KR20140046525A - 백라이트 유닛과 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛은 복수의 발광 영역을 갖는 도광부 상기 도광부에 광을 제공하는 광원부를 포함한다. 상기 도광부는 메인 도광판과 상기 메인 도광판의 일부와 중첩하는 서브 도광판을 포함한다. 표시 장치는 표시 장치와 백라이트 유닛을 포함한다.

Description

백라이트 유닛과 이를 포함하는 표시 장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛과 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로컬 디밍이 가능한 에지형의 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat PanelDisplay) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 개재되어 있는 액정층으로 이루어지는표시 패널을 포함하여 영상을 표시하는 장치이다. 그러나, 표시 패널은 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성소자이기 때문에, 이러한 표시 패널로 광을 공급하는 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 요구된다.
백라이트 유닛은 광원블록의 위치에 따라 에지형 백라이트 유닛과 직하형 백라이트 유닛으로 구분된다. 에지형백라이트 유닛에서는 광원블록이 표시 패널의 후방 일측에 구비되는 반면, 직하형 백라이트 유닛에서는 광원블록이 표시 패널의 후방에 구비된다.
최근 액정 표시 장치의 슬림화 경향에 따라 두께의 감소에 한계가 있는 직하형 백라이트 유닛보다 에지형 백라이트 유닛을 사용하는 추세이다.
한편, 액정 표시 장치의 소비 전력을 감소시키기 위하여 복수개의 영역 중 필요한 영역의 밝기만 변화시키는 로컬 디밍(local dimming) 기술이 다양한 측면에서 개발되고 있다.
그런데, 전술한 에지형 백라이트 유닛에서는 광원블록이 표시 패널의 후방에 위치하는 것이 아니라, 표시 패널의 후방에 위치하는 도광판의 측면에 위치하여 광원블록으로부터 방출되는 빛이 도광판의 전면으로 확산되기 때문에 영역별로 밝기를 조절하는 로컬 디밍을 구현하는 것이 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 두께 감소와 소비 전력의 감소를 가능하게 하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 유닛은 제1 패턴을 갖는 메인 도광판과, 제2 패턴을 갖는 서브 도광판과, 상기 메인 도광판에 광을 제공하는 메인 광원부 및 상기 서브 도광판에 광을 제공하며 적어도 그 일부가 상기 메인 도광판의 일부와 중첩하는 서브 광원부를 포함한다. 여기서, 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은 평면상에서 볼 때 서로 중첩되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 서브 도광판은 상기 메인 도광판보다 작다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 광원부는 상기 메인 도광판의 양측에 제공된 제1 광원 블록 및 제2 광원 블록을 포함하고 상기 서브 광원부는 상기 서브 도광판의 양측에 제공된 제3 광원 블록 및 제4 광원 블록을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 광원 블록들은 각각 N개(N은 자연수)의 광원 그룹을 포함할 수 있으며, 상기 광원 그룹은 n개(n은 자연수)의 광원을 포함할 수 있다. 상기 광원 그룹이 복수로 제공될 때 상기 광원 그룹들은 독립적으로 구동될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치용 백라이트 유닛은 제1 패턴을 갖는 메인 도광판과, 상기 메인 도광판으로부터 분리되고 제2 패턴을 가지며 상기 메인 도광판보다 작은 서브 도광판과, 상기 메인 도광판에 광을 제공하는 메인 광원부, 및 상기 서브 도광판에 광을 제공하는 서브 광원부를 포함한다. 여기서, 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은 평면상에서 볼 때 서로 중첩되지 않는다.
본 발명에 따르면 두께가 감소하고 소비 전력이 감소된 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 광원부와 도광부를 도시한 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 3c는 도 3a의 광원부와 도광부를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5은 본 발명의 복수의 발광 영역을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 평면도이다.
도 7는 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 도 1의 I-I'선에 대응하는 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 광원부와 도광부를 도시한 사시도이다.
도 10b는 도 10a의 III-III'선에 따른 단면도이다.
도 10c는 도 10a의 광원부와 도광부를 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시 장치의 단면도로서, 도 1의 I-I'선에 대응하는 것이다.
도 12a는 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 광원부와 도광부를 도시한 사시도이다.
도 12b는 도 12a의 IV-IV'선에 따른 단면도이다.
도 12c는 도 12a의 광원부와 도광부를 표시한 평면도이다.
도 13a는 본 발명의 제8 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 광원부와 도광부를 도시한 사시도이다.
