KR20170136120A

KR20170136120A - 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20170136120A
Application number: KR1020160067461A
Authority: KR
Inventors: 강유진; 이인화; 장용석
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-12-11
Anticipated expiration: 2036-05-31
Also published as: KR102551576B1

Abstract

본 발명은 코너부 어두움을 개선할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치에 대하여 개시한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 사각 프레임 구조를 갖는 반사판의 네 측 코너부의 사선면에 대해서만 선택적으로 반사 시트를 부착하였다.
이 결과, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 중앙부에 비하여 휘도가 낮은 코너부에서의 반사율 증대에 따른 휘도 향상으로 네 측 코너부의 어두움을 개선하였다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치{BACK LIGHT UINT AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 코너부 어두움을 개선할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 어레이 기판 및 컬러필터 기판과, 어레이 기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 디스플레이 패널을 필수 구성으로 하며, 디스플레이 패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열 방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.

이러한 디스플레이 패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고 있으며, 이를 위해 디스플레이 패널의 배면에는 광원의 역할을 하는 백라이트 유닛이 장착되고 있다.

이러한 백라이트 유닛은 디스플레이 패널의 측면에 설치되는 에지형과 디스플레이 패널 하부에서 직접 광을 제공하는 직하형으로 구분될 수 있다.

에지형 백라이트 유닛은 디스플레이 패널의 측면에 설치되어 반사판과 도광판을 통해 디스플레이 패널로 광을 공급하게 된다. 이러한 에지형 백라이트 유닛은 경량 박형화에 유리한 구조를 가지므로 노트북 등에 주로 사용되고 있다.

그러나, 에지형 백라이트 유닛은 광을 발광하는 광원이 디스플레이 패널의 측면에 위치하므로 대면적의 디스플레이 패널에 적용하기 어려울 뿐만 아니라 도광판을 통해 광이 공급되므로 고휘도를 얻기 어렵다는 단점이 있다.

반면, 직하형 백라이트 유닛은 광원으로부터 발광된 광이 직접 디스플레이 패널에 공급되므로 대면적의 디스플레이 패널에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 고휘도가 가능하다는 장점이 있다.

이러한 직하형 백라이트 유닛의 광원으로서 형광램프 대신 LED(Light Emitting Device) 패키지와 같이 자체적으로 광을 발광하는 광원을 사용하고 있는 추세이다. 이러한 LED 패키지는 R, G, B 단색광을 방출하므로 백라이트 유닛에 적용했을 시 색재현율이 좋고 구동전력을 절감할 수 있는 장점이 있다.

직하형 백라이트 유닛은 LED 패키지로부터 출사된 광이 직접 디스플레이 패널에 공급되므로 대면적의 디스플레이 패널에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 고휘도가 가능한 장점이 있으나, 디스플레이 패널의 네 측 코너부에 충분한 양의 광이 공급되지 않기 때문에 코너부의 휘도가 중앙부의 휘도에 비해 저하되어 코너부가 어둡게 보이는 문제가 발생하고 있다.

최근에는 코너부 어두움을 개선하기 위해, 최외곽에 배치되는 LED 패키지와 반사판의 끝단까지의 간격을 축소하려는 시도가 있으나, 백라이트 유닛의 구조에 대한 한계로 인해 최소 거리를 적용하더라도 네 측 코너부의 어두움을 개선하는데 한계가 있다.

특히, 브라켓을 이용하여 복수의 디스플레이 패널을 고정시킨 멀티 비전 디스플레이 장치의 경우에는 디스플레이 패널들 사이에서 코너부 어두움이 보다 확연하게 나타나고 있다.

본 발명은 코너부 어두움을 개선할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 사각 프레임 구조를 갖는 반사판의 네 측 코너부의 사선면에 대해서만 선택적으로 반사 시트를 부착하였다.

이 결과, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 중앙부에 비하여 휘도가 낮은 코너부에서의 반사율 증대에 따른 휘도 향상으로 네 측 코너부의 어두움을 개선하였다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 사각 프레임 구조를 갖는 반사판의 네 측 코너부의 사선면에 부착된 반사 시트를 포함한다.

이때, 반사 시트는 반사판의 네 측 코너부에서 사선면들 상호 간이 만나는 경계선을 기준으로 상호 대칭 구조를 갖는 삼각형 형상을 가질 수 있다.

이러한 반사 시트는 반사판의 경계선을 따라 배치된 제1 변과, 반사판의 안착면을 따라 배열된 제2 변과, 제1 변과 제2 변을 연결하는 제3 변을 갖는다.

