WO2023229223A1 - 디스플레이 장치 및 그 광원 장치 - Google Patents

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WO2023229223A1
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light
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김태연
김성열
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삼성전자주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a display device and a light source device thereof, and more particularly, to a display device having an optical member 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 the user, and is used in various fields such as homes and businesses.
  • Display devices include monitor devices connected to personal computers or server computers, portable computer devices, navigation terminal devices, general television devices, Internet Protocol television (IPTV) devices, smart phones, tablet PCs, etc.
  • Portable terminal devices such as personal digital assistants (PDAs) or cellular phones, various display devices used to play images such as advertisements or movies in industrial settings, or various types of audio/video systems etc.
  • the display device includes a light source device to convert electrical information into visual information, and the light source device includes a plurality of light sources to independently emit light.
  • Each of the plurality of light sources includes, for example, a light emitting diode (LED) or an organic light emitting diode (OLED).
  • a light emitting diode or organic light emitting diode may be mounted on a circuit board or substrate.
  • One aspect of the present invention provides a display device and a light source device that can reduce changes in the optical distance between a light source and an optical member.
  • One aspect of the present invention provides a display device and a light source device capable of improving uniformity of image quality.
  • One aspect of the present invention provides a display device capable of improving intensity and a light source device thereof.
  • One aspect of the present invention provides a display device and a light source device thereof that can prevent damage to optical members.
  • a light source device includes an optical member, a substrate disposed behind the optical member, a light source mounted on the substrate and configured to emit light, and a supporter disposed between the optical member and the substrate.
  • the supporter is located at one end of the supporter facing the substrate, a supporter body installed on the substrate, and the other end of the supporter facing the optical member, and when supporting the optical member, the supporter It includes an adsorption unit provided to form an adsorption space in which a pressure lower than the external pressure is formed.
  • the adsorption unit may include a deformable material while the optical member is supported on the supporter.
  • the adsorption space may be formed between the adsorption unit and the optical member.
  • a plurality of the supporters may be provided, and the number of the plurality of supporters may increase toward the center of the substrate.
  • the adsorption unit may include a transparent or translucent material.
  • the supporter may include a support portion extending between the supporter body and the adsorption portion.
  • the length of the support portion along the direction from the substrate to the optical member may be longer than the length of the suction portion along the direction from the substrate to the optical member.
  • the support portion may include the same material as the adsorption portion.
  • the support portion may be formed integrally with the supporter body and the adsorption portion.
  • the length of the supporter body along the direction from the substrate to the optical member may be longer than the length of the suction part along the direction from the substrate to the optical member.
  • the supporter body may include the same material as the adsorption unit.
  • the adsorption unit may be provided to allow at least a portion of the light emitted from the light source to pass through.
  • the optical member may include at least one of a diffusion plate, a diffusion sheet, a prism sheet, and a reflective polarizing sheet.
  • the adsorption unit may include silicon.
  • a display device includes a bottom chassis, a substrate installed on the bottom chassis, an optical member disposed in front of the substrate, and a supporter disposed between the optical member and the substrate.
  • a supporter body located at one end of the supporter facing the substrate and installed on the substrate, and an adsorption portion located at the other end of the supporter facing the optical member and provided to be fixable to the optical member, the optical member When supporting, it includes an adsorption unit that is deformable to generate a pressure difference between the inside and the outside of the adsorption unit.
  • the supporter may be provided to allow at least a portion of the light emitted from the light source to pass through.
  • the supporter extends between the supporter body and the adsorption part and may include a support part made of the same material as the adsorption part.
  • the supporter may be provided to reduce the size of an adsorption space formed between the supporter and the optical member while being fixed to the optical member.
  • the supporter may include a transparent or translucent material.
  • a display device includes an optical member, a substrate disposed behind the optical member, and a supporter disposed between the optical member and the substrate, wherein the supporter includes a supporter body installed on the substrate, and It includes an adsorption unit provided to be fixed to the optical member by pressure.
  • the display device and its light source device can reduce the change in optical distance because the supporter is adsorbed to the optical member by the adsorption member.
  • the display device and its light source device can reduce changes in optical distance, thereby improving uniformity of image quality.
  • the strength of the display device and its light source device can be improved because the supporter is adsorbed to the optical member by the adsorption portion.
  • the optical member of the display device and its light source device is fixed to the adsorption unit, thereby preventing damage to the optical member.
  • Figure 1 shows the appearance of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded view of the display device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a side cross-section of the 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 shows the combination of a light source module and a reflective sheet included in the light source device shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 shows an enlarged view of the light source and supporter of the light source device shown in FIG. 4.
  • Figure 7 shows an exploded view of the light source shown in Figure 6.
  • FIG. 8 shows a cross section along line A-A' shown in FIG. 6.
  • FIG. 9 is a cross section taken along line B-B' shown in FIG. 6 and shows a process in which an optical member is supported on a supporter.
  • FIG. 10 shows a state in which the optical member shown in FIG. 9 is supported on a supporter.
  • first and second are used to distinguish one component from another component, and the components are not limited by the above-mentioned terms.
  • the identification code for each step is used for convenience of explanation.
  • the identification code does not explain the order of each step, and each step may be performed differently from the specified order unless a specific order is clearly stated in the context. there is.
  • Figure 1 shows the appearance of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • the display device 10 is a device that processes image signals received from the outside and visually displays the processed images.
  • 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 images. .
  • the display device 10 may be a large format display (LFD) installed outdoors, such as on the roof of a building or at a bus stop.
  • LFD large format display
  • the outdoors is not necessarily limited to the outdoors, and the display device 10 according to an embodiment can be installed in any place where many people can come and go even indoors, such as a subway station, shopping mall, movie theater, company, or store.
  • 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 playback device, or receive content data from a content provision server of a content provider.
  • the display device 10 includes a main body 11, a screen 12 that displays an image (I), and a support 19 provided at the lower part of the main body 11 to support the main body 11. Includes.
  • the main body 11 forms the exterior of the display device 10, and parts for the display device 10 to display an image I or perform 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 of the main body 11 and can display an image (I).
  • image (I) can display still images or moving images.
  • the screen 12 can display a two-dimensional flat image or a three-dimensional stereoscopic image using parallax between both eyes of the user.
  • a plurality of pixels P are formed on the screen 12, and the image I displayed on the screen 12 may be formed by light emitted from each of the plurality of pixels P.
  • an image I may be formed on the screen 12 by combining light emitted from a plurality of pixels P like a mosaic.
  • Each of the plurality of pixels P may emit light of various brightnesses and colors.
  • each of the plurality of pixels P includes a self-luminous panel (e.g., a light-emitting diode panel) capable of directly emitting light, or a non-luminous panel capable of passing or blocking light emitted by a light source device, etc. (For example, a liquid crystal panel) may be included.
  • a self-luminous panel e.g., a light-emitting diode panel
  • a non-luminous panel capable of passing or blocking light emitted by a light source device, etc.
  • a liquid crystal panel may be included.
  • each of the plurality of pixels P may include subpixels P R , P G , and P B .
  • the subpixels ( PR , P G , P B ) include a red subpixel (P R) capable of emitting red light, a green subpixel (P G ) capable of emitting green light, and a blue subpixel (P G ) capable of emitting blue light. It may include a blue subpixel (P B ).
  • red light can represent light with a wavelength of approximately 620 nm (billionth of a meter) to 750 nm
  • green light can represent light with a wavelength of approximately 495 nm to 570 nm
  • blue light can 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 of the red subpixel (PR), the green light of the green subpixel (PG), and the blue light of the blue subpixel (PB) By combining the red light of the red subpixel (PR), the green light of the green subpixel (PG), and the blue light of the blue subpixel (PB), light of various brightnesses and colors is emitted from each of the plurality of pixels (P). can do.
  • FIG. 2 is an exploded view of the display device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a side cross-section of the liquid crystal panel of the display device shown in FIG. 2.
  • various component parts for generating an image (I) on the screen (S) may be provided inside the main body (11).
  • the main body 11 includes a light source device 100 that is 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 that controls the operation of the liquid crystal panel 20 and a power assembly 60 that supplies power to the light source device 100 and the liquid crystal panel 20 are provided.
  • the main body 11 includes a bezel 13, a frame middle mold 14, and a bottom chassis for supporting and fixing the liquid crystal panel 20, the light source device 100, the control assembly 50, and the power assembly 60. Includes (15) and rear cover (16).
  • 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 can form a plurality of pixels P.
  • the liquid crystal panel 20 has a plurality of pixels P that can independently block or pass light from the light source device 100, and the light passed by the plurality of pixels P is transmitted to the screen 12.
  • a displayed image (I) can 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. , it may include 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 can fix and support the pixel electrode 23, thin film transistor 24, liquid crystal layer 25, common electrode 26, and 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 can respectively pass specific light and block other light.
  • the first polarizing film 21 passes light having a magnetic field oscillating in the first direction and blocks other light.
  • the second polarizing film 29 passes light having a magnetic field oscillating in the second direction and blocks other light.
  • the first direction and the second direction may be perpendicular to each other.
  • the polarization direction of the light that the first polarizing film 21 passes through and the vibration direction of the light that the second polarizing film 29 passes through are orthogonal to each other.
  • 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 that passes red light, a green filter 27G that passes green light, and a blue filter 27G that passes blue light.
