WO2024019257A1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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WO2024019257A1
WO2024019257A1 PCT/KR2023/004984 KR2023004984W WO2024019257A1 WO 2024019257 A1 WO2024019257 A1 WO 2024019257A1 KR 2023004984 W KR2023004984 W KR 2023004984W WO 2024019257 A1 WO2024019257 A1 WO 2024019257A1
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substrate
light
hole
supporter
light source
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PCT/KR2023/004984
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English (en)
French (fr)
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이영민
김재우
김형석
장혁준
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삼성전자주식회사
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Publication date
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
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    • G02F1/133611—Direct backlight including means for improving the brightness uniformity

Definitions

  • the disclosed invention relates to a display device with an improved structure of a supporter mounted on the upper surface of a substrate.
  • 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 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 module to convert electrical information into visual information, and the light source module includes a plurality of light sources to independently emit light.
  • Each of the plurality of light sources may be, for example, a light emitting diode (LED) or an organic light emitting diode (OLED).
  • LED light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • a light emitting diode or organic light emitting diode may be mounted on a printed circuit board (SMT, Surface Mounter Technology).
  • a plurality of supporters that support the optical member disposed in front of the printed circuit board may be mounted on the upper surface of the printed circuit board.
  • One aspect of the disclosed invention provides an improved display device in which a supporter mounted on the upper surface of a substrate electrically connects a circuit pattern on the upper surface of the substrate and a metal structure on the lower surface of the substrate.
  • a display device includes an optical member, a substrate provided on the back of the optical member, a substrate including a through hole and a circuit pattern on the front of the substrate, a metal fixture provided on the back of the substrate, and It includes a supporter provided on the front side of the substrate.
  • the supporter supports the optical member, is provided on the front surface of the substrate, and includes a body aligned with the through hole.
  • the supporter is provided on the body and includes a circuit pattern portion electrically connected to the circuit pattern on the front surface of the substrate.
  • the supporter extends from the bottom of the body into the through hole in a direction toward the metal fixture and includes a metal portion electrically connected to the circuit pattern portion and the metal fixture.
  • the supporter may be mounted on the front surface of the substrate by soldering and may be in contact with the metal structure.
  • the body may be formed in a cone shape that tapers toward the optical member.
  • the body may be formed in a pyramidal shape that tapers toward the optical member.
  • the circuit pattern portion may penetrate the body and extend horizontally with the substrate.
  • the metal portion may be provided in a central portion of the bottom surface of the body and may be formed in a cone shape that tapers toward the metal fixture.
  • the metal portion may be provided at a central portion of the bottom surface of the body and may be formed in a pyramidal shape that tapers toward the metal fixture.
  • the metal structure may be a bottom chassis that covers the rear surface of the substrate.
  • the through hole may have a circular shape, and the diameter of the through hole may be smaller than the width of the bottom surface of the body and larger than the maximum width of the metal portion.
  • the through hole may have a polygonal shape, and the maximum width of the through hole may be smaller than the width of the bottom surface of the body and larger than the maximum width of the metal portion.
  • the supporter electrically connects the circuit pattern on the upper surface of the substrate and the metal structure on the lower surface of the substrate, thereby improving the complexity of the circuit pattern on the upper surface of the substrate, thereby simplifying the circuit design of the substrate.
  • connection length that electrically connects the circuit pattern on the upper surface of the substrate to the metal structure on the lower side of the substrate can be shortened, thereby improving stability.
  • circuit pattern on the top surface of the substrate and the metal structure on the bottom of the substrate are directly connected through the supporter, thereby preventing electrostatic discharge and protecting circuit elements.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the appearance of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded view of the display device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view of the display panel in the display device shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an exploded view of the light source device shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the combination of a light source module and a reflective sheet included in the light source device shown in FIG. 4.
  • Figure 6 is a plan perspective view of a supporter according to one embodiment.
  • Figure 7 is a bottom perspective view of the supporter shown in Figure 6.
  • FIG. 8 is an enlarged view showing the light source shown in FIG. 4 and a supporter mounted on a substrate.
  • FIG. 9 is a diagram showing the supporter shown in FIG. 8 mounted on a board.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line B-B' shown in FIG. 9.
  • FIG. 11 is an exploded view showing the light source of FIG. 8.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line A-A' shown in FIG. 8.
  • Figure 13 is a plan perspective view of a supporter including a body formed in a pyramidal shape according to one embodiment.
  • Figure 14 is a bottom perspective view of the supporter shown in Figure 13.
  • Figure 15 is a bottom perspective view of a supporter including a metal portion formed in a pyramidal shape according to an embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a through hole formed in a substrate according to an embodiment in a rectangular shape.
  • first”, “second”, etc. used in this specification may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms It is used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • the term “and/or” includes any combination of a plurality of related stated items or any of a plurality of related stated items. An expression such as "at least one" preceding a list of components modifies the entire list of components and does not modify any individual component of the list.
  • the expression "at least one of a, b, or c" refers to only a, only b, only c, both a and b, both a and c, both b and c, or all a, b, and c. .
  • 'unit, module, member, block' used in this specification may be implemented as software or hardware, and depending on the embodiment, a plurality of 'unit, module, member, block' may be formed as one component. It is also possible for a single 'part, module, member, or block' to include multiple components.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the appearance of a display device according to an embodiment.
  • 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. You can.
  • 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 exterior of a building, 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. may include.
  • 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 display 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 display panel may be included.
  • each of the plurality of pixels P may include subpixels PR, PG, and PB.
  • the subpixels 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.
  • PR red subpixel
  • PG green subpixel
  • PB blue subpixel capable of emitting blue light.
  • red light can represent light with a wavelength of approximately 620nm (nanometer, one billionth of a meter) to 750nm
  • green light can represent light with a wavelength of approximately 495nm to 570nm
  • blue light can represent light with a wavelength of approximately It can display light from 450nm to 495nm.
  • FIG. 2 is an exploded view of the display device shown in FIG. 1.
  • various component parts for generating an image I on the screen S may be provided inside the main body 11 (see FIG. 1).
  • the main body 11 includes a light source device 100 that is a surface light source, a display panel 20 that blocks or passes light emitted from the light source device 100, and a light source.
  • a control assembly 50 that controls the operation of the device 100 and the display panel 20 and a power assembly 60 that supplies power to the light source device 100 and the display panel 20 may be provided.
  • the main body 11 includes a bezel 13, a frame middle mold 14, and a bottom chassis for supporting and fixing the display panel 20, the light source device 100, the control assembly 50, and the power assembly 60. It may include (15) and a rear cover (16).
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view of the display panel in the display device shown in FIG. 2.
  • the display panel 20 is provided in front of the light source device 100 and can block or pass the light emitted from the light source device 100 to form an image I. .
  • the front of the display panel 20 forms the screen 12 of the display device 10 described above, and the display panel 20 may form a plurality of pixels P.
