연결될 수 있다.
급전 패드(240)는 급전 선로(230)가 외부로 노출됨으로써 형성될 수 있다.
기판(112)에는, 기판(112)를 외부 충격에 의한 손상 및/또는 화학 작용(예를 들어, 부식 등)에 의한 손상 및/또는 광학 작용에 의한 손상을 방지 또는 억제하기 위한 보호층(protection layer) (270)이 형성될 수 있다. 보호층(270)은 광원(111)을 향하는 기판(112)의 일 측에 마련될 수 있다. 보호층(270)은 포토 솔더 레지스터(Photo Solder Resist, PSR)를 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 보호층(270)은 급전 선로(230)가 외부로 노출되는 것을 차단하도록, 급전 선로(230)를 덮을 수 있다.
급전 선로(230)와 발광 다이오드(210)와의 전기적 접촉을 위하여, 보호층(270)에는 급전 선로(230)의 일부를 외부로 노출하는 윈도우(270a)가 형성될 수 있다. 보호층(270)의 윈도우(270a)에 의하여 외부로 노출된 급전 선로(230)의 일부는 급전 패드(240)를 형성할 수 있다.
급전 패드(240)에는, 외부로 노출된 급전 선로(230)와 발광 다이오드(210)의 전극(210a) 사이의 전기적 접촉을 위한 전도성 접착 물질(240a)이 도포된다. 전도성 접착 물질(240a)은 보호층(270)의 윈도우(270a) 내에 도포될 수 있다. 윈도우(270a)는 급전 패드(240)와 발광 다이오드(210)가 전기적으로 접촉되도록 형성될 수 있다. 윈도우(270a)는 제1 보호층(271)에 형성될 수 있다.
발광 다이오드(210)의 전극(210a)은 전도성 접착 물질(240a)에 접촉되며 발광 다이오드(210)는 전도성 접착 물질(240a)를 통하여 급전 선로(230)와 전기적으로 연결될 수 있다.
전도성 접착 물질(240a)은 예를 들어 전기 전도성을 가지는 납땝(solder)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, 전도성 접착 물질(240a)은 전기 전도성을 가지는 에폭시 접착체(Electrically Conductive Epoxy Adhesives)를 포함할 수 있다.
전력은 급전 선로(230)와 급전 패드(240)를 통하여 발광 다이오드(210)에 공급될 수 있으며, 전력이 공급되면 발광 다이오드(210)는 광을 방출할 수 있다. 플립 칩 타입의 발광 다이오드(210)에 구비된 한 쌍의 전극(210a) 각각에 대응하는 한 쌍의 급전 패드(240)가 마련될 수 있다.
광학 돔(220)은 발광 다이오드(210)를 커버할 수 있다. 광학 돔(220)은 외부의 기계적 작용에 의한 발광 다이오드(210)의 손상 및/또는 화학 작용에 의한 발광 다이오드(210)의 손상 등을 방지 또는 억제할 수 있다. 광학 돔(220)은 반사 시트(120)와 이격되도록 마련될 수 있다.
광학 돔(220)은 예를 들어 구(sphere)를 그 중심을 포함하지 않는 면으로 절단한 돔 형상을 가지거나 또는 구를 그 중심을 포함하는 면으로 절단한 반구 형상을 가질 수 있다. 광학 돔(220)의 수직 단면은 예를 들어 활꼴이거나 또는 반원 형상일 수 있다.
광학 돔(220)은 실리콘 또는 에폭시 수지로 구성될 수 있다. 예를 들어, 용융된 실리콘 또는 에폭시 수지는 노즐 등을 통하여 발광 다이오드(210) 상에 토출되고 이후 토출된 실리콘 또는 에폭시 수지가 경화됨으로써, 광학 돔(220)이 형성될 수 있다.