도 13b는 도 13a의 V-V'선에 따른 단면도이다.
도 13c는 도 13a의 광원부와 도광부를 표시한 평면도이다.
도 14a, 도 14b, 및 도 14c는 각각 본 발명의 실시예들에 있어서 도광부에 형성된 출광 패턴을 도광판과 함께 확대하여 도시한 사시도, 측면도, 및 평면도이다.
도 15a 및 도 15b는 출광 패턴의 변형예들을 나타낸 단면도들이고, 도 15c 내지 도 15f는 출광 패턴의 변형예들을 나타낸 평면도들이다.
도 16은 본 발명의 따른 백라이트 유닛에 있어서 각 발광 영역의 단면의 휘도 시뮬레이션 그래프이다.
도 17a는 광 가이드 패턴을 설명하기 위한 광원부와 도광부의 사시도이다.
도 17b는 도 17a의 VI-VI'선에 따른 단면도이다.
도 17c는 도 17a의 VII-VII'선에 따른 단면도이다.
도 18a 및 도 18b는 각각 광 가이드 패턴의 다른 일례들을 설명하기 위한 백라이트 유닛의 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(PNL), 백라이트 유닛(BLU), 및 탑 샤시(TC)를 포함한다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 상기 표시 장치에서 영상이 제공되는 방향을 상부 방향으로, 상기 상부 방향의 반대 방향을 하부 방향으로 하여 설명하나, 상기 상부 방향이나 하부 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(PNL)은 수광형 표시 패널로서, 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 전기습윤 표시 패널(electrowetting display panel), 전기영동 표시 패널 (electrophoretic display panel), MEMS 표시 패널(microelectromechanical system display panel) 등을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 액정 표시 패널을 예로서 설명한다.
상기 표시 패널(PNL)은 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 직사각형의 판상으로 마련될 수 있으며, 두 쌍의 변들 중 어느 한 쌍의 변이 다른 한 쌍의 변보다 길게 제공될 수 있다. 상기 표시 패널(PNL)은 베이스 기판(BS)과, 상기 베이스 기판(BS)에 대향되는 대향 기판(CS), 및 상기 베이스 기판(BS)과 상기 대향 기판(CS) 사이에 형성된 액정층(미도시)을 포함한다. 상기 표시 패널(PNL)은 평면상에서 볼 때 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과, 상기 표시 영역(DA)을 둘러싸며 영상이 표시되지 않은 비표시 영역(NDA)으로 이루어진다. 상기 비표시 영역(NDA)은 상기 탑 샤시(TC)에 의해 가려진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 베이스 기판(BS)은 다수의 화소 전극들(미도시) 및 상기 화소 전극들과 일대일 대응하여 전기적으로 연결된 다수의 박막 트랜지스터(미도시)들을 포함할 수 있다. 각 박막 트랜지스터는 대응하는 화소 전극 측으로 제공되는 구동 신호를 스위칭한다. 또한, 상기 대향 기판(CS)은 상기 화소 전극들과 함께 상기 액정의 배열을 제어하는 전계를 형성하는 공통전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 표시 패널(PNL)은 상기 액정층을 구동하여 전방으로 영상을 표시하는 역할을 한다.
상기 표시 패널(PNL)에는 상기 구동 신호를 제공하는 구동칩(CH), 상기 구동칩(CH)이 실장되는 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, TCP) 및 TCP를 통해 상기 표시 패널(PNL)과 전기적으로 연결되는 인쇄 회로 기판(PCB)이 제공될 수 있다. 도 1에 있어서, 상기 인쇄 회로 기판(PCB)은 상기 표시 패널(PNL)과 동일 평면에 도시되었으나, 후술할 보텀 샤시(BC)의 외부면에 배치될 수 있으며, 이 때, 상기 TCP가 상기 보텀 샤시(BC)의 외부면을 따라 구부러져 상기 표시 패널(PNL)과 상기 인쇄 회로 기판(PCB)을 이을 수 있다. 한편, 상기 구동칩(CH)은 외부 신호에 응답하여 상기 표시 패널(PNL)을 구동하기 위한 상기 구동 신호를 발생한다. 상기 외부 신호는 상기 인쇄회로 기판(PCB)으로부터 공급된 신호이고, 상기 외부 신호에는 영상 신호, 각종 제어신호 및 구동 전압 등이 포함될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(BLU)는 상기 표시 패널(PNL)에 광을 제공하기 위한 것으로서, 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 제공된다. 상기 백라이트 유닛(BLU)는 상기 표시 패널(PNL)을 지지하는 몰드 프레임(MF), 광을 출사하는 광원들이 포함된 광원부, 상기 광을 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 인도하는 도광부, 상기 광의 효율을 높이기 위한 광학 시트들(OPS), 상기 광의 진행 방향을 변경하기 위한 반사 시트(RF1, RF2), 및 상기 표시 패널(PNL), 상기 몰드 프레임(MF), 상기 광원부, 상기 도광부, 상기 광학 시트들(OPS), 및 상기 반사 시트(RF1, RF2)를 수납하는 보텀 샤시(BC)를 포함한다.