  • the plurality of pixels (P) can each independently block or pass the light of the light source device 100, and the light passed by the plurality of pixels (P) is the image (I) displayed on the screen 12. can be formed.
  • the display 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 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 may be 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 may pass light having a magnetic field vibrating in the first direction and block other light.
  • the second polarizing film 29 may pass light having a magnetic field vibrating in the second direction and block other light.
  • the first direction and the second direction may be perpendicular to each other.
  • the polarization direction of the light transmitted by the first polarizing film 21 and the vibration direction of the light transmitted by the second polarizing film 29 may be perpendicular 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 may correspond to the pixel P described above.
  • the area where the red filter 27R is formed corresponds to the red subpixel PR
  • the area where the green filter 27G is formed corresponds to the green subpixel PG
  • the area where the blue filter 27B is formed corresponds to the blue subpixel. It can correspond to (PB).
  • 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 may be 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 may be filled with liquid crystal molecules 25a.
  • Liquid crystals can 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 can have both the fluidity of a liquid and the optical anisotropy of a crystal (solid).
  • liquid crystals can 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 display 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’) may be 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 display 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 display 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 20b.
  • the driver IC 30 may be disposed on the display panel 20.
  • the control assembly 50 may include a control circuit that controls the operation of the display 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 display panel 20, and transmit dimming data to the light source device 100.
  • the power assembly 60 supplies power to the display panel 20 and the light source device 100 so that the light source device 100 outputs surface light and the display 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 board and various circuits mounted on the 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 is a diagram illustrating 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 be disposed behind the display panel 20.
  • 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.
  • 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 300 may be installed on the substrate 112.
  • the supporter 300 may be mounted on the top surface of the substrate 112 by soldering.
  • Supporters 300 may be provided in plural numbers.
  • a plurality of supports 300 may be disposed between the substrate 112 and the optical members 130 and 140.
  • a plurality of supporters 300 may be mounted on the upper surface of the substrate 112 to support the optical members 130 and 140.
  • the supporter 300 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 300 may be provided at a length that can maintain the optical characteristics of the light source device 100.
  • 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 light source 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 light source through-hole 120a and protrude in front of the reflective sheet 120.
  • the plurality of light sources 111 of the light source module 110 are formed on the reflective sheet 120. It is inserted into the light source 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 the plurality of light sources 111 of the light source module 110 are located behind the reflective sheet 120. It may be located in front of (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 supporter 300.
  • the supporter 300 may pass through the supporter hole 120b and protrude to support the diffusion plate 130 and/or the optical sheet 140.
  • the supporter 300 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 not only from the light source 111 toward the diffusion plate 130, but also from the light source 111 toward the reflective sheet 120, and the reflective sheet 120 may emit light toward the reflective sheet 120. Light may be reflected toward the diffusion plate 130.
  • Light emitted from the light source 111 may pass 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.
  • some of the incident light may be 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 can evenly disperse the light emitted from the light source 111 of the light source module 110.
  • the plurality of light sources 111 may be located in various places on the rear of the light source device 100. Although the plurality of light sources 111 are arranged 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, a reflective polarizing sheet 144, etc.
  • the diffusion sheet 141 can diffuse 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 can 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 may be arranged adjacent to each other to form a plurality of strip shapes.
  • 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.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a supporter according to one embodiment.
  • FIG. 7 is a view showing the supporter shown in FIG. 6 from another direction.
  • FIG. 8 is an enlarged view showing the light source shown in FIG. 4 and the supporter mounted on the substrate.
  • FIG. 9 is a diagram showing the supporter shown in FIG. 8 mounted on a board.
  • Figure 10 is a cross-sectional view schematically showing the body of the supporter mounted on the upper surface of the substrate supporting the optical member and the metal part contacting the metal fixture.
  • FIG. 11 is an exploded view showing the light source of FIG. 8.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line A-A' shown in FIG. 8.
  • the supporter 300 may include a body 310 mounted on the upper surface of the substrate 112.
  • the supporter 300 may include a circuit pattern portion 320 that is electrically connected to the circuit pattern 113 on the upper surface of the substrate 112.
  • the supporter 300 may include a metal part 330 that electrically connects the circuit pattern part 320 and the bottom chassis 15 (see FIG. 2), which is a metal structure that covers the rear of the substrate 112.
  • the body 310 may be mounted on the top surface of the substrate 112.
  • the body 310 may be mounted on the upper surface of the substrate 112 through the through hole 114 formed in the substrate 112.
  • the through holes 114 may be provided in the substrate 112 to correspond to the number of supports 300 provided in plural numbers.
  • the body 310 mounted on the upper surface of the substrate 112 may support the optical members 130 and 140. (see Figure 4)
  • the body 310 may be formed so that the bottom surface 311 has a circular shape.
  • the body 310 may be formed in a cone shape whose diameter gradually decreases from the bottom surface 311 toward the top, which is the direction toward the optical members 130 and 140.
  • the bottom surface 311 is shown in the drawing as having a circular shape, it is not limited thereto. That is, the bottom surface 311 of the body 310 may be formed to have various shapes other than a circular shape.
  • the circuit pattern portion 320 may be provided on the body 310.
  • the circuit pattern portion 320 may be provided at the lower end of the body 310.
  • the circuit pattern portion 320 may be provided at the lower end of the body 310 horizontally with the substrate 112 so as to penetrate the body 310 .
  • the circuit pattern portion 320 may be electrically connected to the circuit pattern 113 on the upper surface of the substrate 112.
  • the circuit pattern portion 320 does not necessarily need to be provided to penetrate the body 310.
  • the circuit pattern portion 320 may be provided to connect the circuit pattern 113 on the upper surface of the substrate 112 and the metal portion 330 without penetrating the body 310.
  • the circuit pattern portion 320 is formed on the body 310 to connect the circuit pattern 113 and the metal portion 330. It can only be provided up to the central part of .
  • the metal portion 330 may be formed to protrude from the lower portion of the body 310 in a direction toward the bottom chassis 15, which is a metal fixture.
  • the metal portion 330 may be formed in the central portion of the bottom surface 311 of the body 310.
  • the metal portion 330 provided in the central portion of the body 310 may have an upper surface formed in a circular shape.
  • the upper surface of the metal part 330 may be in contact with the circuit pattern part 320.
  • the metal portion 330 may be formed in a cone shape whose diameter gradually decreases in the direction from the circular upper surface toward the bottom chassis 15, which is a metal fixture.
  • the metal portion 330 may penetrate the through hole 114 and come into contact with the bottom chassis 15, which is a metal fixture. . That is, the metal part 330 passes through the through hole 114 and is grounded with the bottom chassis 15, which is a metal structure, so that it can be electrically connected to the bottom chassis 15.
  • the supporter 300 may be mounted on the upper surface of the substrate 112 by soldering while the metal part 330 is inserted into the through hole 114 so that it is in contact with the bottom chassis 15, which is a metal structure.