이때, 반사 시트의 제1 변은 30 ~ 100mm의 길이를 갖고, 반사 시트의 제2 변은 25 ~ 88mm의 길이를 가지며, 반사 시트의 제3 변은 17 ~ 80mm의 길이를 갖는다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사판의 네 측 코너부에 대해서만 선택적으로 반사 시트를 부착하였다.

또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사 시트의 제1 내지 제3 변의 길이를 최적화하여 설계함과 더불어 반사 시트의 제2 변을 반사판의 안착면에 대하여 1 ~ 15°의 기울기를 갖도록 배치하였다.

이에 따라, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 코너부에서 빛튐에 의한 끝단부의 휘선이 시인되는 것 없이 최적의 면적 확보 및 기울기 적용으로 네 측 코너부의 어두움을 개선할 수 있게 된다.

이에 더불어, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사 시트로 93 ~ 97%의 반사율을 갖는 은반사 시트를 적용하는 것에 의해 코너부에서의 휘선이나 휘점의 시인 없이 네 측 코너부의 어두움을 개선하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 결합 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 코너부를 확대하여 나타낸 사시도.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 코너부에서의 휘도 향상 원리를 설명하기 위한 모식도.
도 5는 도 2의 반사 시트를 구체적으로 나타낸 사시도.
도 6은 도 5의 반사 시트를 나타낸 단면도.
도 7은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 디스플레이 장치의 휘도 측정 결과를 나타낸 평면도.
도 8은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 디스플레이 장치의 휘도 측정 결과를 나타낸 광학 이미지.
도 9는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 디스플레이 장치를 적용한 멀티 비전 디스플레이 장치 시스템의 휘도 측정 결과를 나타낸 사진.
도 10은 실시예 1 및 비교예 2 ~ 4에 따른 디스플레이 장치의 광학 특성 결과를 나타낸 사진.
도 11은 실시예 1 및 비교예 5 ~ 7에 따른 디스플레이 장치의 광학 특성 결과를 나타낸 사진.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치에 관하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 결합 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 코너부를 확대하여 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 메인 서포터(120), 커버 버텀(130), 백라이트 유닛(140) 및 탑 케이스(150)를 포함한다.

디스플레이 패널(110)은 화상을 구현하기 위한 핵심적인 역할을 담당한다. 도면으로 상세히 나타내지는 않았지만, 디스플레이 패널(110)은 일정 간격으로 이격되어 합착되는 제1 및 제2 기판(미도시)과, 제1 및 제2 기판의 이격된 사이 공간에 개재되는 액정층(미도시)을 포함한다. 이때, 제1 기판에는 박막트랜지스터와 더불어 각종 배선과 화소 전극이 배치되고, 제2 기판에는 RGB 삼원색을 표시하기 위한 컬러필터층과 블랙매트릭스(BM)가 배치된다.

메인 서포터(120)는 디스플레이 패널(110)의 하부에 배치되어, 디스플레이 패널(110)의 가장자리를 지지한다.

이를 위해, 메인 서포터(120)는 사각테 형상을 가질 수 있다. 즉, 메인 서포터(120)는 디스플레이 패널(110)을 지지하기 위해 수직 방향으로 연장된 수직부(120a)와, 수직부(120a)로부터 디스플레이 패널(110)과 중첩되는 내측 방향으로 연장되어, 광학부재(144)를 지지하는 수평부(120b)를 갖는다.

커버 버텀(130)은 메인 서포터(120)의 하부에 장착된다. 이러한 커버 버텀(130)은 측면을 갖도록 양측 가장자리가 상측으로 절곡된 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 커버 버텀(130)의 측면은 메인 서포터(120)의 측면과 맞닿도록 설치될 수 있다.

백라이트 유닛(140)은 커버 버텀(130)의 상면 상에 장착된다. 이러한 백라이트 유닛(140)은 LED 패키지 모듈(142), 광학부재(144), 반사판(146) 및 반사 시트(148)를 갖는다.

LED 패키지 모듈(142)은 기판(142a), LED 패키지(142b) 및 렌즈(142c)를 포함한다.

