WO2023120866A1 - 디스플레이 장치 및 그 광원 장치 - Google Patents

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WO2023120866A1
WO2023120866A1 PCT/KR2022/013338 KR2022013338W WO2023120866A1 WO 2023120866 A1 WO2023120866 A1 WO 2023120866A1 KR 2022013338 W KR2022013338 W KR 2022013338W WO 2023120866 A1 WO2023120866 A1 WO 2023120866A1
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light source
light
reflectance
emitting diode
area
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PCT/KR2022/013338
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김성열
박천순
이계훈
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삼성전자주식회사
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    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/131—Interconnections, e.g. wiring lines or terminals

Definitions

  • the present disclosure relates to a display device and a light source device thereof, and more particularly, to a display device having an improved optical structure and a light source device thereof.
  • a display device is a type of output device that converts acquired or stored electrical information into visual information and displays it to a user, and is used in various fields such as homes and workplaces.
  • a monitor device connected to a personal computer or server computer, a portable computer device, a navigation terminal device, a general television device, an Internet Protocol television (IPTV) device, a smart phone, a tablet PC, Portable terminal devices such as personal digital assistants (PDAs) or cellular phones, various display devices used to reproduce images such as advertisements or movies in industrial settings, or various other types of audio/video systems etc.
  • IPTV Internet Protocol television
  • PDAs personal digital assistants
  • cellular phones various display devices used to reproduce images such as advertisements or movies in industrial settings, or various other types of audio/video systems etc.
  • the display device includes a light source module that converts electrical information into visual information, and the light source module includes a plurality of light sources for independently emitting light.
  • Each of the plurality of light sources includes, for example, a Light Emitting Diode (LED) or an Organic Light Emitting Diode (OLED).
  • LED Light Emitting Diode
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • light emitting diodes or organic light emitting diodes may be mounted on a circuit board or substrate.
  • One aspect of the present disclosure provides a display device and a light source device capable of improving light efficiency while maintaining luminance uniformity.
  • a reflective sheet having a through hole, a light source provided in the through hole and including a light emitting diode, and a substrate to which the light emitting diode is attached, provided on a first side of the substrate facing the reflective sheet.
  • a light source device including a substrate including a protective layer, wherein the protective layer includes a first protective layer provided adjacent to the light emitting diode, and a second protective layer having a reflectance lower than the reflectance of the first protective layer.
  • the light source device further includes a first region adjacent to the light emitting diode, a second region in which the reflective sheet is provided, and a third region between the first region and the second region, wherein the first region of the first region
  • the reflectance, the second reflectance of the second area, and the third reflectance of the third area may be configured to satisfy the following relationship.
  • the light source may include an optical dome that covers the light emitting diode and is spaced apart from the reflective sheet.
  • the first protective layer may be provided to correspond to the size of the optical dome.
  • the first protective layer may be larger than the size of the optical dome.
  • the first protective layer may be provided to be smaller than the size of the optical dome.
  • the first passivation layer may have a reflectance lower than that of the reflective sheet.
  • the light source may include a reflective layer provided in front of the light emitting diode and having a multilayer reflective structure.
  • the substrate may include an insulating layer, a conductive layer provided between the insulating layer and the protective layer, and a feed line and a feed pad implemented on the conductive layer to supply power to the light emitting diode.
  • the passivation layer may include a window configured to electrically connect the power feeding pad to the light emitting diode.
  • the body includes a body and a light source device provided in the body, wherein the light source device includes a reflective sheet having a through hole, a light source provided in the through hole and including a light emitting diode, and the light source and a substrate supporting a first reflectance of a first area adjacent to the light emitting diode, a second reflectance of a second area where the reflective sheet is provided, and a third reflectance between the first area and the second area.
  • a display device configured such that the third reflectance of an area satisfies the following relationship is provided.
  • the light source may include an optical dome configured to cover the light emitting diode and spaced apart from the reflective sheet.
  • the first area may be provided to correspond to the size of the optical dome.
  • the first area may be larger than the size of the optical dome.
  • the first area may be smaller than the size of the optical dome.
  • a substrate in another aspect a substrate; a reflective sheet provided on the substrate and having a plurality of through holes; and a plurality of light emitting diodes provided on the substrate, wherein each of the plurality of light emitting diodes is provided in each through hole of the reflective sheet, and a first reflectance of a first region adjacent to the light emitting diodes is provided by the reflective sheet and a third reflectance of a third area between the first area and the second area is less than the first reflectance.
  • the display device and its light source device are provided with a highly reflective member at a portion around the light emitting diode, it is possible to maintain luminance uniformity and improve light efficiency.
  • FIG. 1 illustrates an appearance of a display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 shows the display device shown in FIG. 1 in an exploded view.
  • FIG. 3 shows a side cross-section of a liquid crystal panel of the display device shown in FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an exploded view of the light source device shown in FIG. 2 .
  • FIG. 5 illustrates a combination of a light source module and a reflective sheet included in the light source device shown in FIG. 4 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view of a light source included in the light source device shown in FIG. 4 .
  • FIG. 7 is an exploded view of the light source shown in FIG. 6 .
  • FIG. 8 shows a cross section taken along line L-L' indicated in FIG. 6 .
  • FIG. 9 shows a cross-section of a light source device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows a cross-section of a light source device according to another embodiment of the present invention.
  • the identification code is used for convenience of explanation, and the identification code does not explain the order of each step, and each step may be performed in a different order from the specified order unless a specific order is clearly described in context. there is.
  • FIG. 1 shows the appearance of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • the display device 10 is a device capable of processing an image signal received from the outside and visually displaying the processed image.
  • the display device 10 is a television (TV) is exemplified, but is not limited thereto.