  • the supporter 300 electrically connects the circuit pattern 113 on the upper surface of the substrate 112 and the bottom chassis 15, which is a metal structure on the lower side of the substrate 112, to form a circuit pattern 113 printed on the upper surface of the substrate 112. complexity can be improved. That is, the circuit design of the substrate 112 can be simplified due to the supporter 300.
  • the circuit pattern 113 on the upper surface of the substrate 112 and the bottom chassis 15, which is a metal structure below the substrate 112 are electrically connected by the supporter 300, the via formed on the substrate 112 ( By reducing the number of circuit patterns 113 connected via holes, jumpers, etc., the process for manufacturing the substrate 112 and the number of parts used can be reduced.
  • the circuit pattern 113 on the upper surface of the substrate 112 and the bottom chassis 15, which is a metal structure below the substrate 112, are electrically connected by the supporter 300, the circuit pattern on the upper surface of the substrate 112 ( The connection length electrically connecting 113) and the bottom chassis 15, which is a metal structure under the substrate 112, can be shortened, thereby improving stability.
  • circuit pattern 113 on the upper surface of the substrate 112 and the bottom chassis 15, which is a metal structure below the substrate 112, are directly connected by the supporter 300, electrostatic discharge is prevented and the circuit elements are protected. It can be.
  • the through hole 114 may be formed in the substrate 112 so that the metal portion 330 can pass through and come into contact with the bottom chassis 15, which is a metal fixture.
  • the through holes 114 may be formed in a number corresponding to the number of supports 300 provided.
  • the through hole 114 may have a size smaller than the area of the bottom surface 311 of the body 310 so that the supporter 300 can be mounted on the upper part of the through hole 114. That is, the through hole 114 may be formed to have a size such that the body 310 is not inserted into the through hole 114 when the supporter 300 is mounted on the upper surface of the substrate 112.
  • the through hole 114 may be formed in a circular shape with a larger size than the metal part 330 so that the metal part 330 can pass through it.
  • the through hole 114 is shown in the drawing as being formed in a circular shape, it is not limited thereto. That is, as long as the metal portion 330 can penetrate and come into contact with the bottom chassis 15, which is a metal fixture, the through hole 114 can be formed to have various shapes.
  • the light source module 110 may include a plurality of light sources 111.
  • the plurality of light sources 111 may pass through the light source through-hole 120a at the rear of the reflective sheet 120 and protrude toward the front of the reflective sheet 120 .
  • a portion of the light source 111 and the substrate 112 may be exposed toward the front of the reflective sheet 120 through the light source through-hole 120a.
  • the light source 111 may include an electrical/mechanical structure located in an area defined by the light source 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. Additionally, the light emitting diode 210 may be 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 is 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.
  • a power supply line 230 may be provided on the substrate 112 to supply electrical signals and/or power from the control assembly 50 and/or the 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.
  • a line or pattern through which power and/or electrical signals pass may be formed in the conductive layer 252.
  • 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.
  • protection is provided to prevent or suppress damage caused by external impact and/or damage caused by chemical action (e.g., corrosion, etc.) and/or damage caused by optical action of the substrate 112.
  • a protection layer 253 may be formed.
  • 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 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 of the protective layer 253 may form the feed pad 240.
  • a conductive adhesive material 240a for electrical contact between the externally exposed feeding line 230 and the electrode 210a of the light emitting diode 210 may be applied to the feeding pad 240.
  • Conductive adhesive material 240a may be applied within the window of protective layer 253.
  • 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 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 260 may be located in front of the light emitting diode 210.
  • the reflective layer 260 may be disposed on the front 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.
  • 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
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a supporter including a body formed in a pyramidal shape according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a view showing the supporter shown in FIG. 13 from another direction.
  • the body 315 may be formed so that the bottom surface 316 has a square shape.
  • the body 315 may be formed in a pyramidal shape that gradually becomes narrower from the bottom surface 316 toward the top, which is the direction toward the optical members 130 and 140 (see FIG. 10).
  • the bottom surface 316 is shown in the drawing as having a square shape, it is not limited to this. That is, the bottom surface 316 of the body 315 may be formed to have a polygonal shape such as a triangle or pentagon in addition to a square shape.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a supporter including a metal portion formed in a pyramidal shape according to an embodiment.
  • the metal portion 340 may be formed to protrude from the lower portion of the body 310 in a direction toward the bottom chassis 15, which is a metal structure.
  • the metal portion 340 may be formed in the central portion of the bottom surface 311 of the body 310.
  • the metal portion 340 provided in the central portion of the body 310 may have an upper surface formed in a square shape.
  • the upper surface of the metal portion 340 may be in contact with the circuit pattern portion 320.
  • the metal portion 340 may be formed in a pyramidal shape that gradually narrows in the direction from the square-shaped upper surface toward the bottom chassis 15, which is a metal fixture. Except that the metal portion 340 is formed in a pyramidal shape, the remaining configurations may be the same as those of the supporter 300 shown in FIGS. 7 and 10 .
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a through hole formed in a substrate according to an embodiment of the present invention in a rectangular shape.
  • the through hole 115 formed in the substrate 112 is the area of the bottom surface 311 of the body 310 so that the supporter 300 can be mounted on the upper part of the through hole 115. It can have a smaller size. That is, the through hole 115 may be formed to have a size such that the body 310 is not inserted into the through hole 115 when the supporter 300 is mounted on the upper surface of the substrate 112.
  • the through hole 115 may be formed in a square shape having a larger size than the metal portion 330 so that the metal portion 330 can penetrate therethrough.
  • the through hole 115 is shown in the drawing as being formed in a square shape, it is not limited thereto. That is, as long as the metal portion 330 can penetrate and come into contact with the bottom chassis 15, which is a metal fixture, the through hole 115 can be formed to have a polygonal shape, such as a triangle or a pentagon. (see Figure 10)

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Abstract

디스플레이 장치는 광학 부재, 상기 광학 부재의 배면에 마련되는 기판으로서, 상기 기판의 전면에 관통홀 및 회로 패턴을 포함하는 기판, 상기 기판의 배면에 마련되는 금속 기구물 및 상기 기판의 전면에 마련되는 서포터를 포함한다. 상기 서포터는 상기 광학 부재를 지지하고, 상기 기판의 전면에 마련되며 상기 관통홀에 정렬되는 바디를 포함한다. 상기 서포터는 상기 바디에 마련되고, 상기 기판의 전면에서 상기 회로 패턴과 전기적으로 연결되는 회로 패턴부를 포함한다. 상기 서포터는 상기 바디의 저면에서 상기 관통홀 내부로 상기 금속 기구물을 향하는 방향으로 연장되고, 상기 회로 패턴부와 상기 금속 기구물을 전기적으로 연결되는 메탈부를 포함한다.

