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KR102665682B1 - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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KR102665682B1
KR102665682B1 KR1020160180794A KR20160180794A KR102665682B1 KR 102665682 B1 KR102665682 B1 KR 102665682B1 KR 1020160180794 A KR1020160180794 A KR 1020160180794A KR 20160180794 A KR20160180794 A KR 20160180794A KR 102665682 B1 KR102665682 B1 KR 102665682B1
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light
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light guide
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방주영
강재경
윤성환
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 실시예들은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치를 개시한다. 개시된 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 복수의 광원 패키지와 도광판 사이에 산란 유도층을 포함하고, 산란 유도층은 복수의 광원 패키지의 끝 단과 대응되는 영역 및 복수의 광원 패키지 사이 영역과 대응되는 영역에서 복수의 비드를 구비한다. 이를 통해, 도광판에 핫스팟이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치{Backlight Unit And Display Device Having The Same}
본 실시예들은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는 액정의 전기적, 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시하는 평판 디스플레이(Flat Panel Display)의 일종으로, 다른 디스플레이들에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비전력과 구동전압으로 인하여 산업 전반에 걸쳐 다양하게 응용되어 이용되고 있다.
한편, 액정표시장치는 외부 요인에 의해 발광하는 비발광성 소자이므로 별도의 광원을 필요로 하게 된다. 이에 따라, 액정패널의 배면에 광원을 구비한 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 마련되어 액정표시장치 전면을 향해 광을 조사하고 이러한 광은 다수개의 광학시트(Optical Sheet)를 지나면서 확산되고 액정패널로 집광되어 비로소 식별 가능한 화상으로 구현된다.
일반적으로, 액정표시장치의 백라이트 유닛은 광원으로 사용되는 발광 램프의 배치 방식에 따라 에지 방식(Edge-type)과 직하 방식(Direct-type)으로 나뉜다.
직하 방식은 액정패널의 배면에 복수개의 램프를 일렬로 배열하여 액정패널 전면에 직접 조사하는 방식이고, 에지 방식은 광을 가이드하는 도광판 외곽에 광원을 설치하고 광원으로부터 출사된 광을 도광판을 이용하여 액정패널전체 면으로 광을 입사시키는 것이다.
한편, 백라이트 유닛은 복수의 광원 패키지를 구비하고, 이러한 광원 패키지는 점광원 형태의 광 분포를 갖게 된다. 이러한 점 광원 형태의 광은 도광판에 의해 면광원 형태의 광분포로 변화되어 출사된다.
이러한 광원으로부터 제공되는 점광원으로 인해 도광판의 일 측면으로 유입되는 광량이 균일하지 못하는 단점이 있다. 즉, 광원 패키지와 바로 인접한 도광판 영역으로 조사되는 광량이 광원 패키지 사이의 도광판 영역으로 조사되는 광량에 비하여 많아지게 된다. 이로 인해, 도광판의 일부 영역의 밝기가 밝고 일부 영역의 밝기가 어두운 핫 스팟(hot spot) 현상이 발생하는 단점이 있다.
본 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도광판의 입광부에서 핫스팟이 발생하는 것을 방지할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 기판을 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 기판 상에 배치되고 서로 이격하는 복수의 광원 패키지를 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 복수의 광원 패키지 상면과 접하는 산란 유도층을 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 산란 유도층의 일 측과 접하는 도광판을 포함하고, 산란 유도층은 상기 복수의 광원 패키지의 끝 단과 대응되는 영역 및 상기 복수의 광원 패키지 사이 영역과 대응되는 영역에서 복수의 비드를 구비한다.
또한, 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 기판을 포함한다. 또한, 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 기판 상에 배치되고 서로 이격하는 복수의 광원 패키지를 포함한다. 또한, 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 복수의 광원 패키지 상면과 접하는 산란 유도층을 포함한다. 또한, 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 산란 유도층의 일 측과 접하는 도광판을 포함한다. 또한, 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판 상에 배치되는 표시패널을 포함하고, 산란 유도층은 상기 복수의 광원 패키지의 끝 단과 대응되는 영역 및 상기 복수의 광원 패키지 사이 영역과 대응되는 영역에서 복수의 비드를 구비한다.