기판(142a)은 PCB(Printed Circuit Board), FPCB(Flexible Printed Circuit Board), 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), 실리콘 카바이드(SiC), 흑연, 지르코니아(zirconia), 플라스틱, 금속 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

LED 패키지(142b)는 디스플레이 패널(110)에 직접 광을 조사하기 위한 광원으로서, 기판(142a) 상에 복수개가 실장된다. 이러한 LED 패키지(142b)는 금속 와이어를 매개로 기판(142a)에 본딩되는 수직형 또는 수평형의 발광 칩 패키지일 수 있다. 이외에도, LED 패키지(142b)는 범프를 매개로 기판(142a)에 플립 본딩되는 플립 칩 패키지일 수 있다.

이때, 복수의 LED 패키지(142b)는 디스플레이 패널(110) 방향으로 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 색을 갖는 빛을 발산한다. 이러한 복수의 LED 패키지(142b)를 동시에 점등시킴으로써, 색 조합에 의해 백색광을 구현할 수 있다.

도 1에 도시된 직하형 구조의 디스플레이 장치(100)의 경우, 서로 이웃한 LED 패키지(142b)들로부터 발산된 빛이 서로 중첩 및 혼합된 후 디스플레이 패널(110)에 직접 입사되어 면광원을 제공하게 된다. 이때, 직하형 방식의 디스플레이 장치(100)는 보다 생동감 있는 영상 표현을 위해 복수의 LED 패키지(142b)를 순차적으로 온/오프(on/off) 구동시켜, 디스플레이 패널(110)의 특정영역 별로 광을 공급하는 백라이트 분할 구동(local dimming) 방식으로 구현될 수 있다. 이로 인하여, 밝은 영상을 더 밝게 해주거나 어두운 영상을 더 어둡게 해줌으로써 콘트라스트비(contrast ratio)를 향상시킬 수 있어, 보다 생동감 있는 영상을 구현할 수 있다.

렌즈(142c)는 LED 패키지(142b)의 상측을 덮도록 기판(142a) 상에 장착된다. 이때, 렌즈(142c)는 LED 패키지(142b)의 광 경로에 설치되는 것으로, 유리, 아크릴, 실리콘, 에폭시, 플라스틱, 폴리머 등의 투광성 재질이 이용될 수 있다.

이러한 렌즈(142c)는 LED 패키지(142b)와 마주보는 입사면(I)과, 입사면(I)의 반대편에 배치되는 출사면(O)을 갖는 굴절형 광학계이다. 렌즈(142c)의 입사면(I)은 광 집광 효율을 높이기 위해 오목한 홈 형태로 설계될 수 있고, 출사면(O)은 광을 최대한 넓게 분산시킬 수 있는 돔 구조로 설계될 수 있다.

렌즈(142c)는 렌즈 삽입 홈(142e) 내에 삽입되어 기판(142a)에 결합된다. 이를 위해, 렌즈(142c)는 렌즈(142c)의 하면에 배치되어 기판(142a) 방향으로 돌출되는 체결 돌기(142d)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 렌즈(142c)는 기판(142a)의 렌즈 삽입 홈(142e) 내에 체결 돌기(142d)가 끼움 결합 방식으로 체결되어 기판(142a)에 안정적으로 고정된다. 이러한 렌즈(142c)의 체결 돌기(142d) 및 렌즈 삽입 홈(142e)은 각각 4개가 설계될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 그 수는 다양한 형태로 변경될 수 있다.

광학부재(144)는 메인 서포터(120)의 수평부(120b) 상에 안착되어, LED 패키지 모듈(142) 상에 장착된다. 이러한 광학부재(144)는 디스플레이 장치(100)의 시야각을 넓히고 휘도를 증가시키기 위하여 LED 패키지 모듈(142)로부터 입사되는 광을 굴절 또는 산란시킨다.

구체적으로, 복수의 광학부재(144)는 확산 시트(diffuser sheet, 144a), 프리즘 시트(prism sheet, 144b), 보호 시트(protection sheet, 144c) 및 휘도 향상 시트(double brightness enhancement film : DBEF, 144d) 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다. 이때, 도 1에는 복수의 광학부재(144)로 확산 시트(144a), 프리즘 시트(144b), 보호 시트(144c) 및 휘도 향상 시트(144d)가 차례로 적층된 4층 구조를 일 예로 나타내었다.

확산 시트(144a)는 LED 패키지 모듈(142)로부터 출사된 광을 면을 따라 확산시켜 디스플레이 장치(100)의 화면 전체적으로 색상 및 밝기가 균일하게 보이도록 하는 역할을 한다.

프리즘 시트(144b)는 확산 시트(144a)에 의하여 확산된 광을 굴절 또는 집광시켜 휘도를 증가시키는 역할을 한다.