따라서, 광학 돔(220)은 액상의 실리콘 또는 에폭시 수지의 점도에 따라 그 형상이 다양하게 달라질 수 있다. 예를 들어, 요변 지수(Thixotropic Index)가 대략 2.7 내지 3.3 (바람직하게는 3.0)인 실리콘을 이용하여 광학 돔(220)을 제작하면, 돔의 밑면의 직경에 대한 돔의 높이의 비율(돔의 높이/밑면의 직경)을 나타내는 돔 레이시오(dome ratio)가 대략 0.25 내지 0.31 (바람직하게는 0.28)인 광학 돔(220)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 요변 지수가 대략 2.7 내지 3.3 (바람직하게는 3.0)인 실리콘에 의하여 제작된 광학 돔(220)은 그 밑면의 직경이 대략 2.5mm 이고 그 높이가 대략 0.7mm일 수 있다.
광학 돔(220)은 광학적으로 투명하거나 또는 반투명할 수 있다. 발광 다이오드(210)로부터 방출된 광은 광학 돔(220)을 통과하여 외부로 방출될 수 있다.
이때, 돔 형상의 광학 돔(220)은 렌즈와 같이 광을 굴절시킬 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(210)로부터 방출된 광은, 광학 돔(220)에 의하여 굴절됨으로써, 분산될 수 있다.
이처럼, 광학 돔(220)은 발광 다이오드(210)를 외부의 기계적 작용 및/또는 화학적 작용 또는 전기적 작용으로부터 보호할 뿐만 아니라, 발광 다이오드(210)로부터 방출된 광을 분산시킬 수 있다.
반사층(260)은 발광 다이오드(210)의 전방에 위치할 수 있다. 반사층(260)은 발광 다이오드(210)의 전면에 배치될 수 있다. 반사층(260)은 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 절연막들이 교대로 적층된 다층 반사구조일 수 있다. 예를 들어, 이러한 다층 반사구조는 제1 굴절률을 갖는 제1 절연막과 제2 굴절률을 갖는 제2 절연막이 교대로 적층된 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed　Bragg　Reflector)일 수 있다.
보호층(270)은 발광 다이오드(210)에 인접하게 배치되는 제1 보호층(271)과, 제1 보호층(271)의 반사율보다 낮은 반사율을 갖는 제2 보호층(272)을 포함할 수 있다. 제1 보호층(271)은 고반사 포토 솔더 레지스터(PSR)를 포함할 수 있다. 제2 보호층(272)은 저반사 포토 솔더 레지스터(PSR)를 포함할 수 있다. 제1 보호층(271)은 열 경화성 IR(infrared ray) 잉크를 포함할 수 있다. 제2 보호층(272)은 에폭시(epoxy) 성분의 절연 잉크를 포함할 수 있다.
제1 보호층(271)은 광학 돔(220)의 크기에 대응되도록 마련될 수 있다. 제1 보호층(271)은 반사 시트(120)보다 낮은 반사율을 갖도록 마련될 수 있다. 기판(112)은 구리색을 가질 수 있으며, 상대적으로 낮은 반사율을 가질 수 있다.
광원 장치(100)는 발광 다이오드(210)에 인접한 제1 영역(A)과, 반사 시트(120)가 배치되는 제2 영역(B)과, 관통 홀(120a)이 형성되는 부분에서 제1 영역(A)을 제외한 제3 영역(C)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A)의 제1 평균 반사율과, 제2 영역(B)의 제2 평균 반사율과, 제3 영역(C)의 제3 평균 반사율은 아래의 관계를 만족할 수 있다. 평균 반사율은 표면 반사율을 면적으로 나눈 값으로 정의되며, 이하에서는 설명의 편의상 반사율이라고 한다.
제3 반사율 < 제1 반사율 < 제2 반사율
예를 들어, 제1 영역(A)의 반사율은 90% 내지 93%로 마련될 수 있고, 제2 영역(B)의 반사율은 95% 내지 97%로 마련될 수 있으며, 제3 영역(C)의 반사율은 82% 내지 86%로 마련될 수 있다. 제3 영역(C)의 반사율을 상대적으로 낮게 마련함으로써, 제1 영역(A)에서 발생할 수 있는 광의 핫 스팟(hot spot)을 보완할 수 있다.
보호층(270)이 하나의 포토 솔더 레지스터(PSR)를 포함하는 경우, 특히, 보호층(270)이 하나의 저반사 포토 솔더 레지스터(PSR)를 포함하는 경우, 광원 장치(100)의 휘도를 전체적으로 균일하게 할 수 있지만, 광 효율이 저하될 수 있다.