Description

디스플레이 장치
개시된 발명은 기판 상면에 실장되는 서포터의 구조가 개선된 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 장치는, 획득 또는 저장된 전기적 정보를 시각적 정보로 변환하여 사용자에게 표시하는 출력 장치의 일종으로, 가정이나 사업장 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
디스플레이 장치로는, 개인용 컴퓨터 또는 서버용 컴퓨터 등에 연결된 모니터 장치나, 휴대용 컴퓨터 장치나, 내비게이션 단말 장치나, 일반 텔레비전 장치나, 인터넷 프로토콜 텔레비전(IPTV, Internet Protocol television) 장치나, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 개인용 디지털 보조 장치(PDA, Personal Digital Assistant), 또는 셀룰러 폰 등의 휴대용 단말 장치나, 산업 현장에서 광고나 영화 같은 화상을 재생하기 위해 이용되는 각종 디스플레이 장치나, 또는 이외 다양한 종류의 오디오/비디오 시스템 등이 있다.
디스플레이 장치는, 전기적 정보를 시각적 정보로 변환하기 위하여, 광원 모듈을 포함하며, 광원 모듈은 독립적으로 광을 방출하기 위한 복수의 광원들을 포함한다.
복수의 광원들 각각은 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)일 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드 또는 유기 발광 다이오드는 인쇄회로기판(printed circuit board) 상에 실장(SMT, Surface Mounter Technology)될 수 있다.
복수의 광원들과 함께 인쇄회로기판의 상면에는 인쇄회로기판의 전방에 배치되는 광학 부재를 지지하는 복수개의 서포터가 실장될 수 있다.
개시된 발명의 일 측면은 기판 상면에 실장되는 서포터가 기판 상면의 회로 패턴과 기판 하부의 금속 기구물을 전기적으로 연결하도록 개선된 디스플레이 장치를 제공한다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 광학 부재, 상기 광학 부재의 배면에 마련되는 기판으로서, 상기 기판의 전면에 관통홀 및 회로 패턴을 포함하는 기판, 상기 기판의 배면에 마련되는 금속 기구물 및 상기 기판의 전면에 마련되는 서포터를 포함한다. 상기 서포터는 상기 광학 부재를 지지하고, 상기 기판의 전면에 마련되며 상기 관통홀에 정렬되는 바디를 포함한다. 상기 서포터는 상기 바디에 마련되고, 상기 기판의 전면에서 상기 회로 패턴과 전기적으로 연결되는 회로 패턴부를 포함한다. 상기 서포터는 상기 바디의 저면에서 상기 관통홀 내부로 상기 금속 기구물을 향하는 방향으로 연장되고, 상기 회로 패턴부와 상기 금속 기구물으 전기적으로 연결되는 메탈부를 포함한다.
상기 서포터는 솔더링에 의해 상기 기판 전면에 실장되어 상기 금속 기구물과 접촉될 수 있다.
상기 서포터를 포함하는 복수개의 서포터를 더 포함하고, 상기 기판은 상기 관통홀을 포함하는 복수개의 관통홀을 더 포함하고, 상기 복수개의 서포터의 각각의 서포터는 상기 복수개의 관통홀의 각각의 관통홀과 대응될 수 있다.
상기 바디는 상기 광학부재를 향하여 테이퍼지는 원뿔 형상으로 형성될 수 있다.
상기 바디는 상기 광학부재를 향하여 테이퍼지는 각뿔 형상으로 형성될 수 있다.
상기 회로 패턴부는 상기 바디를 관통하고 상기 기판과 수평하게 연장될 수 있다.
상기 메탈부는 상기 바디의 바닥면 중앙 부분에 마련되고, 상기 금속 기구물을 향하여 테이퍼지는 원뿔 형상으로 형성될 수 있다.
상기 메탈부는 상기 바디의 바닥면 중앙 부분에 마련되고, 상기 금속 기구물을 향하여 테이퍼지는 각뿔 형상으로 형성될 수 있다.
상기 금속 기구물은 상기 기판의 후면을 커버하는 바텀 샤시일 수 있다.
상기 관통홀은 원 형상을 갖고, 상기 관통홀의 직경은 상기 바디의 바닥면의 폭보다 작고, 상기 메탈부의 최대폭보다는 클 수 있다.
상기 관통홀은 다각형 형상을 갖고, 상기 관통홀의 최대폭은 상기 바디의 바닥면의 폭보다 작고, 상기 메탈부의 최대폭보다는 클 수 있다.
개시된 발명의 실시예들에 따르면, 서포터가 기판 상면의 회로 패턴과 기판 하부의 금속 기구물을 전기적으로 연결하여 기판 상면의 회로 패턴의 복잡도가 개선되어 기판의 회로 설계가 단순해질 수 있다.
또한, 기판에 형성되는 비아(Via) 홀이나 점퍼(Jumper) 등으로 연결된 회로 패턴을 줄임으로써, 기판을 제작하는 공정이나 사용 부품수를 줄일 수 있다.
또한, 기판 상면의 회로 패턴과 기판 하부의 금속 기구물을 전기적으로 연결하는 연결 길이가 짧아져 안정성이 향상될 수 있다.
또한, 서포터를 통해 기판 상면의 회로 패턴과 기판 하부의 금속 기구물이 직접 연결되어 정전기 방전이 방지되고, 회로 소자가 보호될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예의 상기 및 다른 측면, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 분해하여 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널의 측단면을 도시한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 광원 장치를 분해하여 도시한 도면.
도 5는 도 4에 도시된 광원 장치에 포함된 광원 모듈과 반사 시트의 결합을 도시한 도면.
도 6은 일 실시예에 따른 서포터의 평면 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 서포터의 저면 사시도.
도 8은 도 4에 도시된 광원과, 기판에 실장되는 서포터를 확대하여 도시한 도면.
도 9는 도 8에 도시된 서포터가 기판에 실장된 모습을 도시한 도면.
도 10은 도 9에 표시된 B-B'선에 따른 단면을 도시한 도면.
기판 상면에 실장된 서포터의 바디가 광학 부재를 지지하고, 메탈부가 금속 기구물에 접촉된 모습을 개략적으로 도시한 단면도.
도 11은 도 8의 광원을 분해하여 도시한 도면.
도 12는 도 8에 표시된 A-A'선에 따른 단면을 도시한 도면.
도 13은 일 실시예에 따른 각뿔 형상으로 형성된 바디를 포함하는 서포터의 평면 사시도.
도 14는 도 13에 도시된 서포터의 저면 사시도.
도 15는 일 실시예에 따른 각뿔 형상으로 형성된 메탈부를 포함하는 서포터의 저면 사시도.
도 16은 일 실시예에 따른 기판에 형성되는 관통홀이 사각형 형상으로 형성된 모습을 도시한 도면.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다”등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는”이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 구성 요소 목록 앞에 오는 "적어도 하나"와 같은 표현은 전체 구성 요소 목록을 수정하고 목록의 개별 구성 요소를 수정하지 않는다. 예를 들어, "a, b 또는 c 중 적어도 하나"라는 표현은 a만, b만, c만, a와 b 모두, a와 c 모두, b와 c 모두, 또는 a, b, c 모두를 나타낸다.