  • the display device 10 can be implemented in various forms, such as a monitor, a portable multimedia device, and a portable communication device, and the form of the display device 10 is not limited as long as it is a device that visually displays an image. .
  • the display device 10 may be a large format display (LFD) installed outdoors, such as on a roof of a building or at a bus stop.
  • LFD large format display
  • the present disclosure is not necessarily limited to the outdoors, and in this way, according to another embodiment, the display device 10 according to another embodiment can be used by a large number of people even indoors such as a subway station, shopping mall, movie theater, company, store, etc. It can be installed where it can be lifted.
  • the display device 10 may receive content data including video data and audio data from various content sources, and output video and audio corresponding to the video data and audio data.
  • the display device 10 may receive content data through a broadcast reception antenna or a wired cable, receive content data from a content reproducing device, or receive content data from a content providing server of a content provider.
  • the display device 10 includes a main body 11, a screen 12 displaying an image I, and a support 19 provided under the main body 11 to support the main body 11.
  • the main body 11 forms the outer shape of the display device 10, and parts for displaying an image I or performing various functions may be provided inside the main body 11.
  • the main body 11 shown in FIG. 1 has a flat plate shape, but the shape of the main body 11 is not limited to that shown in FIG. 1 .
  • the main body 11 may have a curved plate shape.
  • the screen 12 is formed on the front surface of the main body 11 and can display an image I.
  • the screen 12 may display a still image or a moving image.
  • the screen 12 may display a 2D flat image or a 3D stereoscopic image using parallax between both eyes of the user.
  • a plurality of pixels P are formed on the screen 12, and an image I displayed on the screen 12 may be formed by light emitted from each of the plurality of pixels P.
  • the image I may be formed on the screen 12 by combining light emitted from the plurality of pixels P in a mosaic-like manner.
  • Each of the plurality of pixels P may emit light of various brightnesses and colors.
  • each of the plurality of pixels P may include a self-emitting panel capable of directly emitting light or may include a non-emitting panel capable of passing or blocking light emitted by a light source device or the like.
  • the self-emission panel may be a light emitting diode panel
  • the non-emission panel may be a liquid crystal panel.
  • each of the plurality of pixels P may include sub-pixels PR, PG, and PB.
  • the subpixels PR, PG, and PB include a red subpixel PR capable of emitting red light, a green subpixel PG capable of emitting green light, and a blue subpixel capable of emitting blue light. It may include a pixel PB.
  • red light may represent light with a wavelength of approximately 620 nm (nanometer, one billionth of a meter) to 750 nm
  • green light may represent light with a wavelength of approximately 495 nm to 570 nm
  • blue light may represent light with a wavelength of approximately 495 nm to 570 nm. It can represent light with a wavelength ranging from approximately 450 nm to 495 nm.
  • red light from the red sub-pixel PR By combining red light from the red sub-pixel PR, green light from the green sub-pixel PG, and blue light from the blue sub-pixel PB, light of various brightnesses and colors is emitted from each of the plurality of pixels P. can do.
  • FIG. 2 shows the display device shown in FIG. 1 in an exploded view.
  • various components for generating an image I on a screen S may be provided inside the main body 11 according to an embodiment.
  • the body 11 includes a light source device 100 as a surface light source, a liquid crystal panel 20 that blocks or passes light emitted from the light source device 100, and a light source device 100. and a control assembly 50 for controlling the operation of the liquid crystal panel 20 and a power supply assembly 60 for supplying electric power to the light source device 100 and the liquid crystal panel 20 .
  • the body 11 includes a bezel 13 for supporting and fixing the liquid crystal panel 20, the light source device 100, the control assembly 50, and the power assembly 60, the frame middle mold 14, and the bottom chassis. (15) and the back cover (16).
  • the display device includes a cable 20a for transmitting image data provided on one side of the liquid crystal panel 20 to the liquid crystal panel 20, and a display for outputting an analog image signal by processing digital image data.
  • a display driver integrated circuit (DDI) 30 (hereinafter referred to as a 'driver IC') may be included.
  • the cable 20a may electrically connect the control assembly 50/power assembly 60 and the driver IC 30, and may also electrically connect the driver IC 30 and the liquid crystal panel 20.
  • the cable 20a may include a flexible flat cable or a film cable that can be bent.
  • the driver IC 30 receives image data and power from the control assembly 50/power assembly 60 through the cable 20a, and supplies the image data and driving current to the liquid crystal panel 20 through the cable 20a. can transmit
  • the cable 20a and the driver IC 30 may be integrally implemented as a film cable, a chip on film (COF), a tape carrier packet (TCP), or the like.
  • the driver IC 30 may be disposed on the cable 20b.
  • the driver IC 30 may be disposed on the liquid crystal panel 20 .
  • the control assembly 50 may include a control circuit that controls operations of the liquid crystal panel 20 and the light source device 100 .
  • the control circuit may process image data received from an external content source, transmit image data to the liquid crystal panel 20 and transmit dimming data to the light source device 100 .
  • the power assembly 60 supplies power to the liquid crystal panel 20 and the light source device 100 so that the light source device 100 outputs surface light and the liquid crystal panel 20 blocks or passes the light of the light source device 100.
  • the control assembly 50 and the power supply assembly 60 may be implemented with a printed circuit board and various circuits mounted on the printed circuit board.
  • the power circuit may include a capacitor, a coil, a resistor element, a processor, and the like, and a power circuit board on which they are mounted.
  • the control circuit may include a memory, a processor, and a control circuit board on which they are mounted.
  • the light source device 100 may include a point light source emitting monochromatic light or white light, and may refract, reflect, and scatter light to convert light emitted from the point light source into uniform surface light.
  • the light source device 100 includes a plurality of light sources emitting monochromatic light or white light, a diffusion plate for diffusing light incident from the plurality of light sources, and a plurality of light sources and a diffuser plate for reflecting light emitted from the rear surface of the diffusion plate. It may include a reflective sheet and an optical sheet that refracts and scatters light emitted from the front surface of the diffusion plate.