본 실시예들에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 도광판에 광을 제공하는 광원 패키지의 상면과 도광판 사이에 비드를 포함하는 산란 유도층이 배치됨으로써, 도광판의 핫스팟이 발생하는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치는 산란 유도층의 일 측이 광원 패키지 상면에 접하고, 타 측이 도광판과 접하도록 배치됨으로써, 베젤의 폭을 넓히지 않고서도 광원 패키지의 입광 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 광원 모듈 및 도광판의 사시도이다.
도 2는 도 1을 A-B를 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 비드의 형상을 도시한 도면이다.
도 4는 비교예에 따른 비드에 의한 광 경로와 제 1 실시예에 따른 비드에 의한 광 경로를 도시한 도면이다.
도 5는 제 1 실시예에 따른 광원 모듈로부터 발광된 광이 도광판에 입사되는 경로를 나타낸 도면이다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 광원 모듈, 산란 유도층 및 도광판을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 백라이트 유닛을 적용한 표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 8은 도 7을 C-D를 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 비교예에 따른 광원 모듈과 도광판을 이용할 경우에 따른 도광판 입광부의 이미지이다.
도 10은 제 1 실시예에 따른 광원 모듈과 도광판을 이용할 경우에 따른 도광판 입광부의 이미지이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형상으로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 광원 모듈 및 도광판의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 광원 모듈(130)은 기판(111), 복수의 댐(112), 복수의 광원 패키지(110) 및 산란 유도층(120)을 포함한다.
구체적으로는, 기판(111)은 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB), 수지 재질의 PCB, 세라믹 PCB 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 그리고, 본 실시예에 따른 복수의 댐(112)은 기판(111)의 일면에서 서로 마주보고 배치될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 댐(122)은 바(bar) 형상으로 이루어질 수 있으나, 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다.
복수의 광원 패키지(110)는 기판(111) 상에 서로 이격하도록 배치되고, 복수의 댐(112) 사이에 배치될 수 있다. 이 때, 복수의 광원 패키지(110)는 서로 등간격으로 이격하여 배치될 수 있으나, 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다.
또한, 산란 유도층(120)은 복수의 광원 패키지(110) 일 측에 배치될 수 있다. 이 때, 산란 유도층(120)의 일 측은 복수의 광원 패키지(110) 상면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 그리고, 산란 유도층(120)은 복수의 광원 패키지(110) 측부를 노출하도록 배치될 수 있다. 즉, 산란 유도층(120)은 복수의 광원 패키지(110) 상면에만 접촉하도록 배치됨으로써, 간단한 구조를 통해서도 복수의 광원 패키지(110)로부터 입광되는 광을 산란시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 광원 모듈(130)의 일 측에는 도광판(320)이 배치될 수 있다. 이 때, 도광판(320)은 광원으로부터 입사된 선광원을 면광원으로 전환시켜 표시패널 방향으로 출사하는 역할을 할 수 있다.
한편, 도면에는 간략하게 도시하였으나, 표시패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛의 구성 중 광원 모듈(130)은 하나 이상의 광원 패키지 및 인쇄회로기판을 구비할 수 있다. 그리고, 광원 모듈(130)은 하우징에 장착될 수 있다. 이 때, 하우징은 광원 모듈(130)을 보호하고, 광원 모듈(130)로 인해 발생되는 열을 빠져나도록 하는 역할을 할 수 있다.
상술한 바와 같은 광원 모듈(130)에서 발광된 광을 도광판(320)에 입광시키기 위해, 광원 모듈(130)은 도광판(120)과 인접한 위치에 배치되어야 한다.