  • the filter 27R, green filter 27G, and blue filter 27B may be arranged side by side with 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 subpixel P R
  • the area where the green filter 27G is formed corresponds to the green subpixel P G
  • the area where the blue filter 27B is formed corresponds to the blue subpixel.
  • the subpixel (P B ) corresponds to the subpixel (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 to change the arrangement of the liquid crystal molecules 25a constituting the liquid crystal layer 25, which will 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 are made of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), silver nanowire (Ag nano wire), and carbon nanotube ( It may be composed of carbon nano tube (CNT), graphene, or PEDOT (3,4-ethylenedioxythiophene).
  • a thin film transistor (TFT) 24 is provided inside the second transparent substrate 22.
  • the thin film transistor 24 can pass or block the current flowing through the pixel electrode 23. For example, an electric field may be created or removed between the pixel electrode 23 and the common electrode 26 depending on whether the thin film transistor 24 is turned on (closed) or turned off (open).
  • the thin film transistor 24 may be made of poly-silicon and may be formed through 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 crystals represent an intermediate state between a solid (crystal) and a liquid.
  • Most liquid crystal materials are organic compounds, and their molecular shape is like a long, thin rod. Although the arrangement of the molecules is irregular in some directions, it can have a regular crystal shape in other directions. As a result, liquid crystals have both the fluidity of a liquid and the optical anisotropy of a crystal (solid).
  • liquid crystals exhibit optical properties depending on changes in the electric field.
  • the direction of the molecular arrangement that makes up the liquid crystal may change depending on changes in the electric field.
  • the liquid crystal molecules 25a of the liquid crystal layer 25 are arranged according to the direction of the electric field. If an electric field is not generated in the liquid crystal layer 25, the liquid crystal molecules 25a are arranged irregularly. Alternatively, it may be arranged along an alignment film (not shown). As a result, the optical properties of the liquid crystal layer 25 may vary depending on the presence or absence of an electric field passing through the liquid crystal layer 25.
  • a cable 20a that transmits image data to the liquid crystal panel 20
  • a display driver integrated circuit (DDI) that processes digital image data and outputs an analog image signal ( 30) (hereinafter referred to as ‘driver IC’) is provided.
  • 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 provides image data and driving current to the liquid crystal panel 20 through the cable 20a. Can be transmitted.
  • the cable 20a and the driver IC 30 may be integrated into a film cable, chip on film (COF), tape carrier package (Tape Carrier Packet, TCP), etc.
  • the driver IC 30 may be placed on the cable 20a.
  • the driver IC 30 may be disposed on the liquid crystal panel 20.
  • the control assembly 50 may include a control circuit that controls the operation 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. You can.
  • the control assembly 50 and the power 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 condenser, coil, resistor element, processor, etc., 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.
  • FIG. 4 is an exploded view of the light source device shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 shows the combination of a light source module and a reflective sheet included in the light source device shown in FIG. 4.
  • the light source device 100 may include a point light source that emits monochromatic light or white light, and may refract, reflect, and scatter the light to convert the light emitted from the point light source into uniform surface light.
  • the light source device 100 includes a plurality of light sources 111 that emit monochromatic light or white light, a diffusion plate 130 that diffuses light incident from the plurality of light sources 111, and a plurality of light sources 111. and a reflective sheet 120 that reflects light emitted from the rear of the diffusion plate 130 and an optical sheet 140 that refracts and scatters the light emitted from the front of the diffusion plate 130.
  • the light source device 100 can emit uniform surface light toward the front by refracting, reflecting, and scattering the light emitted from the light source.
  • the light source device 100 includes a light source module 110 that generates light, a reflective sheet 120 that reflects light, a diffuser plate 130 that uniformly diffuses the light, and an optical sheet that improves the brightness of the emitted light. Includes (140).
  • the diffusion plate 130 and the optical sheet 140 may be referred to as optical members 130 and 140.
  • the light source module 110 may include a plurality of light sources 111 that emit light, and a substrate 112 that supports/fixes the plurality of light sources 111.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged in a predetermined pattern so that light is emitted with uniform luminance.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged so that the distance between one light source and adjacent light sources is the same.
  • the plurality of light sources 111 may be arranged in rows and columns. Thereby, a plurality of light sources can be arranged so that an approximately square is formed by four adjacent light sources. Additionally, one light source is disposed adjacent to four light sources, and the distance between one light source and the four light sources adjacent to it may be approximately the same. The distance between the plurality of light sources 111 may be set to approximately 1 mm to 15 mm.
  • a plurality of light sources may be arranged in a plurality of rows, and a light source belonging to each row may be placed in the center of two light sources belonging to an adjacent row.
  • a plurality of light sources can be arranged so that an approximately equilateral triangle is formed by three adjacent light sources.
  • one light source is disposed adjacent to six light sources, and the distance between one light source and six light sources adjacent to it may be approximately the same.
  • the pattern in which the plurality of light sources 111 are arranged is not limited to the pattern described above, and the plurality of light sources 111 may be arranged in various patterns so that light is emitted with uniform luminance.
  • the light source 111 can emit monochromatic light (light of a specific wavelength, for example, blue light) or white light (for example, light mixed with red light, green light, and blue light) in various directions. Elements 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 do not change. Additionally, the substrate 112 may supply power to each light source 111 so that the light source 111 emits light. The substrate 112 may be disposed behind the optical members 130 and 140.
  • the substrate 112 may be made of synthetic resin or tempered glass or a printed circuit board (PCB) on which a conductive power supply line is formed to secure a plurality of light sources 111 and supply power to the light sources 111. You can.
  • PCB printed circuit board
  • the supporter 115 may be installed on the substrate 112.
  • the supporter 115 may be mounted on the substrate 112.
  • the supporter 115 may be disposed between the optical members 130 and 140 and the substrate 112.
  • the supporter 115 may support components disposed in front of the reflective sheet 120.
  • the supporter 115 may support the diffusion plate 130 and/or the optical sheet 140.
  • the supporter 115 may extend from the substrate 112 .
  • the supporter 115 may extend between the substrate 112 and the diffusion plate 130.
  • the supporter 115 is provided to maintain the optical characteristics of the light source device 100 by maintaining the optical distance (OD) between the light source 111 and the diffusion plate 130 and/or the optical sheet 140. You can.
  • the supporter 115 may be provided at a length that can maintain the optical characteristics of the light source device 100.
  • Supporters 115 may be provided in plural numbers.
  • the plurality of supports 115 may be provided so that the number increases toward the center of the substrate 112. That is, the plurality of supports 115 may be arranged at a higher density at the center of the substrate 112.
  • the reflective sheet 120 may reflect light emitted from the plurality of light sources 111 forward or in a direction close to the front.
  • a plurality of through holes 120a may be formed in the reflective sheet 120 at positions corresponding to each of the plurality of light sources 111 of the light source module 110. Additionally, the light source 111 of the light source module 110 may pass through the through hole 120a and protrude in front of the reflective sheet 120. The light source 111 may be located in the through hole 120a.
  • the plurality of light sources 111 of the light source module 110 are connected to the plurality of light sources 111 formed on the reflective sheet 120. It is inserted into the through hole 120a. Therefore, as shown at the bottom of FIG. 5, the substrate 112 of the light source module 110 is located behind the reflective sheet 120, but at least a portion of the plurality of light sources 111 of the light source module 110 may be located in front of the reflective sheet 120.
  • the plurality of light sources 111 may emit light in front of the reflective sheet 120.
  • a plurality of supporter holes 120b may be formed in the reflective sheet 120 at positions corresponding to the supporters 115 .
  • the supporter 115 may pass through the supporter hole 120b and protrude to support the diffusion plate 130 and/or the optical sheet 140.
  • the supporter 115 may be located in the supporter hole 120b.
  • the plurality of light sources 111 may emit light in various directions in front of the reflective sheet 120. Light may be emitted from the light source 111 toward the diffusion plate 130 as well as from the light source 111 toward the reflective sheet 120, and the reflective sheet 120 may be emitted toward the reflective sheet 120. Light may be reflected toward the diffusion plate 130.
  • Light emitted from the light source 111 passes through various objects such as the diffusion plate 130 and the optical sheet 140.
  • various objects such as 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 can evenly disperse the light emitted from the light source 111 of the light source module 110.
  • the plurality of light sources 111 are located in various places on the rear of the light source device 100. Although the plurality of light sources 111 are disposed at equal intervals on the rear of the light source device 100, unevenness in 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 eliminate uneven luminance due to the plurality of light sources 111 .
  • the diffusion plate 130 can uniformly emit uneven light from the plurality of light sources 111 to the entire surface.
  • the optical sheet 140 may include various sheets to improve 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, and a reflective polarizing sheet 144.
  • the diffusion sheet 141 diffuses light for uniformity of luminance.
  • the light emitted from the light source 111 may be diffused by the diffusion plate 130 and may be 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 concentrating light diffused by the diffusion sheet 141.
  • the first and second prism sheets 142 and 143 include a triangular prism-shaped prism pattern, and a plurality of these prism patterns are arranged adjacently to form a plurality of strips.
  • the reflective polarizing sheet 144 is a type of polarizing film and can transmit some of the incident light and reflect the other part to improve brightness. 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 the polarization direction 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 this light recycling.
  • the optical sheet 140 is not limited to the sheet or film shown in FIG. 4 and may include more various sheets or films, such as a protective sheet.
