KR20110011463A - 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시예는 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 라이트 유닛은 일면에 복수 개의 홈부가 형성된 광 가이드 플레이트; 상기 홈부의 일측에 형성된 광 가이드 파트; 및 상기 광 가이드 파트를 통해 상기 광 가이드 플레이트로 광을 입사시키는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함한다.
발광 다이오드, 광 가이드 플레이트

Description

라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치{LIGHT UNIT AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
실시예는 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다.
발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구성할 수 있다.
이러한 발광다이오드는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광 장치로 이용되고 있으며, 상기 발광 장치는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.
실시예는 광 가이드 플레이트의 하면에 홈부를 형성하고, 상기 홈부의 일측에 적어도 하나의 발광 다이오드를 사이드 뷰 방식으로 배치한 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시예는 광 가이드 플레이트의 하면에 홈부를 형성하고, 상기 홈부의 일측에 적어도 하나의 발광 다이오드를 배치하여 홈부 측면으로 입사된 광을 전면으로 출광시킴으로써 에지형 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예는 표시 패널에 대하여 광 가이드 플레이트를 일체형으로 제작하여 균일한 분포로 광이 출광될 수 있는 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시예는 가이드부를 광 가이드 플레이트의 굴절율과 동일한 굴절율을 갖는 접착제를 이용하여 홈부에 부착시킴으로써 광 손실을 최소화하는 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시예는 가이드부와 광 가이드 플레이트를 동일한 물질로 형성하고, 적어도 하나의 발광 다이오드에서 발생된 광은 가이드부, 접착 부재 및 광 가이드 플레이트를 통과하여 출사됨으로써 핫 스팟을 개선할 수 있는 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시예는 광 가이드 플레이트의 하면에 복수개의 홈부를 형성하고, 각 홈부의 일측에 적어도 하나의 발광 다이오드를 배치하여 로컬 디밍 등과 같은 부분 구 동 방식을 구현할 수 있도록 할 수 있도록 한 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시예에 따른 라이트 유닛은 일면에 복수 개의 홈부가 형성된 광 가이드 플레이트; 상기 홈부의 일측에 형성된 광 가이드 파트; 및 상기 광 가이드 파트를 통해 상기 광 가이드 플레이트로 광을 입사시키는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함한다.
실시예에 따른 표시 장치는 하면에 복수 개의 홈부가 형성된 광 가이드 플레이트; 상기 홈부의 일측에 광 가이드 파트; 상기 광 가이드 파트를 통해 상기 광 가이드 플레이트로 광을 입사시키는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드; 및 상기 광 가이드 플레이트 상에 표시 패널을 포함한다.
실시예는 라이트 유닛 및 표시장치의 슬림화에 유리한 효과가 있다.
실시예는 점광원들을 이용하여 에지형 백라이트 유닛을 제공하여 분할 능력이 우수하고 빠른 응답 속도를 가지고 있어 다이나믹(dynamic)한 영상 구현이 가능하다.
실시예는 광 가이드 플레이트의 하면에 복수개의 홈부를 형성하고, 각 홈부의 일측에 적어도 하나의 발광 다이오드를 배치하여 향상된 광 균일성을 제공하는 효과가 있다.
실시예는 하면에 홈부를 갖는 광 가이드 플레이트를 일체로 형성하고, 각 홈부에 가이드부를 투명한 접착 부재를 이용하여 부착함으로써 핫 스팟을 개선하고 광의 균일성 확보가 가능하다.
실시예는 로컬 디밍, 임펄시브 등과 같은 부분 구동 방식을 제공하여 소비 전력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 화면 콘트라스(contrast)를 개선하여 표시 장치의 화질을 개선하는 효과가 있다.
실시예는 부분 구동 가능한 백라이트 유닛으로서, 일체로 형성된 광 가이드 플레이트를 이용하여 조명 영역을 분할 구동하며, 분할된 조명 영역을 통해 광량 분포를 명확하게 조절할 수 있다. 또한 적어도 하나의 발광 다이오드를 영역별로 구동시켜 줌으로써, 분할된 조명 영역 별로 다른 휘도를 조사할 수 있으며, 표시 장치는 우수한 영상미를 가질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하, 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 실시예의 기술적 범위를 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 표시 장치에서 광원부를 보여주는 사시도이며, 도 3은 도 2의 측면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 표시 장치(100)는 라이트 유닛(105) 및 표시 패널(107)을 포함한다.