일반적인 백라이트 유닛에서는 도광판과 광원 모듈의 기계적 충돌로 인한 광원 패키지의 파손을 막기 위해 도광판과 광원 모듈이 이격하여 배치된다. 그러나, 도광판과 광원 모듈이 이격하여 배치될 경우, 도광판과 광원 모듈의 이격공간으로 인해 광원 모듈로부터 발광된 광이 도광판에 전부 입광되지 못한다. 즉, 도광판과 광원 모듈이 이격하여 배치됨으로써, 광원 모듈로부터 발광 광 중 새어나가는 광이 발생하게 되어 결과적으로 입광효율이 저하되는 문제가 발생한다.
이를 해결하기 위해, 광원 패키지의 수를 증가시켰으나, 광원 패키지로 인한 열 발생이 문제가 발생하였다. 또한, 광원 패키지의 수가 늘어남에 따라, 백라이트 유닛의 단가가 높아지게 되는데, 이를 해결하기 위해, 광원 패키지의 수를 다시 저감하였다. 그러나, 이로 인해, 광원 패키지와 인접하여 배치되는 다른 광원 패키지 사이의 간격이 넓어지게 됨으로써, 도광판에 광이 제대로 도광되지 못하여 핫스팟(Hot spot) 수준이 증가하는 문제가 발생하였다. 여기서, 핫스팟은 광원 모듈로부터 발생된 광이 도광판의 전면에서 고르게 방출되지 못하고, 일부가 다른 일부에 비해 환하거나 어둡게 되어 암부가 발생하는 것을 의미한다.
또한, 도광판의 일부 영역에 핫스팟이 발생하는 것을 방지하기 위해 광원 패키지와 도광판 사이의 간격을 넓혀 광이 도광판 입광부의 넓은 영역에 도광될 수 있도록 하였으나, 도광판과 광원 패키지 사이의 간격만큼 표시장치의 베젤(bezel) 사이즈가 증가하는 문제가 발생하였다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 실시예에 따른 광원 모듈(130)은 복수의 댐(112), 복수의 광원 패키지(110) 및 산란 유도층(120)을 포함하고, 도 1에 도시된 바와 같이 산란 유도층(120)은 복수의 광원 패키지(110)의 상면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 그리고, 산란 유도층(120)의 일 측은 도광판(320)과 접촉하도록 배치될 수 있다.
이와 같이, 산란 유도층(120)과 도광판(320)이 서로 접촉하도록 배치됨으로써, 광원 패키지(110)로부터 발광된 광이 도광판(320)으로 직접적으로 입광되어 입광효율이 향상되는 효과가 있다.
이러한 구성을 도 2 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 검토하면 다음과 같다. 도 2는 도 1을 A-B를 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 제 1 실시예에 따른 비드의 형상을 도시한 도면이다. 도 4는 비교예에 따른 비드에 의한 광 경로와 제 1 실시예에 따른 비드에 의한 광 경로를 도시한 도면이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 광원 모듈의 기판(111) 상에 복수의 광원 패키지(110)가 서로 이격하여 배치된다 그리고, 광원 패키지(110)의 상면과 접촉하도록 산란 유도층(120)이 배치된다. 이 때, 산란 유도층(120)은 복수의 제 1 영역(121) 및 복수의 제 2 영역을 포함한다.
구체적으로는, 산란 유도층(120)은 적어도 1 층의 수지층(124)에 복수의 비드(125)가 분산되어 있을 수 있다. 이 때, 산란 유도층(120)의 제 1 영역(121)은 복수의 광원 패키지(110)와 대응되는 일부 영역일 수 있다. 그리고, 산란 유도층(120)의 제 2 영역(122)은 제 1 영역(121)을 제외한 나머지 영역일 수 있다. 도 2에서는 산란 유도층(120)을 구성하는 수지층(124)이 1층으로 이루어지는 구성을 도시하였으나, 본 실시예는 이에 국한되지 않으며, 수지층(124)은 복수의 층으로 이루어질 수도 있다.