  • the light source device 100 may include at least one of a diffusion plate 130, a diffusion sheet 141, a first prism sheet 142, a second prism sheet 143, and a reflective polarizing sheet 144. .
  • FIG. 6 shows an enlarged view of the light source and supporter of the light source device shown in FIG. 4.
  • Figure 7 shows an exploded view of the light source shown in Figure 6.
  • FIG. 8 shows a cross section along line A-A' shown in FIG. 6.
  • the light source module 110 includes a plurality of light sources 111.
  • the plurality of light sources 111 may pass through the through hole 120a at the rear of the reflective sheet 120 and protrude toward the front of the reflective sheet 120 .
  • part 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 located 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 211.
  • 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. Additionally, the light emitting diode 210 is provided with a pair of electrodes 210a for supplying electrons and electrons to the P-type semiconductor and the N-type semiconductor, respectively.
  • the light emitting diode 210 can convert electrical energy into light energy.
  • the light emitting diode 210 can emit light with maximum intensity at a predetermined wavelength to which power is supplied.
  • the light emitting diode 210 may emit blue light with a peak value at a blue wavelength (eg, a wavelength between 430 nm and 495 nm).
  • the light emitting diode 210 may be directly attached to the substrate 112 using a chip on board (COB) method.
  • the light source 111 may include a 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 in which a flip chip type light emitting diode 210 is attached to the substrate 112 in a chip-on-board manner.
  • the substrate 112 may be provided with a power supply line 230 and a power supply pad 240 for supplying power to the flip chip type light emitting diode 210.
  • the substrate 112 is provided with a power supply line 230 for supplying electrical signals and/or power from the control assembly 50 and/or power assembly 60 to the light emitting diode 210.
  • the substrate 112 may be formed by alternately stacking a non-conductive insulation layer 251 and a conductive conduction layer 252.
  • the conductive layer 252 may be disposed between the insulating layer 251 and the protective layer 253.
  • the conductive layer 252 may be made of various electrically conductive materials.
  • the conductive layer 252 may be made of various metal materials such as copper (Cu), tin (Sn), aluminum (Al), or alloys 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 made of a dielectric for electrical insulation, such as FR-4.
  • the feed line 230 may be implemented by a line or pattern formed on the conductive layer 252.
  • the feed line 230 may be electrically connected to the light emitting diode 210 through the feed pad 240.
  • the feeding pad 240 may be formed by exposing the feeding line 230 to the outside.
  • the substrate 112 has a protective layer (protection layer) on the substrate 112 to prevent or suppress damage due to external impact and/or damage due to chemical action (e.g., corrosion, etc.) and/or damage due to optical action. layer) (253) may be formed.
  • the protective layer 253 may be provided on one side of the substrate 112 facing the light source 111.
  • the protective layer 253 may include photo solder resist (PSR).
  • the protective layer 253 may cover the feed line 230 to block the feed line 230 from being exposed to the outside.
  • a window 253a may be formed in the protective layer 253 to expose a portion of the feed line 230 to the outside. A portion of the feed line 230 exposed to the outside by the window 253a of the protective layer 253 may form the feed pad 240.
  • a conductive adhesive material 240a is applied to the power supply pad 240 for electrical contact between the power supply line 230 exposed to the outside and the electrode 210a of the light emitting diode 210.
  • Conductive adhesive material 240a may be applied within the window 253a of the protective layer 253.
  • the window 253a may be formed so that the power supply pad 240 and the light emitting diode 210 are in electrical contact.
  • 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 feed line 230 through the conductive adhesive material 240a.
  • the conductive adhesive material 240a may include, for example, solder that has electrical conductivity. However, it is not limited thereto, and the conductive adhesive material 240a may include electrically conductive epoxy adhesives.
  • Power can be supplied to the light emitting diode 210 through the feed line 230 and the feed pad 240, and when power is supplied, the light emitting diode 210 can emit light.
  • a pair of power feeding pads 240 may be provided corresponding to each pair of electrodes 210a provided on the flip chip type light emitting diode 210.
  • the optical dome 220 may cover the light emitting diode 210.
  • the optical dome 220 can prevent or suppress damage to the light emitting diode 210 due to external mechanical action and/or damage to the light emitting diode 210 due to chemical action.
  • the optical dome 220 may be provided to be spaced apart from the reflective sheet 120.
  • the optical dome 220 may have a dome shape obtained by cutting a sphere into a plane not including its center, or a hemisphere shape obtained by cutting a sphere into a plane including 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. For example, molten silicon or epoxy resin is discharged onto the light emitting diode 210 through a nozzle, etc., and then the discharged silicon or epoxy resin is cured, thereby forming the optical dome 220.
  • the optical dome 220 may have various shapes depending on the viscosity of the liquid silicone or epoxy resin.
  • the optical dome 220 when the optical dome 220 is manufactured using silicon with a thixotropic index of approximately 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 (of the dome)
  • the optical dome 220 may be formed with a dome ratio (height/base diameter) of approximately 0.25 to 0.31 (preferably 0.28).
  • the optical dome 220 made of silicon with a thixotropic index of approximately 2.7 to 3.3 (preferably 3.0) may have a base diameter of approximately 2.5 mm and a height of approximately 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 can 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 not only protects the light emitting diode 210 from external mechanical and/or chemical or electrical actions, but also disperses light emitted from the light emitting diode 210.
  • the reflective layer 211 may be located in front of the light emitting diode 210.
  • the reflective layer 211 may be disposed on the front surface of the light emitting diode 210.
  • the reflective layer 211 may have a multilayer reflective structure in which a plurality of insulating films having different refractive indices are alternately stacked.
  • this 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 supporter 115 may be provided to be absorbed and fixed to the optical members 130 and 140 by pressure.
  • the supporter 115 may include a supporter body 116, a support portion 117, and an adsorption portion 118.
  • the supporter body 116 may be located at one end of the supporter 115 facing the substrate 112 .
  • the supporter body 116 may be installed on the substrate 112.
  • the supporter body 116 may be mounted on the substrate 112.
  • the supporter body 116 may support the diffusion plate 130 and/or the optical sheet 140 disposed in front of the reflective sheet 120.
  • the supporter body 116 may include a material having rigidity to support the diffusion plate 130 and/or the optical sheet 140 disposed in front of the reflective sheet 120.
  • the supporter body 116 may include silicon.
  • the supporter body 116 may be made of a hard epoxy material.
  • the supporter body 116 may include the same material as the support portion 117 and the adsorption portion 118.
  • the supporter body 116 may be made of white with a relatively high reflectivity to prevent moire from occurring in the display device 10.
  • Supporter body 116 may include transparent or translucent material.
  • Supporter body 116 may be optically transparent or translucent. Light emitted from the light emitting diode 210 may pass through the supporter body 116.
  • the supporter body 116 may have an approximately square pillar shape.
  • the length of the supporter body 116 along the direction from the substrate 112 toward the optical members 130 and 140 is longer than the length of the adsorption portion 118 along the direction from the substrate 112 toward the optical members 130 and 140. It can be formed long. That is, the length of the supporter body 116 in the front-to-back direction may be formed to be longer than the length of the adsorption portion 118 in the front-to-back direction.
  • the support portion 117 may be disposed on one side of the supporter body 116 facing the optical members 130 and 140.
  • the support portion 117 may extend from the supporter body 116 toward the optical members 130 and 140.
  • the support portion 117 may support the diffusion plate 130 and/or the optical sheet 140 disposed in front of the reflective sheet 120.
  • the support portion 117 may include a material having rigidity to support the diffusion plate 130 and/or the optical sheet 140 disposed in front of the reflective sheet 120.
  • the support portion 117 may include silicon.
  • the support portion 117 may include the same material as the supporter body 116 and the adsorption portion 118.
  • the support portion 117 may include a transparent or translucent material. Support 117 may be optically transparent or translucent. Light emitted from the light emitting diode 210 may pass through the support portion 117.
  • the support portion 117 may have a substantially cylindrical shape.
  • the support portion 117 may extend between the supporter body 116 and the adsorption portion 118.
  • the adsorption unit 118 may be located at the other end of the supporter 115 facing the optical members 130 and 140.
  • the adsorption unit 118 may be located at the front end of the support unit 117.
  • the adsorption unit 118 may be disposed at one end of the support unit 117 facing the optical members 130 and 140.
  • the adsorption unit 118 may be located at one end of the support unit 117 facing the diffusion plate 130.
  • the adsorption unit 118 may be provided to be adsorbed to the optical members 130 and 140 disposed in front of the reflective sheet 120 when the optical members 130 and 140 are seated on the supporter 115.
  • the adsorption unit 118 may include silicon.
  • the adsorption unit 118 may be made of epoxy resin.
  • the adsorption unit 118 may include a transparent or translucent material.
  • the adsorption portion 118 may be optically transparent or translucent. At least a portion of the light emitted from the light emitting diode 210 may pass through the adsorption unit 118.
  • the adsorption unit 118 may form an adsorption space 118a for adsorption with the optical members 130 and 140.
  • the adsorption unit 118 may include an adsorption space 118a in which a pressure lower than the external pressure of the supporter 115 is formed when the supporter 115 supports the optical members 130 and 140.
  • the adsorption space 118a may be formed between the adsorption unit 118 and the optical members 130 and 140.
  • the adsorption portion 118 may include a deformable material while the optical members 130 and 140 are supported on the supporter 115 .