상기 몰드 프레임(MF)은 상기 표시 패널(PNL)의 가장자리를 따라 제공되어 상기 표시 패널(PNL)의 하부에서 상기 표시 패널(PNL)을 지지한다. 상기 몰드 프레임(MF)은 상기 표시 패널(PNL) 이외의 구성요소, 예를 들어 상기 도광부, 상기 광원부, 상기 광학 시트들(OPS) 등을 고정하거나 지지하도록 하는 고정 부재, 예를 들어, 걸림턱(미도시)을 가질 수 있다. 상기 몰드 프레임(MF)은 상기 표시 패널(PNL)의 네 변에 대응하는 위치, 또는 상기 네 변의 적어도 일부에 대응하는 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드 프레임(MF)은 상기 표시 패널(PNL)의 네 변에 대응하는 사각의 고리 형상을 가질 수 있으며, 또는, 상기 표시 패널(PNL)의 가장자리 중 세 변에 대응하는 ㄷ자 형상을 가질 수 있다. 상기 몰드 프레임(MF)은 단일 개수로 일체로 형성될 수 있으나 필요에 따라 복수로 형성되어 조립될 수 있다. 상기 몰드 프레임(MF)은 고분자 수지와 같은 유기 재료로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 형상과 기능을 갖는다면 다른 재료로도 이루어질 수 있다.
상기 도광부는 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 제공되어, 상기 광을 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 가이드한다. 상기 도광부는 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 제공된 상기 표시 패널(PNL)과 실질적으로 동일 크기로 제공된 메인 도광판(MLGP)과, 상기 메인 도광판(MLGP)의 하부에 제공되며 상기 메인 도광판(MLGP)의 일부와 중첩하는 서브 도광판(SLGP)을 포함한다.
상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP)은 평면 상에서 볼 때 대략 사각형의 판상으로 제공된다. 상기 사각형의 각 변들은 상기 표시 패널(PNL)의 장변들과 단변들 중 어느 한 변과 평행할 수 있다.
상기 광원부는 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP)으로 광을 제공한다. 상기 광원부에는 복수의 광원 블록들(LS1, LS3, LS3, LS4)과 상기 광원 블록들을 제어하는 광원부 제어 유닛이 연결될 수 있다. 도 4에서 후술되는 상기 광원부 제어 유닛(50)은 상기 표시 패널(PNL)에서 표시되는 영상을 분석하여 로컬 디밍 신호를 출력하고 상기 로컬 디밍 신호에 응답하여 상기 광원 그룹들 각각의 휘도를 개별 제어한다. 상기 광원 블록들은 상기 메인 도광판(MLGP)의 양측에 배치된 제1 광원 블록(LS1)과 제2 광원 블록(LS2), 및 상기 서브 도광판(SLGP)의 양측에 배치된 제3 광원 블록(LS3)과 제4 광원 블록(LS4)을 포함한다. 각 광원 블록은 복수의 광원들과, 상기 광원들을 지지하는 지지부를 포함한다. 상기 지지부는 상기 광원에 전원을 공급하고 제어하는 배선이 인쇄된 회로 기판일 수 있으며, 후술할 메인 도광판(MLGP) 및 서브 도광판(SLGP)의 입광면들을 따라 길게 연장된 직사각 형상의 판상일 수 있다. 상기 광원들은 점광원, 선광원, 또는 면광원 등이 다양하게 사용될 수 있으며 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 실시예에서는 일 예로서 LED(light emitting diode)를 점광원으로서 사용한 것을 도시하였다. 상기 LED는 복수 개로 제공되며 상기 기판 상에 상기 소정 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 여기서, 광원이라 함은 동일한 전원 라인에 연결되어 온/오프가 단일하게 구동되는 광원들의 단위를 뜻하는 것으로서, 출사되는 광량이 개별적으로 조절될 수 있는 최소 단위의 발광 단위를 의미한다. 따라서, 하나의 광원은 문자 그대로 하나의 광원, 예를 들어, 예를 들어, 하나의 LED를 포함할 수 있으나, 동시에 밝기가 조절되는 n개의 광원들(n은 자연수)로 이루어진 복수의 광원 그룹, 예를 들어, 복수의 LED들을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는 상기 광원 블록들이 상기 인쇄 회로 기판과 상기 복수의 광원들로 이루어진 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 지지부는 생략될 수 있으며, 상기 지지부가 생략되는 경우에는 상기 광원들을 지지하는 별도의 지지 부재 및/또는 상기 광원들에 전원을 공급하는 별도의 배선이 마련될 수 있다.