또한, 본 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.
이하에서는 개시된 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한 도면이다.
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 않을 수 있다.
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 건물 외관으로 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 포함할 수 있다.
본체(11)는 디스플레이 장치(10)의 외형을 형성하며, 본체(11)의 내부에는 디스플레이 장치(10)가 영상(I)을 표시하거나 각종 기능을 수행하기 위한 부품이 마련될 수 있다. 도 1에 도시된 본체(11)는 평평한 판 형상이나, 본체(11)의 형상이 도 1에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본체(11)는 휘어진 판 형상일 수 있다.
스크린(12)은 본체(11)의 전면에 형성되며, 영상(I)을 표시할 수 있다. 예를 들어, 스크린(12)은 정지 영상 또는 동영상을 표시할 수 있다. 또한, 스크린(12)은 2차원 평면 영상 또는 사용자의 양안의 시차를 이용한 3차원 입체 영상을 표시할 수 있다.
스크린(12)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, 디스플레이 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, 청색광을 방출할 수 있는 청색 서브 픽셀(PB)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적색광은 파장이 대략 620nm (nanometer, 10억분의 1미터)에서 750nm까지의 광을 나타낼 수 있고, 녹색광은 파장이 대략 495nm에서 570nm까지의 광을 나타낼 수 있으며, 청색광은 파장이 대략 450nm에서 495nm까지의 광을 나타낼 수 있다.
적색 서브 픽셀(PR)의 적색광, 녹색 서브 픽셀(PG)의 녹색광 및 청색 서브 픽셀(PB)의 청색광의 조합에 의하여, 복수의 픽셀(P) 각각에서 다양한 밝기와 다양한 색상의 광이 출사할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 분해하여 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본체(11, 도 1 참조) 내부에는 스크린(S)에 영상(I)을 생성하기 위한 각종 구성 부품들이 마련될 수 있다.
예를 들어, 본체(11, 도 1 참조)에는 면광원(surface light source)인 광원 장치(100)와, 광원 장치(100)로부터 방출된 광을 차단하거나 통과하는 디스플레이 패널(20)과, 광원 장치(100) 및 디스플레이 패널(20)의 동작을 제어하는 제어 어셈블리(50)와, 광원 장치(100) 및 디스플레이 패널(20)에 전력을 공급하는 전원 어셈블리(60)가 마련될 수 있다. 또한, 본체(11)는 디스플레이 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 포함할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널의 측단면을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(20)은 광원 장치(100)의 전방에 마련되며, 영상(I)을 형성하기 위하여 광원 장치(100)로부터 방출되는 광을 차단하거나 또는 통과시킬 수 있다.
디스플레이 패널(20)의 전면은 앞서 설명한 디스플레이 장치(10)의 스크린(12)을 형성하며, 디스플레이 패널(20)은 복수의 픽셀들(P)을 형성할 수 있다. 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, 디스플레이 패널(20)은 제1편광 필름(21), 제1투명 기판(22), 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26), 컬러 필터(27), 제2투명 기판(28), 제2편광 필름(29)를 포함할 수 있다.
제1투명 기판(22) 및 제2투명 기판(28)은 픽셀 전극(23), 박막 트랜지스터(24), 액정 층(25), 공통 전극(26) 및 컬러 필터(27)를 고정 지지할 수 있다. 이러한, 제1 및 제2투명 기판(22, 28)은 강화 유리 또는 투명 수지로 구성될 수 있다.
제1 및 제2투명 기판(22, 28)의 외측에는 제1편광 필름(21) 및 제2편광 필름(29)이 마련될 수 있다.
제1편광 필름(21)과 제2편광 필름(29)은 각각 특정한 광을 통과시키고, 다른 광을 차단할 수 있다. 예를 들어, 제1편광 필름(21)은 제1방향으로 진동하는 자기장을 갖는 광을 통과시키고, 다른 광을 차단할 수 있다. 또한, 제2편광 필름(29)은 제2방향으로 진동하는 자기장을 갖는 광을 통과시키고, 다른 광을 차단할 수 있다. 이때, 제1방향과 제2방향은 서로 직교할 수 있다. 그에 의하여, 제1편광 필름(21)이 통과시키는 광의 편광 방향과 제2편광 필름(29)이 통과시키는 광의 진동 방향은 서로 직교할 수 있다. 그 결과, 일반적으로 광은 제1편광 필름(21)과 제2편광 필름(29)을 동시에 통과할 수 없다.
제2투명 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 대응될 수 있다. 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 대응될 수 있다.
제1투명 기판(22)의 내측에는 픽셀 전극(23)이 마련되고, 제2투명 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 마련될 수 있다.
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 채워질 수 있다.
액정은 고체(결정)과 액체의 중간 상태를 나타낼 수 있다. 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 가질 수 있다.
또한, 액정은 전기장의 변화에 따라 광학적 성질을 나타낼 수 있다. 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.
디스플레이 패널(20)의 일측에는 영상 데이터를 디스플레이 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 마련될 수 있다.
케이블(20a)은 제어 어셈블리(50)/전원 어셈블리(60)와 드라이버 IC(30) 사이를 전기적으로 연결하고, 또한 드라이버 IC(30)와 디스플레이 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 디스플레이 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 디스플레이 패널(20) 상에 배치될 수 있다.
제어 어셈블리(50)는 디스플레이 패널(20) 및 광원 장치(100)의 동작을 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 외부 컨텐츠 소스로부터 수신된 영상 데이터를 처리하고, 디스플레이 패널(20)에 영상 데이터를 전송하고 광원 장치(100)에 디밍(dimming) 데이터를 전송할 수 있다.
전원 어셈블리(60)는 광원 장치(100)가 면광을 출력하고 디스플레이 패널(20)이 광원 장치(100)의 광을 차단 또는 통과시키도록 디스플레이 패널(20) 및 광원 장치(100)에 전력을 공급할 수 있다.
제어 어셈블리(50)와 전원 어셈블리(60)는 기판과, 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 도시한 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 광원 장치에 포함된 광원 모듈과 반사 시트의 결합을 도시한 도면이다.
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 디스플레이 패널(20)의 후방에 배치될 수 있다. 광원 모듈(110)은 광을 방출하는 복수의 광원(111)과, 복수의 광원(111)을 지지/고정하는 기판(112)을 포함할 수 있다.
복수의 광원(111)은, 광이 균일한 휘도로 방출되도록 미리 정해진 패턴으로 배치될 수 있다. 복수의 광원(111)은 하나의 광원과 그에 인접한 광원들 사이의 거리가 동일해지도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 광원(111)은 행과 열을 맞추어 배치될 수 있다. 그에 의하여, 인접한 4개의 광원에 의하여 대략 정사각형이 형성되도록 복수의 광원이 배치될 수 있다. 또한, 어느 하나의 광원은 4개의 광원과 인접하게 배치되며, 하나의 광원과 그에 인접한 4개의 광원 사이의 거리는 대략 동일할 수 있다.
