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KR20130020304A - 백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20130020304A
KR20130020304A KR1020110082857A KR20110082857A KR20130020304A KR 20130020304 A KR20130020304 A KR 20130020304A KR 1020110082857 A KR1020110082857 A KR 1020110082857A KR 20110082857 A KR20110082857 A KR 20110082857A KR 20130020304 A KR20130020304 A KR 20130020304A
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KR
South Korea
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light source
source module
curved surface
optical member
light
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이범연
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것으로, 리플렉터(reflector)와, 리플렉터로부터 일정 간격으로 공간을 두고 배치되는 광학부재(optical member)와, 리플렉터와 광학부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 광원 모듈을 포함하고, 광학부재는 적어도 하나의 곡률을 갖는 곡면을 포함하고, 광원 모듈에 인접한 영역보다 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 큰 광 투과율을 가질 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치{backlight unit and display apparatus using the same}
실시예는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 대표적인 대형 디스플레이 장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등이 있다.
자발광 방식의 PDP와는 다르게 LCD는 자체적인 발광소자의 부재로 인해 별도의 백라이트 유닛이 필수적이다.
LCD에 사용되는 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 엣지(edge) 방식의 백라이트 유닛과 직하 방식의 백라이트 유닛으로 구분되는데, 엣지 방식은 LCD 패널의 좌우 측면 또는 상하 측면에 광원을 배치하고 도광판을 이용하여 빛을 전면에 고르게 분산시키므로 빛의 균일성이 좋고 패널 두께의 초박형화가 가능하다.
직하 방식은 보통 20인치 이상의 디스플레이에 사용되는 기술로써, 패널 하부에 광원을 복수 개로 배치하므로 엣지 방식에 비해 광효율이 우수한 장점이 있어 고휘도를 요구하는 대형 디스플레이에 주로 사용된다.
기존 엣지 방식이나 직하 방식의 백라이트 유닛의 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 이용하였다.
그러나, CCFL을 이용한 백라이트 유닛은 항상 CCFL에 전원이 인가되므로 상당량의 전력이 소모되며, CRT에 비해 약 70% 수준의 색 재현율, 수은이 첨가됨에 따른 환경 오염 문제들이 단점으로 지적되고 있다.
상기 문제점을 해소하기 위한 대체품으로 현재 LED(Light Emitting diode)를 이용한 백라이트 유닛에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
LED를 백라이트 유닛으로 사용하는 경우, LED 어레이의 부분적인 온/오프가 가능하여 소모전력을 획기적으로 줄일 수 있으며, RGB LED의 경우, NTSC (National Television System Committee) 색 재현 범위 사양의 100%를 상회하여 보다 생생한 화질을 소비자에게 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 백라이트 유닛을 보여주는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 도광판(light guide plate)(2), 리플렉터(reflector)(3), 광학부재(optical member)(4), 광원 모듈(light source module)(5)을 포함할 수 있다.
그리고, 백라이트 유닛은 탑 섀시(top chassis)(6), 바텀 섀시(bottom chassis)(7) 및 패널 가이드 모듈(panel guide module)(8)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 패널 가이드 모듈(8)은 디스플레이 패널(9)을 지지할 수 있고, 탑 섀시(6)는 패널 가이드 모듈(8) 및 바텀 섀시(7)에 연결될 수 있다.
이어, 도광판(2)은 하부면에 리플렉터(3)가 배치되고, 상부면에 광학부재(4)가 배치될 수 있다.
다음, 광원 모듈(5)은 기판(5b)과 기판(5b) 위에 배열된 광원(5a)을 포함하는데, 광원 모듈(5)은 도광판(2)의 양측에 배치될 수 있다.
이러한 구조를 갖는 백라이트 유닛은, 도광판(2)을 이용하여 광을 균일하게 확산시킬 수 있지만, 도광판(2)으로 인하여, 전체적인 백라이트 유닛의 무게가 무거워질 뿐만 아니라, 가격 상승의 원인이 되고 있다.
따라서, 향후, 도광판(2)이 없어도 광을 균일하게 확산시킬 수 있는 백라이트 유닛의 개발이 필요할 것이다.
실시예는 도광판 없이 곡면을 갖는 광학부재를 이용하여, 에어 가이드(air guide)를 갖는 백라이트 유닛 및 그를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
실시예는 리플렉터(reflector)와, 리플렉터로부터 일정 간격으로 공간을 두고 배치되는 광학부재(optical member)와, 리플렉터와 광학부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 광원 모듈을 포함하고, 광학부재는 적어도 하나의 곡률을 갖는 곡면을 포함하고, 광원 모듈에 인접한 영역보다 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 큰 광 투과율을 가질 수 있다.
여기서, 광학부재는 하나의 곡률을 갖는 곡면으로 이루어지고, 곡면의 중앙부는 광원 모듈과 마주할 수 있다.
그리고, 광학부재는 하나의 변곡점을 중심으로, 양측에 제 1 곡률을 갖는 제 1 곡면과 제 2 곡률을 갖는 제 2 곡면을 포함하고, 변곡점은 광원 모듈과 마주할 수 있다.