  • the light source device 100 may emit uniform surface light toward the front by refracting, reflecting, and scattering the light emitted from the light source.
  • the configuration of the light source device 100 will be described in more detail below.
  • FIG. 3 illustrates a side cross-section of a liquid crystal panel of the display device shown in FIG. 2 according to an exemplary embodiment.
  • the liquid crystal panel 20 is provided in front of the light source device 100 and blocks or passes light emitted from the light source device 100 to form an image I.
  • the front surface of the liquid crystal panel 20 forms the screen 12 of the display device 10 described above, and the liquid crystal panel 20 may form a plurality of pixels P.
  • each of the plurality of pixels P can independently block or pass the light of the light source device 100, and the light passed by the plurality of pixels P is reflected on the screen 12.
  • a displayed image I may be formed.
  • the liquid crystal panel 20 includes a first polarizing film 21, a first transparent substrate 22, a pixel electrode 23, a thin film transistor 24, and a liquid crystal layer 25. , a common electrode 26, a color filter 27, a second transparent substrate 28, and a second polarizing film 29.
  • the first transparent substrate 22 and the second transparent substrate 28 may fix and support the pixel electrode 23, the thin film transistor 24, the liquid crystal layer 25, the common electrode 26 and the color filter 27. there is.
  • These first and second transparent substrates 22 and 28 may be made of tempered glass or transparent resin.
  • a first polarizing film 21 and a second polarizing film 29 are provided outside the first and second transparent substrates 22 and 28 .
  • the first polarizing film 21 and the second polarizing film 29 may pass specific light and block other light, respectively.
  • the first polarizing film 21 passes light having a magnetic field vibrating in a first direction and blocks other light.
  • the second polarizing film 29 passes light having a magnetic field vibrating in the second direction and blocks other light.
  • the first direction and the second direction may be orthogonal to each other. Accordingly, the polarization direction of light passing through the first polarizing film 21 and the vibration direction of light passing through the second polarizing film 29 are orthogonal to each other. As a result, light generally cannot pass through the first polarizing film 21 and the second polarizing film 29 at the same time.
  • a color filter 27 may be provided inside the second transparent substrate 28 .
  • the color filter 27 may include, for example, a red filter 27R for passing red light, a green filter 27G for passing green light, and a blue filter 27G for passing blue light.
  • the filter 27R, the green filter 27G, and the blue filter 27B may be arranged parallel to each other.
  • the area where the color filter 27 is formed corresponds to the pixel P described above.
  • the area where the red filter 27R is formed corresponds to the red sub-pixel P R
  • the area where the green filter 27G is formed corresponds to the green sub-pixel P G
  • the area where the blue filter 27B is formed corresponds to the blue sub-pixel P R . It corresponds to the sub-pixel P B .
  • a pixel electrode 23 may be provided inside the first transparent substrate 22 , and a common electrode 26 may be provided inside the second transparent substrate 28 .
  • the pixel electrode 23 and the common electrode 26 are made of a metal material that conducts electricity and can generate an electric field for changing the arrangement of liquid crystal molecules 25a constituting the liquid crystal layer 25 to be described below. there is.
  • the pixel electrode 23 and the common electrode 26 are made of a transparent material and can pass light incident from the outside.
  • the pixel electrode 23 and the common electrode 26 may include indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), silver nano wire, carbon nanotube ( It may be composed of carbon nano tube: CNT), graphene, or PEDOT (3,4-ethylenedioxythiophene).
  • TFT thin film transistor
  • the thin film transistor 24 may pass or block current flowing through the pixel electrode 23 .
  • an electric field may be formed or removed between the pixel electrode 23 and the common electrode 26 .
  • the thin film transistor 24 may be made of poly-silicon and may be formed by a semiconductor process such as lithography, deposition, or ion implantation.
  • a liquid crystal layer 25 is formed between the pixel electrode 23 and the common electrode 26, and the liquid crystal layer 25 is filled with liquid crystal molecules 25a.
  • Liquid crystal represents an intermediate state between a solid (crystal) and a liquid.
  • Most of the liquid crystal substances are organic compounds, and the molecular shape is long and thin, and the arrangement of molecules is like an irregular state in one direction, but may have a regular crystal form in another direction.
  • liquid crystal has both liquid fluidity and crystal (solid) optical anisotropy.
  • liquid crystals also exhibit optical properties according to changes in the electric field.
  • the direction of the arrangement of molecules constituting the liquid crystal may change according to the change of the electric field.
  • the liquid crystal molecules 25a of the liquid crystal layer 25 are prepared according to the direction of the electric field, and when an electric field is not generated in the liquid crystal layer 25, the liquid crystal molecules 25a are arranged irregularly. or may be provided along the alignment layer.
  • optical properties of the liquid crystal layer 25 may vary depending on whether an electric field passes through the liquid crystal layer 25 .
  • the light source device 100 will be described.
  • FIG. 4 is an exploded view of the light source device shown in FIG. 2 .
  • FIG. 5 illustrates a combination of a light source module included in the light source device shown in FIG. 4 and a reflective sheet.
  • the light source device 100 includes a light source module 110 that generates light, a reflective sheet 120 that reflects the light, a diffuser plate 130 that uniformly diffuses the light, and an optic that enhances the luminance of the emitted light. Sheet 140 is included.
  • the light source module 110 may include a plurality of light sources 111 emitting light and a substrate 112 supporting/fixing the plurality of light sources 111 .
  • the plurality of light sources 111 may be provided in a predetermined pattern so that light is emitted with uniform luminance.