상기 라이트 유닛(105)은 광원부(101) 및 광학 시트(103)를 포함한다.
상기 라이트 유닛(105)은 바텀 커버(미도시)의 홈 내에 수납될 수 있다.
상기 표시 패널(107)은 상기 라이트 유닛(105)으로부터 조사된 광에 의해 이미지 정보를 표시하게 되는 것으로, 예를 들면, 액정표시패널(liquid crystal display panel)로 구현될 수 있다. 상기 표시 패널(107)은 상부 기판, 하부 기판, 상기 두 기판들 사이에 개재되는 액정층을 포함하며, 상기 상부 기판의 상부면 및 하부 기판의 하부면에 각각 밀착된 편광시트들을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(107)은 로컬 디밍 구동 방식 또는 임펄시브 구동 방식에 대응하여 복수의 분할 영역으로 분할되어 구동될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(107) 아래에는 상기 라이트 유닛(105)의 광학 시트(103)가 배치될 수 있으며, 이러한 광학 시트(103)는 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 시트(103)는 확산시트(미도시) 및/또는 프리즘 시트(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 확산시트는 상기 광 가이드 플레이트(120)에서 출사된 광을 확산시켜 주며, 상기 확산된 광은 프리즘 시트에 의해 발광 영역으로 집광된다. 여기서, 상기 프리즘 시트는 수평 또는/및 수직 프리즘 시트, 한 장 이상의 휘도 강화 필름 등을 이용하여 선택적으로 구성할 수 있다. 상기 광학 시트(103)의 종류나 개수 등은 실시 예의 기술적 범위 내에서 추가 또는 삭제될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 시트(103)의 아래에는 면 광을 발생하는 광원부(101)가 배치된다.
상기 광원부(101)는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드들(115), 모듈 기판(110), 광 가이드 플레이트(120) 및 광 가이드 파트(130)를 포함할 수 있다.
상기 광 가이드 플레이트(120)는 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 광 가이드 플레이트(120)에서 면 광원이 발생되는 상면은 평평하며, 하면은 일 방향으로 길게 적어도 하나의 홈부(122)가 형성된다.
상기 광 가이드 플레이트(120)의 상면에 확산 패턴이 더 형성될 수 있다.
상기 홈부(122)는 상기 광 가이드 플레이트(120)의 일단에서 타단으로 가로지르며 형성될 수 있다.
상기 홈부(122)는 제1면(122a), 제2면(122b) 및 상기 제1면(122a)과 제2면(122b)이 만나는 교선(122c)으로 이루어진다.
상기 제1면(122a)은 상기 광 가이드 플레이트(120)의 평면에 대하여 경사면일 수 있다. 상기 제2면(122b)은 상기 광 가이드 플레이트(120)의 평면에 대하여 수직면일 수 있으며, 이에 한정하지는 않으며, 경사면으로 이루어질 수도 있다.
상기 교선(122c)은 상기 홈부(122)의 길이 방향의 길이와 동일하다. 즉, 상기 교선(122c)은 상기 광 가이드 플레이트(120)의 일단에서 타단까지의 길이를 갖 는다.
일면에 적어도 하나의 홈부(122)를 갖는 광 가이드 플레이트(120)는 하나의 표시 패널(107)에 대하여 일체로 사출 성형 방식 또는 압출 방식으로 형성될 수 있다.
상기 홈부(122)는 상기 광 가이드 플레이트(120)의 하면에 연속하여 형성될 수 있으며, 상기 광 가이드 플레이트(120)의 하면은 제1면(122a), 제2면(122b)이 연속하여 교대로 형성될 수 있다.