수지층(124)은 투명 유기물질로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 광원 패키지(110)로부터 입광되는 광이 흡수되지 않고 도광판(320)까지 전달될 수 있다.
한편, 산란 유도층(120)의 제 2 영역(122)에서만 복수의 비드(125)가 구비된다. 즉, 비드(125)는 광학 패키지(110)의 중앙부와 대응되는 영역에서는 구비되지 않을 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 산란 유도층(120)의 일부 영역에만 비드(125)가 포함됨으로써, 영역별로 비드(125)를 통한 산란 효과를 다르게 적용할 수 있다.
본 실시예에 따른 비드(125)는 구의 형상으로 이루어질 수 있으며, 평면 상으로는 도 3에 도시한 바와 같이 원형일 수 있으나, 본 실시예에 따른 비드(125)의 형상은 이에 국한되지 않으며, 예를 들면, 평면 상으로 타원형 또는 다각형 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 비드(125)는 최외각에 고분자층(126)이 배치되고, 고분자층(126) 내부에 공기층(127)이 구비될 수 있다. 고분자층(126) 내부에 공기층(127)이 구비됨으로써, 비드(125)에 입사되는 광이 확산되면서 비드(125)를 빠져나갈 수 있다. 비드(125)에 입사되는 광이 효과적으로 확산되기 위해서는 비드(125)의 지름에 대한 공기층(127)의 비율은 0.5:1 내지 0.8:1로 이루어질 수 있다.
구체적으로는, 비드(125)에 입사된 광은 고분자층(126)을 거쳐 고분자층(126)과 공기층(127)의 계면에 도달한다. 이 때, 고분자층(126)과 공기층(127) 계면에 도달한 광 중 전반사 임계각 미만으로 입사된 광(a)은 공기층(127)과 고분자층(126)을 차례로 거쳐 비드(125)를 통과한다. 그리고, 고분자층(126)과 공기층(127) 계면에 도달한 광 중 전반사 임계각 이상의 각도로 입사된 광(b)은 고분자층(126)과 공기층(127) 계면에서 반사되어 고분자층(126)을 거쳐 비드(125) 외부로 빠져나가게 된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 비드(125)에 광이 입사될 때, 비드(125)를 통과하는 광과 비드(125)의 고분자층(126)과 공기층(127)의 계면에서 반사되는 광이 합쳐져 비드(125)에 입사된 광이 사방으로 퍼져나갈 수 있다.
반면에, 비교예에 따른 비드(225)에 광이 입사될 때, 비드(225) 외부의 공기와 비드(225) 사이의 계면에서 공기층과 비드(225) 사이의 굴절률 차이로 인해 굴절되어 비드(225) 안으로 입사된다. 이렇게 입사된 광은 비드(225) 내부를 통과하여 비드(225)와 비드(225) 외부의 공기의 계면에서 굴절되어 비드(225) 밖으로 빠져 나온다.
이 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 사방에서 비교에에 따른 비드(325)로 광이 입사되더라도, 비드(325)에 입사된 광은 비드(225) 내부를 통과하여 비드(225)와 비드(225) 외부의 공기의 계면에서 굴절되어 비드(225) 밖으로 빠져나오면서 유사한 방향으로 뭉쳐서 빠져나오게 된다.
즉, 제 1 실시예에 따른 비드(125)를 통과하여 광이 빠져나올 경우, 비교예에 따른 비드(225)를 통과하여 광이 빠져나올 때에 비해 광이 더욱 확산될 수 있다. 다시 설명하면, 제 1 실시예에 따른 비드(225)를 포함하는 산란 유도층이 적용될 경우, 광원 모듈로부터 입사된 광이 도광판 내에 균일하게 입광될 수 있다.