이때, 변곡점이 위치하는 영역은 광원 모듈 방향으로 돌출될 수도 있고, 제 1 곡면의 제 1 곡률과 제 2 곡면의 제 2 곡률은 서로 다를 수도 있다.
다음, 광학부재는 제 1, 제 2, 제 3 변곡점을 갖는 곡면이고, 제 1 변곡점은 제 2, 제 3 변곡점 사이에 위치하여 광원 모듈과 마주할 수 있다.
여기서, 제 1, 제 2, 제 3 변곡점을 갖는 곡면은 제 1 곡률을 갖는 제 1 곡면, 제 2 곡률을 갖는 제 2 곡면, 제 3 곡률을 갖는 제 3 곡면, 및 제 4 곡률을 갖는 제 4 곡면을 포함하고, 제 1 곡면과 제 2 곡면 사이에는 제 2 변곡점이 위치하고, 제 3 곡면과 제 4 곡면 사이에는 제 3 변곡점이 위치하며, 제 2 곡면과 제 3 곡면 사이에는 제 1 변곡점이 위치할 수 있다.
이때, 제 2 곡면의 제 2 곡률은 제 1 곡면의 제 1 곡률보다 더 크고, 제 3 곡면의 제 3 곡률은 제 4 곡면의 제 4 곡률보다 더 클 수 있고, 제 1 변곡점이 위치하는 영역은 광원 모듈 방향으로 돌출될 수도 있다.
이어, 광학부재는 광원 모듈로부터 생성되는 광의 일부를 투과 및 반사하는 반투과막일 수도 있다.
그리고, 광학부재는 광원 모듈에 인접한 영역보다 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 높은 연신률을 갖는 편광판일 수 있다.
또한, 광학부재는, 광원 모듈에 인접한 영역보다 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 높은 연신률을 가지고, 연신방향이 제 1 방향인 제 1 편광판과, 광원 모듈에 인접한 영역보다 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 높은 연신률을 가지고, 연신방향이 제 2 방향인 제 2 편광판을 포함하며, 제 1, 제 2 편광판은 서로 중첩될 수 있다.
여기서, 제 1 편광판과 제 2 편광판은 서로 접촉되어 적층될 수도 있고, 제 1 편광판과 제 2 편광판은 일정 간격 떨어져 배치될 수도 있다.
다음, 광학부재는, 중앙부와 상기 중앙부 양측에 각각 위치하는 제 1, 제 2 주변부를 포함하고, 중앙부는 제 1 연신률을 가지고, 제 1, 제 2 주변부는 제 2 연신률을 가지며, 제 2 연신률은 제 1 연신률보다 더 높을 수도 있다.
이어, 광학부재는 차광 패턴을 포함하고, 차광 패턴의 밀도는 광원 모듈에 인접한 영역보다 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 낮을 수 있다.
그리고, 차광 패턴은, 입사하는 광을 정반사하는 정반사층과, 정반사층 위에 형성되고, 입사하는 광을 난반사하는 난반사층을 포함하며, 정반사층은 난반사층보다 광원 모듈에 더 인접할 수 있다.
또한, 광학부재의 두께는 광원 모듈에 인접한 영역보다 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 얇을 수 있다.
다음, 광학부재는 복수층으로 구성되고, 복수층 중, 서로 인접하는 제 1 층과 제 2 층은 서로 다른 두께를 가지며, 제 2 층은 제 1 층의 가장자리 영역이 노출되도록, 제 1 층 위에 형성될 수 있다.
이어, 광학부재는 다수의 미세홀을 포함하고, 미세홀의 밀도는 광원 모듈에 인접한 영역보다 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 높을 수 있다.
그리고, 광원 모듈은, 상부면, 좌측면, 우측면 위에 각각 적어도 하나의 광원이 배치되고, 복수의 방향으로 광을 출사할 수 있다.
실시예들은 도광판을 사용하지 않고, 곡면을 갖는 에어 가이드용 광학부재를 형성함으로써, 무게가 가볍고, 제작단가가 저렴하며, 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
따라서, 백라이트 유닛의 경제성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 1은 일반적인 백라이트 유닛을 보여주는 단면도
도 2는 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 단면도
도 3은 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 단면도
도 4는 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 단면도
도 5a 및 도 5b는 제 1 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면
도 6a 내지 도 6c는 제 2 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면
도 7은 제 3 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면
도 8a 내지 도 8c는 제 4 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면
도 9는 제 5 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면
도 10은 제 6 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면
도 11은 제 7 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면
도 12a 내지 도 12c는 제 8 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면
도 13는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 모듈을 보여주는 도면
도 14 및 도 15는 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면
이하 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛은 광원 모듈(100), 리플렉터(reflector)(200) 및 광학부재(optical member)(300)를 포함할 수 있다.
여기서, 광원 모듈(100)은 적어도 하나가 리플렉터(200)와 광학부재(300) 사이에 배치될 수 있다.