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)은 광원(111)의 위치가 변경되지 않도록 복수의 광원(111)을 고정할 수 있다. 또한, 기판(112)은 광원(111)이 광을 방출하기 위한 전력을 각각의 광원(111)에 공급할 수 있다. 기판(112)은 광학 부재(130, 140)의 후방에 배치될 수 있다.
기판(112)은 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(300)는 기판(112)에 설치될 수 있다. 서포터(300)는 솔더링(soldering)에 의해 기판(112)의 상면에 실장될 수 있다. 서포터(300)는 복수개로 마련될 수 있다. 복수개의 서포터(300)는 기판(112)과 광학 부재(130, 140) 사이에 배치될 수 있다. 복수개의 서포터(300)는 기판(112)의 상면에 실장되어 광학 부재(130, 140)를 지지할 수 있다.
서포터(300)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(300)는 광원 장치(100)의 광학 특성을 유지할 수 있는 길이로 마련될 수 있다.
서포터(300)에 대한 자세한 설명은 하기하도록 한다.
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 광원 관통홀(120a)이 형성될 수 있다. 또한, 광원 모듈(110)의 광원(111)은 광원 관통홀(120a)을 통과하여, 반사 시트(120)의 앞으로 돌출될 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 광원 관통홀(120a)에 삽입된다. 그로 인하여, 도 5의 하측에 도시된 바와 같이, 광원 모듈(110)의 기판(112)은 반사 시트(120)의 후방에 위치하지만, 광원 모듈(110)의 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 전방에 위치할 수 있다.
그에 의하여, 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 전방에서 광을 방출할 수 있다.
반사 시트(120)에는 서포터(300)에 대응하는 위치에 복수의 서포터 홀(120b)이 형성될 수 있다. 서포터(300)는 서포터 홀(120b)을 통과하여, 확산판(130) 및/또는 광학 시트(140)를 지지하도록 돌출될 수 있다. 서포터(300)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)과, 광학 시트(140) 등 다양한 물체를 통과할 수 있다. 광이 확산판(130)과, 광학 시트(140)를 통과할 때, 입사된 광 중 일부는 확산판(130)과, 광학 시트(140)의 표면에서 반사될 수 있다. 반사 시트(120)는 확산판(130)과, 광학 시트(140)에 의하여 반사된 광을 반사시킬 수 있다.
확산판(130)은 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) 후면의 곳곳에 위치할 수 있다. 비록, 복수의 광원(111)이 광원 장치(100)의 후면에 등 간격으로 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), 제1프리즘 시트(142), 제2프리즘 시트(143), 반사형 편광 시트(144) 등을 포함할 수 있다.
확산 시트(141)는 휘도의 균일성을 위하여 광을 확산시킬 수 있다. 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 제2프리즘 시트(142, 143)는 확산 시트(141)에 의하여 확산된 광을 집광시킴으로써 휘도를 증가시킬 수 있다. 제1 및 제2프리즘 시트(142, 143)는 삼각 프리즘 형상의 프리즘 패턴을 포함하고, 이 프리즘 패턴은 복수 개가 인접 배열되어 복수 개의 띠 모양을 이룰 수 있다.
반사형 편광 시트(144)는 편광 필름의 일종으로 휘도 향상을 위하여 입사된 광 중 일부를 투과시키고, 다른 일부를 반사할 수 있다. 예를 들어, 반사형 편광 시트(144)의 미리 정해진 편광 방향과 동일한 방향의 편광을 투과시키고, 반사형 편광 시트(144)의 편광 방향과 다른 방향의 편광을 반사할 수 있다. 또한, 반사형 편광 시트(144)에 의하여 반사된 광은 광원 장치(100) 내부에서 재활용되며, 이러한 광 재활용(light recycle)에 의하여 디스플레이 장치(10)의 휘도가 향상될 수 있다.
광학 시트(140)는 도 4에 도시된 시트 또는 필름에 한정되지 않으며, 보호 시트 등 더욱 다양한 시트 또는 필름을 포함할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 서포터를 도시한 도면이다. 도 7은 도 6에 도시된 서포터를 다른 방향에서 도시한 도면이다. 도 8은 도 4에 도시된 광원과, 기판에 실장되는 서포터를 확대하여 도시한 도면이다. 도 9는 도 8에 도시된 서포터가 기판에 실장된 모습을 도시한 도면이다. 도 10은 기판 상면에 실장된 서포터의 바디가 광학 부재를 지지하고, 메탈부가 금속 기구물에 접촉된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 11은 도 8의 광원을 분해하여 도시한 도면이다. 도 12는 도 8에 표시된 A-A'선에 따른 단면을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 서포터(300)는 기판(112)의 상면에 실장되는 바디(310)를 포함할 수 있다. 서포터(300)는 기판(112) 상면의 회로 패턴(113)과 전기적으로 연결되는 회로 패턴부(320)를 포함할 수 있다. 서포터(300)는 회로 패턴부(320)와 기판(112)의 후방을 커버하는 금속 기구물인 바텀 샤시(15, 도 2 참조)를 전기적으로 연결하는 메탈부(330)를 포함할 수 있다.
바디(310)는 기판(112)의 상면에 실장될 수 있다. 바디(310)는 기판(112) 상면에서 기판(112)에 형성된 관통홀(114)의 상부에 실장될 수 있다. 관통홀(114)은 복수개로 마련되는 서포터(300)의 개수와 대응되도록 기판(112)에 마련될 수 있다. 기판(112)의 상면에 실장된 바디(310)는 광학 부재(130, 140)를 지지할 수 있다. (도 4 참조)
바디(310)는 바닥면(311)이 원 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 바디(310)는 바닥면(311)으로부터 광학 부재(130, 140)를 향하는 방향인 상부 방향으로 갈수록 지름이 점차적으로 작아지는 원뿔 형상으로 형성될 수 있다. 도면 상에는 바닥면(311)이 원 형상인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 바디(310)의 바닥면(311)은 원 형상 이외에 다양한 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
회로 패턴부(320)는 바디(310)에 마련될 수 있다. 회로 패턴부(320)는 바디(310)의 하단부에 마련될 수 있다. 회로 패턴부(320)는 바디(310)의 하단부에 바디(310)를 관통하도록 기판(112)과 수평하게 마련될 수 있다. 회로 패턴부(320)는 기판(112) 상면의 회로 패턴(113)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 회로 패턴부(320)가 반드시 바디(310)를 관통하도록 마련될 필요는 없다. 예를 들면, 회로 패턴부(320)는 바디(310)를 관통하지 않고, 기판(112) 상면의 회로 패턴(113)과 메탈부(330)를 연결시키도록 마련될 수 있다. 즉, 메탈부(330)가 바디(310) 바닥면(311)의 중앙 부분에 마련된다면, 회로 패턴부(320)는 회로 패턴(113)과 메탈부(330)를 연결시키도록 바디(310)의 중앙 부분까지만 마련될 수 있다.