이를 도 5를 참조하여 구체적으로 검토하면 다음과 같다. 도 5는 제 1 실시예에 따른 광원 모듈로부터 발광된 광이 도광판에 입사되는 경로를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 광원 모듈(130)의 광원 패키지(110)로부터 발광된 광은 광원 패키지(110) 상면과 접촉하도록 배치된 산란 유도층(120)을 통과하여 도광판(320)으로 입사된다.
구체적으로는, 광원 패키지(110)로부터 발광된 광의 일부는 산란 유도층(120)의 수지층(124)만을 통과하여 도광판(320)에 입사될 수 있다. 다시 설명하면, 광원 패키지(110)로부터 발광된 광이 산란 유도층(120)의 수지층(124)만을 통과하는 광은 산란 유도층(120)의 제 1 영역(121)을 지나는 광일 수 있다.
이 때, 수지층(124)은 도광판(320)의 굴절률과 유사할 수 있다. 예를 들면, 수지층(124)의 굴절률은 1.4 내지 1.6이고, 도광판(320)의 굴절률 역시 1.4 내지 1.6일 수 있다. 이와 같이, 수지층(124)의 굴절률과 도광판(320)의 굴절률이 유사하게 이루어짐으로써, 산란 유도층(120)으로 입사된 광은 수지층(124)과 도광판(320)의 계면에서 반사되거나 굴절되는 양이 거의 없으므로, 도광판(320)에 입광되는 광량이 많아질 수 있다.
또한, 광원 패키지(110)로부터 발광된 광의 다른 일부는 산란 유도층(120)의 제 2 영역(122)을 통과하여 도광판(320)에 입사될 수 있다. 산란 유도층(120)의 제 2 영역(122)은 수지층(124)에 복수의 비드(125)가 분산되어 있을 수 있다. 따라서, 산란 유도층(120)의 제 2 영역(122)을 통과하는 광은 복수의 비드(125)로 인해, 반사 또는 굴절되어 산란 유도층(120)에 입사된 경로와 다른 경로로 도광판(320)에 입사될 수 있다.
구체적으로는, 산란 유도층(120)의 제 2 영역(122)을 통과하는 광은 복수의 비드(125)로 인해 특정 방향이 아닌 사방으로 퍼져나갈 수 있다. 산란 유도층(120)의 제 2 영역(122)을 통과하는 광은 광원 패키지(110)와 광원 패키지(110) 사이의 영역과 대응되는 도광판(320) 영역까지 확산될 수 있다.
따라서, 광원 패키지(110)와 대응되는 도광판(320) 영역으로 조사되는 광량과 서로 다른 광원 패키지(110) 사이 영역과 대응되는 도광판(320) 영역으로 조사되는 광량이 유사해 질 수 있다. 즉, 도광판(320)의 입광부에서 일부 영역의 밝기가 밝고 일부 영역의 밝기가 어두운 핫스팟이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 복수의 광원 패키지(110)와 도광판(320) 사이의 간격을 크게 넓히지 않더라도, 본 실시예에 따른 산란 유도층(120)을 통해 복수의 광원 패키지(110)로부터 도광판(320)으로 공급되는 광이 복수의 광원 패키지(110) 사이의 영역과 대응되는 도광판(320) 영역까지 확산됨으로써, 베젤 크기를 크게 하지 않더라도 핫스팟 발생을 억제할 수 있다.
이어서, 도 6을 참조하여 제 2 실시예에 따른 광원 모듈, 산란 유도층 및 도광판의 구성을 검토하면 다음과 같다. 도 6은 제 2 실시예에 따른 광원 모듈, 산란 유도층 및 도광판을 도시한 평면도이다. 도 6은 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 동일한 구성은 동일한 도면부호를 사용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 광원모듈은 기판(111) 상에 배치되는 복수의 광원 패키지(110)를 포함한다. 그리고, 광원 패키지(110) 상면과 접촉하도록 산란 유도층(220)이 배치된다. 그리고, 산란 유도층(220)의 일 측과 접촉하도록 도광판(320)이 배치된다.