  • the adsorption unit 118 may be formed so that a cross-sectional area perpendicular to the optical distance between the light source 111 and the optical members 130 and 140 increases as it moves from the support unit 117 toward the optical members 130 and 140.
  • the adsorption unit 118 may have a substantially cone shape.
  • the supporter 115 may include a supporter body 116, a support portion 117, and an adsorption portion 118 integrally formed, and may be made of silicon.
  • the length of the support portion 117 along the direction from the substrate 112 toward the optical members 130 and 140 may be formed to be longer than the length of the adsorption portion 118 toward the optical members 130 and 140 from the substrate 112. there is. That is, the length of the support portion 117 in the front-to-back direction may be longer than the length of the adsorption portion 118 in the front-to-back direction.
  • the display device 10 can fix the optical members 130 and 140 to the supporter 115 with a relatively simple configuration, thereby minimizing the change in optical distance. , By minimizing the change in optical distance, uniformity of image quality can be secured and mura can be improved.
  • the display device 10 according to an embodiment of the present invention can reinforce the strength by fixing the optical members 130 and 140 to the supporter 115, and the optical members 130 and 140 are not damaged. You can prevent it from happening.
  • FIG. 9 is a cross section taken along line B-B' shown in FIG. 6 and shows a process in which an optical member is supported on a supporter.
  • FIG. 10 shows a state in which the optical member shown in FIG. 9 is supported on a supporter.
  • the supporter body 116 may be mounted on the substrate 112.
  • Optical members 130 and 140 may be provided in front of the supporter body 116.
  • the optical members 130 and 140 may be supported by contacting the adsorption portion 118 of the supporter 115. As the optical members 130 and 140 get closer to the supporter 115, the air inside the adsorption space 118a moves outward, and accordingly, the air closer to the optical members 130 and 140 of the adsorption unit 118 moves outward.
  • the end may be modified to move away from the center of the supporter 115.
  • the supporter 115 may be modified to reduce the size of the adsorption space 118a. Accordingly, a pressure difference occurs between the inside and outside of the adsorption space 118a, and the optical members 130 and 140 may be adsorbed to the supporter 115.
  • the pressure inside the adsorption space 118a becomes smaller than the pressure outside the adsorption space 118a, and therefore, the supporter 115 can be adsorbed and fixed to the optical members 130 and 140.
  • the supporter 115 may be provided with a length corresponding to the optical distance between the light source 111 and the optical members 130 and 140.
  • the length D1 of the supporter body 116 may be similar to the length D2 of the support portion 117.
  • the length D3 of the suction part 118 may be shorter than the length D1 of the supporter body 116 and the length D2 of the support part 117.
  • the optical distance OD may be set to approximately 3 mm
  • the supporter 115 may be provided to have a length of approximately 3 mm.
  • the length D1 of the supporter body 116 may be approximately 1 mm to 1.5 mm
  • the length D2 of the support portion 117 may be approximately 1 mm to 1.5 mm
  • the adsorption portion ( The length D3 of 118) may be approximately 0.5 mm in length.
  • the length D3 of the adsorption portion 118 may be 0.5 mm or less.

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Abstract

개시된 광원 장치는 광학 부재, 상기 광학 부재의 후방에 배치되는 기판, 상기 기판에 실장되며 광을 방출하도록 구성되는 광원, 및 상기 광학 부재와 상기 기판 사이에 배치되는 서포터를 포함하며, 상기 서포터는 상기 서포터의 상기 기판을 향하는 일 단부에 위치하며, 상기 기판에 설치되는 서포터 바디, 상기 서포터의 상기 광학 부재를 향하는 타 단부에 위치하며, 상기 광학 부재를 지지할 때, 상기 서포터의 외부의 압력보다 낮은 압력이 형성되는 흡착 공간을 형성하도록 마련되는 흡착부를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 광원 장치
본 발명은 디스플레이 장치 및 그 광원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학 부재를 갖는 디스플레이 장치 및 그 광원 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는, 획득 또는 저장된 전기적 정보를 시각적 정보로 변환하여 사용자에게 표시하는 출력 장치의 일종으로, 가정이나 사업장 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
디스플레이 장치로는, 개인용 컴퓨터 또는 서버용 컴퓨터 등에 연결된 모니터 장치나, 휴대용 컴퓨터 장치나, 내비게이션 단말 장치나, 일반 텔레비전 장치나, 인터넷 프로토콜 텔레비전(IPTV, Internet Protocol television) 장치나, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 개인용 디지털 보조 장치(PDA, Personal Digital Assistant), 또는 셀룰러 폰 등의 휴대용 단말 장치나, 산업 현장에서 광고나 영화 같은 화상을 재생하기 위해 이용되는 각종 디스플레이 장치나, 또는 이외 다양한 종류의 오디오/비디오 시스템 등이 있다.
디스플레이 장치는, 전기적 정보를 시각적 정보로 변환하기 위하여, 광원 장치를 포함하며, 광원 장치는 독립적으로 광을 방출하기 위한 복수의 광원들을 포함한다.
복수의 광원들 각각은 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한다. 예를 들어, 발광 다이오드 또는 유기 발광 다이오드는 기판(circuit board 또는 substrate) 상에 실장될 수 있다.
본 발명의 일 측면은 광원과 광학 부재 사이의 광학 거리의 변화를 줄일 수 있는 디스플레이 장치 및 그 광원 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은 화질의 균일성을 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 그 광원 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은 강도를 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 그 광원 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은 광학 부재의 파손을 방지할 수 있는 디스플레이 장치 및 그 광원 장치를 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 광원 장치는 광학 부재, 상기 광학 부재의 후방에 배치되는 기판, 상기 기판에 실장되며 광을 방출하도록 구성되는 광원, 및 상기 광학 부재와 상기 기판 사이에 배치되는 서포터를 포함하며, 상기 서포터는 상기 서포터의 상기 기판을 향하는 일 단부에 위치하며, 상기 기판에 설치되는 서포터 바디, 및 상기 서포터의 상기 광학 부재를 향하는 타 단부에 위치하며, 상기 광학 부재를 지지할 때, 상기 서포터의 외부의 압력보다 낮은 압력이 형성되는 흡착 공간을 형성하도록 마련되는 흡착부를 포함한다.
상기 흡착부는 상기 광학 부재가 상기 서포터에 지지되는 동안, 변형 가능한 재료를 포함할 수 있다.
상기 흡착 공간은 상기 흡착부와 상기 광학 부재 사이에 형성될 수 있다.
상기 서포터는 복수로 마련되며, 상기 복수의 서포터들은 상기 기판의 중심으로 갈수록 그 개수가 증가하도록 마련될 수 있다.
상기 흡착부는 투명 또는 반투명 재료를 포함할 수 있다.
상기 서포터는 상기 서포터 바디와 상기 흡착부 사이에서 연장되는 지지부를 포함할 수 있다.
상기 기판으로부터 상기 광학 부재를 향하는 방향에 따른 상기 지지부의 길이는 상기 기판으로부터 상기 광학 부재를 향하는 방향에 따른 상기 흡착부의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
상기 지지부는 상기 흡착부와 동일한 재료를 포함할 수 있다.
상기 지지부는 상기 서포터 바디 및 상기 흡착부와 일체로 형성될 수 있다.
상기 기판으로부터 상기 광학 부재를 향하는 방향에 따른 상기 서포터 바디의 길이는 상기 기판으로부터 상기 광학 부재를 향하는 방향에 따른 상기 흡착부의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
상기 서포터 바디는 상기 흡착부와 동일한 재료를 포함할 수 있다.
상기 흡착부는 상기 광원으로부터 방출되는 광의 적어도 일부가 통과 가능하도록 마련될 수 있다.
상기 광학 부재는 확산판, 확산 시트, 프리즘 시트, 및 반사형 편광 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 흡착부는 실리콘을 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는 바텀샤시, 상기 바텀 샤시에 설치되는 기판, 상기 기판의 전방에 배치되는 광학 부재, 및 상기 광학 부재와 상기 기판 사이에 배치되는 서포터를 포함하며, 상기 서포터는 상기 서포터의 상기 기판을 향하는 일 단부에 위치하며, 상기 기판에 설치되는 서포터 바디, 및 상기 서포터의 상기 광학 부재를 향하는 타 단부에 위치하며 상기 광학 부재에 고정 가능하도록 마련되는 흡착부로서, 상기 광학 부재를 지지할 때, 상기 흡착부의 내부와 외부 사이 압력 차이를 발생시키도록 변형 가능하게 마련되는 흡착부를 포함한다.
상기 서포터는 상기 광원으로부터 방출되는 광의 적어도 일부가 통과 가능하도록 마련될 수 있다.
상기 서포터는 상기 서포터 바디와 상기 흡착부 사이에서 연장되며 상기 흡착부와 동일한 재료를 포함하는 지지부를 포함할 수 있다.
상기 서포터는 상기 광학 부재에 고정되는 동안, 상기 광학 부재와의 사이에 형성되는 흡착 공간의 크기를 감소시키도록 마련될 수 있다.
상기 서포터는 투명 또는 반투명 재료를 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는 광학 부재, 상기 광학 부재의 후방에 배치되는 기판, 및 상기 광학 부재와 상기 기판 사이에 배치되는 서포터를 포함하며, 상기 서포터는 상기 기판에 설치되는 서포터 바디, 및 압력에 의해 상기 광학 부재에 고정 가능하도록 마련되는 흡착부를 포함한다.