상기 메인 도광판(MLGP), 상기 서브 도광판(SLGP), 및 상기 광원부에 대해서는 상세히 후술한다.
상기 광학 시트(OPS)는 상기 도광부과 상기 표시 패널(PNL) 사이에 제공된다. 상기 광학 시트(OPS)는 상기 광원으로부터 나온 광을 제어하는 역할을 한다. 상기 광학 시트(OPS)는 상기 도광부 상에 적층된 확산 시트(DS), 프리즘 시트(PS) 및 보호 시트(PRS)를 포함한다.
상기 확산 시트(DS)는 상기 광을 확산한다. 상기 프리즘 시트(PS)는 상기 확산 시트(DS)에서 확산된 빛을 상부의 표시 패널(PNL)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 상기 프리즘 시트(PS)를 통과한 빛은 거의 대부분 상기 표시 패널(PNL)에 수직하게 입사된다. 상기 보호 시트(PRS)는 상기 프리즘 시트(PS) 상에 위치한다. 상기 보호 시트(PRS)는 상기 프리즘 시트(PS)를 외부의 충격으로부터 보호한다. 본 실시예에서는 상기 광학 시트(OPS)가 상기 확산 시트(DS), 상기 프리즘 시트(PS), 및 상기 보호 시트(PRS)가 한 매씩 구비된 것을 예로 들었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광학 시트(OPS)는 상기 확산시트, 상기 프리즘 시트(PS), 및 상기 보호 시트(PRS) 중 적어도 어느 하나를 복수 매 겹쳐서 사용할 수 있으며, 필요에 따라 어느 하나 이상의 시트를 생략할 수도 있다. 또한, 상기 확산 시트(DS), 상기 프리즘 시트(PS), 및 상기 보호 시트(PRS)는 순서를 바꾸어 적층할 수 있다.
상기 반사 시트(RF1, RF2)는 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 제공되지 않고 누설되는 광을 반사시켜 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 광의 경로를 변경시키기 위한 것으로, 상기 도광부의 하부에 구비된다. 상기 반사 시트(RF1, RF2)는 상기 메인 도광판(MLGP)의 하부에 제공된 제1 반사 시트(RF1)와 상기 서브 도광판(SLGP)의 하부에 제공된 제2 반사 시트(RF2)를 포함한다. 상기 제1 반사 시트(RF1)와 상기 제2 반사 시트(RF2)는 상기 보텀 샤시(BC) 상에 구비되어 상기 광을 반사시킨다. 그 결과, 상기 제1 및 제2 반사 시트(RF1, RF2)에 의해 상기 표시 패널(PNL) 측으로 제공되는 광의 양이 증가된다. 상기 제1 반사 시트(RF1)는 상기 서브 도광판(SLGP)에 광을 제공하는 상기 제3 광원 블록(LS3)과 상기 제4 광원 블록(LS4)을 상부에서 커버함으로써, 상기 제3 광원 블록(LS3)과 상기 제4 광원 블록(LS4)으로부터 출사한 광이 곧바로 상기 메인 도광판(MLGP)으로 입사하는 것을 막는다.
상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP) 사이에는 투명 시트(TF)가 더 제공될 수 있다. 상기 투명 시트(TF)는 상기 메인 도광판(MLGP)의 하부에 제공되되, 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP)의 중첩 영역에만 제공된다. 상기 메인 도광판(MLGP)의 하부 중 상기 서브 도광판(SLGP)가 제공되지 않는 부분에는 상술한 제1 반사 시트(RF1)이 제공된다. 여기서, 상기 투명 시트(TF)는 상기 제1 반사 시트(RF1)와 동일 평면 상에 제공되며, 상기 투명 시트(TF)와 상기 제1 반사 시트(RF1)이 제공된 영역은 상기 메인 도광판(MLGP)가 제공된 영역과 실질적으로 동일하다.