보호층(270)이 고반사 포토 솔더 레지스터(PSR)를 포함하는 제1 보호층(271)과, 저반사 포토 솔더 레지스터(PSR)를 포함하는 제2 보호층(272)을 포함함에 따라, 광원 장치(100)는 휘도를 전체적으로 균일하게 유지하며, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 광원 장치(100)의 제1 영역(A) 및 제3 영역(C)의 경우, 발광 다이오드(210)에 인접한 영역이며, 제2 영역(B)의 경우, 발광 다이오드(210)로부터 먼 영역이므로, 광원(111)에서 방사(emit)되어 확산판(130) 및/또는 광학 시트(140)에 의해 반사됨에 따라 제2 영역(B)에 제공되는 광의 세기는 상대적으로 낮게 된다. 따라서, 광원 장치(100)의 전체적인 휘도를 균일하게 유지하기 위해서는, 제1 영역(A) 및 제3 영역(C)에서보다 제2 영역(B)에서 더 많은 광을 반사시켜야 한다. 하지만, 제1 영역(A) 및 제3 영역(C)에서 반사되는 광을 감소시키는 경우, 광원 장치(100)의 광 효율이 저하될 수 있다.
따라서, 광원 장치(100)의 광 효율을 개선하기 위해, 제1 영역(A)에는 고반사 PSR을 포함하는 제1 보호층(271)이 마련될 수 있다. 다만, 광원 장치(100)의 휘도를 전체적으로 균일하게 유지하기 위해, 제1 영역(A)의 제1 반사율은 제2 영역(B)의 제2 반사율을 초과하지 않도록 마련될 수 있다. 제1 영역(A)의 제1 반사율을 제3 영역(C)의 제3 반사율보다 높게 마련함에 따라, 광원 장치(100)는 휘도를 균일하게 유지하며, 광 효율을 개선할 수 있다.
제1 영역(A) 및 제3 영역(C)의 반사율의 평균 값은 제2 영역(B)의 반사율보다 작을 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치의 단면을 도시한다.
도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치(100a)를 설명한다. 다만, 도 8에 도시된 광원 장치(100)의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재번호를 부여하고, 자세한 설명은 생략할 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치(100a)는 보호층(280)을 포함할 수 있다.
보호층(280)은 발광 다이오드(210)에 인접하게 배치되는 제1 보호층(281)과, 제1 보호층(281)의 반사율보다 낮은 반사율을 갖는 제2 보호층(282)을 포함할 수 있다. 제1 보호층(281)은 고반사 포토 솔더 레지스터(PSR)를 포함할 수 있다. 제2 보호층(282)은 저반사 포토 솔더 레지스터(PSR)를 포함할 수 있다. 제1 보호층(281)에는 윈도우(280a)가 형성될 수 있다. 제1 보호층(281)은 반사 시트(120)보다 낮은 반사율을 갖도록 마련될 수 있다. 제1 보호층(281)은 열 경화성 IR(infrared ray) 잉크를 포함할 수 있다. 제2 보호층(282)은 에폭시(epoxy) 성분의 절연 잉크를 포함할 수 있다.
광원 장치(100a)는 발광 다이오드(210)에 인접한 제1 영역(A1)과, 반사 시트(120)가 배치되는 제2 영역(B1)과, 관통 홀(120a)이 형성되는 부분에서 제1 영역(A1)을 제외한 제3 영역(C1)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A1)의 제1 평균 반사율과, 제2 영역(B1)의 제2 평균 반사율과, 제3 영역(C1)의 제3 평균 반사율은 아래의 관계를 만족할 수 있다. 평균 반사율은 표면 반사율을 면적으로 나눈 값으로 정의되며, 이하에서는 설명의 편의상 반사율이라고 한다.
제3 반사율 < 제1 반사율 < 제2 반사율
예를 들어, 제1 영역(A1)의 반사율은 90% 내지 93%로 마련될 수 있고, 제2 영역(B1)의 반사율은 95% 내지 97%로 마련될 수 있으며, 제3 영역(C1)의 반사율은 82% 내지 86%로 마련될 수 있다. 제3 영역(C1)의 반사율을 상대적으로 낮게 마련함으로써, 제1 영역(A1)에서 발생할 수 있는 광의 핫 스팟(hot spot)을 보완할 수 있다.