본 발명의 사상에 따르면 디스플레이 장치 및 그 광원 장치는 흡착부재에 의해 서포터가 광학 부재에 흡착되므로, 광학 거리의 변화를 줄일 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면 디스플레이 장치 및 그 광원 장치는 광학 거리의 변화를 줄일 수 있으므로, 화질의 균일성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면 디스플레이 장치 및 그 광원 장치는 흡착부에 의해 서포터가 광학 부재에 흡착되므로, 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면 디스플레이 장치 및 그 광원 장치는 흡착부에 광학 부재가 고정되므로, 광학 부재의 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 분해하여 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 액정 패널의 측단면을 도시한다.
도 4는 도 2에 도시된 광원 장치를 분해하여 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 광원 장치에 포함된 광원 모듈과 반사 시트의 결합을 도시한다.
도 6은 도 4에 도시된 광원 장치의 광원 및 서포터를 확대하여 도시한다.
도 7은 도 6에 도시된 광원을 분해하여 도시한다.
도 8은 도 6에 표시된 A-A'선에 따른 단면을 도시한다.
도 9는 도 6에 표시된 B-B' 선에 따른 단면으로서, 광학 부재가 서포터에 지지되는 과정을 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 광학 부재가 서포터에 지지된 상태를 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별 부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별 부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한다.
디스플레이 장치(10)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다. 이하에서는 디스플레이 장치(10)가 텔레비전(Television, TV)인 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10)는 모니터(Monitor), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치 등 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 디스플레이 장치(10)는 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 형태가 한정되지 않는다.
뿐만 아니라, 디스플레이 장치(10)는 건물 옥상이나 버스 정류장과 같은 옥외에 설치되는 대형 디스플레이 장치(Large Format Display, LFD)일 수 있다. 여기서, 옥외는 반드시 야외로 한정되는 것은 아니며, 지하철역, 쇼핑몰, 영화관, 회사, 상점 등 실내이더라도 다수의 사람들이 드나들 수 있는 곳이면 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)가 설치될 수 있다.
디스플레이 장치(10)는 다양한 컨텐츠 소스들로부터 비디오 데이터와 오디오 데이터를 포함하는 컨텐츠 데이터를 수신하고, 비디오 데이터와 오디오 데이터에 대응하는 비디오와 오디오를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(10)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블을 통하여 컨텐츠 데이터를 수신하거나, 컨텐츠 재생 장치로부터 컨텐츠 데이터를 수신하거나, 컨텐츠 제공자의 컨텐츠 제공 서버로부터 컨텐츠 데이터를 수신할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 디스플레이 장치(10)는 본체(11), 영상(I)을 표시하는 스크린(12), 본체(11)의 하부에 마련되어 본체(11)를 지지하는 지지대(19)를 포함한다.
본체(11)는 디스플레이 장치(10)의 외형을 형성하며, 본체(11)의 내부에는 디스플레이 장치(10)가 영상(I)을 표시하거나 각종 기능을 수행하기 위한 부품이 마련될 수 있다. 도 1에 도시된 본체(11)는 평평한 판 형상이나, 본체(11)의 형상이 도 1에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본체(11)는 휘어진 판 형상일 수 있다.
스크린(12)은 본체(11)의 전면에 형성되며, 영상(I)을 표시할 수 있다. 예를 들어, 스크린(12)은 정지 영상 또는 동영상을 표시할 수 있다. 또한, 스크린(12)은 2차원 평면 영상 또는 사용자의 양안의 시차를 이용한 3차원 입체 영상을 표시할 수 있다.
스크린(12)에는 복수의 픽셀(P)이 형성되며, 스크린(12)에 표시되는 영상(I)은 복수의 픽셀(P) 각각이 방출하는 광에 의하여 형성될 수 있다. 예들 들어, 복수의 픽셀(P)이 방출하는 광이 마치 모자이크(mosaic)와 같이 조합됨으로써, 스크린(12) 상에 영상(I)이 형성될 수 있다.
복수의 픽셀(P) 각각은 다양한 밝기 및 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 복수의 픽셀(P) 각각은 직접 광을 방출할 수 있는 자발광 패널(예를 들어, 발광 다이오드 패널)을 포함하거나 광원 장치 등에 의하여 방출된 광을 통과하거나 차단할 수 있는 비자발광 패널(예를 들어, 액정 패널)을 포함할 수 있다.
다양한 색상의 광을 방출하기 위하여, 복수의 픽셀(P) 각각은 서브 픽셀들(PR, PG, PB)을 포함할 수 있다.
서브 픽셀들(PR, PG, PB)은 적색 광을 방출할 수 있는 적색 서브 픽셀(PR)과, 녹색 광을 방출할 수 있는 녹색 서브 픽셀(PG)과, 청색 광을 방출할 수 있는 청색 서브 픽셀(PB)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적색 광은 파장이 대략 620nm (nanometer, 10억분의 1미터)에서 750nm까지의 광을 나타낼 수 있고, 녹색 광은 파장이 대략 495nm에서 570nm까지의 광을 나타낼 수 있으며, 청색 광은 파장이 대략 450nm에서 495nm까지의 광을 나타낼 수 있다.
적색 서브 픽셀(PR)의 적색 광, 녹색 서브 픽셀(PG)의 녹색 광 및 청색 서브 픽셀(PB)의 청색 광의 조합에 의하여, 복수의 픽셀(P) 각각에서 다양한 밝기와 다양한 색상의 광이 출사할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 분해하여 도시한다. 도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 액정 패널의 측단면을 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본체(11) 내부에는 스크린(S)에 영상(I)을 생성하기 위한 각종 구성 부품들이 마련될 수 있다.
예를 들어, 본체(11)에는 면광원(surface light source)인 광원 장치(100)과, 광원 장치(100)으로부터 방출된 광을 차단하거나 통과하는 액정 패널(20)과, 광원 장치(100) 및 액정 패널(20)의 동작을 제어하는 제어 어셈블리(50)와, 광원 장치(100) 및 액정 패널(20)에 전력을 공급하는 전원 어셈블리(60)가 마련된다. 또한, 본체(11)는 액정 패널(20), 광원 장치(100), 제어 어셈블리(50) 및 전원 어셈블리(60)을 지지하고 고정하기 위한 베젤(13)과 프레임 미들 몰드(14)와 바텀 샤시(15)와 후면 커버(16)를 포함한다.
액정 패널(20)은 광원 장치(100)의 전방에 마련되며, 영상(I)을 형성하기 위하여 광원 장치(100)으로부터 방출되는 광을 차단하거나 또는 통과시킨다.
액정 패널(20)의 전면은 앞서 설명한 디스플레이 장치(10)의 스크린(12)을 형성하며, 액정 패널(20)은 복수의 픽셀들(P)을 형성할 수 있다. 액정 패널(20)은 복수의 픽셀들(P)은 각각 독립적으로 광원 장치(100)의 광을 차단하거나 통과시킬 수 있으며, 복수의 픽셀들(P)에 의하여 통과된 광은 스크린(12)에 표시되는 영상(I)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 액정 패널(20)는 제1 편광 필름(21), 제1 투명 기판(22), 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26), 컬러 필터(27), 제2 투명 기판(28), 제2 편광 필름(29)를 포함할 수 있다.
제1 투명 기판(22) 및 제2 투명 기판(28)은 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26) 및 컬러 필터(27)을 고정 지지할 수 있다. 이러한, 제1 및 제2 투명 기판(22, 28)은 강화 유리 또는 투명 수지로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 투명 기판(22, 28)의 외측에는 제1 편광 필름(21) 및 제2 편광 필름(29)이 마련된다.
제1 편광 필름(21)와 제2 편광 필름(29)은 각각 특정한 광을 통과시키고, 다른 광을 차단할 수 있다. 예를 들어, 제1 편광 필름(21)는 제1 방향으로 진동하는 자기장을 갖는 광을 통과시키고, 다른 광을 차단한다. 또한, 제2 편광 필름(29)는 제2 방향으로 진동하는 자기장을 갖는 광을 통과시키고, 다른 광을 차단한다. 이때, 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교할 수 있다. 그에 의하여, 제1 편광 필름(21)가 통과시키는 광의 편광 방향과 제2 편광 필름(29)가 통과시키는 광의 진동 방향은 서로 직교한다. 그 결과, 일반적으로 광은 제1 편광 필름(21)와 제2 편광 필름(29)를 동시에 통과할 수 없다.
제2 투명 기판(28)의 내측에는 컬러 필터(27)가 마련될 수 있다.
컬러 필터(27)는 예를 들어 적색 광을 통과시키는 적색 필터(27R)와, 녹색 광을 통과시키는 녹색 필터(27G)와, 청색 광을 통과시키는 청색 필터(27G)를 포함할 수 있으며, 적색 필터(27R)와 녹색 필터(27G)와 청색 필터(27B)는 서로 나란하게 배치될 수 있다. 컬러 필터(27)가 형성된 영역은 앞서 설명한 픽셀(P)에 대응된다. 적색 필터(27R)가 형성된 영역은 적색 서브 픽셀(PR)에 대응되고, 녹색 필터(27G)가 형성된 영역은 녹색 서브 픽셀(PG)에 대응되고, 청색 필터(27B)가 형성된 영역은 청색 서브 픽셀(PB)에 대응된다.