한편, 상기 투명 시트(TF)와 상기 제1 반사 시트(RF1)은 서로 분리되지 않는 일체로 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 반사 시트(RF1) 부분에는 반사 물질이 코팅되거나 라미네이트될 수 있다.
상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP) 사이는 상기 제1 반사 시트(RF1)의 두께만큼 이격될 수 있는 바, 상기 투명 시트(TF)는 상기 제1 반사 시트(RF1)에 대응하는 두께를 가질 수 있다.
상기 투명 시트(TF)는 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP)의 굴절률과 유사하거나 실질적으로 동일한 굴절률을 가질 수 있으며, 이 경우, 상기 서브 도광판(SLGP)으로부터 상기 메인 도광판(MLGP)으로 진행하는 광의 손실이 감소된다.
상기 투명 시트(TF)는 상기 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP)과 동일하거나 유사한 물질로 제조될 수 있다. 또한, 상기 투명 시트(TF)는 상기 상기 메인 도광판(MLGP) 및 상기 서브 도광판(SLGP)의 굴절률과 동일하거나 유사하다면 상기 상기 메인 도광판(MLGP) 및 상기 서브 도광판(SLGP)과 다른 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 시트(TF)는 트리아세틸셀룰로오스 등의 아세테이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리노르보르넨계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알콜계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리아크릴계 수지 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 투명 시트(TF)는 상기 수지 중 어느 한 종으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 두 종 이상의 수지로 이루어질 수도 있다.
상기 보텀 샤시(BC)는 상기 백라이트 유닛(BLU) 하부에 제공되어, 상기 백라이트 유닛(BLU)의 구성 요소들을 수납한다. 상기 보텀 샤시(BC)는 상기 반사 시트(RF1, RF2)의 하부에 상기 반사 시트(RF1, RF2)의 배면에 평행한 바닥부와, 상기 바닥부로부터 상방 절곡되어 연장된 측벽부를 포함할 수 있다. 상기 바닥부와 상기 측벽부로 이루어진 공간에 상기 백라이트 유닛(BLU)이 수납된다. 상기 바닥부는 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP) 의 하부 형상에 따라 굴곡지게 형성될 수 있으며, 이 경우, 상기 서브 도광판(SLGP)이 제공되지 않은 상기 보텀 샤시(BC)의 외부면에는 상기한 인쇄 회로 기판(PCB) 등이 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 표시 장치의 전체 부피가 크게 증가함이 없이 상기 인쇄 회로 기판(PCB)과 같은 구성 요소를 컴팩트하게 적재할 수 있다.
상기 탑 샤시(TC)는 상기 표시 패널(PNL)의 상부에 제공된다. 상기 탑 샤시(TC)는 상기 표시 패널(PNL)의 전면 가장자리를 지지하며, 상기 몰드 프레임(MF)의 측면 또는 상기 보텀 샤시(BC)의 측면을 커버할 수 있다. 상기 탑 샤시(TC)에는 상기 표시 패널(PNL)의 표시 영역(DA)을 노출시키는 표시창(WD)이 형성되어 있다.
이하, 상기 백라이트 유닛(BLU)에 있어서, 상기 광원부와 상기 도광부에 대해 상세하게 설명한다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 광원부와 도광부를 도시한 사시도이다. 도 3b는 도 3a의 II-II'선에 따른 단면도이다. 도 3c는 도 3a의 광원부와 도광부를 도시한 평면도로서, 서로 다른 층에 배치되는 메인 도광판(MLGP), 서브 도광판(SLGP), 및 광원부를 편의상 동일 평면에 나란히 도시한 것이다. 상기 메인 도광판(MLGP)의 일부와 상기 서브 도광판(SLGP)은 중첩됨으로써 평면상에서 동일한 행과 열을 표시하기 때문에, 상기 중첩된 일부 행과 열은 동일한 부호로 표시되었다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛은 표시 패널(PNL)에 광을 제공하기 위한 광원부와, 상기 광을 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 인도하는 도광부를 포함한다.
