KR20230143435A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20230143435A
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김대식
니시다야스히로
김경형
김종일
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삼성전자주식회사
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Abstract

퀀텀닷 레진의 사용량을 줄임으로써 생산비를 절감한 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 개시한다. 디스플레이 장치는, 액정 패널 및 상기 액정 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 기판과, 상기 기판에 실장되는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드를 커버하고, 상기 발광 다이오드에서 방출되는 광의 파장을 변환시키도록 마련되는 퀀텀닷 커버와, 상기 발광 다이오드와 상기 퀀텀닷 커버를 커버하는 굴절 커버로서, 상면의 중앙부에 상기 퀀텀닷 커버를 향해 함몰된 함몰부가 마련되는 굴절 커버 및 상기 함몰부에 마련됨으로써 상기 퀀텀닷 커버의 상측에 배치되고, 상면의 직경보다 하면의 직경이 작게 형성되는 반사층을 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 개시는 백라이트 유닛과 액정 패널을 포함하는 디스플레이 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(Internet Protocol television, IPTV) 장치나, 스마트 폰, 태블릿 PC, 개인용 디지털 보조 장치(Personal Digital Assistant, PDA), 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 액정 패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛은 독립적으로 광을 방출할 수 있는 복수의 점 광원들을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 측면은, 생산성이 향상되고 원가가 절감된 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 개시의 일 측면은, 퀀텀닷 레진의 사용량을 줄임으로써 생산비를 절감한 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 개시의 일 측면은, 고 지향각의 광 프로파일을 갖는 광원을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 개시의 일례에 따른 디스플레이 장치는, 액정 패널 및 상기 액정 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 기판과, 상기 기판에 실장되는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드를 커버하고, 상기 발광 다이오드에서 방출되는 광의 파장을 변환시키도록 마련되는 퀀텀닷 커버와, 상기 발광 다이오드와 상기 퀀텀닷 커버를 커버하는 굴절 커버로서, 상면의 중앙부에 상기 퀀텀닷 커버를 향해 함몰된 함몰부가 마련되는 굴절 커버 및 상기 함몰부에 마련됨으로써 상기 퀀텀닷 커버의 상측에 배치되고, 상면의 직경보다 하면의 직경이 작게 형성되는 반사층을 포함할 수 있다.
상기 굴절 커버는, 상기 발광 다이오드의 중심으로부터 수평 방향으로 소정 거리 이격된 지점에서 최대 높이를 갖도록 마련될 수 있다.
상기 굴절 커버는 상기 최대 높이에서 상방으로 볼록한 형상을 갖도록 마련될 수 있다.
상기 굴절 커버는 회전 대칭 형상을 가질 수 있다.
상기 반사층의 하면은 상방을 향해 볼록한 형상으로 마련될 수 있다.
상기 반사층의 하면의 직경은, 상기 퀀텀닷 커버의 하면의 직경보다 크게 마련될 수 있다.
상기 반사층의 하면은 평면으로 마련될 수 있다.
상기 반사층의 하면에는 글라스비즈 어레이 또는 마이크로프리즘 어레이가 마련될 수 있다.
상기 백라이트 유닛은, 상기 기판 상에 PSR(Photo Solder Resist)를 도포하여 형성되는 하부 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드의 중심으로부터 상기 굴절 커버를 통과하는 주변광선(marginal ray)이 접하는 상기 반사층의 최 외곽 지점까지의 수평 거리를 Lr이라 하고, 상기 반사층의 상기 최 외곽 지점으로부터 상기 하부 반사층 사이의 수직 거리를 H라 할 때, 10˚ < tan-1(H/Lr) < 70˚ 일 수 있다.
상기 발광 다이오드는 상기 기판에 칩온보드(Chip On Board, COB) 방식으로 실장될 수 있다.
상기 발광 다이오드는 청색 계열의 광을 방출하도록 마련될 수 있다.
상기 퀀텀닷 커버는, 상기 발광 다이오드에서 방출되는 청색 계열의 광 일부를 적색 계열의 광과, 녹색 계열의 광으로 변환시키도록 마련될 수 있다.
상기 퀀텀닷 커버는, 액체 상태의 퀀텀닷 레진이 디스펜싱 및 경화됨으로써 형성될 수 있다.
상기 굴절 커버는, 액체 상태의 투명 물질이 디스펜싱 및 경화됨으로써 형성될 수 있다.
상기 반사층은, 액체 상태의 반사 물질이 디스펜싱 및 경화됨으로써 형성될 수 있다.
본 개시에 따르면, 생산성이 향상되고 원가가 절감된 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
본 개시에 따르면, 퀀텀닷 레진의 사용량을 줄임으로써 생산비를 절감한 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
본 개시에 따르면, 고 지향각의 광 프로파일을 갖는 광원을 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관의 일 예를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구조의 일 예를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 액정 패널의 일 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 백라이트 유닛의 일 예를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 포함된 광원의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 포함된 발광 다이오드의 일 예를 도시한다.
도 7은 도 6의 A-A에 따른 단면의 일 예를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원에서 방출되는 광 프로파일의 일 예를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원에서, 반사층의 유무에 따른 발광 스펙트럼을 도시한다.
도 10은 도 5의 A-A에 따른 단면의 다른 예를 도시한다.
도 11은 도 5의 A-A에 따른 단면의 다른 예를 도시한다.
도 12는 도 11에 도시된 반사층 하면에서의 광 경로를 도시한다.
도 13은 도 5의 A-A에 따른 단면의 다른 예를 도시한다.
도 14는 도 13에 도시된 반사층의 하면에 마련되는 마이크로 프리즘 어레이를 도시한다.
도 15는 도 13에 도시된 반사층 하면에서의 광 경로를 개략적으로 도시한다.
도 16는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원을 제조하는 방법의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 17은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원을 제조하는 방법의 다른 예를 개략적으로 도시한다.
도 18은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원을 제조하는 방법에서, 퀀텀닷 커버를 형성하는 방법을 개략적으로 도시한다.
도 19는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원을 제조하는 방법에서, 굴절 커버를 형성하는 방법을 개략적으로 도시한다.
도 20은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원을 제조하는 방법에서, 반사층을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 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. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관의 일 예를 도시한다.
도 1을 참조하면, 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 곳을 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(10)는 다양한 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호와 오디오 신호를 포함하는 컨텐츠를 수신하고, 비디오 신호와 오디오 신호에 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) 및 영상(I)을 표시하는 스크린(12)을 포함할 수 있다.
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)은 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU) 등에 의하여 방출된 광을 통과하거나 차단할 수 있는 비자발광 패널(예를 들어, 액정 패널)을 포함할 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) 각각이 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. 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 있다. 녹색 광은 파장이 대략 495nm에서 570nm까지의 광을 나타낼 수 있다. 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 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)의 구조의 일 예를 도시하고, 도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)에 포함된 액정 패널의 일 예를 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 면 광원(surface light source)인 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)(100)과, 백라이트 유닛(100)으로부터 방출된 광을 차단하거나 통과하는 액정 패널(20)과, 백라이트 유닛(100) 및 액정 패널(20)의 동작을 제어하는 제어 어셈블리(50)와, 백라이트 유닛(100) 및 액정 패널(20)에 전력을 공급하는 전원 어셈블리(60)가 마련된다. 또한 본체(11)는 액정 패널(20), 백라이트 유닛(100), 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)를 지지하기 위한 베젤(13)과 프레임 미들 몰드(14)와 바텀 샤시(15)와 후면 커버(16)를 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(100)은 백색 광을 방출하는 점 광원을 포함할 수 있다. 점 광원은 단색 광을 방출하는 소자와, 상기 소자에서 방출되는 단색 광을 백색 광으로 변환하는 퀀텀닷 커버를 포함할 수 있다. 예를 들면, 점 광원은 청색 광을 방출하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)와, 발광 다이오드에서 방출되는 청색 광의 일부를 적색 광과 녹색 광으로 변환시키는 퀀텀닷 커버를 포함할 수 있다. 퀀텀닷 커버는 청색 광 일부의 파장을 변환시킴으로써 청색 광 일부를 적색 광과 녹색 광으로 변환시킬 수 있다. 이를 통해, 발광 다이오드에서 방출되는 청색 광은 퀀텀닷 커버를 통과하면서 백색 광이 될 수 있다.