보호 시트(144c)는 외부의 충격이나 이물질의 유입으로부터 확산 시트(144a) 및 프리즘 시트(144b)를 보호하는 역할을 한다. 또한, 보호 시트(144c)는 프리즘 시트(144b)에 스크래치가 발생하는 것을 방지하기 위한 목적으로 장착된다.

휘도 향상 시트(144d)는 휘도를 향상시키기 위한 목적으로 장착된다. 이러한 휘도 향상 시트(144d)는 편광 필름의 일종으로 반사형 편광 필름이라고 한다. 이때, 광은 수직편광(P편광)과 수평편광(S편광)으로 구분되는데, 휘도 향상 시트(144d)는 수직편광과 수평편광 중 어느 하나의 편광은 거의 통과시키지만, 다른 하나의 편광은 거의 반사시키는 특성을 갖는다. 일 예로, 휘도 향상 시트(144d)가 수직편광을 모두 통과시키고, 수평편광을 거의 반사시킨다고 할 때, 반사된 수평편광은 수직편광과 수평편광으로 다시 분리된다. 이때, 분리된 수직편광은 다시 휘도 향상 시트(144d)를 통과하고, 분리된 수평편광은 다시 반사되며, 반사된 수평편광은 다시 수직편광과 수평편광으로 분리된다. 이와 같은 방식을 통하여 휘도 향상 시트(144d)는 광의 휘도를 증가시키게 된다.

반사판(146)은 LED 패키지(142b)로부터 출사된 광을 디스플레이 패널(110) 방향으로 반사시키는 역할을 한다. 구체적으로 설명하면, 반사판(146)은 기판(142a)의 상면에 배치되는 바닥면(146a)과, 바닥면(146a)의 네 변으로부터 사선 형태로 각각 연장되어 사각 프레임 구조를 갖는 사선면(146b)과, 사선면(146b)으로부터 절곡되어 바닥면과 평행하게 배치되는 안착면(146c)을 갖는다. 이때, 반사판의 안착면(146c)은 메인 서포터(120)의 수평부(120b) 상에 배치되어 광학부재(144)의 하부에 장착된다.

반사 시트(148)는 반사판(146)의 네 측 코너부의 사선면(146b)에 부착된다. 이러한 반사 시트(148)는 디스플레이 패널(110)의 코너부에서의 광량 부족에 의한 코너부 어두움을 개선하기 위한 목적으로 장착된다.

이를 위해, 반사 시트(148)는 반사판(146)의 네 측 코너부의 사선면(146b)에 대해서만 선택적으로 부착된다. 이와 같이, 반사 시트(148)를 반사판(146)의 네측 코너부에만 선택적으로 부착하는 것에 의해 디스플레이 패널(110)의 중앙부에 비하여 휘도가 낮은 코너부에서의 반사율을 증대시켜 네 측 코너부의 어두움을 개선시킬 수 있게 된다.

탑 케이스(150)는 디스플레이 패널(110) 상에 장착되어, 메인 서포터(120) 및 디스플레이 패널(110)과 결합된다. 이때, 탑 케이스(150), 메인 서포터(120) 및 커버 버텀(130)은 각각의 측 벽면을 관통하는 스크류에 의해 체결될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 반사판의 네 측 코너부에 대해서만 선택적으로 반사 시트를 부착하는 것에 의해 디스플레이 패널의 중앙부에 비하여 휘도가 낮은 코너부에서의 반사율을 증대시켜 네 측 코너부의 어두움을 개선시킬 수 있게 된다.

이에 대해서는, 이하 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 코너부에서의 휘도 향상 원리를 설명하기 위한 모식도이고, 도 5는 도 2의 반사 시트를 구체적으로 나타낸 사시도이며, 도 6은 도 5의 반사 시트를 나타낸 단면도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 반사 시트(148)는 반사판(146)의 네 측 코너부의 사선면(146b)에 대해서만 선택적으로 부착된다. 이와 같이, 반사판(146)의 네 측 코너부의 사선면(146b)에 대해서만 선택적으로 반사 시트(148)를 부착하게 되면, LED 패키지(142b)로부터 출사되는 광이 반사 시트(148)에 의해 반사 효율이 증대되어 네 측 코너부에서의 광량이 증대되어 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.