제1 투명 기판(22)의 내측에는 픽셀 전극(23)이 마련되고, 제2 투명 기판(28)의 내측에는 공통 전극(26)이 마련될 수 있다.
픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 전기가 도통되는 금속 재질로 구성되며, 아래에서 설명할 액정 층(25)을 구성하는 액정 분자(25a)의 배치를 변화시키기 위한 전기장을 생성할 수 있다.
픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 투명한 재질로 구성되며, 외부로부터 입사되는 광을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26)은 인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO), 은나노와이어(Ag nano wire), 탄소나노튜브(carbon nano tube: CNT), 그래핀(graphene) 또는 PEDOT(3,4-ethylenedioxythiophene) 등으로 구성될 수도 있다.
제2 투명 기판(22)의 내측에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) (24)가 마련된다.
박막 트랜지스터(24)는 픽셀 전극(23)에 흐르는 전류를 통과시키거나 차단할 수 있다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(24)의 턴온(폐쇄) 또는 턴오프(개방)에 따라 픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에 전기장이 형성되거나 제거될 수 있다.
박막 트랜지스터(24)는 폴리 실리콘(Poly-Silicon)으로 구성될 수 있으며, 리소그래피(lithography), 증착(deposition), 이온 주입(ion implantation) 공정 등 반도체 공정에 의하여 형성될 수 있다.
픽셀 전극(23)과 공통 전극(26) 사이에는 액정 층(25)이 형성되며, 액정 층(25)은 액정 분자(25a)에 의하여 채워진다.
액정은 고체(결정)과 액체의 중간 상태를 나타낸다. 액정 물질의 대부분은 유기화합물이며 분자형상은 가늘고 긴 막대 모양을 하고 있으며, 분자의 배열이 어떤 방향으로는 불규칙한 상태와 같지만, 다른 방향에서는 규칙적인 결정의 형태를 가질 수 있다. 그 결과, 액정은 액체의 유동성과 결정(고체)의 광학적 이방성을 모두 갖는다.
또한, 액정은 전기장의 변화에 따라 광학적 성질을 나타내기도 한다. 예를 들어, 액정은 전기장의 변화에 따라 액정을 구성하는 분자 배열의 방향이 변화할 수 있다. 액정 층(25)에 전기장이 생성되면 액정 층(25)의 액정 분자(25a)는 전기장의 방향에 따라 배치되고, 액정 층(25)에 전기장이 생성되지 않으면 액정 분자(25a)는 불규칙하게 배치되거나 배향막(미도시)을 따라 배치될 수 있다. 그 결과, 액정 층(25)을 통과하는 전기장의 존부에 따라 액정 층(25)의 광학적 성질이 달라질 수 있다.
액정 패널(20)의 일측에는 영상 데이터를 액정 패널(20)로 전송하는 케이블(20a)과, 디지털 영상 데이터를 처리하여 아날로그 영상 신호를 출력하는 디스플레이 드라이버 직접 회로(Display Driver Integrated Circuit, DDI) (30) (이하에서는 '드라이버 IC'라 한다)가 마련된다.
케이블(20a)은 제어 어셈블리(50)/전원 어셈블리(60)와 드라이버 IC (30) 사이를 전기적으로 연결하고, 또한 드라이버 IC (30)와 액정 패널(20) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 케이블(20a)은 휘어질 수 있는 플렉서블 플랫 케이블(flexible flat cable) 또는 필름 케이블(film cable) 등을 포함할 수 있다.
드라이버 IC(30)는 케이블(20a)을 통하여 제어 어셈블리(50)/전원 어셈블리(60)으로부터 영상 데이터 및 전력을 수신하고, 케이블(20a)을 통하여 액정 패널(20)에 영상 데이터 및 구동 전류를 전송할 수 있다.
또한, 케이블(20a)과 드라이버 IC(30)는 일체로 필름 케이블, 칩 온 필름(chip on film, COF), 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Packet, TCP) 등으로 구현될 수 있다. 다시 말해, 드라이버 IC(30)는 케이블(20a) 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.
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 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 광원(111)과, 복수의 광원(111)으로부터 입사된 광을 확산시키는 확산판(130)과, 복수의 광원(111) 및 확산판(130)의 후면으로부터 방출된 광을 반사하는 반사 시트(120)와, 확산판(130)의 전면으로부터 방출된 광을 굴절 및 산란시키는 광학 시트(140)를 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)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. 확산판(130)과 광학 시트(140)는 광학 부재(130, 140)로 칭할 수 있다.
광원 모듈(110)은 광을 방출하는 복수의 광원(111)과, 복수의 광원(111)을 지지/고정하는 기판(112)를 포함할 수 있다.
복수의 광원(111)은, 광이 균일한 휘도로 방출되도록 미리 정해진 패턴으로 배치될 수 있다. 복수의 광원(111)은 하나의 광원과 그에 인접한 광원들 사이의 거리가 동일해지도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 광원(111)은 행과 열을 맞추어 배치될 수 있다. 그에 의하여, 인접한 4개의 광원에 의하여 대략 정사각형이 형성되도록 복수의 광원이 배치될 수 있다. 또한, 어느 하나의 광원은 4개의 광원과 인접하게 배치되며, 하나의 광원과 그에 인접한 4개의 광원 사이의 거리는 대략 동일할 수 있다. 복수의 광원(111)들 사이의 거리는 대략 1mm 내지 15mm로 설정될 수 있다.
다른 예로, 복수의 광원은 복수의 행으로 배치될 수 있으며, 각각의 행에 속하는 광원은 인접한 행에 속하는 2개의 광원의 중앙에 배치될 수 있다. 그에 의하여, 인접한 3개의 광원에 의하여 대략 정삼각형이 형성되도록 복수의 광원이 배치될 수 있다. 이때, 하나의 광원은 6개의 광원과 인접하게 배치되며, 하나의 광원과 그에 인접한 6개의 광원 사이의 거리는 대략 동일할 수 있다.
다만, 복수의 광원(111)이 배치되는 패턴은 이상에서 설명한 패턴에 한정되지 않으며, 광이 균일한 휘도로 방출되도록 복수의 광원(111)은 다양한 패턴으로 배치될 수 있다.
광원(111)은 전력이 공급되면 단색광(특정한 파장의 광, 예를 들어 청색 광) 또는 백색광(예를 들어, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광이 혼합된 광)을 다양한 방향으로 방출할 수 있는 소자를 채용할 수 있다. 예를 들어, 광원(111)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)을 포함할 수 있다.
기판(112)는 광원(111)의 위치가 변경되지 않도록 복수의 광원(111)을 고정할 수 있다. 또한, 기판(112)는 광원(111)이 광을 방출하기 위한 전력을 각각의 광원(111)에 공급할 수 있다. 기판(112)은 광학 부재(130, 140)의 후방에 배치될 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.
서포터(115)는 기판(112)에 설치될 수 있다. 서포터(115)는 기판(112) 상에 실장될 수 있다. 서포터(115)는 광학 부재(130, 140)와 기판(112) 사이에 배치될 수 있다. 서포터(115)는 반사 시트(120)의 전방에 배치되는 구성들을 지지할 수 있다. 서포터(115)는 확산판(130) 및/또는 광학 시트(140)를 지지할 수 있다. 서포터(115)는 기판(112)으로부터 연장될 수 있다. 서포터(115)는 기판(112)과 확산판(130) 사이에서 연장될 수 있다.
서포터(115)는 광원(111)과 확산판(130) 및/또는 광학 시트(140) 사이의 광학 거리(Optical Distance, OD)를 유지하여, 광원 장치(100)의 광학 특성을 유지하도록 마련될 수 있다. 서포터(115)는 광원 장치(100)의 광학 특성을 유지할 수 있는 길이로 마련될 수 있다.
서포터(115)는 복수로 마련될 수 있다. 복수의 서포터(115)들은 기판(112)의 중심으로 갈수록 그 개수가 증가하도록 마련될 수 있다. 즉, 복수의 서포터(115)들은 기판(112)의 중심에 밀도가 더 높게 배치될 수 있다.
서포터(115)의 자세한 구성들에 대해서는 후술한다.
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 형성될 수 있다. 또한, 광원 모듈(110)의 광원(111)은 관통 홀(120a)을 통과하여, 반사 시트(120)의 앞으로 돌출될 수 있다. 광원(111)은 관통 홀(120a)에 위치할 수 있다.
예를 들어, 도 5의 상측에 도시된 바와 같이 반사 시트(120)와 광원 모듈(110)의 조립 과정에서 광원 모듈(110)의 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)에 형성된 복수의 관통 홀(120a)에 삽입된다. 그로 인하여, 도 5의 하측에 도시된 바와 같이 광원 모듈(110)의 기판(112)는 반사 시트(120)의 후방에 위치하지만, 광원 모듈(110)의 복수의 광원(111)의 적어도 일 부분은 반사 시트(120)의 전방에 위치할 수 있다.
그에 의하여, 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 전방에서 광을 방출할 수 있다.
반사 시트(120)에는 서포터(115)에 대응하는 위치에 복수의 서포터 홀(120b)이 형성될 수 있다. 서포터(115)는 서포터 홀(120b)을 통과하여, 확산판(130) 및/또는 광학 시트(140)를 지지하도록 돌출될 수 있다. 서포터(115)는 서포터 홀(120b)에 위치할 수 있다.