메탈부(330)는 바디(310)의 하부에서 금속 기구물인 바텀 샤시(15)를 향하는 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 메탈부(330)는 바디(310) 바닥면(311)의 중앙 부분에 형성될 수 있다. 바디(310)의 중앙 부분에 마련되는 메탈부(330)는 상부면이 원 형상으로 형성될 수 있다. 메탈부(330)의 상부면은 회로 패턴부(320)와 접촉되는 면일 수 있다. 메탈부(330)는 원 형상인 상부면으로부터 금속 기구물인 바텀 샤시(15)를 향하는 방향으로 지름이 점차적으로 작아지는 원뿔 형상으로 형성될 수 있다.
메탈부(330)는 바디(310)가 기판(112)의 상면에서 관통홀(114) 상부에 실장되었을 때, 관통홀(114)을 관통하여 금속 기구물인 바텀 샤시(15)와 접촉될 수 있다. 즉, 메탈부(330)는 관통홀(114)을 관통하여 금속 기구물인 바텀 샤시(15)와 접지됨으로써, 바텀 샤시(15)와 전기적으로 연결될 수 있다. 서포터(300)는 메탈부(330)가 금속 기구물인 바텀 샤시(15)와 접촉되도록 관통홀(114)에 삽입된 상태에서 솔더링에 의해 기판(112) 상면에 실장될 수 있다.
서포터(300)는 기판(112) 상면의 회로 패턴(113)과 기판(112) 하부의 금속 기구물인 바텀 샤시(15)가 전기적으로 연결되도록 하여 기판(112) 상면에 인쇄되는 회로 패턴(113)의 복잡도를 개선할 수 있다. 즉, 서포터(300)로 인해 기판(112)의 회로 설계가 단순해질 수 있다.
또한, 서포터(300)에 의해 기판(112) 상면의 회로 패턴(113)과 기판(112) 하부의 금속 기구물인 바텀 샤시(15)가 전기적으로 연결되기 때문에, 기판(112)에 형성되는 비아(Via) 홀이나 점퍼(Jumper) 등으로 연결된 회로 패턴(113)을 줄임으로써, 기판(112)을 제작하는 공정이나 사용 부품수를 줄일 수 있다.
또한, 서포터(300)에 의해 기판(112) 상면의 회로 패턴(113)과 기판(112) 하부의 금속 기구물인 바텀 샤시(15)가 전기적으로 연결되기 때문에, 기판(112) 상면의 회로 패턴(113)과 기판(112) 하부의 금속 기구물인 바텀 샤시(15)를 전기적으로 연결하는 연결 길이가 짧아져 안정성이 향상될 수 있다.
또한, 서포터(300)에 의해 기판(112) 상면의 회로 패턴(113)과 기판(112) 하부의 금속 기구물인 바텀 샤시(15)가 직접 연결되기 때문에, 정전기 방전이 방지되고, 회로 소자가 보호될 수 있다.
관통홀(114)은 메탈부(330)가 관통되어 금속 기구물인 바텀 샤시(15)와 접촉될 수 있도록 기판(112)에 형성될 수 있다. 관통홀(114)은 복수개로 마련되는 서포터(300)와 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 관통홀(114)은 서포터(300)가 관통홀(114)의 상부에 실장될 수 있도록 바디(310)의 바닥면(311)의 면적보다 작은 크기를 가질 수 있다. 즉, 관통홀(114)은 서포터(300)가 기판(112)의 상면에 실장될 때, 바디(310)가 관통홀(114)로 삽입되지 않는 크기를 갖도록 형성될 수 있다.
관통홀(114)은 메탈부(330)가 관통될 수 있도록 메탈부(330) 보다는 큰 크기를 갖는 원 형상으로 형성될 수 있다. 도면 상에는 관통홀(114)이 원 형상으로 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 메탈부(330)가 관통되어 금속 기구물인 바텀 샤시(15)와 접촉될 수만 있으면, 관통홀(114)은 다양한 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 광원 모듈(110)은 복수의 광원(111)을 포함할 수 있다. 복수의 광원(111)은 반사 시트(120)의 후방에서 광원 관통홀(120a)을 통과하여 반사 시트(120)의 전방으로 돌출될 수 있다. 그에 의하여 광원(111)과 기판(112)의 일부가 광원 관통홀(120a)을 통하여 반사 시트(120)의 전방을 향하여 노출될 수 있다.
광원(111)은 반사 시트(120)의 광원 관통홀(120a)에 의하여 정의되는 영역에 위치하는 전기적/기계적 구조물을 포함할 수 있다.
복수의 광원(111) 각각은 발광 다이오드(210)와, 광학 돔(220)과, 반사층(260)을 포함할 수 있다.
발광 다이오드(210)는 정공(hole)과 전자(electron)의 재결합에 의하여 광을 방출하기 위한 P타입 반도체와 N타입 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 발광 다이오드(210)에는, P타입 반도체와 N타입 반도체에 각각 전공과 전자를 공급하기 위한 한 쌍의 전극(210a)이 마련될 수 있다.
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 청색광을 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 마련될 수 있다.
기판(112)은 비전도성의 절연층(insulation layer) (251)과 전도성의 전도층(conduction layer) (252)이 교대로 적층되어 형성될 수 있다.
전도층(252)에는 전력 및/또는 전기적 신호가 통과하는 선로 또는 패턴이 형성될 수 있다. 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)의 최외각에는, 기판(112)의 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 포토 솔더 레지스터(Photo Solder Resist, PSR)를 포함할 수 있다.
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 윈도우가 형성될 수 있다. 보호층(253)의 윈도우에 의하여 외부로 노출된 급전 선로(230)의 일부는 급전 패드(240)를 형성할 수 있다.
급전 패드(240)에는, 외부로 노출된 급전 선로(230)과 발광 다이오드(210)의 전극(210a) 사이의 전기적 접촉을 위한 전도성 접착 물질(240a)이 도포될 수 있다. 전도성 접착 물질(240a)은 보호층(253)의 윈도우 내에 도포될 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 예를 들어 구(sphere)를 그 중심을 포함하지 않는 면으로 절단한 돔 형상을 가지거나 또는 구를 그 중심을 포함하는 면으로 절단한 반구 형상을 가질 수 있다. 광학 돔(220)의 수직 단면은 예를 들어 활꼴이거나 또는 반원 형상일 수 있다.
광학 돔(220)은 실리콘 또는 에폭시 수지로 구성될 수 있다. 예를 들어, 용융된 실리콘 또는 에폭시 수지는 노즐 등을 통하여 발광 다이오드(210) 상에 토출되고 이후 토출된 실리콘 또는 에폭시 수지가 경화됨으로써, 광학 돔(220)이 형성될 수 있다.