상기 광 가이드 파트(130)는 상기 홈부(122)의 제2면(122b) 및 상기 홈부(122)의 길이 방향과 평행한 광 가이드 플레이트(120)의 일 측면에 형성된다. 상기 광 가이드 파트(130)는 직육면체의 형태로 이루어질 수 있다.
상기 광 가이드 파트(130)와 상기 광 가이드 플레이트(120) 사이에는 접착 부재(131)가 개재된다.
상기 접착 부재(131)는 예를 들어, 플라스틱 계열의 투명한 UV본딩 재질로 이루어질 수 있다.
상기 광 가이드 파트(130) 및 상기 광 가이드 플레이트(120)는 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 광 가이드 플레이트(120)와 상기 접착 부재(131)의 광 굴절율은 동일할 수 있다. 이로써, 상기 광 가이드 파트(130)로 입사된 광이 상기 접착 부재(131)를 통과하여 상기 광 가이드 플레이트(120)로 입사될 때 굴절율 차이에 의한 반사 손실이 거의 없어 광학 특성에 영향을 주지 않을 수 있다.
예를 들어, 상기 광 가이드 플레이트(120) 및 광 가이드 파트(130)가 PMMA 재질로 이루어질 경우 플라스틱 계열의 접착 부재(131)와 굴절율이 약 1.5로 동일할 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(115)들은 상기 광 가이드 파트(130)의 일측에 근접 배치될 수 있으며, 각 홈부(122) 아래에 상기 발광 다이오드(115)들이 탑재된 모듈 기판(110)이 배치된다.
상기 모듈 기판(110)은 메탈 코어 PCB, FR-4 PCB, 일반 PCB, 플렉시블 기판 등으로 이루어지며, 실시 예의 기술적 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다. 상기 모듈 기판(110)은 바(bar) 타입으로 복수개가 배치되거나, 복수 개의 광 가이드 플레이트(120)의 전면에 대응되는 크기의 단일 기판으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(115)는 적색, 청색, 녹색 등과 같은 컬러 중에서 적어도 한 컬러를 방출하는 유색 LED이거나 백색 LED로 구현될 수 있다. 또한 상기 유색 LED는 적색LED, 청색LED, 녹색LED를 포함할 수 있으며, 이러한 발광 다이오드의 배치 및 방출 광은 실시 예의 기술적 범위 내에서 변경될 수 있다.
상기 모듈 기판(110)은 각 광 가이드 플레이트(120)의 영역별로 광을 제공하기 위해 각 영역별 발광 다이오드(115)에 전원을 제공하여, 각 영역별로 구동시켜 줄 수 있다. 이에 따라 광 가이드 플레이트(120)의 영역별로 다른 휘도로 발광할 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(115)는 사이드 발광 타입으로 상기 광 가이드 파트(130)의 일측에 배치되어 광을 측면으로 입사시켜 주며, 상기 광 가이드 플레이트(120)는 홈부(122)의 제2면(122b)으로부터 입사된 광을 가이드하여 상면에서 면광으로 출사시킨다.
상기 광 가이드 플레이트(120)의 아래 또는 아래 면에는 반사시트, 반사제, 반사 금속판과 같은 반사 부재(140)가 배치될 수 있으며, 이러한 반사 부재(140)는 상기 광 가이드 플레이트(120)로부터 누설되는 광을 재반사시켜 준다. 상기 반사 부재(140)는 상기 광 가이드 파트(130) 아래 또는 아래 면에 형성될 수 있다.
상기 반사 부재(140)는 상기 광 가이드 플레이트(120)의 홈부(122)에서 제1면(122a)에 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(140)는 상기 광 가이드 플레이트(120)의 홈부(122)에서 제2면(122b) 즉, 입광 면에는 형성되지 않는다.
상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(115)는 상기 홈부(122)의 제1면(122a)에 형성된 반사 부재(140)에 의하여 광의 출사 방향에서 가려질 수 있다.
상기 광 가이드 파트(130)의 길이 및 폭은 표시 장치의 사이즈, 특성, 발광 다이오드(115)의 스펙 및 광 가이드 플레이트(120)의 특성에 따라 달라질 수 있으며, 핫 스팟(hot spot)이 발생되지 않도록 적절한 길이를 가지도록 설계된다.