복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 전방에서 다양한 방향으로 광을 방출할 수 있다. 광은 광원(111)으로부터 확산판(130)을 향하여 방출될 뿐만 아니라 광원(111)으로부터 반사 시트(120)를 향하여 방출될 수 있으며, 반사 시트(120)는 반사 시트(120)를 향하여 방출된 광을 확산판(130)을 향하여 반사시킬 수 있다.
광원(111)으부터 방출된 광은 확산판(130) 및 광학 시트(140) 등 다양한 물체를 통과한다. 광이 확산판(130) 및 광학 시트(140)를 통과할 때, 입사된 광 중 일부는 확산판(130) 및 광학 시트(140)의 표면에서 반사된다. 반사 시트(120)는 확산판(130) 및 광학 시트(140)에 의하여 반사된 광을 반사시킬 수 있다.
확산판(130)는 광원 모듈(110) 및 반사 시트(120)의 전방에 마련될 수 있으며, 광원 모듈(110)의 광원(111)으로부터 방출된 광을 고르게 분산시킬 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 복수의 광원(111)은 광원 장치(100)의 후면의 곳곳에 위치한다. 비록, 복수의 광원(111)이 광원 장치(100)의 후면에 등간격으로 배치되나, 복수의 광원(111)의 위치에 따라 휘도의 불균일이 발생할 수 있다.
확산판(130)은 복수의 광원(111)으로 인한 휘도의 불균일을 제거하기 위하여 복수의 광원(111)으로부터 방출된 광을 확산판(130) 내에서 확산시킬 수 있다. 다시 말해, 확산판(130)은 복수의 광원(111)의 불균일한 광을 전면으로 균일하게 방출할 수 있다.
광학 시트(140)는 휘도 및 휘도의 균일성을 향상시키기 위한 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트(140)는 확산 시트(141), 제1 프리즘 시트(142), 제2 프리즘 시트(143), 및 반사형 편광 시트(144) 등을 포함할 수 있다.
확산 시트(141)는 휘도의 균일성을 위하여 광을 확산시킨다. 광원(111)으로부터 방출된 광은 확산판(130)에 의하여 확산되고, 광학 시트(140)에 포함된 확산 시트(141)에 의하여 다시 확산될 수 있다.
제1 및 제2 프리즘 시트(142, 143)는 확산 시트(141)에 의하여 확산된 광을 집광시킴으로써 휘도를 증가시킬 수 있다. 제1 및 제2 프리즘 시트(142, 143)는 삼각 프리즘 형상의 프리즘 패턴을 포함하고, 이 프리즘 패턴은 복수 개가 인접 배열되어 복수 개의 띠 모양을 이룬다.
반사형 편광 시트(144)은 편광 필름의 일종으로 휘도 향상을 위하여 입사된 광 중 일부를 투과시키고, 다른 일부를 반사할 수 있다. 예를 들어, 반사형 편광 시트(144)의 미리 정해진 편광 방향과 동일한 방향의 편광을 투과시키고, 반사형 편광 시트(144)의 편광 방향과 다른 방향의 편광을 반사할 수 있다. 또한, 반사형 편광 시트(144)에 의하여 반사된 광은 광원 장치(100) 내부에서 재활용되며, 이러한 광 재활용(light recycle)에 의하여 디스플레이 장치(10)의 휘도가 향상될 수 있다.
광학 시트(140)는 도 4에 도시된 시트 또는 필름에 한정되지 않으며, 보호 시트 등 더욱 다양한 시트 또는 필름을 포함할 수 있다.
광원 장치(100)는 확산판(130), 확산 시트(141), 제1 프리즘 시트(142), 제2 프리즘 시트(143), 및 반사형 편광 시트(144) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 광원 장치의 광원 및 서포터를 확대하여 도시한다. 도 7은 도 6에 도시된 광원을 분해하여 도시한다. 도 8은 도 6에 표시된 A-A'선에 따른 단면을 도시한다.
도 6 내지 도 8을 참조하여, 광원 장치(100)의 광원(111)과 서포터(115)를 설명한다.
앞서 설명된 바와 같이, 광원 모듈(110)은 복수의 광원(111)을 포함한다. 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 후방에서 관통 홀(120a)을 통과하여 반사 시트(120)의 전방으로 돌출될 수 있다. 그에 의하여, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 광원(111)과 기판(112)의 일부가 관통 홀(120a)을 통하여 반사 시트(120)의 전방을 향하여 노출될 수 있다.
광원(111)은 반사 시트(120)의 관통 홀(120a)에 의하여 정의되는 영역에 위치하는 전기적/기계적 구조물을 포함할 수 있다.
복수의 광원(111) 각각은 발광 다이오드(210)와, 광학 돔(220)과, 반사층(211)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 마련도리 수 있다.
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 7 및 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(253) 사이에 배치될 수 있다.
전도층(252)에는 전력 및/또는 전기적 신호가 통과하는 선로 또는 패턴이 형성된다. 전도층(252)은 전기 전도성을 가지는 다양한 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전도층(252)은 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 또는 알루미늄(Al) 또는 그 합금 등 다양한 금속 재질로 구성될 수 있다.
절연층(251)의 유전체는 전도층(252)의 선로 또는 패턴 사이를 절연시킬 수 있다. 절연층(251)은 전기적 절연을 위한 유전체 예를 들어 FR-4로 구성될 수 있다.
급전 선로(230)는 전도층(252)에 형성된 선로 또는 패턴에 의하여 구현될 수 있다.
급전 선로(230)는 급전 패드(240)를 통하여 발광 다이오드(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 급전 패드(240)는 급전 선로(230)가 외부로 노출됨으로써 형성될 수 있다.
기판(112)에는, 기판(112)를 외부 충격에 의한 손상 및/또는 화학 작용(예를 들어, 부식 등)에 의한 손상 및/또는 광학 작용에 의한 손상을 방지 또는 억제하기 위한 보호층(protection layer) (253)이 형성될 수 있다. 보호층(253)은 광원(111)을 향하는 기판(112)의 일 측에 마련될 수 있다. 보호층(253)은 포토 솔더 레지스터(Photo Solder Resist, PSR)를 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 보호층(253)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(253)에는 급전 선로(230)의 일부를 외부로 노출하는 윈도우(253a)가 형성될 수 있다. 보호층(253)의 윈도우(253a)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(253)의 윈도우(253a) 내에 도포될 수 있다. 윈도우(253a)는 급전 패드(240)와 발광 다이오드(210)가 전기적으로 접촉되도록 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(211)은 발광 다이오드(210)의 전방에 위치할 수 있다. 반사층(211)은 발광 다이오드(210)의 전면에 배치될 수 있다. 반사층(211)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.
서포터(115)는 압력에 의해 광학 부재(130, 140)에 흡착되어 고정되도록 마련될 수 있다. 서포터(115)는 서포터 바디(116)와, 지지부(117)와, 흡착부(118)를 포함할 수 있다.
서포터 바디(116)는 서포터(115)의 기판(112)을 향하는 일 단부에 위치할 수 있다. 서포터 바디(116)는 기판(112)에 설치될 수 있다. 서포터 바디(116)는 기판(112)에 실장될 수 있다.
서포터 바디(116)는 반사 시트(120)의 전방에 배치되는 확산판(130) 및/또는 광학 시트(140)를 지지할 수 있다. 서포터 바디(116)는 반사 시트(120)의 전방에 배치되는 확산판(130) 및/또는 광학 시트(140)를 지지하기 위한 강성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 서포터 바디(116)는 실리콘을 포함할 수 있다. 서포터 바디(116)는 경도가 있는 에폭시(epoxy) 소재로 마련될 수 있다. 서포터 바디(116)는 지지부(117) 및 흡착부(118)와 동일한 재료를 포함할 수 있다.
서포터 바디(116)는 디스플레이 장치(10)에 무라(moire)가 발생하는 것을 방지하기 위해 반사율이 상대적으로 높은 흰색으로 제작될 수 있다. 서포터 바디(116)는 투명 또는 반투명한 재료를 포함할 수 있다. 서포터 바디(116)는 광학적으로 투명하거나 또는 반투명할 수 있다. 발광 다이오드(210)로부터 방출된 광은 서포터 바디(116)를 통과할 수 있다.
서포터 바디(116)는 대략 사각기둥 형상을 가질 수 있다. 기판(112)으로부터 광학 부재(130, 140)를 향하는 방향에 따른 서포터 바디(116)의 길이는 기판(112)으로부터 광학 부재(130, 140)를 향하는 방향에 따른 흡착부(118)의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 즉, 전후 방향에 따른 서포터 바디(116)의 길이는 전후 방향에 따른 흡착부(118)의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
지지부(117)는 서포터 바디(116)의 광학 부재(130, 140)를 향하는 일 측에 배치될 수 있다. 지지부(117)는 서포터 바디(116)로부터 광학 부재(130, 140)를 향해 연장될 수 있다.
지지부(117)는 반사 시트(120)의 전방에 배치되는 확산판(130) 및/또는 광학 시트(140)를 지지할 수 있다. 지지부(117)는 반사 시트(120)의 전방에 배치되는 확산판(130) 및/또는 광학 시트(140)를 지지하기 위한 강성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 지지부(117)는 실리콘을 포함할 수 있다. 지지부(117)는 서포터 바디(116) 및 흡착부(118)와 동일한 재료를 포함할 수 있다. 지지부(117)는 투명 또는 반투명한 재료를 포함할 수 있다. 지지부(117)는 광학적으로 투명하거나 또는 반투명할 수 있다. 발광 다이오드(210)로부터 방출된 광은 지지부(117)를 통과할 수 있다.