따라서, 광학 돔(220)은 액상의 실리콘 또는 에폭시 수지의 점도에 따라 그 형상이 다양하게 달라질 수 있다. 예를 들어, 요변 지수(Thixotropic Index)가 대략 2.7 내지 3.3 (바람직하게는 3.0)인 실리콘을 이용하여 광학 돔(220)을 제작하면, 돔의 밑면의 직경에 대한 돔의 높이의 비율(돔의 높이/밑면의 직경)을 나타내는 돔 레이시오(dome ratio)가 대략 0.25 내지 0.31 (바람직하게는 0.28)인 광학 돔(220)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 요변 지수가 대략 2.7 내지 3.3 (바람직하게는 3.0)인 실리콘에 의하여 제작된 광학 돔(220)은 그 밑면의 직경이 대략 2.5mm 이고 그 높이가 대략 0.7mm일 수 있다.
광학 돔(220)은 광학적으로 투명하거나 또는 반투명할 수 있다. 발광 다이오드(210)로부터 방출된 광은 광학 돔(220)을 통과하여 외부로 방출될 수 있다.
이때, 돔 형상의 광학 돔(220)은 렌즈와 같이 광을 굴절시킬 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(210)로부터 방출된 광은, 광학 돔(220)에 의하여 굴절됨으로써, 분산될 수 있다.
이처럼, 광학 돔(220)은 발광 다이오드(210)를 외부의 기계적 작용 및/또는 화학적 작용 또는 전기적 작용으로부터 보호할 뿐만 아니라, 발광 다이오드(210)로부터 방출된 광을 분산시킬 수 있다.
반사층(260)은 발광 다이오드(210)의 전방에 위치할 수 있다. 반사층(260)은 발광 다이오드(210)의 전면에 배치될 수 있다. 반사층(260)은 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 절연막들이 교대로 적층된 다층 반사구조일 수 있다. 예를 들어, 이러한 다층 반사구조는 제1 굴절률을 갖는 제1 절연막과 제2 굴절률을 갖는 제2 절연막이 교대로 적층된 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed　Bragg　Reflector)일 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 각뿔 형상으로 형성된 바디를 포함하는 서포터를 도시한 도면이다. 도 14는 도 13에 도시된 서포터를 다른 방향에서 도시한 도면이다.
도13 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 바디(315)는 바닥면(316)이 사각형 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 바디(315)는 바닥면(316)으로부터 광학 부재(130, 140, 도 10 참조)를 향하는 방향인 상부 방향으로 갈수록 점차적으로 좁아지는 각뿔 형상으로 형성될 수 있다. 도면 상에는 바닥면(316)이 사각형 형상인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 바디(315)의 바닥면(316)은 사각형 형상 이외에 삼각형이나 오각형 등의 다각형 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 각뿔 형상으로 형성된 메탈부를 포함하는 서포터를 도시한 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 메탈부(340)는 바디(310)의 하부에서 금속 기구물인 바텀 샤시(15)를 향하는 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 메탈부(340)는 바디(310) 바닥면(311)의 중앙 부분에 형성될 수 있다. 바디(310)의 중앙 부분에 마련되는 메탈부(340)는 상부면이 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 메탈부(340)의 상부면은 회로 패턴부(320)와 접촉되는 면일 수 있다. 메탈부(340)는 사각형 형상인 상부면으로부터 금속 기구물인 바텀 샤시(15)를 향하는 방향으로 점차적으로 좁아지는 각뿔 형상으로 형성될 수 있다. 메탈부(340)가 각뿔 형상으로 형성되는 것을 제외한 나머지 구성들은 도 7 및 도 10에 도시된 서포터(300)의 구성과 동일할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 기판에 형성되는 관통홀이 사각형 형상으로 형성된 모습을 도시한 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 기판(112)에 형성되는 관통홀(115)은 서포터(300)가 관통홀(115)의 상부에 실장될 수 있도록 바디(310)의 바닥면(311)의 면적보다 작은 크기를 가질 수 있다. 즉, 관통홀(115)은 서포터(300)가 기판(112)의 상면에 실장될 때, 바디(310)가 관통홀(115)로 삽입되지 않는 크기를 갖도록 형성될 수 있다.
관통홀(115)은 메탈부(330)가 관통될 수 있도록 메탈부(330) 보다는 큰 크기를 갖는 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 도면 상에는 관통홀(115)이 사각형 형상으로 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 메탈부(330)가 관통되어 금속 기구물인 바텀 샤시(15)와 접촉될 수만 있으면, 관통홀(115)은 삼각형이나 오각형 등의 다각형 형상을 갖도록 형성될 수 있다. (도 10 참조)
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 디스플레이 장치를 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 이는 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 개시된 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 광학 부재;
    상기 광학 부재의 배면에 마련되는 기판으로서, 상기 기판의 전면에 관통홀 및 회로 패턴을 포함하는 기판;
    상기 기판의 배면에 마련되는 금속 기구물; 및
    상기 기판의 전면에 마련되는 서포터;를 포함하고,
    상기 서포터는,
    상기 광학 부재를 지지하고, 상기 기판의 전면에 마련되며 상기 관통홀에 정렬되는 바디;
    상기 바디에 마련되고, 상기 기판의 전면에서 상기 회로 패턴과 전기적으로 연결되는 회로 패턴부; 및
    상기 바디의 저면에서 상기 관통홀 내부로 상기 금속 기구물을 향하는 방향으로 연장되고, 상기 회로 패턴부와 상기 금속 기구물을 전기적으로 연결되는 메탈부;
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서포터는 솔더링에 의해 상기 기판 전면에 실장되어 상기 금속 기구물과 접촉되는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서포터를 포함하는 복수개의 서포터를 더 포함하고,
    상기 기판은 상기 관통홀을 포함하는 복수개의 관통홀을 더 포함하고,
    상기 복수개의 서포터의 각각의 서포터는 상기 복수개의 관통홀의 각각의 관통홀과 대응되는 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 상기 광학부재를 향하여 테이퍼지는 원뿔 형상으로 형성되는 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 상기 광학부재를 향하여 테이퍼지는 각뿔 형상으로 형성되는 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 패턴부는 상기 바디를 관통하고 상기 기판과 수평하게 연장되는 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈부는 상기 바디의 바닥면 중앙 부분에 마련되고, 상기 금속 기구물을 향하여 테이퍼지는 원뿔 형상으로 형성되는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈부는 상기 바디의 바닥면 중앙 부분에 마련되고, 상기 금속 기구물을 향하여 테이퍼지는 각뿔 형상으로 형성되는 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 기구물은 상기 기판의 후면을 커버하는 바텀 샤시인 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통홀은 원 형상을 갖고, 상기 관통홀의 직경은 상기 바디의 바닥면의 폭보다 작고, 상기 메탈부의 최대폭보다는 큰 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통홀은 다각형 형상을 갖고, 상기 관통홀의 최대폭은 상기 바디의 바닥면의 폭보다 작고, 상기 메탈부의 최대폭보다는 큰 디스플레이 장치.
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