도 8에 도시된 광원 장치(100)와 달리, 도 9에 도시된 광원 장치(100a)의 경우, 제1 보호층(281)은 광학 돔(220)의 크기보다 작도록 마련될 수 있다. 제1 보호층(281)이 광학 돔(220)의 크기보다 작도록 마련됨에 따라, 도 9에 도시된 광원 장치(100a)는 도 8에 도시된 광원 장치(100)보다 휘도의 균일도를 개선할 수 있다.
제1 영역(A1) 및 제3 영역(C1)의 반사율의 평균 값은 제2 영역(B1)의 반사율보다 작을 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 장치의 단면을 도시한다.
도 10을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 장치(100b)를 설명한다. 다만, 도 8에 도시된 광원 장치(100)의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재번호를 부여하고, 자세한 설명은 생략할 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 장치(100b)는 보호층(290)을 포함할 수 있다.
보호층(290)은 발광 다이오드(210)에 인접하게 배치되는 제1 보호층(291)과, 제1 보호층(291)의 반사율보다 낮은 반사율을 갖는 제2 보호층(292)을 포함할 수 있다. 제1 보호층(291)은 고반사 포토 솔더 레지스터(PSR)를 포함할 수 있다. 제2 보호층(292)은 저반사 포토 솔더 레지스터(PSR)를 포함할 수 있다. 제1 보호층(291)에는 윈도우(290a)가 형성될 수 있다. 제1 보호층(291)은 반사 시트(120)보다 낮은 반사율을 갖도록 마련될 수 있다. 제1 보호층(291)은 열 경화성 IR(infrared ray) 잉크를 포함할 수 있다. 제2 보호층(292)은 에폭시(epoxy) 성분의 절연 잉크를 포함할 수 있다.
광원 장치(100b)는 발광 다이오드(210)에 인접한 제1 영역(A2)과, 반사 시트(120)가 배치되는 제2 영역(B2)과, 관통 홀(120a)이 형성되는 부분에서 제1 영역(A2)을 제외한 제3 영역(C2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A2)의 제1 평균 반사율과, 제2 영역(B2)의 제2 평균 반사율과, 제3 영역(C2)의 제3 평균 반사율은 아래의 관계를 만족할 수 있다. 평균 반사율은 표면 반사율을 면적으로 나눈 값으로 정의되며, 이하에서는 설명의 편의상 반사율이라고 한다.
제3 반사율 < 제1 반사율 < 제2 반사율
예를 들어, 제1 영역(A2)의 반사율은 90% 내지 93%로 마련될 수 있고, 제2 영역(B2)의 반사율은 95% 내지 97%로 마련될 수 있으며, 제3 영역(C2)의 반사율은 82% 내지 86%로 마련될 수 있다. 제3 영역(C2)의 반사율을 상대적으로 낮게 마련함으로써, 제1 영역(A2)에서 발생할 수 있는 광의 핫 스팟(hot spot)을 보완할 수 있다.
도 8에 도시된 광원 장치(100)와 달리, 도 10에 도시된 광원 장치(100b)의 경우, 제1 보호층(291)은 광학 돔(220)의 크기보다 크도록 마련될 수 있다. 제1 보호층(291)이 광학 돔(220)의 크기보다 크도록 마련됨에 따라, 도 10에 도시된 광원 장치(100b)는 도 8에 도시된 광원 장치(100)보다 광 효율을 개선할 수 있다.