백라이트 유닛(100)은 점 광원으로부터 방출되는 광을 균일한 면광으로 변환하기 위하여 광을 굴절, 반사 및 산란시킬 수 있다. 이처럼, 백라이트 유닛(100)은 점 광원으로부터 방출된 광을 굴절, 반사 및 산란시킴으로써 전방을 향하여 균일한 면광을 방출할 수 있다.
백라이트 유닛(100)은 아래에서 더욱 자세하게 설명된다.
액정 패널(20)은 백라이트 유닛(100)의 전방에 마련되며, 영상(I)을 형성하기 위하여 백라이트 유닛(100)으로부터 방출되는 광을 차단하거나 또는 통과시킨다.
액정 패널(20)의 전면은 앞서 설명한 디스플레이 장치(10)의 스크린(S)을 형성하며, 액정 패널(20)은 복수의 픽셀들(P)을 형성할 수 있다. 액정 패널(20)은 복수의 픽셀들(P)은 각각 독립적으로 백라이트 유닛(100)의 광을 차단하거나 통과시킬 수 있다. 또한 복수의 픽셀들(P)에 의하여 통과된 광은 스크린(S)에 표시되는 영상(I)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 액정 패널(20)은 제1편광 필름(21), 제1투명 기판(22), 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26), 컬러 필터(27), 제2투명 기판(28), 제2편광 필름(29)을 포함할 수 있다.
제1투명 기판(22) 및 제2투명 기판(28)은 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26) 및 컬러 필터(27)를 고정 지지할 수 있다. 이러한, 제1 및 제2투명 기판(22, 28)은 강화 유리 또는 투명 수지로 구성될 수 있다.
제1편광 필름(21) 및 제2편광 필름(29)은 제1 및 제2투명 기판(22, 28)의 외측에 마련된다. 제1편광 필름(21)과 제2편광 필름(29)은 각각 특정한 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단(반사 또는 흡수)할 수 있다. 예를 들어, 제1편광 필름(21)은 제1방향의 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단(반사 또는 흡수)할 수 있다. 또한 제2편광 필름(29)은 제2방향의 편광을 통과시키고, 다른 편광을 차단(반사 또는 흡수)할 수 있다. 이때, 제1방향과 제2방향은 서로 직교할 수 있다. 그로 인하여, 제1편광 필름(21)을 통과한 편광은 제2편광 필름(29)을 직접 통과할 수 없다.
컬러 필터(27)는 제2투명 기판(28)의 내측에 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 있다. 또한 적색 필터(27R)와 녹색 필터(27G)와 청색 필터(27B)는 서로 나란하게 배치될 수 있다. 컬러 필터(27)가 점유하는 영역은 앞서 설명한 픽셀(P)에 대응된다. 적색 필터(27R)가 점유하는 영역은 적색 서브 픽셀(PR)에 대응되고, 녹색 필터(27G)가 점유하는 영역은 녹색 서브 픽셀(PG)에 대응되고, 청색 필터(27B)가 점유하는 영역은 청색 서브 픽셀(PB)에 대응된다.
픽셀 전극(23)은 제1투명 기판(22)의 내측에 마련되고, 공통 전극(26)은 제2투명 기판(28)의 내측에 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(115a)의 배치를 변화시키기 위한 전기장을 생성할 수 있다.
박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)(24)는 제2투명 기판(22)의 내측에 마련된다. 박막 트랜지스터(24)는 패널 드라이버(30)로부터 제공되는 영상 데이터에 의하여 턴온(폐쇄) 또는 턴오프(개방)될 수 있다. 또한, 박막 트랜지스터(24)의 턴온(폐쇄) 또는 턴오프(개방)에 따라 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 전기장이 형성되거나 제거될 수 있다.
액정 층(25)은 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 형성되며, 액정 분자(25a)에 의하여 채워진다. 액정은 고체(결정)와 액체의 중간 상태를 나타낼 수 있다. 액정은 전기장의 변화에 따라 광학적 성질을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 액정은 전기장의 변화에 따라 액정을 구성하는 분자 배열의 방향이 변화할 수 있다. 그로 인하여, 액정 층(25)을 통과하는 전기장의 존부에 따라 액정 층(25)의 광학적 성질이 달라질 수 있다. 예를 들어, 액정 층(25)은 전기장의 존부에 따라 광의 편광 방향을 광축을 중심으로 회전시킬 수 있다. 그에 의하여, 제1편광 필름(21)을 통과한 편광은 액정 층(25)을 통과하는 동안 편광 방향이 회전되며, 제2편광 필름(29)을 통과할 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 집적 회로(Display Driver Integrated Circuit, DDI)(30) (이하에서는 '패널 드라이버'라 한다)가 마련된다.
케이블(20a)은 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)와 패널 드라이버(30) 사이를 전기적으로 연결하고, 또한, 패널 드라이버(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.
패널 드라이버(30)는 케이블(20a)을 통하여 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)으로부터 영상 데이터 및 전력을 수신할 수 있다. 패널 드라이버(30)는 케이블(20a)을 통하여 액정 패널(20)에 영상 데이터 및 구동 전류를 제공할 수 있다.
케이블(20a)과 패널 드라이버(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, 패널 드라이버(30)는 케이블(20b) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 패널 드라이버(30)는 액정 패널(20) 상에 배치될 수 있다.
제어 어셈블리(50)는 액정 패널(20) 및 백라이트 유닛(100)의 동작을 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로는 외부 컨텐츠 소스로부터 수신된 비디오 신호 및/또는 오디오 신호를 처리할 수 있다. 제어 회로는 액정 패널(20)에 영상 데이터를 전송할 수 있으며, 백라이트 유닛(100)에 디밍(dimming) 데이터를 전송할 수 있다.
전원 어셈블리(60)는 액정 패널(20) 및 백라이트 유닛(100)의 전력을 공급하는 전원 회로를 포함할 수 있다. 전원 회로는 제어 어셈블리(50)와 백라이트 유닛(100)과 액정 패널(20)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.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함된 백라이트 유닛의 일 예를 도시한다. 도 5는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 포함된 광원의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(100)은, 광을 생성하는 광원 모듈(110), 광을 균일하게 확산시키는 확산판(diffuser plate)(130), 출사되는 광의 휘도를 향상시키는 광학 시트(140)를 포함할 수 있다.
광원 모듈(110)은 광을 방출하는 복수의 광원(111)과, 복수의 광원(111)을 지지 및 고정하는 기판(112)을 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.