광원 모듈(100)은 상부면, 좌측면, 우측면 위에 각각 적어도 하나의 광원(110)이 배치되어 복수의 방향으로 광을 출사할 수 있다.
즉, 광원 모듈(100)은 상부면, 하부면, 좌측면, 및 우측면을 갖는 기판(120)과, 기판(120)의 상부면, 좌측면, 우측면 위에 각각 배치되는 적어도 하나의 광원(110)을 포함할 수 있다.
경우에 따라, 광원 모듈(100)은 상부면, 좌측면, 우측면 중 적어도 어느 한 면 위에 광원(110)이 배치될 수도 있다.
여기서, 광원 모듈(100)의 광원은 상면 발광형(top view type) 발광 다이오드일 수 있다.
경우에 따라서, 광원은 측면 발광형(side view type) 발광 다이오드일 수도 있다.
그리고, 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 유리, 폴리카보네이트(PC), 실리콘(Si)으로부터 선택된 어느 한 물질로 이루어진 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수도 있고, 필름 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 기판은 단층 PCB, 다층 PCB, 세라믹 기판, 메탈 코아 PCB 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
여기서, 기판은 반사 코팅 필름 및 반사 코팅 물질층 중 어느 하나가 형성될 수도 있고, 광원에서 생성된 광을 제 2 리플렉터(300)의 중앙영역으로 반사시킬 수 있다.
이어, 광원은 발광 다이오드 칩(LED chip)일 수 있으며, 발광 다이오드 칩은 블루 LED 칩 또는 자외선 LED 칩으로 구성되거나 또는 레드 LED 칩, 그린 LED 칩, 블루 LED 칩, 엘로우 그린(Yellow green) LED 칩, 화이트 LED 칩 중에서 적어도 하나 또는 그 이상을 조합한 패키지 형태로 구성될 수도 있다.
그리고, 화이트 LED는 블루 LED 상에 옐로우 인광(Yellow phosphor)을 결합하거나, 블루 LED 상에 레드 인광(Red phosphor)과 그린 인광(Green phosphor)를 동시에 사용하여 구현할 수 있고, 블루 LED 상에 옐로우 인광(Yellow phosphor), 레드 인광(Red phosphor) 및 그린 인광(Green phosphor)를 동시에 사용하여 구현할 수도 있다.
또한, 기판(120)의 상부면, 좌/우측면에 배치되는 광원(110)들은 모두 동일한 광출력 세기를 가질 수도 있지만, 경우에 따라서는 서로 다른 광출력 세기를 가질 수도 있다.
예를 들면, 기판(120)의 상부면에 배치되는 광원(110)이 기판(120)의 좌/우측면에 배치되는 광원(110)보다 광출력의 세기가 더 작을 수 있다.
그 이유는 기판(120)의 상부면에 배치되는 광원(110)이 광학부재(300)에 인접하여 배치되므로, 핫 스팟(hot spot) 현상이 발생할 수도 있기 때문이다.
그리고, 기판(120)의 상부면에 배치되는 광원(110)은 제 1 컬러의 광을 생성하고, 기판(120)의 좌측면에 배치되는 광원(110)은 제 2 컬러의 광을 생성하며, 기판(120)의 우측면에 배치되는 광원(110)은 제 3 컬러의 광을 생성할 수도 있다.
경우에 따라서는, 기판(120)에 배치되는 광원(110)의 컬러가 모두 동일할 수도 있다.
또한, 기판(120)의 상부면, 좌/우측면에 배치되는 광원(110)들은 모두 동일한 개수의 광원(110)들이 배치될 수도 있지만, 경우에 따라서는 서로 다른 개수의 광원(110)들이 배치될 수도 있다.
예를 들면, 기판(120)의 상부면에 배치되는 광원(110)의 개수가 기판(120)의 좌/우측면에 배치되는 광원(110)의 개수보다 더 적을 수 있다.
그 이유는 기판(120)의 상부면에 배치되는 광원(110)이 광학부재(300)에 인접하여 배치되므로, 핫 스팟(hot spot) 현상이 발생할 수도 있기 때문이다.
그리고, 광원 모듈(100)은 그의 하부면이 리플렉터(200)에 접촉되도록 배치될 수도 있고, 경우에 따라 리플렉터(200)로부터 일정 간격 떨어져 배치될 수도 있다.
이어, 리플렉터(200)는 광원 모듈(100)의 하부에 경사면 없이 평면 형상으로 배치될 수 있다.
경우에 따라, 리플렉터(200)는 광원 모듈(100)의 좌측방향과 우측방향 중 적어도 어느 한 방향으로 경사면을 가질 수도 있다.
그리고, 리플렉터(200)에서, 광원 모듈(100)에 인접한 중앙 영역은 광을 정반사하는 정반사 시트가 형성될 수 있고, 광원 모듈(100)로부터 먼 가장자리 영역은 광을 난반사하는 난반사 시트가 형성될 수도 있다.
여기서, 광원 모듈(100)에 인접한 중앙 영역에 정반사 시트를 형성하는 이유는 휘도가 약한 리플렉터(200)의 가장자리 영역으로 광을 많이 반사시킴으로써, 균일한 휘도를 제공할 수 있기 때문이다.