실시예는 광 가이드 플레이트(120)의 하면에 복수개의 홈부(122)를 형성하고, 각 홈부(122)의 일측에 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(115)를 배치하여 향상된 광 균일성을 제공할 수 있다.
실시예는 하면에 홈부(122)를 갖는 광 가이드 플레이트(120)를 일체로 형성 하고, 각 홈부(122)에 광 가이드 파트(130)를 접착 부재(131)를 이용하여 부착함으로써 핫 스팟을 개선하고 광의 균일성 확보가 가능하다.
실시예는 로컬 디밍, 임펄시브 등과 같은 부분 구동 방식을 제공하여 소비 전력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 화면 콘트라스(contrast)를 개선하여 표시 장치의 화질을 개선할 수 있다.
또한, 실시예는 부분 구동 가능한 백라이트 유닛으로서, 일체로 형성된 광 가이드 플레이트(120)를 이용하여 조명 영역을 분할 구동하며, 분할된 조명 영역을 통해 광량 분포를 명확하게 조절할 수 있다. 또한 발광 다이오드를 영역별로 구동시켜 줌으로써, 분할된 조명 영역 별로 다른 휘도를 조사할 수 있으며, 표시 장치는 우수한 영상미를 가질 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 표시 장치에서 라이트 유닛의 분할 구동 방식을 보여주는 평면도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 라이트 유닛(105)은 전면 구동 방식 또는 부분 구동 방식으로 구동될 수 있으며, 상기 부분 구동 방식은 로컬 디밍 방식 또는 임펄시브 방식 등을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(115)는 로컬 디밍 방식으로 구동될 경우, 상기 표시 패널(107)은 복수의 단위 조명 영역을 갖고, 상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(115)의 휘도는 상기 각 단위 조명 영역(A)의 그레이 피크 값에 따라 개별적으로 조절될 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(115)는 임펄시브 방식으로 구동될 수 있다. 이 경우, 상기 각 구동 영역은 상기 표시 패널(107)과 시간적으로 동기화되어 순차적으로 점등될 수 있다.
상기 광 가이드 플레이트(120)는 일체로 형성되어 있으나, 하면에 형성된 홈부(122)에 의하여 분할된 조명 영역을 구현할 수 있으므로 라이트 유닛(105)의 부분 구동이 가능할 뿐 아니라 광 균일성을 확보할 수 있다. 즉, 실시예는 표시 패널(107) 상에서 분할된 단위 조명 영역(A)을 구현하고 있으나 이는 상기 광 가이드 플레이트(120)의 물리적 분할에 의하여 이루어지는 것이 아니며 광 가이드 플레이트(120)가 일체로 형성되어 각 단위 조명 영역(A) 경계에서도 우수한 조명 품위를 가질 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 발광 다이오드(115)의 구동 방식은 회로 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 5는 실시예에 따른 라이트 유닛의 다른 예를 보여주는 평면도이다. 여기서, 광 가이드 플레이트의 외측면에 배치된 광 가이드 파트 및 발광 다이오드를 도시하여 설명하기로 한다. 홈부 내에 배치된 광 가이드 파트 및 발광 다이오드는 도시하지 않았으나 도 5에 도시된 광 가이드 파트 및 발광 다이오드와 동일한 형태로 형성됨을 예측할 수 있다.
도 5에 도시된 라이트 유닛을 설명함에 있어서, 앞서 설명한 실시예와 동일한 부분에 대해서는 중복 설명을 생략하기로 한다.
앞서 설명한 실시예에 따르면, 라이트 유닛(105)의 광 가이드 파트(130)는 각 홈부(122)의 길이에 대응하여 형성된다.
도 5를 참조하면, 광 가이드 파트(230)는 발광 다이오드(115)의 스펙, 광 발생 범위를 고려하여 모서리 길이에 대하여 두 개 이상의 광 가이드 파트들(231, 232)로 분할될 수도 있다.
도 6은 실시예에 따른 라이트 유닛의 또 다른 예를 보여주는 평면도이다.