상기 도광부는 메인 도광판(MLGP)과, 상기 메인 도광판(MLGP)보다 작은 크기로 제공되는 서브 도광판(SLGP)을 포함한다. 평면 상에서 볼 때, 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP)은 중첩된다. 여기서, 상기 메인 도광판(MLGP) 및 상기 서브 도광판(SLGP)은 표시 패널(PNL) 측에서 보았을 때 하나의 도광판만이 존재하는 것처럼 서로 중첩되어 있다. 상기 도광부는 평면상에서 볼 때 복수의 발광 영역들(LOA)을 구성한다. 상기 발광 영역들(LOA)은 매트릭스 형태로 배열되며 상기 표시 패널(PNL)의 대응하는 표시 영역(DA)에 각각 광을 제공한다. 도 3a, 도 3b, 및 도 3c에서는 상기 발광 영역들(LOA)이 MxN의 매트릭스를 이룰 때 M=4, N=4인 경우를 도시한 것이다. 이하, 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP)은 상기 발광 영역들(LOA)에 대응하여 구비되므로, 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP)에서의 특정 영역(출광 영역들 및/또는 투과 영역들)의 위치는 평면 상에서 볼 때의 상기 발광 영역들(LOA)을 행과 열을 기준으로 한다.
상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP) 각각은 상기 광원부와 인접하여 광이 입사되는 입광면(LIS)과, 일 단부가 상기 입광면(LIS)과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면(LOS)과, 상기 입광면(LIS)과 연결되며 상기 출광면(LOS)과 대향하는 대향면(LCS)을 포함한다. 상기 입광면(LIS)은 상기 광원부와 대향하며 상기 광원부로부터 출사된 광이 입사된다.
상기 입광면(LIS) 상에는 상기 광원부로부터의 광의 입사 효율을 높이기 위한 입사 패턴이 추가될 수 있다. 상기 입사 패턴은 상기 입광면(LIS)으로부터 돌출되거나 함몰되도록 형성된 돌기 패턴들일 수 있다.
상기 입광면(LIS)으로 입사된 광은 상기 메인 도광판(MLGP) 또는 상기 서브 도광판(SLGP) 내에서 복수 회 반사되면서 진행하며, 상기 출광면(LOS)을 통해 상기 표시 패널(PNL) 방향, 즉, 상부 방향으로 출광된다. 여기서, 상기 광원부가 복수의 광원 블록들로 제공되는 경우, 상기 입광면(LIS) 또한 상기 광원 블록들에 대응하여 복수로 제공될 수 있다.
상기 메인 도광판(MLGP)은 상기 표시 패널(PNL)의 표시 영역에 대응하는 영역에 복수의 출광 영역들(A1)과 복수의 투과 영역들(B1)을 포함한다. 상기 출광 영역들(A1)은 상기 광원부로부터 제공된 광을 표시 패널(PNL)로 제공하기 위한 출광 패턴(LOP)이 제공된 영역이다. 상기 출광 패턴(LOP)은 상기 메인 도광판(MLGP) 내에서 진행하는 광의 경로를 변경(예를 들어, 반사)시킴으로써 상기 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역에 대응하는 상기 출광면(LOS)으로 광을 출사하게 하는 패턴을 말한다(이에 대한 상세한 설명은 도면과 함께 후술한다). 상기 출광 패턴(LOP)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 주로 대향면(LCS)에 형성된다. 상기 광원부로부터 상기 메인 도광판(MLGP) 내로 진행하는 광의 진로는 상기 출광 패턴(LOP)에 의해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경된다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 출광 패턴(LOP)은 상기 출광면(LOS)에 형성될 수도 있다.
상기 투과 영역들(B1)은 상기 출광 패턴(LOP)이 제공되지 않은 영역으로서, 하부 방향으로부터 상부 방향으로 진행하는 광, 즉, 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행하는 광은 투과시키나, 상기 출광면(LOS)에 평행하거나 비스듬하게 제공되는 광의 대부분(즉 임계각에 이르지 못한 광)을 반사시키는 영역이다.
상기 서브 도광판(SLGP)은 상기 발광 영역들(LOA)의 일부에 대응하여 중첩한다. 상기 서브 도광판(SLGP)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 상기 투과 영역들(B1)에 대응하는 출광 영역들(A2)을 가지며 별도의 투과 영역들이 없다.