이를 위해, 반사 시트(148)는 반사판(146)에 비하여 반사율이 높은 은반사 시트가 이용될 수 있다. 보다 바람직하게, 반사 시트(148)는 93 ~ 97%의 반사율을 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 반사 시트(148)의 반사율이 93% 미만일 경우에는 반사율이 낮아 코너부의 휘도 향상 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 반사 시트(148)의 반사율이 97%를 초과할 경우에는 코너부의 휘도 향상 효과 측면에서는 유리하나, 끝단부 휘선이나 휘점의 시인으로 명암차가 발생하여 화질 불량을 야기할 수 있다.

이러한 반사 시트의 세부 구성에 대해서는 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 반사 시트(148)는 베이스 기재(148a), 은 반사층(148b) 및 비드(148c)를 포함한다.

베이스 기재(148a)는 반사 시트(148)의 몸체를 이루는 부분으로 광을 투과시킬 수 있는 투명 재질이 이용될 수 있다. 이러한 베이스 기재(148a)의 재질로는 폴리카보네이트(poly carbonate) 계열, 폴리술폰(poly sulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(poly acrylate) 계열, 폴리스티렌(poly styrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol) 계열, 폴리노르보넨(poly norbornene) 계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다. 구체적으로, 베이스 기재(148a)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly ethylene terephtalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(poly ethylene naphthalate) 등이 이용될 수 있다. 이러한 베이스 기재(148a)는 10 ~ 300㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

은 반사층(148b)은 베이스 기재(148a) 상에 배치된다. 이러한 은 반사층(148b)은 베이스 기재(148a) 상에 반사율이 우수한 은(Ag)을 코팅 또는 증착하는 것에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 은 반사층(148b)은 액상코팅법, 진공증착법, 이온화증착법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법 등에서 선택된 어느 하나의 방식에 의해 형성될 수 있다.

이러한 은 반사층(148b)은 10 ~ 200nm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 은 반사층(148b)의 두께가 10nm 미만일 경우에는 그 두께가 너무 얇아 충분한 반사율 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 은 반사층(148b)의 두께가 200nm를 초과할 경우에는 더 이상의 반사율 향상 효과 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.

비드(148c)는 은 반사층(148b)의 내부에 분산 배치될 수 있다. 이외에도, 비드(148c)는 은 반사층(148b) 상에 분산 배치될 수도 있다. 이러한 비드(148c)는 산란 특성으로 디스플레이 패널(110) 방향으로 직진하는 광량을 증가시켜 휘도를 향상시키는 역할을 한다. 이러한 비드(148c)는 구 형상을 가질 수 있으며, 그 재질로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: polymethyl mathacrylate), 폴리카보네이트(PC: polycarbonate), 폴리스틸렌(PS: polystyrene), 나일론(Nylon) 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 도 5를 다시 참조하면, 반사 시트(148)는 반사판(146)의 네 측 코너부에서 사선면(146b)들 상호 간이 만나는 경계선을 기준으로 상호 대칭 구조를 갖는 삼각형 형상을 갖는다.

구체적으로, 반사 시트(148)는 반사판(146)의 경계선을 따라 배치된 제1 변(S1)과, 반사판(146)의 안착면(146c)을 따라 배열된 제2 변(S2)과, 제1 변(S1)과 제2 변(S2)을 연결하는 제3 변(S3)을 갖는다.

이때, 반사 시트(148)의 제1 변(S1), 제2 변(S2) 및 제3 변(S3)의 길이는 디스플레이 장치(도 1의 100)의 모델 크기에 따라 달라질 수 있기는 하나, 예를 들어 32인치와 100인치 간의 길이 편차가 심하게 나타나지는 않는다. 따라서, 반사 시트(146)의 제1 변(S1)은 30 ~ 100mm의 길이를 갖고, 반사 시트(146)의 제2 변(S2)은 25 ~ 88mm의 길이를 갖고, 반사 시트(146)의 제3 변(S3)은 17 ~ 80mm의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 반사 시트(146)의 제1 변(S1)과 제2 변(S2)이 이루는 각도는 35 ~ 60°일 수 있고, 제2 변(S2)과 제3 변(S3)이 이루는 각도는 60 ~ 80°일 수 있으며, 제1 변(S1)과 제3 변(S3)이 이루는 각도는 35 ~ 70°일 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 그 각도는 다양한 형태로 설계 변경될 수 있다는 것은 자명한 사실일 것이다.