도 6에 도시된 라이트 유닛을 설명함에 있어서, 앞서 설명한 실시예와 동일한 부분에 대해서는 중복 설명을 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 라이트 유닛의 광 가이드 파트(333)는 발광 다이오드(115)의 스펙, 광 발생 범위를 고려하여 발광 다이오드(115)들에 대하여 일대일로 형성될 수 있다.
즉, 복수 개의 광 가이드 파트(333)들이 광 가이드 플레이트(120)의 일측 및 홈부들의 일측에 접착 부재(131)에 의해 부착된다. 그리고, 광 가이드 파트(333)들의 일측에 발광 다이오드(115)들이 일대일로 배치될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져서는 안 될 것이다.
도 1은 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치에서 광원부를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 실시예에 따른 표시 장치에서 라이트 유닛의 분할 구동 방식을 보여주는 평면도이다.
도 5는 실시예에 따른 라이트 유닛의 다른 예를 보여주는 평면도이다.
도 6은 실시예에 따른 라이트 유닛의 또 다른 예를 보여주는 평면도이다.

Claims (20)

  1. 일면에 복수 개의 홈부가 형성된 광 가이드 플레이트;
    상기 홈부의 일측에 형성된 광 가이드 파트; 및
    상기 광 가이드 파트를 통해 상기 광 가이드 플레이트로 광을 입사시키는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 라이트 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광 가이드 플레이트 및 상기 광 가이드 파트는 동일한 재질로 이루어진 라이트 유닛.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 홈부는 상기 광 가이드 플레이트의 일단에서 타단으로 길게 형성된 라이트 유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광 가이드 파트는 상기 홈부가 연장된 방향을 따라 적어도 하나 이상이 배치되는 라이트 유닛.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광 가이드 파트와 상기 광 가이드 플레이트 사이에 개재된 접착 부재를 포함하는 라이트 유닛.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 접착 부재, 상기 광 가이드 파트 및 상기 광 가이드 플레이트의 광 굴절율이 동일한 라이트 유닛.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 홈부는, 상기 광 가이드 플레이트의 평면에 대하여 경사진 제1면과 상기 제1면과 교선을 이루는 제2면으로 이루어진 라이트 유닛.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2면은 상기 광 가이드 플레이트의 평면에 대하여 수직한 면인 라이트 유닛.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광 가이드 파트는 상기 제2면 상에 형성된 라이트 유닛.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드가 탑재되고 상기 광 가이드 플레이트 아래에 적어도 하 나의 모듈 기판을 포함하는 라이트 유닛.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 홈부의 일부 및 상기 광 가이드 파트 아래에 형성된 반사 부재를 더 포함하는 라이트 유닛.
  12. 하면에 복수 개의 홈부가 형성된 광 가이드 플레이트;
    상기 홈부의 일측에 광 가이드 파트;
    상기 광 가이드 파트를 통해 상기 광 가이드 플레이트로 광을 입사시키는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드; 및
    상기 광 가이드 플레이트 상에 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 표시 패널과 상기 광 가이드 플레이트 사이에 배치된 광학 시트를 포함하는 표시장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 발광 다이오드가 탑재되고 상기 광 가이드 플레이트 아래에 적어도 하나의 모듈 기판을 포함하는 표시 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 모듈 기판은 각각 복수개의 광 가이드 파트에 대응하여 배치되는 표시 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 광 가이드 플레이트는 일체로 형성된 표시 장치.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 광 가이드 플레이트 아래에 배치된 반사 부재를 포함하는 표시 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 반사 부재는 상기 홈부 일부 및 상기 광 가이드 파트 아래에 형성되는 표시 장치.
  19. 제 12항에 있어서,
    상기 광 가이드 파트와 상기 광 가이드 플레이트 사이에 개재된 접착 부재를 포함하는 표시 장치.
  20. 제 12항에 있어서,
    상기 홈부는, 상기 광 가이드 플레이트의 평면에 대하여 경사진 제1면 및 상 기 제1면과 교선을 이루며 상기 광 가이드 파트가 부착되는 제2면으로 이루어진 표시 장치.
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