제1 영역(A2) 및 제3 영역(C2)의 반사율의 평균 값은 제2 영역(B2)의 반사율보다 작을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 게시된 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 게시된 실시예의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10; 디스플레이 장치
11; 본체
12; 스크린
20; 액정 패널
30; 드라이버 IC
50; 제어 어셈블리
60; 전원 어셈블리
100, 100a, 100b; 광원 장치
110; 광원 모듈
111; 광원
112; 기판
120; 반사 시트
120a; 관통 홀
210; 발광 다이오드
220; 광학 돔
260; 반사층
270, 280, 290; 보호층
271, 281, 291; 제1 보호층
272, 282, 292; 제2 보호층
A, A1, A2; 제1 영역
B, B1, B2; 제2 영역
C, C1, C2; 제3 영역

Claims (20)

  1. 관통 홀이 형성되는 반사 시트;
    상기 관통 홀에 위치하며, 발광 다이오드를 포함하는 광원; 및
    상기 발광 다이오드가 부착되는 기판으로서, 상기 광원을 향하는 일 측에 마련되는 보호층을 포함하는 기판;을 포함하며,
    상기 보호층은,
    상기 발광 다이오드에 인접하게 배치되는 제1 보호층; 및
    상기 제1 보호층의 반사율보다 낮은 반사율을 갖는 제2 보호층;을 포함하는 광원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드에 인접한 제1 영역;
    상기 반사 시트가 배치되는 제2 영역; 및
    상기 관통 홀이 형성되는 부분에서 상기 제1 영역을 제외한 제3 영역;을 더 포함하며,
    상기 제1 영역의 제1 반사율과, 상기 제2 영역의 제2 반사율과, 상기 제3 영역의 제3 반사율은 아래의 관계를 만족하도록 구성되는 광원 장치.
    제3 반사율 < 제1 반사율 < 제2 반사율
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 발광 다이오드를 커버하며, 상기 반사 시트와 이격되도록 마련되는 광학 돔을 포함하는 광원 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 상기 광학 돔의 크기에 대응되도록 마련되는 광원 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 상기 광학 돔의 크기보다 크도록 마련되는 광원 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 상기 광학 돔의 크기보다 작도록 마련되는 광원 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 상기 반사 시트보다 낮은 반사율을 갖도록 마련되는 광원 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 발광 다이오드의 전방에 위치하며 다층 반사구조를 갖는 반사층을 포함하는 광원 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    절연층;
    상기 절연층과 상기 보호층 사이에 배치되는 전도층; 및
    상기 발광 다이오드에 전력을 공급하기 위해 상기 전도층에 구현되는 급전 선로 및 급전 패드;를 포함하는 광원 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 급전 패드와 상기 발광 다이오드가 전기적으로 접촉되도록 형성되는 윈도우를 포함하는 광원 장치.
  11. 본체; 및
    상기 본체에 수용되는 광원 장치;를 포함하고,
    상기 광원 장치는,
    관통 홀이 형성되는 반사 시트;
    상기 관통 홀에 위치하며 발광 다이오드를 포함하는 광원; 및
    상기 광원을 지지하는 기판;을 포함하며,
    상기 광원 장치는, 상기 발광 다이오드에 인접한 제1 영역의 제1 반사율과, 상기 반사 시트가 배치되는 제2 영역의 제2 반사율과, 상기 관통 홀이 형성되는 부분에서 상기 제1 영역을 제외한 제3 영역의 제3 반사율이 아래의 관계를 만족하도록 구성되는 디스플레이 장치.
    제3 반사율 < 제1 반사율 < 제2 반사율
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광원은 상기 발광 다이오드를 커버하며, 상기 반사 시트와 이격되도록 마련되는 광학 돔을 포함하는 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 광학 돔의 크기에 대응되도록 마련되는 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 광학 돔의 크기보다 크도록 마련되는 디스플레이 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 광학 돔의 크기보다 작도록 마련되는 디스플레이 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 광원을 향하는 일 측에서 상기 제1 영역에 대응되도록 마련되는 제1 보호층; 및
    상기 광원을 향하는 일 측에서 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역에 대응되도록 마련되며, 상기 제1 보호층의 반사율보다 낮은 반사율을 갖는 제2 보호층;을 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 상기 반사 시트보다 낮은 반사율을 갖도록 마련되는 디스플레이 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 광원은 상기 발광 다이오드의 전방에 위치하며 다층 반사구조를 갖는 반사층을 포함하는 디스플레이 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 기판은,
    절연층; 및
    상기 발광 다이오드에 전력을 공급하기 위한 급전 선로 및 급전 패드가 구현되는 전도층;을 포함하며,
    상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 상기 급전 선로를 커버하도록 마련되는 디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 상기 급전 패드와 상기 발광 다이오드가 전기적으로 접촉되도록 형성되는 윈도우를 포함하는 디스플레이 장치.
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