인접한 3개의 광원에 의하여 대략 정삼각형이 형성되도록 복수의 광원이 배치될 수 있다. 이때, 하나의 광원은 6개의 광원과 인접하게 배치될 수 있다. 또한 하나의 광원과 그에 인접한 6개의 광원 사이의 거리는 대략 동일할 수 있다.
다만, 복수의 광원(111)의 배치는 이상에서 설명한 배치에 한정되지 않으며, 광이 균일한 휘도로 방출되도록 복수의 광원(111)은 다양하게 배치될 수 있다.
광원(111)은 전력이 공급되면 단색 광(특정한 범위의 파장을 가지는 광 또는 하나의 피크 파장을 가지는 광, 예를 들어 청색 광)을 다양한 방향으로 방출할 수 있는 소자를 채용할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 광원(111) 각각은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)(190)와, 퀀텀닷 커버(160)와, 굴절 커버(170) 및 반사층(180)을 포함할 수 있다.
발광 다이오드(190)는, 칩 온 보드(Chip On Board, COB) 방식으로, 기판(112)에 직접 부착될 수 있다. 예를 들어, 광원(111)은 별도의 패키징 없이 발광 다이오드 칩(chip) 또는 발광 다이오드 다이(die)가 직접 기판(112)에 부착되는 발광 다이오드(190)를 포함할 수 있다.
발광 다이오드(190)는 플립 칩(flip chip) 타입으로 제작될 수 있다. 플립 칩 타입의 발광 다이오드(190)는 반도체 소자인 발광 다이오드를 기판(112)에 부착할 때, 금속 리드(와이어) 또는 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array, BGA) 등의 중간 매체를 이용하지 아니하고, 반도체 소자의 전극 패턴을 기판(112)에 그대로 융착할 수 있다. 이처럼, 금속 리드(와이어) 또는 볼 그리드 어레이가 생략됨으로 인하여, 플립 칩 타입의 발광 다이오드(190)를 포함하는 광원(111)의 소형화가 가능하다.
발광 다이오드(190)는 단색 광을 방출하도록 마련될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 발광 다이오드(190)는 청색 광을 방출하도록 마련될 수 있다. 발광 다이오드(190)에서 방출되는 청색 광은 퀀텀닷 커버(160)를 통과하면서 백색 광으로 변환될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 발광 다이오드는 적색 광 또는 녹색 광을 방출하도록 마련될 수 있다.
퀀텀닷 커버(160)는 발광 다이오드(190)를 커버할 수 있다. 퀀텀닷 커버(160)는 외부의 기계적 작용에 의한 발광 다이오드(190)의 손상 및/또는 화학 작용에 의한 발광 다이오드(190)의 손상 등을 방지 또는 억제할 수 있다.
퀀텀닷 커버(160)는 발광 다이오드(190)에서 방출되는 단색 광의 파장을 변환시킬 수 있다. 퀀텀닷 커버(160)는 발광 다이오드(190)에서 방출되는 단색 광의 파장을 변환시킴으로써 단색 광을 백색 광으로 변환시킬 수 있다.
예를 들면, 발광 다이오드(190)는 청색 광을 방출할 수 있고, 퀀텀닷 커버(160)는 청색 광 일부의 파장을 변환시킴으로써 청색 광 일부를 적색 광과 녹색 광으로 변환시킬 수 있다. 발광 다이오드(190)에서 방출되는 청색 광의 일부가 퀀텀닷 커버(160)를 통과하면서 적색 광과 녹색 광으로 변환됨에 따라, 퀀텀닷 커버(160)로부터 방출되는 광은 백색 광이 될 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 광원 모듈(110)은 백색 광을 방출하는 광원(111)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 퀀텀닷 커버(160)는 액체 상태의 퀀텀닷 레진이 디스펜싱 또는 제팅된 후 경화됨으로써 형성될 수 있다. 퀀텀닷 커버(160)는 디스펜싱 또는 제팅 후에 별도의 처리 없이 경화만으로 형성될 수 있다. 이를 달리 표현하여, 퀀텀닷 커버(160)가 자가 형성(self-forming)된다고 할 수 있다.
퀀텀닷 커버(160)는 발광 다이오드(190)의 상면과 네 측면을 둘러싸도록 마련될 수 있다. 퀀텀닷 커버(160)는 액체 상태의 퀀텀닷 레진이 발광 다이오드(190)의 상면과 네 측면을 모두 커버하도록 디스펜싱 또는 제팅된 후에 경화됨으로써 형성될 수 있다.
굴절 커버(170)는 퀀텀닷 커버(160)를 커버할 수 있다. 굴절 커버(170)는 외부의 기계적 작용에 의한 퀀텀닷 커버(160)의 손상 및/또는 화학 작용에 의한 퀀텀닷 커버(160)의 손상 등을 방지 또는 억제할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 굴절 커버(170)는 중앙에 함몰부를 포함하는 돔(dome) 형상으로 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 굴절 커버(170)는 그 하면이 원(circle) 형상을 가지고, 상기 하면의 중심으로부터 수평 방향으로 소정 거리 이격된 지점에서 최대 높이(h, 도 7 참조)를 갖는 회전 대칭 형상으로 마련될 수 있다. 굴절 커버(170)에서 최대 높이(h)를 갖는 지점(P, 도 7 참조)의 주변은, 굴절 커버(170)의 반경 방향에 대해 상방으로 볼록한 형상으로 마련될 수 있다.
굴절 커버(170)는 실리콘 또는 에폭시 수지로 구성될 수 있다. 예를 들어, 용융된 실리콘 또는 에폭시 수지는 노즐 등을 통하여 퀀텀닷 커버(160) 상에 액체 상태로 디스펜싱되고, 이후 디스펜싱된 실리콘 또는 에폭시 수지가 경화됨으로써 굴절 커버(170)가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 굴절 커버(170)는 서로 이격된 복수의 지점에서 액체 상태의 투명 물질이 디스펜싱된 후 경화됨으로써 형성될 수 있다. 굴절 커버(170)는 디스펜싱 후에 별도의 처리 없이 경화만으로 형성될 수 있다. 이를 달리 표현하여, 굴절 커버(170)가 자가 형성(self-forming)된다고 할 수 있다.
굴절 커버(170)는 광학적으로 투명하거나 또는 반투명하게 마련될 수 있다. 발광 다이오드(190)로부터 방출된 광은 퀀텀닷 커버(160) 및 굴절 커버(170)를 통과하여 외부로 방출될 수 있다.
이때, 굴절 커버(170)는 렌즈와 같이 광을 굴절시킬 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(190)로부터 퀀텀닷 커버(160) 외부로 방출된 광은, 굴절 커버(170)에 의하여 굴절됨으로써, 분산될 수 있다.
이처럼, 굴절 커버(170)는 퀀텀닷 커버(160)를 커버함으로써, 퀀텀닷 커버(160) 외부로 방출된 광을 분산시킬 수 있다.
기판(112)은 광원(111)의 위치가 변경되지 않도록 복수의 광원(111)을 고정할 수 있다. 또한 기판(112)은 광원(111)이 광을 방출하기 위한 전력을 각각의 광원(111)에 공급할 수 있다.
기판(112)은 복수의 광원(111)을 고정할 수 있다. 기판(112)은 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.