제 2 실시예에 따른 산란 유도층(220)은 복수의 제 1 영역(221) 및 복수의 제 2 영역(222)을 포함한다. 이 때, 제 1 영역(221)은 복수의 광원 패키지(110)가 위치하는 일부 영역과 대응하는 영역이고, 제 2 영역(222)은 제 1 영역(221)을 제외한 나머지 산란 유도층(220) 영역일 수 있다. 다시 설명하면, 제 2 영역(222)은 복수의 광원 패키지(110)의 중앙부와 대응되는 영역일 수 있다.
산란 유도층(220)은 수지층(224)에 복수의 비드(225)가 분산된 형태일 수 있다. 그리고, 본 실시에에 따른 산란 유도층(220)은 제 1 영역(221)과 제 2 영역(222)에는 각각 복수의 비드(225)가 포함될 수 있다. 이 때, 제 1 영역(221)에 구비되는 복수의 비드(225)의 밀도는 제 2 영역(222)에 구비되는 복수의 비드(225)의 밀도보다 낮을 수 있다. 다시 설명하면, 산란 유도층(220)의 제 1 영역(221)에 구비되는 복수의 비드(225)의 수는 제 2 영역(222)에 구비되는 복수의 비드(225) 수보다 적을 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 산란 유도층(220)의 제 1 영역(221)을 통과하는 광의 경로는 제 1 실시예와 차이가 있다. 다만, 본 실시예에 따른 산란 유도층(220)의 제 2 영역(222)을 통과하는 광의 경로는 제 1 실시예의 산란 유도층의 제 2 영역을 통과하는 광의 경로와 동일할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 산란 유도층(220)의 제 1 영역(221)을 통과하는 광의 일부는 제 1 영역(221)의 수지층(224)만을 통과하여 도광판(320)으로 입사될 수 있다. 그리고, 산란 유도층(220)의 제 1 영역(221)을 통과하는 나머지 광의 일부는 제 1 영역(221)에 구비된 비드(225)로 인해 사방으로 확산되어 도광판(320)으로 입사될 수 있다.
즉, 광원 패키지(110)로부터 발광된 광의 일부도 산란 유도층(220)의 제 1 영역(221)에 구비된 복수의 비드(225)로 인해 경로가 변경되어 광원 패키지(110) 사이의 영역과 대응되는 도광판(320)의 영역으로 퍼져나갈 수 있다. 이를 통해, 도광판(320)의 입광부에서 일부 영역의 밝기가 밝고 일부 영역의 밝기가 어두운 핫스팟이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 실시예에 따른 광원 모듈, 산란 유도층 및 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 적용한 표시장치를 검토하면 다음과 같다. 도 7은 본 실시예에 따른 백라이트 유닛을 적용한 표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 8은 도 7을 C-D를 따라 절단한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100), 표시패널(100)을 구동하기 위한 구동부(150), 표시패널(100)의 후면에 설치되고 표시패널(100)의 전면에 걸쳐 광을 방출하는 백라이트 유닛 및 표시패널(100)과 백라이트 유닛을 수납하여 고정시키는 패널 가이드(450)를 포함한다. 이 때, 도면에는 도시하지 않았으나, 표시패널(100) 내에 실장되는 복수의 구동부를 더 포함할 수 있으나 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다.
한편, 본 실시예에 따른 표시패널(100)은 액정표시패널일 수 있으며, 도면에는 도시하지 않았으나, 표시패널(100)은 서로 대향하여 배치되는 컬러필터 어레이 기판과 박막 트랜지스터 어레이 기판을 포함하고, 컬러필터 어레이 기판과 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 어레이 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함할 수 있다.
컬러필터 어레이 기판과 박막 트랜지스터 어레이 기판이 합착된 표시패널(100)에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 액정층에 전계를 인가하며, 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 액정층의 액정은 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소 별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.