지지부(117)는 대략 원기둥 형상을 가질 수 있다. 지지부(117)는 서포터 바디(116)와 흡착부(118) 사이에서 연장될 수 있다.
흡착부(118)는 서포터(115)의 광학 부재(130, 140)를 향하는 타 단부에 위치할 수 있다. 흡착부(118)는 지지부(117)의 전단부에 위치할 수 있다. 흡착부(118)는 지지부(117)의 광학 부재(130, 140)를 향하는 일 단부에 배치될 수 있다. 흡착부(118)는 지지부(117)의 확산판(130)을 향하는 일 단부에 위치할 수 있다.
흡착부(118)는 광학 부재(130, 140)가 서포터(115) 상에 안착될 때, 반사 시트(120)의 전방에 배치되는 광학 부재(130, 140)와 흡착되도록 마련될 수 있다. 흡착부(118)는 실리콘을 포함할 수 있다. 흡착부(118)는 에폭시 수지로 구성될 수 있다.
흡착부(118)는 투명 또는 반투명한 재료를 포함할 수 있다. 흡착부(118)는 광학적으로 투명하거나 또는 반투명할 수 있다. 발광 다이오드(210)로부터 방출된 광의 적어도 일부는 흡착부(118)를 통과할 수 있다.
흡착부(118)는 광학 부재(130, 140)와의 흡착을 위한 흡착 공간(118a)을 형성할 수 있다. 흡착부(118)는 서포터(115)가 광학 부재(130, 140)를 지지할 때, 서포터(115)의 외부의 압력보다 낮은 압력이 형성되는 흡착 공간(118a)을 포함할 수 있다. 흡착 공간(118a)은 흡착부(118)와 광학 부재(130, 140) 사이에 형성될 수 있다.
흡착부(118)는 광학 부재(130, 140)가 서포터(115)에 지지되는 동안, 변형 가능한 재료를 포함할 수 있다.
광학 부재(130, 140)가 서포터(115)와 접촉하며 서포터(115)를 향해 이동할 때, 흡착 공간(118a) 내부의 공기가 외부로 이동함에 따라, 흡착 공간(118a)의 내부의 압력과 외부의 압력의 차이에 의해, 서포터(115)는 광학 부재(130, 140)에 흡착될 수 있다. 흡착부(118)는 지지부(117)로부터 광학 부재(130, 140)를 향해 갈수록 광원(111)과 광학 부재(130, 140) 사이의 광학 거리에 수직한 단면적이 증가하도록 형성될 수 있다. 흡착부(118)는 대략 콘(cone) 형상을 가질 수 있다.
서포터(115)는 서포터 바디(116)와, 지지부(117)와, 흡착부(118)가 일체로 형성될 수 있으며, 실리콘을 포함하여 구성될 수 있다.
기판(112)으로부터 광학 부재(130, 140)를 향하는 방향에 따른 지지부(117)의 길이는 기판(112)으로부터 광학 부재(130, 140)를 향하는 흡착부(118)의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 즉, 전후 방향에 따른 지지부(117)의 길이는 전후 방향에 따른 흡착부(118)의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
이러한 구성에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)는 비교적 간단한 구성으로 광학 부재(130, 140)를 서포터(115)에 고정시킬 수 있으므로, 광학 거리의 변화를 최소화할 수 있으며, 광학 거리의 변화를 최소화함에 따라, 화질의 균일성을 확보할 수 있으며, 무라를 개선할 수 있다. 아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)는 광학 부재(130, 140)를 서포터(115)에 고정시킴에 따라, 강도를 보강할 수 있으며, 광학 부재(130, 140)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 도 6에 표시된 B-B' 선에 따른 단면으로서, 광학 부재가 서포터에 지지되는 과정을 도시한다. 도 10은 도 9에 도시된 광학 부재가 서포터에 지지된 상태를 도시한다.
도 9 및 도 10을 참조하여, 광학 부재(130, 140)가 서포터(115)에 흡착되는 과정을 설명한다.
우선, 도 9를 참조하면, 서포터 바디(116)는 기판(112)에 실장될 수 있다. 서포터 바디(116) 전방에 광학 부재(130, 140)가 마련될 수 있다.
도 10을 참조하면, 광학 부재(130, 140)는 서포터(115)의 흡착부(118)에 접촉하여 지지될 수 있다. 광학 부재(130, 140)가 서포터(115)에 가까이 갈수록, 흡착 공간(118a)의 내부의 공기가 외부로 이동하게 되며, 이에 따라, 흡착부(118)의 광학 부재(130, 140)에 가까운 단부는 서포터(115)의 중심으로부터 멀어지도록 변형될 수 있다. 다시 말해, 서포터(115)는 흡착 공간(118a)의 크기를 감소시키도록 변형될 수 있다. 이에 따라, 흡착 공간(118a) 내부와 외부의 압력 차이가 발생하게 되고, 광학 부재(130, 140)는 서포터(115)에 흡착될 수 있다. 흡착 공간(118a)의 내부의 압력은 흡착 공간(118a)의 외부의 압력보다 작아지게 되고, 따라서, 서포터(115)는 광학 부재(130, 140)에 흡착되어 고정될 수 있다.
서포터(115)는 광원(111)과 광학 부재(130, 140) 사이의 광학 거리에 대응되는 길이로 마련될 수 있다. 서포터 바디(116)의 길이(D1)는 지지부(117)의 길이(D2)와 유사하게 마련될 수 있다. 흡착부(118)의 길이(D3)는 서포터 바디(116)의 길이(D1) 및 지지부(117)의 길이(D2)보다 짧게 마련될 수 있다.
예를 들어, 광학 거리(OD)는 대략 3mm로 설정될 수 있으며, 이에 대응하여, 서포터(115)는 대략 3mm의 길이를 갖도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 서포터 바디(116)의 길이(D1)는 대략 1mm 내지 1.5mm로 마련될 수 있으며, 지지부(117)의 길이(D2)는 대략 1mm 내지 1.5mm로 마련될 수 있고, 흡착부(118)의 길이(D3)는 대략 0.5mm의 길이로 마련될 수 있다. 흡착부(118)의 길이(D3)는 0.5mm 이하의 길이를 가질 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. 광학 부재;
    상기 광학 부재의 후방에 배치되는 기판;
    상기 기판에 실장되며 광을 방출하도록 구성되는 광원; 및
    상기 광학 부재와 상기 기판 사이에 배치되는 서포터;를 포함하며,
    상기 서포터는,
    상기 서포터의 상기 기판을 향하는 일 단부에 위치하며, 상기 기판에 설치되는 서포터 바디; 및
    상기 서포터의 상기 광학 부재를 향하는 타 단부에 위치하며, 상기 광학 부재를 지지할 때, 상기 서포터의 외부의 압력보다 낮은 압력이 형성되는 흡착 공간을 형성하도록 마련되는 흡착부;를 포함하는 광원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡착부는 상기 광학 부재가 상기 서포터에 지지되는 동안, 변형 가능한 재료를 포함하는 광원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡착 공간은 상기 흡착부와 상기 광학 부재 사이에 형성되는 광원 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서포터는 복수로 마련되며,
    상기 복수의 서포터들은 상기 기판의 중심으로 갈수록 그 개수가 증가하도록 마련되는 광원 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흡착부는 투명 또는 반투명 재료를 포함하는 광원 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서포터는 상기 서포터 바디와 상기 흡착부 사이에서 연장되는 지지부를 포함하는 광원 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판으로부터 상기 광학 부재를 향하는 방향에 따른 상기 지지부의 길이는 상기 기판으로부터 상기 광학 부재를 향하는 방향에 따른 상기 흡착부의 길이보다 길게 형성되는 광원 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 흡착부와 동일한 재료를 포함하는 광원 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 서포터 바디 및 상기 흡착부와 일체로 형성되는 광원 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판으로부터 상기 광학 부재를 향하는 방향에 따른 상기 서포터 바디의 길이는 상기 기판으로부터 상기 광학 부재를 향하는 방향에 따른 상기 흡착부의 길이보다 길게 형성되는 광원 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 서포터 바디는 상기 흡착부와 동일한 재료를 포함하는 광원 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 흡착부는 상기 광원으로부터 방출되는 광의 적어도 일부가 통과 가능하도록 마련되는 광원 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 광학 부재는 확산판, 확산 시트, 프리즘 시트, 및 반사형 편광 시트 중 적어도 하나를 포함하는 광원 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 흡착부는 실리콘을 포함하는 광원 장치.
  15. 바텀샤시;
    상기 바텀 샤시에 설치되는 기판;
    상기 기판의 전방에 배치되는 광학 부재; 및
    상기 광학 부재와 상기 기판 사이에 배치되는 서포터;를 포함하며,
    상기 서포터는,
    상기 서포터의 상기 기판을 향하는 일 단부에 위치하며, 상기 기판에 설치되는 서포터 바디; 및
    상기 서포터의 상기 광학 부재를 향하는 타 단부에 위치하며 상기 광학 부재에 고정 가능하도록 마련되는 흡착부로서, 상기 광학 부재를 지지할 때, 상기 흡착부의 내부와 외부 사이 압력 차이를 발생시키도록 변형 가능하게 마련되는 흡착부;를 포함하는 디스플레이 장치.
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