기판(112)의 상면에는 하부 반사층(113)이 마련될 수 있다. 하부 반사층(113)은 기판(112)의 상면에 코팅되는 PSR(Photo Solder Resist)을 포함할 수 있다. 하부 반사층(113)은 후술할 반사층(180)에서 하부 반사층(113)을 향해 반사되는 광을 전방으로 반사시키도록 마련될 수 있다.
발광 다이오드(190)는 기판(112)의 상면에 복수로 마련되어 어레이를 형성할 수 있다. 퀀텀닷 커버(160)는 복수로 마련되는 발광 다이오드(190) 각각에 대응하도록 복수로 마련될 수 있다. 마찬가지로, 굴절 커버(170)는 복수로 마련되는 퀀텀닷 커버(160) 각각에 대응하도록 복수로 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 굴절 커버(170)의 중앙에 형성되는 함몰부에는 반사층(180)이 마련될 수 있다. 함몰부는 굴절 커버(170)의 중앙부에 마련되고, 퀀텀닷 커버(160)를 향해 함몰될 수 있다.
반사층(180)은, 발광 다이오드(190)로부터 퀀텀닷 커버(160) 및 굴절 커버(170)를 거쳐 반사층(180)으로 입사된 광의 일부를 반사시키도록 마련될 수 있다. 반사층(180)은 퀀텀닷 커버(160)의 상측에 위치할 수 있다. 반사층(180)은 퀀텀닷 커버(160)와 수직 방향으로 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 반사층(180)과 퀀텀닷 커버(160) 사이의 거리는 변경될 수 있다. 반사층(180)은 그 상면 또는 하면의 면적이 퀀텀닷 커버(160)의 하면의 면적보다 크게 마련될 수 있다. 반사층(180)은 상면의 직경이 하면의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 달리 표현하면, 반사층(180)은 상면의 직경보다 하면의 직경이 작게 형성될 수 있다. 반사층(180)은 굴절 커버(170)의 함몰부에 액체 상태의 반사 물질이 디스펜싱된 후 경화됨으로써 형성될 수 있다. 따라서, 반사층(180)의 형상은 굴절 커버(170)의 함몰부의 형상에 의해 정해질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 반사층(180)의 형상을 소정 범위 내에서 변경하기 위해 굴절 커버(170)의 함몰부의 형상을 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 것과 달리, 기판은 일 방향으로 연장됨으로써 바(Bar) 형태로 마련될 수 있다. 이 경우, 복수의 발광 다이오드는 기판이 연장되는 방향으로 이격되게 배치됨으로써 어레이를 형성할 수 있다. 바(Bar) 형태의 기판은 복수로 마련될 수 있다. 복수의 기판은, 기판이 연장되는 방향과 수직한 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들면, 바(Bar) 형태의 기판은 가로 방향을 따라 연장될 수 있고, 복수의 기판은 세로 방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다.
확산판(130)은 광원 모듈(110)의 전방에 마련될 수 있다. 확산판(130)은 광원 모듈(110)의 광원(111)으로부터 방출된 광을 고르게 분산시킬 수 있다.
확산판(130)은 복수의 광원(111)으로 인한 휘도의 불균일을 줄이기 위하여 복수의 광원(111)으로부터 방출된 광을 확산판(130) 내에서 확산시킬 수 있다. 다시 말해, 확산판(130)은 복수의 광원(111)에서 방출된 불균일한 광을 확산시킴으로써 상대적으로 균일하게 전면으로 방출할 수 있다.
광학 시트(140)는 휘도를 향상시키고 또한 휘도의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트(140)는 광 변환 시트(141), 확산 시트(142), 프리즘 시트(143), 반사형 편광 시트(144) 등을 포함할 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 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 포함된 발광 다이오드의 일 예를 도시한다.
도 6를 참조하면, 발광 다이오드(190)는 투명 기판(195)과, n형 반도체 층(193)과, p형 반도체 층(192)을 포함할 수 있다. 또한, n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192) 사이에는 다중 양자 우물(Multi Quantum Wells, MQW) 층 (194)이 형성된다.
투명 기판(195)은 광을 방출할 수 있는 pn접합의 기저(base)가 될 수 있다. 투명 기판(195)은 예를 들어 반도체 층(193, 192)과 결정 구조가 유사한 사파이어(Al2O3)를 포함할 수 있다.
n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192)이 접합됨으로써, pn 접합이 구현될 수 있다. n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192) 사이에는 공핍 층(depletion region)이 형성될 수 있다. 공핍 층에서 n형 반도체 층(193)의 전자와 p형 반도체 층(192)의 정공이 재결합할 수 있다. 전자와 정공의 재결합에 의하여 광이 방출될 수 있다.
n형 반도체 층(193)은 예를 들어 n형 질화갈륨(n-type GaN)을 포함할 수 있다. 또한, p형 반도체 층(192) 역시 예를 들어, p형 질화갈륨(p-type GaN)을 포함할 수 있다. 질화갈륨(GaN)의 에너지 밴드 갭은 대략 400nm 보다 짧은 파장의 광을 방출할 수 있는 3.4eV (electronvolt) 이다. 따라서, n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192)의 접합에서, 청색 광(deep blue) 또는 자외선이 방출될 수 있다.
n형 반도체 층(193)과 p형 반도체 층(192)은 질화갈륨에 한정되지 아니하며, 필요한 광에 따라 다양한 반도체 재료가 이용될 수 있다.
발광 다이오드(190)의 제1전극(191a)은 p형 반도체 층(192)과 전기적으로 접촉되며, 제2전극(191b)은 n형 반도체 층(193)과 전기적으로 접촉된다. 제1전극(191a)과 제2전극(191b)은 전극으로 기능할 뿐만 아니라 광을 반사하는 반사체로써 기능할 수 있다.
발광 다이오드(190)에 전압이 인가되면, 제1전극(191a)을 통하여 p형 반도체 층(192)에 정공이 공급되고, 제2전극(191b)을 통하여 n형 반도체 층(193)에 전자가 공급될 수 있다. 전자와 정공은 p형 반도체 층(192)과 n형 반도체 층(193)의 사이에 형성되는 공핍 층에서 재결합할 수 있다. 이때, 전자와 정공이 재결합하는 중에 전자와 정공의 에너지(예를 들어, 운동 에너지 및 위치 에너지)는 광 에너지로 변환될 수 있다. 다시 말해, 전자와 정공이 재결합하면, 광이 방출될 수 있다.
이때, 양자 우물 층(194)의 에너지 갭(energy band gap)은 p형 반도체 층(192) 및/또는 n형 반도체 층(193)의 에너지 갭보다 작다. 그로 인하여, 정공과 전자는 각각 양자 우물 층(194)에 포획될 수 있다.
양자 우물 층(194)에 포획된 정공과 전자는 양자 우물 층(194)에서 서로 쉽게 재결합할 수 있다. 그로 인하여, 발광 다이오드(190)의 광 생성 효율이 향상될 수 있다.
양자 우물 층(194)에서는, 양자 우물 층(194)의 에너지 갭에 대응하는 파장을 가지는 광이 방출될 수 있다. 예를 들어, 양자 우물 층(194)에서는, 420nm 내지 480nm 사이의 청색 광이 방출될 수 있다. 이처럼, 양자 우물 층(194)은 청색 광을 방출하는 발광 층에 해당할 수 있다.