이와 같이, 반사 시트(146)의 제1 내지 제3 변(S1, S2, S3)의 길이를 최적화하여 설계하는 것에 의해, 빛튐에 의한 끝단부의 휘선이 시인되는 것 없이 최적의 면적을 확보하여 네 측 코너부의 어두움을 개선할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 반사 시트(146)는 반사판(146)의 네 측 코너부의 사선면(146b)에 대하여 최적의 형상 및 면적을 갖도록 부착하는 것이 바람직하다. 이때, 반사 시트(148)는 반사판(146)의 네 측 코너부의 휘도 향상을 위해 반사판(146)과의 중첩 면적이 넓을 수록 유리하나, 과도한 면적으로 설계될 경우에는 빛튐에 의해 반사 시트(148)의 끝단부 휘선이 시인되어 화질 불량을 유발할 수 있다.

즉, 반사 시트(148)의 제2 변(S2)과 반사판(146)의 안착면(146c)을 맞닿도록 설계할 시에는 반사 시트(148)와 반사판(146) 간의 중첩 면적이 넓어져 휘도 향상 측면에서는 유리하나, 반사 시트(148)와 반사판(146)이 서로 맞닿는 부분에서 빛튐에 의해 끝단부 휘선이 시인되어 화질 불량을 유발할 수 있다.

이를 미연에 방지하기 위해, 반사 시트(148)의 제2 변(S2)은 반사판(146)의 안착면(146c)과 이격되도록 배치하는 것이 바람직하다. 따라서, 반사 시트(148)의 제2 변(S2)은 반사판(146)의 안착면(146c)에 대하여 1 ~ 15°의 기울기(θ)를 갖도록 배치하는 것이 바람직하다. 반사 시트(148)의 제2 변(S2)과 반사판(146)의 안착면(146c)이 이루는 기울기(θ)가 1°미만일 경우에는 반사 시트(148)와 반사판(146) 간의 이격 간격이 협소하여 상기의 효과를 제대로 발휘하지 못할 우려가 크다. 반대로, 반사 시트(148)의 제2 변(S2)과 반사판(146)의 안착면(146c)이 이루는 기울기(θ)가 15°를 초과할 경우에는 반사 시트(148)의 제2 변(S2)과 반사판(146)의 안착면(146c) 간의 이격 간격이 멀어지는데 기인하여 반사 시트(148)의 전체 면적이 축소되어 코너부에서의 반사율 저하로 코어부 어두움 개선 효과를 제대로 발휘하지 못할 우려가 있다.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사판의 네 측 코너부에 대해서만 선택적으로 반사 시트를 부착하는 것에 의해 디스플레이 패널의 중앙부에 비하여 휘도가 낮은 코너부에서의 반사율 증대에 따른 휘도 향상으로 네 측 코너부의 어두움을 개선시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사 시트의 제1 내지 제3 변의 길이를 최적화하여 설계함과 더불어 반사 시트의 제2 변을 반사판의 안착면에 대하여 1 ~ 15°의 기울기를 갖도록 배치하는 것에 의해, 코너부에서 빛튐에 의한 끝단부의 휘선이 시인되는 것 없이 최적의 면적 확보 및 기울기 적용으로 네 측 코너부의 어두움을 개선할 수 있게 된다.

이에 더불어, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사 시트로 93 ~ 97%의 반사율을 갖는 은반사 시트를 적용하는 것에 의해 코너부에서의 휘선이나 휘점의 시인 없이 네 측 코너부의 어두움을 개선할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

도 7은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 디스플레이 장치의 휘도 측정 결과를 나타낸 평면도이고, 도 8은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 디스플레이 장치의 휘도 측정 결과를 나타낸 광학 이미지이다. 이때, 도 7의 (a) 및 (b)와 도 8의 (a) 및 (b)는 실시예 1 및 비교예 1을 각각 나타낸 것으로, 디스플레이 패널의 중앙부와 디스플레이 패널의 네 측 모서리로부터 가로 21mm 및 세로 21mm의 이격된 코너부에서의 휘도를 각각 측정하여 나타내었다.

이때, 실시예 1은 반사판의 네 측 코너부의 사선면에 95%의 반사율을 갖는 삼각형 형상의 반사 시트를 각각 부착하였고, 비교예 1은 반사 시트를 부착하지 않았다. 특히, 실시예 1의 경우, 반사 시트의 제2 변이 반사판의 안착면에 대하여 7°의 기울기를 갖도록 설계하였으며, 제1 변, 제2 변 및 제3 변의 길이를 50.89mm, 45mm 및 40.58mm로 각각 설계하였다.