또한, 광원 모듈(100)로부터 떨어진 가장자리 영역에 난반사 시트를 형성하는 이유는 휘도가 약한 리플렉터(200)의 가장자리 영역에서 광을 난반사시킴으로써, 휘도를 보상할 수 있기 때문이다.
그리고, 리플렉터(200)는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 이산화 티타늄(TiO2) 등과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성될 수 있는데, 리플렉터(200)는 광원 모듈(100)에 인접한 중앙 영역과 광원 모듈(100)로부터 떨어진 가장자리 영역에 형성되는 물질이 서로 다를 수도 있고, 광원 모듈(100)에 인접한 중앙 영역과 광원 모듈(100)로부터 떨어진 가장자리 영역의 표면 거칠기가 서로 다를 수도 있다.
즉, 리플렉터(200)는 광원 모듈(100)에 인접한 중앙 영역과 광원 모듈(100)로부터 떨어진 가장자리 영역이 동일한 물질로 형성됨과 동시에, 표면 거칠기가 서로 다를 수 있다.
또는, 리플렉터(200)는 광원 모듈(100)에 인접한 중앙 영역과 광원 모듈(100)로부터 떨어진 가장자리 영역이 서로 다른 물질로 형성됨과 동시에, 표면 거칠기가 서로 다를 수 있다.
이어, 광학부재(300)는 리플렉터(200)로부터 일정 간격으로 공간을 두고 배치되는데, 광학부재(300)와 리플렉터(200) 사이의 공간에는 에어 가이드(air guide)가 형성될 수 있다.
여기서, 광학부재(300)는 적어도 하나의 곡률 R을 갖는 곡면을 포함하고, 광원 모듈(100)에 인접한 영역보다 광원 모듈(100)로부터 먼 영역이 더 큰 광 투과율을 가질 수 있다.
즉, 광학부재(300)의 광 투과율은 광원 모듈(100)에 인접한 중앙영역으로부터 광원 모듈(100)로부터 먼 가장자리 영역으로 갈수록 점차적으로 증가할 수 있다.
도 2와 같이, 광학부재(300)는 하나의 곡률 R을 갖는 곡면으로 이루어질 수 있고, 곡면의 중앙영역은 광원 모듈(100)과 마주할 수 있다.
여기서, 광학부재(300)는 광의 휘도를 균일하게 하는 역할을 수행하는 것으로, 광원에 인접한 영역과 광원으로부터 먼 영역의 연신율이 다른 편광판이나 광원에 인접한 영역과 광원으로부터 먼 영역의 차광 패턴이 다른 차광막 등을 사용할 수도 있으며, 형광물질로 이루어진 형광시트를 포함할 수도 있다.
이외에도, 광학부재(300)는 수직 입사 가시광의 약 30 - 90% 정도를 반사하고, 나머지 광을 흡수할 수 있는 반반사 필름일 수도 있는데, 예를 들면, 얇은 금속 미러, 얇은 금속이 코팅된 필름, 얇은 금속이 도포된 기판, 여러층의 간섭 미러들이 적층된 다층 중합체 미러 필름 등일 수 있다.
이어, 광학부재(300)는 편광 상태에 대응하는 광만 투과하는 반사 편광기, 반사 입자들이 분산된 투명 접착 필름 등일 수 있으며, 미세한 구멍 또는 개구의 패턴을 구비한 반사 필름일 수 있으며, 선형 프리즘, 피라미드형 프리즘, 원뿔형 프리즘, 타원형 프리즘 등과 같은 미세 구조물이 배치된 필름일 수도 있다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는 하나의 변곡점 P1을 중심으로, 양측에 제 1 곡률 R1을 갖는 제 1 곡면과 제 2 곡률 R2을 갖는 제 2 곡면을 포함할 수 있다.
여기서, 변곡점 P1은 광원 모듈(100)과 마주할 수 있다.
경우에 따라서, 변곡점 P1이 위치하는 영역은 광원 모듈(100) 방향으로 돌출될 수도 있다.
이와 같이, 변곡점 P1이 위치하는 영역을 광원 모듈(100) 방향으로 돌출시킬 경우, 광원 모듈(100)에 인접하는 영역의 핫 스팟을 줄일 수 있는 효과가 있다.
그리고, 제 1 곡면의 제 1 곡률 R1과 제 2 곡면의 제 2 곡률 R2은 서로 동일할 수도 있지만, 경우에 따라서는 서로 다를 수도 있다.
도 4는 제 3 실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는 제 1 변곡점 P1, 제 2 변곡점 P2, 제 3 변곡점 P3을 갖는 곡면일 수 있다.
여기서, 제 1 변곡점 P1은 제 2, 제 3 변곡점 P2, P3 사이에 위치하고, 광원 모듈(100)과 마주할 수 있다.