전자와 정공의 재결합에 의하여 생성된 광은 특정한 방향으로 방출되는 것이 아니며 도 6에 도시된 바와 같이 광은 사방으로 방출될 수 있다. 다만, 통상으로 양자 우물 층(194)과 같이 면에서 방출되는 광의 경우, 발광 면과 수직한 방향으로 방출되는 광의 세기가 가장 크고 발광 면과 평행한 방향으로 방출되는 광의 세기가 가장 작다.
투명 기판(195)의 외측(도면 상으로 투명 기판의 상부)에는 제1반사 층(196)이 마련된다. 즉, 제1반사 층(196)은 발광 층(194)의 상부에 배치될 수 있다. 또한, p형 반도체 층(192)의 외측(도면 상으로 p형 반도체 층의 하부)에는 제2반사 층(197)이 마련된다. 이처럼, 투명 기판(195)과 n형 반도체 층(193)과 양자 우물 층(194)과 p형 반도체 층(192)은 제1반사 층(196)과 제2반사 층(197) 사이에 배치될 수 있다.
제1반사 층(196)과 제2반사 층(197)은 각각 입사된 광의 어느 일부를 반사시키고, 입사된 광의 다른 일부를 통과시킬 수 있다.
예를 들어, 제1반사 층(196)과 제2반사 층(197)은 특정한 파장 범위에 포함된 파장을 가지는 광을 반사시키고, 특정한 파장 범위를 벗어난 파장을 가지는 광을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 제1반사 층(196)과 제2반사 층(197)은 양자 우물 층(194)에서 방출되는 420nm 내지 480nm 사이의 파장을 가지는 청색 광을 반사시킬 수 있다.
또한, 제1반사 층(196)과 제2반사 층(197)은 특정한 입사 각을 가지는 입사 광을 반사시키고, 특정한 입사 각을 벗어난 광을 통과시킬 수 있다. 이처럼, 제1반사 층(196) 및 제2반사 층(197)은 입사각에 따라 다양한 반사율을 가지도록 굴절률이 상이한 물질을 적층함으로써 형성된 DBR(Distributed Bragg Reflector)층일 수 있다.
예를 들어, 제1반사 층(196)은 작은 입사 각으로 입사되는 광을 반사시키고 큰 입사각으로 입사되는 광을 통과시킬 수 있다. 또한, 제2반사 층(197)은 작은 입사 각으로 입사되는 광을 반사 또는 통과시키고 큰 입사각으로 입사되는 광을 반사시킬 수 있다. 여기서, 입사되는 광은 420nm 내지 480nm 사이의 파장을 가지는 청색 광일 수 있다.
도 7은 도 6의 A-A에 따른 단면의 일 예를 도시한다.
도 7을 참조하면, 발광 다이오드(190)에서 방출되는 청색 광은 퀀텀닷 커버(160)을 통과하면서 일부가 적색 광과 녹색 광으로 변환될 수 있다. 다만, 발광 다이오드(190)에서 방출되는 청색 광이 퀀텀닷 커버(160)를 통과하더라도 여전히 청색 광의 세기가 변환된 적색 광과 녹색 광 대비 크다. 이러한 경우, 청색 광과 적색 광 및 녹색 광의 광 세기가 상이하기 때문에 퀀텀닷 커버(160)를 통과한 광일지라도 백색 광이 되기 어렵다.
종래에는 발광 다이오드에서 방출되는 단색 광으로부터 백색 광을 얻기 위해 퀀텀닷 레진을 사용하는 경우, 그 사용량이 상대적으로 컸다. 퀀텀닷 층의 두께가 충분히 확보되어야 했기 때문에 퀀텀닷 층을 형성하기 위해 필요한 퀀텀닷 레진의 양이 많았기 때문이다.
일 실시예에 따르면, 퀀텀닷 커버(160)를 통과하여 퀀텀닷 커버(160)의 외부로 방출된 광의 일부는 반사층(180)에 의해 후방으로 반사되고, 후방으로 반사된 광은 하부 반사층(113)에 의해 다시 전방으로 반사될 수 있다. 달리 표현하면, 발광 다이오드(190)에서 방출된 광은 반사층(180)과 하부 반사층(113)에 의해 재생될 수 있다. 상기한 재생 과정을 통해, 발광 다이오드(190)에 방출된 광은 퀀텀닷 커버(160)를 여러 번 통과할 수 있다. 광이 퀀텀닷 커버(160)를 여러 번 통과함에 따라 상대적으로 청색 광의 세기는 작아지고, 적색 광과 녹색 광의 세기는 커질 수 있다. 이를 통해, 청색 광과 적색 광과 녹색 광의 세기의 편차가 줄어들 수 있다. 청색 광과 적색 광과 녹색 광의 세기의 편차가 줄어듦으로써 원하는 백색 광을 얻을 수 있다. 또한, 발광 다이오드(190)를 캡핑하도록 액체 상태의 퀀텀닷 레진을 최소 영역으로 디스펜싱함으로써 퀀텀닷 커버(160)를 형성하기 때문에, 종래 대비 퀀텀닷 레진의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 반사층(180)의 하면(181)은 상방을 향해 볼록한 형상을 갖도록 마련될 수 있다. 반사층(180)은 액체 상태의 반사 물질을 굴절 커버(170) 상에 디스펜싱한 후, 이를 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 액체 상태의 반사 물질은, 예를 들면, 이산화규소(SiO2) 또는 은(Ag)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 반사층(180)의 하면(181)이 상방으로 볼록한 형상을 가질 수 있도록, 굴절 커버(170)의 중앙에 마련되는 함몰부는 그 중앙부가 상방으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 즉, 함몰부는 굴절 커버(170)에서 최대 높이(h)를 갖는 지점(P)보다 기판(112)을 향해 함몰되되 함몰부의 중앙부는 상방으로 볼록한 형상으로 마련될 수 있다. 반사층(180)의 상면은 편평하게 마련될 수 있다. 즉, 반사층(180)의 상면은 원(circle) 모양의 평면으로 마련될 수 있다.
반사층(180)의 하면(181)의 중심부와 퀀텀닷 커버(160)의 상면의 중심부 사이의 직선 거리는 d1으로 마련될 수 있다. 후술할 바와 같이, 반사층(180)의 하면(181)의 중심부와 퀀텀닷 커버(160)의 상면의 중심부 사이의 거리를 변화시킴에 따라 광원(111)의 발광 지향각 프로파일이 달라질 수 있다. 보다 구체적으로, 반사층(180)의 하면(181)과 퀀텀닷 커버(160)의 상면 사이의 거리가 짧아지면, 광원(111)의 발광 지향각은 더 커질 수 있다. 반대로, 반사층(180)의 하면(181)과 퀀텀닷 커버(160)의 상면 사이의 거리가 길어지면, 광원(111)의 발광 지향각은 더 작아질 수 있다.
이하에서, 퀀텀닷 커버(160) 하면의 반경을 Lq라 한다. 발광 다이오드(190)의 중심으로부터 굴절 커버(170)를 통과하는 주변광선(marginal ray)이 접하는 반사층(180)의 최 외곽 지점까지의 수평 거리를 Lr이라 한다. 주변광선이 접하는 반사층(180)과 하부 반사층(113) 사이의 수직 거리를 H1이라 한다. 굴절 커버(170)의 하면의 반경을 Ls라 한다. 또한, 상기 주변광선과 하부 반사층(113)의 사이각을 θm1이라 한다. θm1을 달리 표현하면 아래와 같다.