도 7의 (a) 및 (b)와 도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널의 중앙부에서 측정된 휘도 값은 실시예 1 및 비교예 1이 503 cd/㎡로 동일하였다. 반면, 디스플레이 패널의 네 측 코너부에서 측정된 휘도 값의 경우, 비교예 1은 376 ~ 401 cd/㎡에 불과하였으나, 실시예 1은 400 ~ 418 cd/㎡로 측정되어 비교예 1에 비하여 증가한 것을 확인할 수 있다.

위의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1의 경우에는 최외곽 휘도 균일도가 74.8%로 측정되었는데 반해, 실시예 1의 경우에는 최외곽 휘도 균일도가 79.5%로 대략 6.3%가 상승한 것을 확인할 수 있다. 이때, 최외곽 휘도 균일도는 디스플레이 패널의 중앙부에서 측정된 휘도 값과 디스플레이 패널의 네 측 코너부에서 측정된 휘도 값 중에서 최소 값을 나누는 방식으로 평가하였다.

한편, 도 9는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 디스플레이 장치를 적용한 멀티 비전 디스플레이 장치 시스템의 휘도 측정 결과를 나타낸 사진이다. 이때, 도 9의 (a)는 실시예 1을 나타낸 것이고, 도 9의 (b)는 비교예 1을 나타낸 것이다.

도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 복수의 디스플레이 패널을 브라켓으로 고정 설치하는 멀티 비전 디스플레이 장치의 경우, 인접한 디스플레이 패널 상호 간의 네 측 모서리 부분에서의 어두움 개선이 필요한 상황이다.

이때, 비교예 1의 경우에는 반사 시트의 미적용으로 네 측 코너부의 어두움이 2 부분으로 확연하게 나타나고 있는 것을 확인할 수 있다. 반면, 실시예 1의 경우에는 반사 시트의 적용으로 네 측 코너부의 어두움이 1 부분으로 감소한 것을 확인할 수 있다.

도 10은 실시예 1 및 비교예 2 ~ 4에 따른 디스플레이 장치의 광학 특성 결과를 나타낸 사진이다. 비교예 2는 반사판의 네 측 코너부의 사선면에 95%의 반사율을 갖는 사각형 형상의 반사 시트를 각각 부착하였다. 이때, 비교예 2의 경우, 반사 시트의 제2 변이 반사판의 안착면과 맞닿도록 설계하였으며, 제1 변, 제2 변, 제3 변 및 제4 변의 길이를 50.89mm, 122mm, 51.25mm 및 27mm로 각각 설계하였다.

비교예 3은 반사판의 네 측 코너부의 사선면에 95%의 반사율을 갖는 삼각형 형상의 반사 시트를 각각 부착하였다. 이때, 비교예 3의 경우, 반사 시트의 제2 변이 반사판의 안착면에 대하여 37°의 기울기를 갖도록 설계하였으며, 제1 변, 제2 변 및 제3 변의 길이를 50.89mm, 63mm 및 30.25mm로 각각 설계하였다.

비교예 4는 반사판의 네 측 코너부의 사선면에 95%의 반사율을 갖는 삼각형 형상의 반사 시트를 각각 부착하였다. 이때, 비교예 4의 경우, 반사 시트의 제2 변이 반사판의 안착면에 대하여 35°의 기울기를 갖도록 설계하였으며, 제1 변, 제2 변 및 제3 변의 길이를 50.89mm, 29.25mm 및 26.58mm로 각각 설계하였다.

도 10에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 경우에는 끝단부 휘선 시인 없이 코너부의 휘도 향상으로 코너부 어두움이 개선된 것을 확인할 수 있다.

반면, 비교예 2의 경우에는 코너부 어두움은 개선되었으나, 끝단부 휘점이 시인된 것을 확인할 수 있다.

또한, 비교예 3의 경우에는 코너부 어두움 개선 효과가 미미하였으며, 코너부의 안쪽에 휘점이 시인되었다.

또한, 비교예 4의 경우에는 코너부 휘점이 시인되지는 않았으나, 코너부 어두움 개선 효과가 미미한 것을 확인할 수 있다.

한편, 도 11은 실시예 1 및 비교예 5 ~ 7에 따른 디스플레이 장치의 광학 특성 결과를 나타낸 사진이다. 이때, 실시예 1은 95%의 반사율을 갖는 반사 시트를 적용한 것이고, 비교예 5 ~ 7은 99%, 90% 및 86%의 반사율을 갖는 반사 시트를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 반사 시트를 적용하였다.

도 11에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 경우에는 끝단부 휘선 시인 없이 코너부의 휘도 향상으로 코너부 어두움이 개선된 것을 확인할 수 있다.