  • the plurality of light sources 111 may be provided such that a distance between one light source and light sources adjacent thereto is the same.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged in rows and columns. Accordingly, a plurality of light sources may be provided so that an approximate square is formed by four adjacent light sources. In addition, any one light source is provided adjacent to four light sources, and the distance between one light source and four light sources adjacent thereto may be substantially the same.
  • the plurality of light sources may be provided in a plurality of rows, and a light source belonging to each row may be provided at the center of two light sources belonging to adjacent rows. Accordingly, a plurality of light sources may be provided so that an approximately equilateral triangle is formed by three adjacent light sources. In this case, one light source is provided adjacent to 6 light sources, and distances between one light source and 6 light sources adjacent thereto may be substantially the same.
  • the pattern in which the plurality of light sources 111 are provided is not limited to the pattern described above, and the plurality of light sources 111 may be provided in various patterns so that light is emitted with uniform luminance.
  • the light source 111 may emit monochromatic light (light of a specific wavelength, for example, blue light) or white light (eg, mixed light of red light, green light, and blue light) in various directions when power is supplied. element can be employed.
  • the light source 111 may include a light emitting diode (LED).
  • the substrate 112 may fix the plurality of light sources 111 so that the positions of the light sources 111 are not changed. That is, the plurality of light sources 111 are fixedly arranged on the substrate 112 so that the light sources 111 do not move. In addition, the substrate 112 may supply power for the light source 111 to emit light.
  • the substrate 112 may be composed of synthetic resin or tempered glass or a printed circuit board (PCB) having conductive power supply lines for fixing the plurality of light sources 111 and supplying power to the light sources 111.
  • PCB printed circuit board
  • the reflective sheet 120 may reflect light emitted from the plurality of light sources 111 forward or in a direction close to the forward direction.
  • a plurality of through holes 120a are formed in the reflective sheet 120 at positions corresponding to each of the plurality of light sources 111 of the light source module 110 . Also, the light source 111 of the light source module 110 may pass through the through hole 120a and protrude forward from the reflective sheet 120 . The light source 111 may be provided in the through hole 120a.
  • the plurality of light sources 111 of the light source module 110 may include a plurality of light sources formed on the reflective sheet 120. It is inserted into the through hole 120a. Therefore, as shown in the lower side of FIG. 5, the substrate 112 of the light source module 110 is provided behind the reflective sheet 120, but the plurality of light sources 111 of the light source module 110 are provided on the reflective sheet ( 120) may be provided in front.
  • the plurality of light sources 111 may emit light in front of the reflective sheet 120 .
  • the plurality of light sources 111 may emit light in various directions from the front of the reflective sheet 120 . Light is not only emitted from the light source 111 toward the diffusion plate 130, but also may be emitted from the light source 111 toward the reflective sheet 120, and the reflective sheet 120 is emitted toward the reflective sheet 120. Light may be reflected toward the diffuser plate 130 .
  • Light emitted from the light source 111 passes through various objects such as the diffusion plate 130 and the optical sheet 140 .
  • the diffusion plate 130 and the optical sheet 140 When light passes through the diffusion plate 130 and the optical sheet 140 , some of the incident light is reflected from the surfaces of the diffusion plate 130 and the optical sheet 140 .
  • the reflective sheet 120 may reflect light reflected by the diffusion plate 130 and the optical sheet 140 .
  • the diffusion plate 130 may be provided in front of the light source module 110 and the reflective sheet 120, and may evenly disperse the light emitted from the light source 111 of the light source module 110.
  • the plurality of light sources 111 are provided at various places on the rear surface of the light source device 100 . Although the plurality of light sources 111 are provided at regular intervals on the rear surface of the light source device 100, uneven luminance may occur depending on the positions of the plurality of light sources 111.
  • the diffusion plate 130 may diffuse the light emitted from the plurality of light sources 111 within the diffusion plate 130 in order to remove non-uniformity of luminance due to the plurality of light sources 111 .
  • the diffusion plate 130 can uniformly emit non-uniform light from the plurality of light sources 111 to the entire surface.
  • the optical sheet 140 may include various sheets for improving luminance and uniformity of luminance.
  • the optical sheet 140 may include a diffusion sheet 141 , a first prism sheet 142 , a second prism sheet 143 , a reflective polarizing sheet 144 , and the like.
  • the diffusion sheet 141 diffuses light for uniformity of luminance. Light emitted from the light source 111 may be diffused by the diffusion plate 130 and diffused again by the diffusion sheet 141 included in the optical sheet 140 .
  • the first and second prism sheets 142 and 143 may increase luminance by condensing the light diffused by the diffusion sheet 141 .
  • the first and second prism sheets 142 and 143 include triangular prism-shaped prism patterns, and a plurality of the prism patterns are provided adjacently to form a plurality of band shapes.
  • the reflective polarizing sheet 144 is a type of polarizing film and may transmit some of the incident light and reflect another part in order to improve luminance. For example, polarized light in the same direction as the predetermined polarization direction of the reflective polarizing sheet 144 may be transmitted, and polarized light in a direction different from that of the reflective polarizing sheet 144 may be reflected. In addition, the light reflected by the reflective polarizing sheet 144 is recycled inside the light source device 100, and the luminance of the display device 10 can be improved by such light recycling.
  • the optical sheet 140 is not limited to the sheet or film shown in FIG. 4 and may include various other sheets according to other embodiments, such as a protective sheet or a film.
  • FIG. 6 is a perspective view of a light source included in the light source device shown in FIG. 4 .
  • FIG. 7 is an exploded view of the light source shown in FIG. 6 .
  • FIG. 8 shows a cross section taken along line L-L' indicated in FIG. 6 .
  • the light source 111 of the light source device 100 will be described with reference to FIGS. 6 to 8 .
  • the light source module 110 includes a plurality of light sources 111 .