θm1 = tan-1(H1/Lr)
일 실시예에 따르면, 10˚ < θm1 < 70˚를 만족하도록 굴절 커버(170)와 반사층(180)이 형성될 수 있다. 광원(111)이 고지향각의 광 프로파일을 얻을 수 있도록 10˚ < θm1 < 70˚ 로 마련될 수 있다.
또한, 퀀텀닷 커버(160)에서 상방으로 출사되는 광을 반사층(180)에서 반사시킬 수 있도록 Lr은 Lq보다 크게 마련될 수 있다. 즉, Lr > Lq 를 만족하도록 마련될 수 있다. 이러한 구조에 의해, 퀀텀닷 커버(160)로부터 θm1 보다 높은 각도로 출사되는 광은 반사층(180)에 의해 후방으로 반사될 수 있으며, 반사층(180)에 의해 반사된 광은 하부 반사층(113)에서 전방으로 재반사될 수 있다.
또한, 반사층(180)의 하면(181)의 직경은, 퀀텀닷 커버(160)의 하면의 직경보다 크게 마련될 수 있다. 이러한 구조에 의해, 반사층(180)은 그 하면에서 퀀텀닷 커버(160)의 상방으로 출사되는 광을 후방으로 반사시킬 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 광원에서 방출되는 광 프로파일의 일 예를 도시한다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 광원(111)은 대략 배트 윙(bat wing) 형상의 광 프로파일을 가질 수 있다. 달리 표현하면, 광원(111)은 고지향각의 광 프로파일을 가질 수 있다. 발광 다이오드(190) 및 퀀텀닷 커버(160)의 상측에 반사층(180)이 마련되므로, 발광 다이오드(190)의 상방으로 방출되는 광은 반사층(180)에 의해 하방으로 반사되고, 하방으로 반사된 광은 하부 반사층(113)에서 재반사되는 과정을 거치면서 광은 굴절 커버(170)의 외부로 출사될 수 있다. 상기한 과정을 거침으로써, 굴절 커버(170) 외부로 출사되는 광은 고지향각의 광 프로파일을 가질 수 있다.
광원(190)은 대략 배트 윙(bat wing) 형상의 광 프로파일을 가질 수 있다. 여기서, 배트 윙 형상의 광 프로파일은 광원(111)으로부터 기판(112)과 수직한 방향으로 출사되는 광의 세기보다 비스듬한 방향(예를 들어, 기판(112)과 수직한 수직 축으로부터 대략 30에서 70도의 각도 간격(피크1/2지점)을 가지는 방향)으로 출사되는 광의 세기가 큰 광 프로파일을 나타낼 수 있다.
도 8에 도시된 광 프로파일은 광원(111)의 광 프로파일의 일 예로서, 다양한 실시예에 따라 광원(111)의 광 프로파일은 도 8과 유사한 광 프로파일을 가질 수 있다.
배트 윙 형상의 광 프로파일을 가지는 광원(111)으로 인하여, 디스플레이 장치(10)에 포함되는 발광 다이오드(190)의 개수가 감소될 수 있다.
디스플레이 장치(10)의 영상 품질을 향상시키기 위해서는, 백라이트 유닛(100)이 균일한 휘도를 가지는 면광을 출사하는 것이 중요하다. 예를 들어, 점 광원인 발광 다이오드의 개수가 감소되면, 발광 다이오드가 위치하는 영역에서의 밝기와 발광 다이오드가 위치하지 않는 영역(발광 다이오드들 사이의 영역)에서의 밝기 사이의 편차가 증가할 수 있다. 다시 말해, 점 광원인 발광 다이오드의 개수가 감소되면, 백라이트 유닛(100)가 출사하는 면광의 휘도 균일성이 악화될 수 있다.
이때, 배트 윙 형상의 광 프로파일을 가지는 광원(111)이 이용되면, 각 광원(111)이 위치하는 영역에서의 밝기와 서로 인접한 두 광원들 사이 영역에서의 밝기의 편차가 감소할 수 있다. 그로 인하여, 발광 다이오드(190)의 개수를 감소시킬 수 있다.
더욱이, 디스플레이 장치(10)의 두께가 얇아지면, 점 광원인 발광 다이오드로부터 방출된 광이 면광으로 확산되기 위한 광학 거리(Optical Distance, OD)가 짧아진다. 그로 인하여, 백라이트 유닛(100)가 출사하는 면광의 휘도 균일성이 악화될 수 있다. 휘도 균일성을 유지하기 위하여, 발광 다이오드의 개수가 증가될 수 있다.
발광 다이오드(190)와, 퀀텀닷 커버(160)와, 굴절 커버(170) 및 반사층(180)을 포함함으로써 광원(111)은 배트 윙 형상의 광 프로파일을 가질 수 있고, 배트 윙 형상의 광 프로파일을 가짐으로써 광원(111)의 개수 증가를 최소화할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원에서, 반사층의 유무에 따른 발광 스펙트럼을 도시한다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 광원(111)은 반사층을 포함함으로써 발광 스펙트럼의 특성이 상이해질 수 있다.
구체적으로, 반사층(180)을 포함하지 않는 경우, 광원에서 방출되는 광은 청색 광의 세기가 녹색 광과 적색 광의 세기보다 상대적으로 크다. 청색 광의 세기는 녹색 광의 세기보다 크고, 녹색 광의 세기는 적색 광의 세기보다 크기 때문에 청색 광과 녹색 광 및 적색 광의 불균형이 상대적으로 크다. 이러한 불균형으로 인해, 광원이 백색 광을 방출하지 못할 수 있다. 불균형의 극복을 위해서는 상대적으로 많은 양의 퀀텀닷 레진이 필요하다.
일 실시예에 따른 광원(111)은 반사층(180)을 포함함으로써 청색 광과 녹색 광 및 적색 광이 균형을 이룰 수 있다. 특히, 청색 광과 녹색 광의 세기가 유사해질 수 있다. 또한, 청색 광과 적색 광의 세기 차이가 줄어들 수 있고, 마찬가지로 녹색 광과 적색 광의 세기 차이가 줄어들 수 있다. 이와 같이, 청색 광과 녹색 광 및 적색 광의 세기 차이가 줄어듦으로써 광원(111)은 상대적으로 적은 양의 퀀텀닷 레진 만으로도 백색 광을 방출할 수 있다. 즉, 고가의 퀀텀닷 레진의 사용량을 최소화할 수 있다. 이를 통해, 광원(111)의 생산비를 절감할 수 있고, 나아가 디스플레이 장치(10)의 생산비용을 절감할 수 있다.
도 10은 도 5의 A-A에 따른 단면의 다른 예를 도시한다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 광원(111)은 반사층(180)의 하면(181)의 중심과 퀀텀닷 커버(160)의 상면의 중심 사이의 거리가 d2로 마련될 수 있다. d2는 도 7에 도시된 d1보다 작게 마련될 수 있다. 즉, d2 < d1 을 만족하도록 마련될 수 있다. 주변광선이 접하는 반사층(180)과 하부 반사층(113) 사이의 수직 거리 H2는 H1보다 작게 마련될 수 있다. 즉, H2 < H1 을 만족하도록 마련될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 반사층(180)과 퀀텀닷 커버(160) 사이의 거리가 짧아지면, 발광 다이오드(190)의 중심으로부터 굴절 커버(170)를 통과하는 주변광선(marginal ray)과 반사층(113) 사이의 사이각인 θm2가 작아질 수 있다. 즉, d2 < d1 이면, θm2 < θm1 일 수 있다. θm2가 작아지면, 광원(111)의 지향각은 θm1일 때보다 더 커질 수 있다. 즉, 반사층(180)과 퀀텀닷 커버(160 사이의 거리가 짧아지면, 상대적으로 고 지향각의 광 프로파일을 얻을 수 있다.