반면, 비교예 5의 경우에는 코너부 어두움은 개선되었으나, 끝단부 휘점 시인으로 명암차가 발생한 것을 확인할 수 있다.

그리고, 비교예 6 ~ 7의 경우에는 낮은 반사율로 인하여 코너부 어두움 개선 효과가 미미하였다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해할 수 있을 것이다.

100 : 디스플레이 장치 110 : 디스플레이 패널
120 : 메인 서포터 130 : 커버 버텀
140 : 백라이트 유닛 142 : LED 패키지 모듈
142a : 기판 142b : LED 패키지
142c : 렌즈 144 : 광학부재
144a : 확산 시트 144b : 프리즘 시트
144c : 보호 시트 144d : 휘도 향상 시트
146 : 반사판 146a : 반사판의 바닥면
146b : 반사판의 사선면 146c : 반사판의 안착면
148 : 반사 시트 148a : 베이스 기재
148b : 은 반사층 148c : 비드
150 : 탑 케이스

Claims

기판과, 상기 기판 상에 실장된 복수의 LED 패키지를 갖는 LED 패키지 모듈;
상기 LED 패키지 모듈 상에 장착된 광학부재;
상기 기판의 상면에 배치되는 바닥면과, 상기 바닥면의 네 변으로부터 사선 형태로 각각 연장되어 사각 프레임 구조를 갖는 사선면과, 상기 사선면으로부터 절곡되어 상기 바닥면과 평행하게 배치되는 안착면을 갖는 반사판; 및
상기 반사판의 네 측 코너부의 사선면에 부착된 반사 시트;
를 포함하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서,
상기 반사 시트는
상기 반사판의 네 측 코너부에서 사선면들 상호 간이 만나는 경계선을 기준으로 상호 대칭 구조를 갖는 삼각형 형상을 갖는 백라이트 유닛.
제2항에 있어서,
상기 반사 시트는
상기 반사판의 경계선을 따라 배치된 제1 변과,
상기 반사판의 안착면을 따라 배열된 제2 변과,
상기 제1 변과 제2 변을 연결하는 제3 변을 갖는 백라이트 유닛.
제3항에 있어서,
상기 반사 시트의 제1 변은 30 ~ 100mm의 길이를 갖고,
상기 반사 시트의 제2 변은 25 ~ 88mm의 길이를 갖고,
상기 반사 시트의 제3 변은 17 ~ 80mm의 길이를 갖는 백라이트 유닛.
제3항에 있어서,
상기 반사 시트의 제2 변은 상기 반사판의 안착면과 이격 배치되되,
상기 반사 시트의 제2 변은 상기 반사판의 안착면에 대하여 1 ~ 15°의 기울기를 갖도록 배치된 백라이트 유닛.
제1항에 있어서,
상기 반사 시트는
베이스 기재와,
상기 베이스 기재 상에 배치된 은 반사층과,
상기 은 반사층의 내부 또는 상부에 분산 배치된 비드를 포함하며,
상기 반사 시트는 93 ~ 97%의 반사율을 갖는 백라이트 유닛.
디스플레이 패널;
상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되어, 상기 디스플레이 패널의 가장자리를 지지하는 메인 서포터;
상기 메인 서포터의 하부에 장착된 커버 버텀;
상기 커버 버텀의 상면 상에 장착된 백라이트 유닛; 및
상기 디스플레이 패널 상에 장착되어, 상기 메인 서포터 및 디스플레이 패널과 결합되는 탑 케이스;를 포함하며,
상기 백라이트 유닛은
기판과, 상기 기판 상에 실장된 복수의 LED 패키지를 갖는 LED 패키지 모듈과,
상기 LED 패키지 모듈 상에 장착된 광학부재와,
상기 기판의 상면에 배치되는 바닥면과, 상기 바닥면의 네 변으로부터 사선 형태로 각각 연장되어 사각 프레임 구조를 갖는 사선면과, 상기 사선면으로부터 절곡되어 상기 바닥면과 평행하게 배치되는 안착면을 갖는 반사판과,
상기 반사판의 네 측 코너부의 사선면에 부착된 반사 시트를 갖는 디스플레이 장치.
제7항에 있어서,
상기 메인 서포터는
상기 디스플레이 패널을 지지하는 수직부와, 상기 수직부로부터 내측으로 연장되어, 상기 광학부재를 지지하는 수평부를 가지며,
상기 반사판의 안착면은 상기 메인 서포터의 수평부 상에 배치되어, 상기 광학 부재의 하부에 장착된 디스플레이 장치.