또한, 제 1, 제 2, 제 3 변곡점 P1, P2, P3을 갖는 곡면은 제 1 곡률 R1을 갖는 제 1 곡면, 제 2 곡률 R2을 갖는 제 2 곡면, 제 3 곡률 R3을 갖는 제 3 곡면, 및 제 4 곡률 R4을 갖는 제 4 곡면을 포함할 수 있다.
그리고, 제 1 곡면과 제 2 곡면 사이에는 제 2 변곡점 P2이 위치하고, 제 3 곡면과 제 4 곡면 사이에는 제 3 변곡점 P3이 위치하며, 제 2 곡면과 제 3 곡면 사이에는 제 1 변곡점 P1이 위치할 수도 있다.
이때, 제 2 곡면의 제 2 곡률 R2은 제 1 곡면의 제 1 곡률 R1보다 더 크고, 제 3 곡면의 제 3 곡률 R3은 제 4 곡면의 제 4 곡률 R4보다 더 클 수 있다.
그 이유는 광원 모듈(100)에 인접하는 영역에 집중되는 광을 주변 영역으로 분산시킴으로써, 핫 스팟을 줄일 수 있는 효과가 있다.
경우에 따라서, 변곡점 P1이 위치하는 영역은 광원 모듈(100) 방향으로 돌출될 수도 있다.
이와 같이, 변곡점 P1이 위치하는 영역을 광원 모듈(100) 방향으로 돌출시킬 경우, 광원 모듈(100)에 인접하는 영역의 핫 스팟을 줄일 수 있는 효과가 있다.
한편, 광학부재(300)는 도 2 내지 도 4와 같이, 다양한 형상으로 제작이 가능하며, 다양한 재질로도 제작이 가능할 수 있다.
즉, 광학부재(300)는 광원 모듈(100)에 인접한 영역보다 광원 모듈(100)로부터 먼 영역이 더 큰 광 투과율을 가질 수 있도록, 광원 모듈(100)로부터 생성되는 광의 일부를 투과 및 반사하는 반투과막일 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 제 1 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면으로서, 도 5a는 평면도이고, 도 5b는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는 소정의 연신률(310)을 갖는 편광판일 수 있다.
여기서, 광학부재(300)의 연신률(310)은 광원 모듈(100)에 인접한 영역보다 광원 모듈(100)로부터 먼 영역이 더 높을 수 있다.
즉, 광학부재(300)의 전체 면적 중, 광원 모듈(100)에 인접한 영역에서는 연신률(310)이 낮지만, 광원 모듈(100)로부터 먼 영역으로 갈수록, 연신률(310)이 점차적으로 높아지고 있다.
즉, 광학부재(300)의 연신률(310)은 광원 모듈(100)로부터 멀어질수록 점차적으로 증가하고 있다.
이와 같이, 광원 모듈(100)에서 멀어질수록 증가하는 연신률(310)을 갖는 광학부재(300)을 사용하는 이유는, 광원 모듈(100)에 인접한 영역의 광 투과율을 낮추고, 광원 모듈(100)로부터 먼 영역의 광 투과율을 높임으로써, 균일한 휘도를 제공할 수 있기 때문이다.
도 6a 내지 도 6c는 제 2 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면으로서, 도 6a는 광학부재의 사시도이고, 도 6b 및 도 6c는 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는 제 1 편광판(300a)와 제 2 편광판(300b)를 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 편광판(300a)은 광원 모듈(100)에 인접한 영역보다 광원 모듈(100)로부터 먼 영역이 더 높은 연신률(310a)을 가지고, 연신방향이 제 1 방향일 수 있다.
그리고, 제 2 편광판(300b)은 광원 모듈(100)에 인접한 영역보다 광원 모듈(100)로부터 먼 영역이 더 높은 연신률(310b)을 가지고, 연신방향이 제 2 방향일 수 있다.
이어, 제 1, 제 2 편광판(300a, 300b)은 서로 중첩될 수 있다.
여기서, 도 6b와 같이, 제 1 편광판(300a)과 제 2 편광판(300b)은 서로 접촉되어 적층될 수도 있다.
경우에 따라서, 도 6c와 같이, 제 1 편광판(300a)과 제 2 편광판(300b)은 일정 간격 d만큼 떨어져 배치될 수도 있다.
도 7은 제 3 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는 중앙부와 중앙부 양측에 각각 위치하는 제 1, 제 2 주변부를 포함할 수 있다.
여기서, 광학부재(300)는 다수의 연신률을 갖는 편광판으로서, 중앙부는 제 1 연신률(310a)을 가지고, 제 1, 제 2 주변부는 제 2 연신률(310b, 310c)을 가질 수 있다.
여기서, 제 2 연신률(310b, 310c)은 제 1 연신률(310a)보다 더 높을 수 있다.
이처럼, 중앙부의 연신률이 제 1, 제 2 주변부의 연신률보다 더 높은 이유는 광원 모듈(100)에 인접한 중앙영역의 광 투과율을 낮추고, 광원 모듈(100)로부터 먼 주변영역의 광 투과율을 높임으로써, 균일한 휘도를 제공할 수 있기 때문이다.