  • the plurality of light sources 111 may protrude toward the front of the reflective sheet 120 by passing through the through hole 120a at the rear of the reflective sheet 120 . Accordingly, as shown in FIGS. 6 and 7 , portions of the light source 111 and the substrate 112 may be exposed toward the front of the reflective sheet 120 through the through hole 120a.
  • the light source 111 may include an electrical/mechanical structure provided in an area defined by the through hole 120a of the reflective sheet 120 .
  • Each of the plurality of light sources 111 may include a light emitting diode 210 , an optical dome 220 , and a reflective layer 260 .
  • the light emitting diode 210 may include a P-type semiconductor and an N-type semiconductor for emitting light by recombination of holes and electrons.
  • the light emitting diode 210 is provided with a pair of electrodes 210a for supplying holes and electrons to the P-type semiconductor and the N-type semiconductor, respectively.
  • the light emitting diode 210 may convert electrical energy into light energy.
  • the light emitting diode 210 may emit light having maximum intensity at a predetermined wavelength to which power is supplied.
  • the light emitting diode 210 may emit blue light having a peak value at a wavelength representing blue (eg, a wavelength between 430 nm and 495 nm).
  • the light emitting diode 210 may be directly attached to the substrate 112 in a Chip On Board (COB) method.
  • the light source 111 may include the light emitting diode 210 in which a light emitting diode chip or light emitting diode die is directly attached to the substrate 112 without separate packaging.
  • the light source module 110 may be manufactured by attaching the flip chip type light emitting diode 210 to the substrate 112 in a chip-on-board manner.
  • a power supply line 230 and a power supply pad 240 are provided on the substrate 112 to supply power to the flip chip type light emitting diode 210 .
  • a power supply line 230 for supplying electrical signals and/or power from the control assembly 50 and/or power supply assembly 60 to the light emitting diode 210 is provided on the substrate 112 .
  • the substrate 112 may be formed by alternately stacking a non-conductive insulation layer 251 and a conductive conductive layer 252 .
  • the conductive layer 252 may be provided between the insulating layer 251 and the protective layer 270 .
  • the conductive layer 252 may be made of various materials having electrical conductivity.
  • the conductive layer 252 may be made of various metal materials such as copper (Cu), tin (Sn), aluminum (Al), or an alloy thereof.
  • the dielectric of the insulating layer 251 may insulate between lines or patterns of the conductive layer 252 .
  • the insulating layer 251 may be formed of a dielectric for electrical insulation, for example, FR-4.
  • the power supply line 230 may be implemented by a line or pattern formed on the conductive layer 252 .
  • the power supply line 230 may be electrically connected to the light emitting diode 210 through the power supply pad 240 .
  • the feed pad 240 may be formed by exposing the feed line 230 to the outside.
  • a protective layer for preventing or suppressing damage due to external impact and/or damage due to chemical action (eg, corrosion) and/or damage caused by optical action on the substrate 112 layer) 270 may be formed.
  • the protective layer 270 may be provided on one side of the substrate 112 facing the reflective sheet 120 .
  • the protective layer 270 may include photo solder resist (PSR).
  • the protective layer 270 may cover the feed line 230 to block exposure of the feed line 230 to the outside.
  • a window 270a exposing a portion of the power supply line 230 to the outside may be formed in the protective layer 270.
  • a portion of the feed line 230 exposed to the outside by the window 270a of the protective layer 270 may form a feed pad 240 .
  • a conductive adhesive material 240a for electrical contact between the externally exposed power supply line 230 and the electrode 210a of the light emitting diode 210 is applied to the power supply pad 240 .
  • the conductive adhesive material 240a may be applied within the window 270a of the protective layer 270 .
  • the window 270a may be formed to electrically contact the power supply pad 240 and the light emitting diode 210 .
  • the window 270a may be formed on the first protective layer 271 .
  • the electrode 210a of the light emitting diode 210 is in contact with the conductive adhesive material 240a, and the light emitting diode 210 may be electrically connected to the power supply line 230 through the conductive adhesive material 240a.
  • the conductive adhesive material 240a may include, for example, electrically conductive solder. However, it is not limited thereto, and the conductive adhesive material 240a may include electrically conductive epoxy adhesives.
  • Power may be supplied to the light emitting diode 210 through the power supply line 230 and the power supply pad 240, and when power is supplied, the light emitting diode 210 may emit light.
  • a pair of feeding pads 240 corresponding to each of the pair of electrodes 210a provided in the flip chip type light emitting diode 210 may be provided.
  • the optical dome 220 may cover the light emitting diode 210 .
  • the optical dome 220 may prevent or suppress damage to the light emitting diode 210 due to an external mechanical action and/or damage to the light emitting diode 210 caused by a chemical action.
  • the optical dome 220 may be provided to be spaced apart from the reflective sheet 120 .
  • the optical dome 220 may have, for example, a dome shape obtained by cutting a sphere with a plane not including its center, or a hemispherical shape obtained by cutting a sphere with a plane containing its center.
  • the vertical cross-section of the optical dome 220 may be arcuate or semicircular, for example.
  • the optical dome 220 may be made of silicone or epoxy resin.
  • the optical dome 220 may be formed by ejecting molten silicone or epoxy resin onto the light emitting diode 210 through a nozzle and then curing the ejected silicone or epoxy resin.
  • the shape of the optical dome 220 may vary according to the viscosity of liquid silicone or epoxy resin.
  • the optical dome 220 when the optical dome 220 is manufactured using silicon having a thixotropic index of about 2.7 to 3.3 (preferably 3.0), the ratio of the height of the dome to the diameter of the bottom of the dome (the dome's An optical dome 220 having a dome ratio representing height/diameter of base) of approximately 0.25 to 0.31 (preferably 0.28) may be formed.