상기 메인 도광판(MLGP)의 양측과 상기 서브 도광판(SLGP)의 양측에는 상기 광원부가 배치된다. 구체적으로, 상기 메인 도광판(MLGP)의 행 방향 양측에는 상기 메인 도광판(MLGP)을 사이에 두고 서로 마주보는 제1 광원 블록(LS1)과 제2 광원 블록(LS2)이 제공된다. 상기 서브 도광판(SLGP)의 행 방향 양측에는 상기 서브 도광판(SLGP)을 사이에 두고 서로 마주보는 제3 광원 블록(LS3)과 제4 광원 블록(LS4)이 제공된다. 상기 제3 광원 블록(LS3)과 상기 제4 광원 블록(LS4) 각각은 상기 제1 광원 블록(LS1) 및 상기 제2 광원 블록(LS2)과 동일한 방향인 열 방향으로 연장된다.
상기 제1 광원 블록(LS1) 내지 상기 제4 광원 블록(LS4) 각각은 열 방향으로 연장되며, 상기 제1 광원 블록(LS1) 내지 상기 제4 광원 블록(LS4)은 각각 상기 행들에 대응하여 M개(본 실시예에서는 M=4)의 광원들을 갖는다. 즉, 상기 제1 광원 블록(LS1)은 L11, L12, L13, L14의 광원들을 가지며, 상기 제2 광원 블록(LS2)은 L21, L22, L23, L24의 광원들을, 상기 제3 광원 블록(LS3)은 L31, L32, L33, L34의 광원들을, 상기 제4 광원 블록(LS4)은 L41, L42, L43, L44의 광원들을 갖는다. 상기 제1 광원 블록(LS1) 내지 상기 제4 광원 블록(LS4)의 각 광원은 인접한 열의 상기 발광 영역들(LOA)에 일대일로 대응된다. 예를 들어, 상기 제1 광원 블록(LS1)의 L11, L12, L13, L14 광원들은 순서대로 제1 열(C1)의 제1 행(R1), 제2 행(R2), 제3 행(R3), 및 제4 행(R4)의 발광 영역들과 일대일로 대응한다. 이하, 각 광원에 있어서 숫자들 중 앞의 것은 각 광원 블록의 숫자를 의미하며, 뒤의 것은 각 광원 블록에서의 대응하는 행의 숫자를 의미한다. 예를 들어, L23의 경우, 제2 광원 블록(LS2)의 제3 행(R3)의 광원을 의미한다. 여기서, 상기 각 광원은 하나의 광원만으로 이루어질 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 광원들, 예를 들어, n개(n은 자연수)의 광원들을 포함하는 광원 그룹일 수도 있다.
상기 서브 도광판(SLGP)에 있어서, 상기 출광 영역들(A2)은 상기 서브 도광판(SLGP)에 있어서의 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역을 의미한다. 이하, 상기 메인 도광판(MLGP)에서의 출광 영역들(A1)은 상기 서브 도광판(SLGP)의 출광 영역들(A1)과 구별하기 위해 제1 출광 영역들(A1)로 지칭하며, 상기 서브 도광판(SLGP)의 출광 영역들(A2)은 제2 출광 영역들(A2)로 지칭한다.
상기 제2 출광 영역들(A2)은 상기 제1 출광 영역들(A1)과 마찬가지로 상기 광원부의 배열에 따라 대응하는 열들에 배치된다. 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 광원부는 상기 서브 도광판(SLGP)에 대해 상기 열 방향으로 배열된 상기 제3 광원 블록(LS3)과 상기 제4 광원 블록(LS4)을 포함하며, 상기 제2 출광 영역들(A2)은 2개의 열, 즉, 상기 제3 광원 블록(LS3)에 대응하는 하나의 열과, 상기 제4 광원 블록(LS4)에 대응하는 다른 하나의 열에 배치된다. 이에 따라, 상기 발광 영역들(LOA)에 있어서, 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역들은 서브 도광판(SLGP)의 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역들과 중첩되지 않는다. 그 결과, 상기 제1 출광 영역들(A1)과 상기 제2 출광 영역들(A2)는 서로 중첩하지 않으면서 평면상에 배열되므로, 상기 도광부의 상부 즉, 사용자가 상기 표시 패널(PNL) 측에서 도광부를 볼 때에는 상기 도광부의 전면(whole surface)에 상기 출광 패턴(LOP)이 배치된 것처럼 보인다. 상기 도광부의 상기 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역의 면적의 합이 표시 패널(PNL)의 표시 영역(DSP)에 대응되는 상기 도광부의 전체 면적과 일치하도록 형성된다. 본 발명의 제1 실시예에서는, 도 3a, 도 3b, 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 메인 도광판(MLGP)이 4개의 행들(R1, R2, R3, R4)과 4개의 열들(C1, C2, C3, C4)을 가질 때, 상기 서브 도광판(SLGP)은 4개의 행들(R1, R2, R3, R4)과 2개의 열들(C2, C3)을 가진 것을 도시하였다. 여기서, 상기 메인 도광판(MLGP)에 있어서, 상기 제1 출광 영역들(A1)은 제1 열(C1) 및 제4 열(C4)의 발광 영역들(LOA)에 대응하며, 상기 투과 영역들(B1)은 제2 열(C2) 및 제3 열(C3)의 발광 영역들(LOA)에 대응한다. 