한편, d2가 d1보다 작아지더라도, 10˚ < θm2 < 70˚를 만족하도록 마련될 수 있다. 즉, 10˚ < tan-1(H2/Lr) < 70˚ 를 만족할 수 있다.
이와 같이, 반사층(180)의 하면(181)과 퀀텀닷 커버(160) 사이의 거리를 조절함으로써 광원(111)의 지향각을 조절할 수 있다.
도 11은 도 5의 A-A에 따른 단면의 다른 예를 도시한다. 도 12는 도 11에 도시된 반사층 하면에서의 광 경로를 도시한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 광원(111)은 반사층(280)의 하면(281)에 글라스비즈 어레이(282)가 마련될 수 있다. 반사층(280)의 하면(281)은 편평하게 마련될 수 있다. 반사층(280)의 하면(281)은 원(circle) 모양의 평면으로 마련될 수 있다. 굴절 커버(270)는 반사층(280)과 대응되도록 중앙부가 함몰될 수 있다. 주변광선이 접하는 반사층(280)과 하부 반사층(113) 사이의 수직 거리는 H 일 수 있다. H > H1 일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 10˚ < tan-1(H/Lr) < 70˚ 을 만족하도록 마련될 수 있다. 즉, 10˚ < θm < 70˚를 만족할 수 있다.
도 11을 참조하면, 반사층(280)의 하면(281)의 직경은, 퀀텀닷 커버(160)의 하면의 직경보다 크게 마련될 수 있다. 이러한 구조에 의해, 반사층(280)은 그 하면에서 퀀텀닷 커버(160)의 상방으로 출사되는 광을 후방으로 반사시킬 수 있다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 광원(111)은 반사층(280)의 하면(281)에 재귀 반사체(Retro-reflector)인 글라스비즈 어레이(282)를 포함할 수 있다. 재귀 반사체의 특성에 따라, 글라스비즈 어레이(282)로 입사된 광은 입사각과 같은 출사각으로 반사될 수 있다. 일 실시예에 따른 광원(111)은 반사층(280)의 하면에 글라스비즈 어레이(282)를 포함함으로써 발광 다이오드(190)로부터 퀀텀닷 커버(160)를 거쳐 반사층(280)으로 입사된 광을 하부 반사층(113)으로 반사시킬 수 있다. 상기한 바와 같이, 하부 반사층(113)으로 반사된 광은 하부 반사층(113)에 의해 전방으로 재반사되어 광원(111)은 고 지향각의 광 프로파일을 얻을 수 있다.
도 13은 도 5의 A-A에 따른 단면의 다른 예를 도시한다. 도 14는 도 13에 도시된 반사층의 하면에 마련되는 마이크로 프리즘 어레이를 도시한다. 도 15는 도 13에 도시된 반사층 하면에서의 광 경로를 개략적으로 도시한다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 일 실시예에 따른 광원(111)은 반사층(380)의 하면에 마이크로프리즘 어레이(381)가 마련될 수 있다. 반사층(380)의 하면은 편평하게 마련될 수 있다. 반사층(380)의 하면은 원(circle) 모양의 평면으로 마련될 수 있다. 굴절 커버(370)는 반사층(380)과 대응되도록 중앙부가 함몰될 수 있다. 주변광선이 접하는 반사층(380)과 하부 반사층(113) 사이의 수직 거리는 H 일 수 있다. H > H1 일 수 있다. 마이크로프리즘 어레이(381)는 도 14에 도시된 바와 같이, 마이크로프리즘 어레이(381)는 정사면체 형상의 어레이를 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 반사층(380)의 하면(381)의 직경은, 퀀텀닷 커버(160)의 하면의 직경보다 크게 마련될 수 있다. 이러한 구조에 의해, 반사층(380)은 그 하면에서 퀀텀닷 커버(160)의 상방으로 출사되는 광을 후방으로 반사시킬 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 광원(111)은 반사층(380)의 하면에 재귀 반사체(Retro-reflector)인 마이크로프리즘 어레이(381)를 포함할 수 있다. 재귀 반사체의 특성에 따라, 마이크로프리즘 어레이(381)로 입사된 광은 입사각과 같은 출사각으로 반사될 수 있다. 일 실시예에 따른 광원(111)은 반사층(380)의 하면에 마이크로프리즘 어레이(381)를 포함함으로써 발광 다이오드(190)로부터 퀀텀닷 커버(160)를 거쳐 반사층(380)으로 입사된 광을 하부 반사층(113)으로 반사시킬 수 있다. 상기한 바와 같이, 하부 반사층(113)으로 반사된 광은 하부 반사층(113)에 의해 전방으로 재반사되어 광원(111)은 고 지향각의 광 프로파일을 얻을 수 있다.
도 16는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원을 제조하는 방법의 일 예를 개략적으로 도시한다.
이하에서는 도 16을 참조하여 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법의 일 예를 설명한다.
도 16을 참조하면, 사출 성형 공정을 이용해 일 실시예에 따른 광원(111)을 제조할 수 있다.
구체적으로, 기판(112) 상에 COB(Chip On Board) 방식으로 실장된 발광 다이오드(190)와, 발광 다이오드(190)를 커버하도록 디스펜싱 및 경화된 퀀텀닷 커버(160) 상에 상부 금형(B2)이 배치되고, 기판(112) 아래에 하부 금형(B1)이 배치될 수 있다.
상부 금형(B2)은 굴절 커버(170)의 형상을 결정하는 소정의 홈(r)을 포함할 수 있다. 소정의 홈(r)은 발광 다이오드(190) 및 퀀텀닷 커버(160)의 위치와 대응되도록 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하부 금형(B1) 상에 기판(112)과 발광 다이오드(190) 및 퀀텀닷 커버(160)를 위치시키고, 상부 금형(B2)을 하부 금형을 향해 이동시켜 캐비티를 폐쇄시킨 후, 상기 홈(r)과 연결되는 유로(p1)를 통해 굴절 커버(170)를 형성하는 액체 상태의 투명 물질이 주입될 수 있다. 유로(p1)를 통해 홈(r)에 주입된 투명 물질은 경화되어 굴절 커버(170)를 형성할 수 있다. 이러한 과정을 통해, 굴절 커버(170)를 기판(112) 상에 본딩하는 과정 없이 곧바로 퀀텀닷 커버(160)를 커버하도록 기판(112) 상에 굴절 커버(170)를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기한 사출 성형 공법을 통해 굴절 커버(170)를 본딩 과정 없이 기판(112) 상에 형성한 후, 액체 상태의 반사 물질을 굴절 커버(170) 상에 디스펜싱한 후, 이를 경화시킴으로써 반사층(180)을 형성할 수 있다. 액체 상태의 반사 물질은, 예를 들면, 이산화규소(SiO2) 또는 은(Ag)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 반사층은 굴절 커버와 함께 이중 사출 공법에 의해 형성될 수도 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원을 제조하는 방법의 다른 예를 개략적으로 도시한다.