  • the optical dome 220 made of silicon having a thixotropic index of about 2.7 to 3.3 (preferably 3.0) may have a bottom diameter of about 2.5 mm and a height of about 0.7 mm.
  • Optical dome 220 may be optically transparent or translucent. Light emitted from the light emitting diode 210 may pass through the optical dome 220 and be emitted to the outside.
  • the dome-shaped optical dome 220 may refract light like a lens.
  • light emitted from the light emitting diode 210 may be dispersed by being refracted by the optical dome 220 .
  • the optical dome 220 may protect the light emitting diode 210 from an external mechanical action, chemical action, or electrical action, and may disperse light emitted from the light emitting diode 210 .
  • the reflective layer 260 may be provided in front of the light emitting diode 210 .
  • the reflective layer 260 may be provided on the entire surface of the light emitting diode 210 .
  • the reflective layer 260 may have a multilayer reflective structure in which a plurality of insulating films having different refractive indices are alternately stacked.
  • a multilayer reflective structure may be a Distributed Bragg Reflector (DBR) in which a first insulating film having a first refractive index and a second insulating film having a second refractive index are alternately stacked.
  • DBR Distributed Bragg Reflector
  • the protective layer 270 may include a first protective layer 271 provided adjacent to the light emitting diode 210 and a second protective layer 272 having a reflectance lower than that of the first protective layer 271 . there is. According to one embodiment, the second protective layer 272 is provided farther from the light emitting diode 210 than the first protective layer 271 . According to one embodiment, the second protective layer 272 may be provided adjacent to the first protective layer 271 on the side opposite to the light emitting diode 210 .
  • the first protective layer 271 may include a high reflection photo solder resistor (PSR).
  • the second passivation layer 272 may include a low reflection photo solder resistor (PSR).
  • the first protective layer 271 may include thermally curable IR (infrared ray) ink.
  • the second protective layer 272 may include an epoxy component insulating ink.
  • the first protective layer 271 may be provided to correspond to the size of the optical dome 220 .
  • the first protective layer 271 may have a lower reflectance than the reflective sheet 120 .
  • the substrate 112 may have a copper color and may have a relatively low reflectance.
  • the light source device 100 includes a first area A adjacent to the light emitting diode 210, a second area B where the reflective sheet 120 is provided, the first area A and the second area B A third area C provided therebetween may be included.
  • the third region C is a region provided between the first region A and the second region B, and includes a portion where the through hole 120a is formed.
  • the first average reflectance of the first region A, the second average reflectance of the second region B, and the third average reflectance of the third region C may satisfy the following relationship.
  • the average reflectance is defined as a value obtained by dividing the surface reflectance by the area, and is hereinafter referred to as reflectance for convenience of description.
  • the reflectance of the first region A may be 90% to 93%
  • the reflectance of the second region B may be 95% to 97%
  • the third region C The reflectance of may be provided at 82% to 86%.
  • the protection layer 270 includes one photo solder resistor (PSR), in particular, when the protection layer 270 includes one low reflection photo solder resistor (PSR), the luminance of the light source device 100 is reduced. It can be made uniform throughout, but the light efficiency may be lowered.
  • PSR photo solder resistor
  • the protective layer 270 includes a first protective layer 271 including a high-reflection photo solder resistor (PSR) and a second protective layer 272 including a low-reflection photo solder resistor (PSR), the light source
  • the apparatus 100 maintains uniform luminance throughout and can improve light efficiency.
  • the first area A and the third area C of the light source device 100 are areas adjacent to the light emitting diode 210, and the second area B is from the light emitting diode 210. Since it is a distant area, the light emitted from the light source 111 and reflected by the diffusion plate 130 and/or the optical sheet 140 becomes relatively low in intensity provided to the second area B. Therefore, in order to maintain the overall luminance of the light source device 100 uniformly, more light must be reflected in the second area B than in the first area A and the third area C. However, when the light reflected from the first region A and the third region C is reduced, light efficiency of the light source device 100 may decrease.
  • the first passivation layer 271 including the highly reflective PSR may be provided in the first region A.
  • the first reflectance of the first area A may not exceed the second reflectance of the second area B.
  • the first reflectance of the first region A is higher than the third reflectance of the third region C, the light source device 100 maintains uniform luminance and improves light efficiency.
  • the first reflectance, the second reflectance, and the third reflectance may be as follows.
  • An average value of the reflectance of the first region (A) and the third region (C) may be smaller than that of the second region (B).
  • FIG. 9 shows a cross-section of a light source device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 a light source device 100a according to another embodiment of the present invention will be described.
  • the same reference numerals are assigned to components identical to those of the light source device 100 shown in FIG. 8 , and detailed descriptions may be omitted.
  • a light source device 100a may include a protective layer 280 .
  • the protective layer 280 may include a first protective layer 281 disposed adjacent to the light emitting diode 210 and a second protective layer 282 having a reflectance lower than that of the first protective layer 281 . there is.
  • the first protective layer 281 may include a high reflection photo solder resistor (PSR).
  • the second passivation layer 282 may include a low reflection photo solder resistor (PSR).
  • a window 280a may be formed in the first protective layer 281 .
  • the first protective layer 281 may have a lower reflectance than the reflective sheet 120 .
  • the first protective layer 281 may include thermally curable infrared ray (IR) ink.
  • the second protective layer 282 may include an epoxy component insulating ink.
  • the light source device 100a includes a first area A1 adjacent to the light emitting diode 210, a second area B1 where the reflective sheet 120 is disposed, and a portion where the through hole 120a is formed. It may include the third region C1 excluding (A1).
  • the first average reflectance of the first area A1, the second average reflectance of the second area B1, and the third average reflectance of the third area C1 may satisfy the following relationship.
  • the average reflectance is defined as a value obtained by dividing the surface reflectance by the area, and is hereinafter referred to as reflectance for convenience of description.