도 8a 내지 도 8c는 제 4 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는 차광 패턴(350)을 포함하고, 차광 패턴(350)의 밀도는 광원 모듈(100)에 인접한 영역보다 광원 모듈(100)로부터 먼 영역이 더 낮을 수 있다.
여기서, 광학부재(300)는, 광원 모듈(100)로부터 멀어질수록, 차광 패턴(350)의 폭 W은 감소하고, 서로 인접하는 차광 패턴(350)들 사이의 간격 D은 증가할 수 있다.
경우에 따라서, 도 8b에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는, 광원 모듈(100)로부터 멀어질수록, 차광 패턴(350)의 폭 W은 일정하고, 서로 인접하는 차광 패턴(350)들 사이의 간격 D은 증가할 수도 있다.
또한, 도 8c에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는, 광원 모듈(100)로부터 멀어질수록, 차광 패턴(350)의 폭 W은 감소하고, 서로 인접하는 차광 패턴(350)들 사이의 간격 D은 일정할 수 있다.
여기서, 차광 패턴(350)은 TiO2, CaCO3, ZnO중 적어도 어느 하나일 수 있다.
도 9는 제 5 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는 차광 패턴(350)을 포함하고, 차광 패턴(350)의 밀도는 광원 모듈(100)에 인접한 영역보다 광원 모듈(100)로부터 먼 영역이 더 낮을 수 있다.
여기서, 차광 패턴(350)은 정반사층(352)과 난반사층(354)을 포함할 수 있다.
즉, 정반사층(352)은 입사하는 광을 정반사하는 역할을 수행하고, 난반사층(354)은 정반사층(352) 위에 형성되며 입사하는 광을 난반사하는 역할을 수행할 수 있다.
이때, 정반사층(352)은 난반사층(354)보다 광원 모듈(100)에 더 가까이 인접하여 위치할 수 있다.
이와 같이, 정반사층(352)은 광원 모듈(100)에 가까이 인접하여, 광을 차단하여 핫 스팟을 방지하고, 난반사층(354)은 정반사층(352)의 상부에 위치하여, 광을 상부로 확산시켜 줌으로써, 전체적으로 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
도 10은 제 6 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)의 두께는 광원 모듈(100)에 인접한 영역보다 광원 모듈(100)로부터 먼 영역이 더 얇을 수 있다.
즉, 광원 모듈(100)에 인접한 영역의 두께 t1은 광원 모듈(100)로부터 먼 영역의 두께 t2보다 더 두꺼울 수 있다.
그 이유는, 광원 모듈(100)에 인접한 중앙영역의 광 투과율을 낮추고, 광원 모듈(100)로부터 먼 주변영역의 광 투과율을 높임으로써, 균일한 휘도를 제공할 수 있기 때문이다.
여기서, 광학부재(300)는 광원 모듈(100)에 인접하는 하부면(306)이 균일하고, 광원 모듈(300)로부터 먼 상부면(305)이 불균일할 수 있다.
하지만, 경우에 따라서, 광학부재(300)는 전체적으로 동일한 두께를 가질 수도 있고, 광원 모듈(100)에 인접하는 하부면(306) 및 광원 모듈(300)로부터 먼 상부면(305)이 모두 균일할 수 있다.
도 11은 제 7 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는 복수층으로 구성될 수 있다.
여기서, 복수층 중, 서로 인접하는 제 1 층과 제 2 층은 서로 다른 두께를 가지며, 제 2 층은 제 1 층의 가장자리 영역이 노출되도록, 제 1 층 위에 형성될 수 있다.
예를 들면, 광학부재(300)가 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 층(331, 332, 333, 334)으로 구성된다면, 제 1 층(331)의 두께 d1은 인접하는 제 2 층(332)의 두께 d2보다 더 얇고, 제 2 층(332)의 두께 d2은 인접하는 제 3 층(333)의 두께 d3보다 더 얇으며, 제 3 층(333)의 두께 d3은 인접하는 제 4 층(334)의 두께 d4보다 더 얇을 수 있다.
그리고, 제 2 층(332)은 제 1 층(331)의 가장자리 영역이 노출되도록, 제 1 층(331) 위에 형성되고, 제 3 층(333)은 제 2 층(332)의 가장자리 영역이 노출되도록, 제 2 층(332) 위에 형성되며, 제 4 층(334)은 제 3 층(333)의 가장자리 영역이 노출되도록, 제 3 층(333) 위에 형성될 수 있다.
그 이유는, 광원 모듈(100)에 인접한 중앙영역의 광 투과율을 낮추고, 광원 모듈(100)로부터 먼 주변영역의 광 투과율을 높임으로써, 균일한 휘도를 제공할 수 있기 때문이다.
도 12a 내지 도 12c는 제 8 실시예에 따른 광학부재를 보여주는 도면이다.
도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는 다수의 미세홀(360)을 포함할 수 있다.
여기서, 미세홀(360)의 밀도는 광원 모듈(100)에 인접한 영역보다 광원 모듈(100)로부터 먼 영역이 더 높을 수 있다.