도 17을 참조하면, 광원(111)은 기판(112) 상에 발광 다이오드(190)를 COB(Chip On Board) 방식으로 실장한 후, 액체 상태의 퀀텀닷 레진을 디스펜싱 및 경화하여 굴절 커버(170)를 형성하고, 별도로 제작된 굴절 커버(170) 및 반사층(180)을 기판(112) 상에 본딩함으로써 제조될 수 있다.
즉, 복수의 굴절 커버(170) 및 반사층(180)을 따로 제작한 후, 이들을 각각 복수의 발광 다이오드(190) 및 퀀텀닷 커버(160)와 대응되도록 기판(112) 상에 본딩하여 광원(111)을 제작할 수 있다.
굴절 커버(170) 및 반사층(180)은 다양한 방법으로 제작할 수 있다. 예를 들면, 이중 사출 공법을 통해 단일 공정으로 제작하거나, 사출 성형을 통해 굴절 커버를 먼저 제작한 후, 액체 상태의 반사 물질을 디스펜싱 및 경화함으로써 제작할 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원을 제조하는 방법에서, 퀀텀닷 커버를 형성하는 방법을 개략적으로 도시한다. 도 19는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원을 제조하는 방법에서, 굴절 커버를 형성하는 방법을 개략적으로 도시한다. 도 20은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광원을 제조하는 방법에서, 반사층을 형성하는 방법을 개략적으로 도시한다.
도 18 내지 도 20을 참조하여 일 실시예에 따른 광원(111)의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 18을 참조하면, 기판(112)에 COB(Chip On Board) 방식으로 발광 다이오드(190)를 실장한 후, 발광 다이오드(190)를 커버하도록 액체 상태의 퀀텀닷 레진(T1)을 제1디스펜서(J1)를 통해 디스펜싱할 수 있다. 제1디스펜서(J1)는 발광 다이오드(190)의 상측에 위치함으로써 퀀텀닷 레진(T1)을 발광 다이오드(190) 상에 디스펜싱할 수 있다. 퀀텀닷 레진(T1)은 액체 상태로 디스펜싱된 후, 경화됨으로써 퀀텀닷 커버(160)를 형성할 수 있다.
도 19를 참조하면, 제2디스펜서(J2)와 복수의 제3디스펜서(J3)는 각각 액체 상태의 투명 물질(T2)을 디스펜싱할 수 있다. 제2디스펜서(J2)와 제3디스펜서(J3)는 수평 방향으로 소정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 제2디스펜서(J2)는 복수의 제3디스펜서(J3) 사이에 위치할 수 있다.
제2디스펜서(J2)와 복수의 제3디스펜서(J3)는 각각 액체 상태의 투명 물질(T2)을 디스펜싱할 수 있고, 제2디스펜서(J2)와 복수의 제3디스펜서(J3)에 의해 액체 상태로 디스펜싱된 투명 물질은 경화됨으로써 굴절 커버(170)를 형성할 수 있다.
제2디스펜서(J2)와 복수의 제3디스펜서(J3) 각각에서 디스펜싱되는 투명 물질의 양과, 제2디스펜서(J2)와 복수의 제3디스펜서(J3) 사이의 거리 및 투명 물질(T2)의 칙소성(thixotropic)에 따라 굴절 커버(170)의 형상이 정해질 수 있다.
도 20을 참조하면, 굴절 커버(170)의 중앙부에 형성된 함몰부에 제4디스펜서(J4)가 액체 상태의 반사 물질(T3)을 디스펜싱한 후, 이를 경화함으로써 반사층(180)을 형성할 수 있다.
도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 사출 성형이 아닌 디스펜싱 또는 제팅 공법만으로 퀀텀닷 커버(160)와, 굴절 커버(170) 및 반사층(180)을 기판(112) 상에 형성할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
10 : 디스플레이 장치
20 : 액정 패널
100 : 백라이트 유닛
110 : 광원 모듈
111 : 광원
112 : 기판
113 : 하부 반사층
130 : 확산판
140 : 광학 시트
160 : 퀀텀닷 커버
170, 270, 370 : 굴절 커버
180, 280, 380 : 반사층
190 : 발광 다이오드

Claims (15)

  1. 액정 패널; 및
    상기 액정 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛; 을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    기판;
    상기 기판에 실장되는 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드를 커버하고, 상기 발광 다이오드에서 방출되는 광의 파장을 변환시키도록 마련되는 퀀텀닷 커버;
    상기 발광 다이오드와 상기 퀀텀닷 커버를 커버하는 굴절 커버로서, 상면의 중앙부에 상기 퀀텀닷 커버를 향해 함몰된 함몰부가 마련되는 굴절 커버; 및
    상기 함몰부에 마련됨으로써 상기 퀀텀닷 커버의 상측에 배치되고, 상면의 직경보다 하면의 직경이 작게 형성되는 반사층; 을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 굴절 커버는,
    상기 발광 다이오드의 중심으로부터 수평 방향으로 소정 거리 이격된 지점에서 최대 높이를 갖도록 마련되는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 굴절 커버는 상기 최대 높이에서 상방으로 볼록한 형상을 갖도록 마련되는 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 굴절 커버는 회전 대칭 형상을 갖는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반사층의 하면은 상방을 향해 볼록한 형상으로 마련되는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반사층의 하면의 직경은, 상기 퀀텀닷 커버의 하면의 직경보다 크게 마련되는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반사층의 하면은 평면으로 마련되고,
    상기 반사층의 하면에는 글라스비즈 어레이 또는 마이크로프리즘 어레이가 마련되는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 기판 상에 PSR(Photo Solder Resist)를 도포하여 형성되는 하부 반사층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 중심으로부터 상기 굴절 커버를 통과하는 주변광선(marginal ray)이 접하는 상기 반사층의 최 외곽 지점까지의 수평 거리를 Lr이라 하고,
    상기 반사층의 상기 최 외곽 지점으로부터 상기 하부 반사층 사이의 수직 거리를 H라 할 때,
    10˚ < tan-1(H/Lr) < 70˚ 인 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 상기 기판에 칩온보드(Chip On Board, COB) 방식으로 실장되는 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 청색 계열의 광을 방출하도록 마련되는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 퀀텀닷 커버는,
    상기 발광 다이오드에서 방출되는 청색 계열의 광 일부를 적색 계열의 광과, 녹색 계열의 광으로 변환시키도록 마련되는 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 퀀텀닷 커버는, 액체 상태의 퀀텀닷 레진이 디스펜싱 및 경화됨으로써 형성되는 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 굴절 커버는, 액체 상태의 투명 물질이 디스펜싱 및 경화됨으로써 형성되는 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 반사층은, 액체 상태의 반사 물질이 디스펜싱 및 경화됨으로써 형성되는 디스플레이 장치.
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US8755005B2 (en) * 2008-09-24 2014-06-17 Koninklijke Philips N.V. Thin edge backlight with LEDS optically coupled to the back surface
KR101264323B1 (ko) * 2011-05-30 2013-05-22 경북대학교 산학협력단 점광원을 이용한 면발광 백라이트 유닛 및 면발광 램프
KR20130117572A (ko) * 2012-04-18 2013-10-28 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지 및 백라이트 유닛
KR20170087118A (ko) * 2016-01-19 2017-07-28 삼성디스플레이 주식회사 광 발생 부재, 그것을 포함하는 표시 장치, 및 그것의 제조 방법
KR102293607B1 (ko) * 2017-06-07 2021-08-26 삼성전자주식회사 디스플레이 장치

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