그리고, 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 화소별로 제어하기 위해서 박막 트랜지스터와 같은 스위칭소자가 화소들에 개별적으로 구비된다. 이와 같이 구성된 표시패널(100)의 외측에는 각각 상, 하부 편광판(미도시)이 부착될 수 있으며, 하부 편광판은 백라이트 유닛을 경유한 광을 편광시키며, 상부 편광판은 표시패널(100)을 경유한 광을 편광 시킨다.
백라이트 유닛을 구체적으로 설명하면, 도광판(light guide plate)(320)의 적어도 일 측에 광을 발생시키는 광원 모듈(130)을 포함하고, 도광판(320)의 배면에는 반사판(410)이 배치되며, 도광판(320)의 상면에 배치되는 복수의 광학시트(430)를 포함할 수 있다. 이와 같이 구성된 백라이트 유닛의 상부에는 표시패널(100)이 패널가이드(450)를 통해 안착되며, 표시패널(100)과 패널가이드(450) 및 백라이트 유닛은 고정부재를 통해 하부의 커버바텀(cover bottom, 500)과 상부의 케이스 탑(case top, 600)에 의해 서로 결합되어 표시장치를 구성하게 된다.
한편, 복수의 광학시트(430)는 확산시트와 상, 하부 프리즘시트를 포함하며, 보호시트가 더 추가될 수 있다. 확산시트는 도광판(320)으로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써, 빛이 부분적으로 밀집되어 표시패널(100)에 표시되는 화상에 얼룩이 발생되는 것을 방지하며, 도광판(320)으로부터 입사되는 빛의 각도를 수직하게 굴절시킨다. 상, 하부 프리즘시트는 확산시트로부터 입사되는 빛을 집광하여 표시패널(100)의 전면에 균일하게 분포되도록 한다. 또한, 보호시트는 먼지나 긁힘에 민감한 광학시트(430)를 보호하고, 백라이트 유닛을 운반하는 경우에 광학시트(430)들의 유동을 방지하는 역할을 할 수 있다.
또한, 도광판(320)으로 광을 제공하는 광원 모듈(130)은 기판(111), 복수의 댐(112), 광원 패키지(110) 및 산란 유도층(120) 등을 포함한다. 한편, 광원 패키지(110)의 상면은 산란 유도층(120)의 일 측과 접촉하고, 산란 유도층(120)의 타 측은 도광판(320)의 일 측면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 도광판(320)에 입사되지 못하고 새어나가는 광량을 줄일 수 있으므로, 입광 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 산란 유도층(120)은 도광판(320)의 굴절률과 유사한 수지층의 일부 영역에서 복수의 비드를 포함한다. 구체적으로는, 복수의 광원 패키지(110)가 배치되는 일부 영역을 제외한 나머지 영역에 복수의 비드가 구비될 수 있다. 산란 유도층(120)의 복수의 비드가 구비된 영역을 통과하는 광은 복수의 비드로 인해 특정 방향이 아닌 사방으로 퍼져나갈 수 있다.
따라서, 광원 패키지(110)와 대응되는 도광판(320) 영역으로 조사되는 광량과 서로 다른 광원 패키지(110) 사이 영역과 대응되는 도광판(320) 영역으로 조사되는 광량이 유사해 질 수 있다. 즉, 도광판(320)의 입광부에서 일부 영역의 밝기가 밝고 일부 영역의 밝기가 어두운 핫스팟이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8에서는 광원모듈(130)이 도광판(320)의 일 측면에 배치되는 구성을 개시하고 있으나, 본 실시예는 이에 국한되지 않으며, 도광판(320)의 적어도 두 측면에 배치되거나, 도광판(320)의 배면에 배치될 수도 있다.