도 12a와 같이, 광학부재(300)는, 광원 모듈(100)로부터 멀어질수록, 미세홀(360)의 폭 W은 일정하고, 서로 인접하는 미세홀(360)들 사이의 간격 D은 감소할 수 있다.
경우에 따라서, 도 12b에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는, 광원 모듈(100)로부터 멀어질수록, 미세홀(360)의 폭 W은 증가하고, 서로 인접하는 미세홀(360)들 사이의 간격 D은 일정할 수도 있다.
또한, 도 12c에 도시된 바와 같이, 광학부재(300)는, 광원 모듈(100)로부터 멀어질수록, 미세홀(360)의 폭 W은 증가하고, 서로 인접하는 미세홀(360)들 사이의 간격 D은 감소할 수 있다.
이와 같이, 실시예들은 도광판을 사용하지 않고, 곡면을 갖는 에어 가이드용 광학부재를 형성함으로써, 무게가 가볍고, 제작단가가 저렴하며, 균일한 휘도를 제공할 수 있다.
따라서, 백라이트 유닛의 경제성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 13은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 갖는 디스플레이 모듈을 보여주는 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(20)은 디스플레이 패널(800) 및 백라이트 유닛(700)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(800)은 서로 마주하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(810)과 TFT(Thin Film Transistor) 기판(820)을 포함하며, 상기 두 기판(810, 820)의 사이에 액정층(미도시)이 개재될 수 있다.
그리고, 디스플레이 패널(800)의 상측 및 하측에는 각각 상부 편광판(830) 및 하부 편광판(840)이 배치될 수 있으며, 보다 자세하게는 컬러필터 기판(810)의 상면에 상부 편광판(830)이 배치되고, TFT 기판(820)의 하면에 하부 편광판(840)이 배치될 수 있다.
도시하지 않았지만, 디스플레이 패널(800)의 측면에는 패널(800)을 구동시키기 위한 구동 신호를 생성하는 게이트 및 데이터 구동부가 구비될 수 있다.
도 14 및 도 15는 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 모듈(20), 디스플레이 모듈(20)을 둘러싸는 프론트 커버(30) 및 백 커버(35), 백 커버(35)에 구비된 구동부(55) 및 구동부(55)를 감싸는 구동부 커버(40)로 구성될 수 있다.
프론트 커버(30)는 광을 투과시키는 투명한 재질의 전면 패널(미도시)을 포함할 수 있으며, 전면 패널은 일정한 간격을 두고 디스플레이 모듈(20)을 보호하며, 디스플레이 모듈(20)로부터 방출되는 광을 투과시켜 디스플레이 모듈(20)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.
백 커버(35)는 프론트 커버(30)와 결합하여 디스플레이 모듈(20)을 보호할 수 있다.
백 커버(35)의 일면에는 구동부(55)가 배치될 수 있다.
구동부(55)는 구동 제어부(55a), 메인보드(55b) 및 전원공급부(55c)를 포함할 수 있다.
구동 제어부(55a)는 타이밍 컨트롤러로 일 수 있으며, 디스플레이 모듈(20)의 각 드라이버 IC에 동작 타이밍을 조절하는 구동부이고, 메인보드(55b)는 타이밍 컨트롤러에 V싱크, H싱크 및 R, G, B 해상도 신호를 전달하는 구동부이며, 전원 공급부(55c)는 디스플레이 모듈(20)에 전원을 인가하는 구동부이다.
구동부(55)는 백 커버(35)에 구비되어 구동부 커버(40)에 의해 감싸질 수 있다.
백 커버(35)에는 복수의 홀이 구비되어 디스플레이 모듈(20)과 구동부(55)가 연결될 수 있고, 디스플레이 장치(1)를 지지하는 스탠드(60)가 구비될 수 있다.
반면, 도 15에 도시된 바와 같이, 구동부(55)의 구동 제어부(55a)는 백 커버(35)에 구비되고, 메인보드(55b)와 전원보드(55c)는 스탠드(60)에 구비될 수도 있다.
그리고, 구동부 커버(40)는 백 커버(35)에 구비된 구동부(55)만을 감쌀 수 있다.