  • the reflectance of the first area A1 may be 90% to 93%
  • the reflectance of the second area B1 may be 95% to 97%
  • the third area C1 may have a reflectance of 95% to 97%.
  • the reflectance of may be provided at 82% to 86%.
  • the first protective layer 281 may be smaller than the size of the optical dome 220 .
  • the light source device 100a shown in FIG. 9 can improve the uniformity of luminance compared to the light source device 100 shown in FIG. can
  • An average value of the reflectance of the first area A1 and the third area C1 may be smaller than that of the second area B1.
  • FIG. 10 shows a cross-section of a light source device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 a light source device 100b according to another embodiment of the present invention will be described.
  • the same reference numerals are assigned to components identical to those of the light source device 100 shown in FIG. 8 , and detailed descriptions may be omitted.
  • a light source device 100b may include a protective layer 290 .
  • the protective layer 290 may include a first protective layer 291 disposed adjacent to the light emitting diode 210 and a second protective layer 292 having a reflectance lower than that of the first protective layer 291. there is.
  • the first protective layer 291 may include a high reflection photo solder resistor (PSR).
  • the second passivation layer 292 may include a low reflection photo solder resistor (PSR).
  • a window 290a may be formed in the first protective layer 291 .
  • the first protective layer 291 may have a lower reflectance than the reflective sheet 120 .
  • the first protective layer 291 may include thermally curable infrared ray (IR) ink.
  • the second protective layer 292 may include an epoxy component insulating ink.
  • the light source device 100b includes a first area A2 adjacent to the light emitting diode 210, a second area B2 where the reflective sheet 120 is disposed, and a portion where the through hole 120a is formed. It may include the third region C2 excluding (A2).
  • the first average reflectance of the first area A2, the second average reflectance of the second area B2, and the third average reflectance of the third area C2 may satisfy the following relationship.
  • the average reflectance is defined as a value obtained by dividing the surface reflectance by the area, and is hereinafter referred to as reflectance for convenience of description.
  • the reflectance of the first area A2 may be 90% to 93%
  • the reflectance of the second area B2 may be 95% to 97%
  • the third area C2 may have a reflectance of 95% to 97%.
  • the reflectance of may be provided at 82% to 86%.
  • the first protective layer 291 may be larger than the size of the optical dome 220 .
  • the light source device 100b shown in FIG. 10 can improve light efficiency compared to the light source device 100 shown in FIG. there is.
  • An average value of the reflectance of the first area A2 and the third area C2 may be smaller than that of the second area B2.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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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 반사 시트를 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
본 개시는 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 변환하는 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 개시의 일 측면은 휘도 균일도를 유지하며 광 효율을 개선할 수 있는 디스플레이 장치 및 그 광원 장치를 제공한다.
본 개시내용의 추가적인 측면은 다음의 설명에서 부분적으로 설명될 것이고, 부분적으로는 설명으로부터 명백할 것이고, 또는 본 개시의 실시에 의해 학습될 수 있다.
본 개시의 사상에 따르면 관통 홀을 갖는 반사 시트, 상기 관통 홀에 마련되며, 발광 다이오드를 포함하는 광원, 및 상기 발광 다이오드가 부착되는 기판으로서, 상기 반사 시트를 향하는 상기 기판의 제1 측에 마련되는 보호층을 포함하는 기판을 포함하며, 상기 보호층은 상기 발광 다이오드에 인접하게 마련되는 제1 보호층, 및 상기 제1 보호층의 반사율보다 낮은 반사율을 갖는 제2 보호층을 포함하는 광원 장치가 마련된다.
상기 광원 장치는 상기 발광 다이오드에 인접한 제1 영역, 상기 반사 시트가 마련되는 제2 영역, 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 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 마련되며 다층 반사구조를 갖는 반사층을 포함할 수 있다.
상기 기판은 절연층, 상기 절연층과 상기 보호층 사이에 마련되는 전도층, 및 상기 발광 다이오드에 전력을 공급하기 위해 상기 전도층에 구현되는 급전 선로 및 급전 패드를 포함할 수 있다.
상기 보호층은 상기 급전 패드가 상기 발광 다이오드에 전기적으로 연결되도록 구성되는 윈도우를 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 개시의 사상에 따르면 본체, 및 상기 본체에 마련되는 광원 장치를 포함하고, 상기 광원 장치는 관통 홀을 갖는 반사 시트, 상기 관통 홀에 마련되며 발광 다이오드를 포함하는 광원, 및 상기 광원을 지지하는 기판을 포함하며, 상기 발광 다이오드에 인접한 제1 영역의 제1 반사율과, 상기 반사 시트가 마련되는 제2 영역의 제2 반사율과, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이의 제3 영역의 제3 반사율이 아래의 관계를 만족하도록 구성되는 디스플레이 장치가 마련된다.
제3 반사율 < 제1 반사율 < 제2 반사율
상기 광원은 상기 발광 다이오드를 커버하도록 구성되며, 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.
다른 측면에서 본 개시의 사상에 따르면 기판; 상기 기판에 마련되며 복수의 관통 홀을 갖는 반사 시트; 상기 기판에 마련되는 복수의 발광 다이오드;를 포함하며, 상기 복수의 발광 다이오드 각각은 상기 반사 시트의 관통 홀 각각에 마련되고, 상기 발광 다이오드에 인접한 제1 영역의 제1 반사율은 상기 반사 시트가 마련되는 제2 영역의 제2 반사율보다 작고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이의 제3 영역의 제3 반사율은 상기 제1 반사율보다 작은 광원 장치가 마련된다.
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.
본 개시내용의 이들 및/또는 다른 양태는 첨부 도면과 함께 취해진 실시양태의 다음 설명으로부터 명백해지고 보다 용이하게 인식될 것이다.