상술한 효과를 도 9 및 도 10을 통해 검토하면 다음과 같다. 도 9는 비교예에 따른 광원 모듈과 도광판을 이용할 경우에 따른 도광판 입광부의 이미지이다. 도 10은 제 1 실시예에 따른 광원 모듈과 도광판을 이용할 경우에 따른 도광판 입광부의 이미지이다. 한편, 비교예에 따른 광원 모듈은 기판 상에 배치되는 복수의 광원 패키지를 포함하고, 복수의 광원 패키지는 서로 이격하여 배치될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 비교예에 따른 도광판의 입광부는 광원 모듈로부터 공급된 광에 의해 도광판의 일부 영역의 밝기가 밝고 일부 영역의 밝기가 어두운 핫스팟 현상이 발생하는 것을 알 수 있다.
반면에, 제 1 실시예에 따른 도광판의 입광부는 광원 모듈로부터 공급된 광에 의해 도광판의 입광부의 밝기가 고른 것을 알 수 있다.
상술한 실시예에 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 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 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, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 광원 패키지
120, 220: 산란 유도층
124, 224: 수지층
125, 225: 비드
130: 광원 모듈
320: 도광판

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되고 서로 이격하는 복수의 광원 패키지;
    상기 복수의 광원 패키지 상면과 접하는 산란 유도층; 및
    상기 산란 유도층의 상면과 접하는 도광판을 포함하고,
    상기 산란 유도층은 복수의 제1 영역과 복수의 제2 영역을 포함하며,
    상기 복수의 제2 영역 각각은 상기 복수의 광원 패키지의 끝 단과 대응되는 영역 및 상기 복수의 광원 패키지 사이 영역과 대응되는 영역에서 복수의 비드를 구비하여 배치되고,
    상기 복수의 제1 영역은 상기 복수의 제2 영역 중 서로 인접한 2개의 상기 제2 영역 사이에 복수의 비드를 구비하여 배치되며,
    상기 제2 영역에 포함되는 비드의 개수는 상기 제1 영역에 포함되는 비드의 개수보다 많고,
    상기 비드는 상기 비드의 최외각에 고분자층이 구비되고, 상기 고분자층 내부에 공기층이 구비되고,
    상기 비드 지름에 대한 상기 공기층의 지름은 0.5:1 내지 0.8:1인 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 산란 유도층은 상기 복수의 광원 패키지 측부를 노출하도록 배치되는 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 산란 유도층은 적어도 1층의 수지층을 포함하고, 상기 적어도 1층의 수지층에 상기 복수의 비드가 분산된 백라이트 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수지층은 투명 유기물질로 이루어지는 백라이트 유닛.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 수지층의 굴절률은 1.4 내지 1.6인 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 굴절률은 1.4 내지 1.6인 백라이트 유닛.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 기판;
    상기 기판 상에 배치되고 서로 이격하는 복수의 광원 패키지;
    상기 복수의 광원 패키지 상면과 접하는 산란 유도층;
    상기 산란 유도층의 상면과 접하는 도광판; 및
    상기 도광판 상에 배치되는 표시패널을 포함하고,
    상기 산란 유도층은 복수의 제1 영역과 복수의 제2 영역을 포함하며,
    상기 복수의 제2 영역 각각은 상기 복수의 광원 패키지의 끝 단과 대응되는 영역 및 상기 복수의 광원 패키지 사이 영역과 대응되는 영역에서 복수의 비드를 구비하여 배치되고,
    상기 복수의 제1 영역은 상기 복수의 제2 영역중 서로 인접한 2개의 제2 영역 사이에 복수의 비드를 구비하여 배치되며,
    상기 제2 영역에 포함되는 비드의 개수는 상기 제1 영역에 포함되는 비드의 개수보다 많고,
    상기 비드는 상기 비드의 최외각에 고분자층이 구비되고, 상기 고분자층 내부에 공기층이 구비되고,
    상기 비드 지름에 대한 상기 공기층의 지름은 0.5:1 내지 0.8:1인 표시장치.
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