본 실시예에서는, 메인보드(55b)와 전원보드(55c)를 각각 따로 구성하였으나, 하나의 통합보드로도 이루어질 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 광원 모듈 200 : 리플렉터
300 : 광학부재

Claims (25)

  1. 리플렉터(reflector);
    상기 리플렉터로부터 일정 간격으로 공간을 두고 배치되는 광학부재(optical member); 그리고,
    상기 리플렉터와 광학부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 광원 모듈을 포함하고,
    상기 광학부재는 적어도 하나의 곡률을 갖는 곡면을 포함하고, 상기 광원 모듈에 인접한 영역보다 상기 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 큰 광 투과율을 갖는 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재는 하나의 곡률을 갖는 곡면으로 이루어지고, 상기 곡면의 중앙부는 상기 광원 모듈과 마주하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재는 하나의 변곡점을 중심으로, 양측에 제 1 곡률을 갖는 제 1 곡면과 제 2 곡률을 갖는 제 2 곡면을 포함하고, 상기 변곡점은 상기 광원 모듈과 마주하는 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 변곡점이 위치하는 영역은 상기 광원 모듈 방향으로 돌출되는 백라이트 유닛.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 곡면의 제 1 곡률과 상기 제 2 곡면의 제 2 곡률은 서로 다른 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재는 제 1, 제 2, 제 3 변곡점을 갖는 곡면이고, 상기 제 1 변곡점은 상기 제 2, 제 3 변곡점 사이에 위치하여 상기 광원 모듈과 마주하는 백라이트 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 변곡점을 갖는 곡면은 제 1 곡률을 갖는 제 1 곡면, 제 2 곡률을 갖는 제 2 곡면, 제 3 곡률을 갖는 제 3 곡면, 및 제 4 곡률을 갖는 제 4 곡면을 포함하고,
    상기 제 1 곡면과 제 2 곡면 사이에는 제 2 변곡점이 위치하고, 상기 제 3 곡면과 제 4 곡면 사이에는 제 3 변곡점이 위치하며, 상기 제 2 곡면과 제 3 곡면 사이에는 제 1 변곡점이 위치하는 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 곡면의 제 2 곡률은 상기 제 1 곡면의 제 1 곡률보다 더 크고, 상기 제 3 곡면의 제 3 곡률은 상기 제 4 곡면의 제 4 곡률보다 더 큰 백라이트 유닛.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 변곡점이 위치하는 영역은 상기 광원 모듈 방향으로 돌출되는 백라이트 유닛.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재는 상기 광원 모듈로부터 생성되는 광의 일부를 투과 및 반사하는 반투과막인 백라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재는 상기 광원 모듈에 인접한 영역보다 상기 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 높은 연신률을 갖는 편광판인 백라이트 유닛.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재는,
    상기 광원 모듈에 인접한 영역보다 상기 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 높은 연신률을 가지고, 연신방향이 제 1 방향인 제 1 편광판과,
    상기 광원 모듈에 인접한 영역보다 상기 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 높은 연신률을 가지고, 연신방향이 제 2 방향인 제 2 편광판을 포함하고,
    상기 제 1, 제 2 편광판은 서로 중첩되는 백라이트 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 편광판과 제 2 편광판은 서로 접촉되어 적층되는 백라이트 유닛.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 편광판과 제 2 편광판은 일정 간격 떨어져 배치되는 백라이트 유닛.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재는,
    중앙부와 상기 중앙부 양측에 각각 위치하는 제 1, 제 2 주변부를 포함하고,
    상기 중앙부는 제 1 연신률을 가지고, 상기 제 1, 제 2 주변부는 제 2 연신률을 가지며,
    상기 제 2 연신률은 상기 제 1 연신률보다 더 높은 백라이트 유닛.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재는 차광 패턴을 포함하고, 상기 차광 패턴의 밀도는 상기 광원 모듈에 인접한 영역보다 상기 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 낮은 백라이트 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 차광 패턴은,
    상기 광원 모듈로부터 멀어질수록, 상기 차광 패턴의 폭은 감소하고, 상기 인접하는 차광 패턴들 사이의 간격은 증가하는 백라이트 유닛.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 차광 패턴은,
    상기 광원 모듈로부터 멀어질수록, 상기 차광 패턴의 폭은 일정하고, 상기 인접하는 차광 패턴들 사이의 간격은 증가하는 백라이트 유닛.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 차광 패턴은,
    상기 광원 모듈로부터 멀어질수록, 상기 차광 패턴의 폭은 감소하고, 상기 인접하는 차광 패턴들 사이의 간격은 일정한 백라이트 유닛.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 차광 패턴은,
    입사하는 광을 정반사하는 정반사층과,
    상기 정반사층 위에 형성되고, 상기 입사하는 광을 난반사하는 난반사층을 포함하며,
    상기 정반사층은 상기 난반사층보다 상기 광원 모듈에 더 가까이 인접하는 백라이트 유닛.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재의 두께는 상기 광원 모듈에 인접한 영역보다 상기 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 얇은 백라이트 유닛.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재는 복수층으로 구성되고,
    상기 복수층 중, 서로 인접하는 제 1 층과 제 2 층은 서로 다른 두께를 가지며,
    상기 제 2 층은 상기 제 1 층의 가장자리 영역이 노출되도록, 상기 제 1 층 위에 형성되는 백라이트 유닛.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 광학부재는 다수의 미세홀을 포함하고, 상기 미세홀의 밀도는 상기 광원 모듈에 인접한 영역보다 상기 광원 모듈로부터 먼 영역이 더 높은 백라이트 유닛.
  24. 제 1 항에 있어서, 상기 광원 모듈은, 상부면, 좌측면, 우측면 위에 각각 적어도 하나의 광원이 배치되고, 복수의 방향으로 광을 출사하는 백라이트 유닛.
  25. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널로 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 백라이트 유닛은 제 1 항 내지 제 24 항에 기재된 백라이트 유닛 중 어느 하나인 백라이트 유닛을 이용한 디스플레이 장치.
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