도 1은 본 개시의 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 일 실시예에 따른 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 개시의 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. 다만, 본 개시는 반드시 야외로 한정되는 것은 아니며, 이와 같이, 다른 실시예에 따르면, 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)는 지하철역, 쇼핑몰, 영화관, 회사, 상점 등 실내이더라도 다수의 사람들이 드나들 수 있는 장소에 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 패널을 포함하거나 광원 장치 등에 의하여 방출된 광을 통과하거나 차단할 수 있는 비자발광 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자발광 패널은 발광 다이오드 패널일 수 있으며, 비자발광 패널은 액정 패널일 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, 일 실시예에 따른 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.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치는 액정 패널(20)의 일 측에 마련되는 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)를 포함할 수 있다.
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.
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 일 실시예에 따른 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 마련될 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 마련되고, 액정 층(25)에 전기장이 생성되지 않으면 액정 분자(25a)는 불규칙하게 마련되거나 배향막을 따라 마련될 수 있다. 그 결과, 액정 층(25)을 통과하는 전기장의 존부에 따라 액정 층(25)의 광학적 성질이 달라질 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 마련될 수 있다. 복수의 광원(111)은 하나의 광원과 그에 인접한 광원들 사이의 거리가 동일해지도록 마련될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 광원(111)은 행과 열을 맞추어 마련될 수 있다. 그에 의하여, 인접한 4개의 광원에 의하여 대략 정사각형이 형성되도록 복수의 광원이 마련될 수 있다. 또한, 어느 하나의 광원은 4개의 광원과 인접하게 마련되며, 하나의 광원과 그에 인접한 4개의 광원 사이의 거리는 대략 동일할 수 있다.
다른 예로, 복수의 광원은 복수의 행으로 마련될 수 있으며, 각각의 행에 속하는 광원은 인접한 행에 속하는 2개의 광원의 중앙에 마련될 수 있다. 그에 의하여, 인접한 3개의 광원에 의하여 대략 정삼각형이 형성되도록 복수의 광원이 마련될 수 있다. 이때, 하나의 광원은 6개의 광원과 인접하게 마련되며, 하나의 광원과 그에 인접한 6개의 광원 사이의 거리는 대략 동일할 수 있다.
다만, 복수의 광원(111)이 마련되는 패턴은 이상에서 설명한 패턴에 한정되지 않으며, 광이 균일한 휘도로 방출되도록 복수의 광원(111)은 다양한 패턴으로 마련될 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. 즉, 복수의 광원(111)은 광원(111)이 움직이지 않도록 기판(112)에 고정적으로 배열된다. 또한, 기판(112)는 광원(111)이 광을 방출하기 위한 전력을 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 마련될 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 마련되지만, 광원 모듈(110)의 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 전방에 마련될 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 마련된다. 비록, 복수의 광원(111)이 광원 장치(100)의 후면에 등간격으로 마련되나, 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 인접하게 마련되어 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, 또는 필름과 같은 다른 실시예에 따른 다양한 다른 시트를 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 마련되는 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 마련될 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 반사 시트(120)를 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 마련될 수 있다. 반사층(260)은 발광 다이오드(210)의 전면에 마련될 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 마련되는 제1 보호층(271)과, 제1 보호층(271)의 반사율보다 낮은 반사율을 갖는 제2 보호층(272)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 보호층(272)은 제1 보호층(271)보다 발광 다이오드(210)로부터 더 멀리 마련된다. 일 실시예에 따르면, 제2 보호층(272)은 발광 다이오드(210)에 반대 측에서 제1 보호층(271)에 인접하게 마련될 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 마련되는 제2 영역(B)과, 제1 영역(A) 및 제2 영역(B) 사이에 마련되는 제3 영역(C)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 영역(C)은 제1 영역(A)과 제2 영역(B) 사이에 마련되는 영역이며, 관통 홀(120a)이 형성되는 부분을 포함한다. 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.
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. 일 예에 따라, 제1 반사율과, 제2 반사율과, 제3 반사율은 아래와 같을 수 있다.
제3 반사율 < 제1 반사율 < 제2 반사율
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.
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.
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.

Claims (15)

  1. 관통 홀을 갖는 반사 시트;
    상기 관통 홀에 마련되며, 발광 다이오드를 포함하는 광원; 및
    상기 발광 다이오드가 부착되는 기판으로서, 상기 반사 시트를 향하는 상기 기판의 제1 측에 마련되는 보호층을 포함하는 기판;을 포함하며,
    상기 보호층은,
    상기 발광 다이오드에 인접하게 마련되는 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 마련되는 제2 영역; 및
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 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 마련되며 다층 반사구조를 갖는 반사층을 포함하는 광원 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    절연층;
    상기 절연층과 상기 보호층 사이에 마련되는 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 패드가 상기 발광 다이오드에 전기적으로 연결되도록 구성되는 윈도우를 포함하는 광원 장치.
  11. 본체; 및
    상기 본체에 마련되는 광원 장치;를 포함하고,
    상기 광원 장치는,
    관통 홀을 갖는 반사 시트;
    상기 관통 홀에 마련되며 발광 다이오드를 포함하는 광원; 및
    상기 광원을 지지하는 기판;을 포함하며,
    상기 발광 다이오드에 인접한 제1 영역의 제1 반사율과, 상기 반사 시트가 마련되는 제2 영역의 제2 반사율과, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 사이의 제3 영역의 제3 반사율이 아래의 관계를 만족하도록 구성되는 디스플레이 장치.
    제3 반사율 < 제1 반사율 < 제2 반사율
  12. 제11항에 있어서,
    상기 광원은 상기 발광 다이오드를 커버하도록 구성되며, 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.
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US20110096265A1 (en) * 2009-10-26 2011-04-28 Kenichi Murakoshi Backlight unit and display device including the same
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