상기 서브 도광판(SLGP)에 있어서, 상기 제2 출광 영역(A2)은 상기 발광 영역들(LOA) 중 상기 투과 영역들(B1)에 해당하는 제2 열(C2) 및 제3 열(C3)의 발광 영역들(LOA)에 대응한다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 제1 출광 영역들(A1)의 하부에는 상기 제1 반사 시트(RF1)이 제공되고, 상기 제2 출광 영역들(A2)의 하부에는 제2 반사 시트(RF2)이 제공된다. 상기 제1 반사 시트(RF1)은 양면 반사 시트일 수 있으며, 상기 제2 반사 시트(RF2)은 상면만 반사하는 일면 반사 시트일 수 있다. 여기서, 상기 제3 광원 블록(LS3)들과 상기 제4 광원 블록(LS4)들은 평면 상에서 볼 때 상기 발광 영역들(LOA) 중 상기 제1 출광 영역(A1) 내에 배치된다. 그러나, 상기 제1 출광 영역(A1)의 하부에는 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이 제1 반사 시트(RF1)가 제공되므로, 상기 제3 광원 블록(LS3)들과 상기 제4 광원 블록(LS4)들로부터 출사된 광은 상기 제1 반사 시트(RF1)에 의해 반사되어 상기 제2 출광 영역(A2)으로만 진행한다. 그 결과, 상기 제3 광원 블록(LS3)들과 상기 제4 광원 블록(LS4)들로부터 광이 출사된다고 해도 수직 상방에 위치한 상기 제1 출광 영역(A1)으로 곧바로 진행하지 않는다.
상기한 구조를 갖는 백라이트 유닛에 있어서, 상기 광원부와 상기 도광부에 있어서의 광의 진행 경로를 도 3b와 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 제1 광원 블록(LS1)에서 출사된 제1 광(P1)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 입광면(LIS)을 통해 상기 메인 도광판(MLGP) 내로 입사한다. 상기 제1 광(P1)은 상기 메인 도광판(MLGP) 내의 출광 영역들(A1) 중 가장 가까운 영역들(즉, 제1 열(C1)의 발광 영역들(LOA))에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제1 반사 시트(RF1)에 의해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행 경로가 변경된다. 이에 따라, 상기 제1 광(P1)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광면(LOS)을 통해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행한다.
상기 제2 광원 블록(LS2)에서 출사된 제2 광(P2)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 입광면(LIS)을 통해 상기 메인 도광판(MLGP) 내로 입사하며, 상기 메인 도광판(MLGP) 내의 출광 영역들(A1) 중 가장 가까운 영역들(즉, 제4열의 발광 영역들(LOA))에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제1 반사 시트(RF1)에 의해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행 경로가 변경된다. 이에 따라 상기 제2 광(P2)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광면(LOS)을 통해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행한다.
상기 제3 광원 블록(LS3)에서 출사된 제3 광(P3)은 상기 서브 도광판(SLGP)의 입광면(LIS)을 통해 상기 서브 도광판(SLGP) 내로 입사하며, 상기 서브 도광판(SLGP) 내의 출광 영역들(A1) 중 가장 가까운 영역들(즉, 제2열의 발광 영역들(LOA))에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제2 반사 시트(RF2)에 의해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행 경로가 변경된다. 이에 따라 제3 광(P3)은 상기 서브 도광판(SLGP)의 출광면(LOS)을 통해 상기 메인 도광판(MLGP)의 투과 영역들(B1)(제2 열(C2)의 발광 영역들(LOA))로 진행한다. 여기서, 상기 제3 광(P3)은 상기 서브 도광판(SLGP)의 출광면(LOS), 상기 메인 도광판(MLGP)의 대향면(LCS), 및 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광면(LOS)에 실질적으로 수직한 방향으로 진행하기 때문에 상기 메인 도광판(MLGP) 내에서 반사 없이 곧바로 상부 방향으로 투과된다. 그 결과, 상기 제3 광(P3)이 상기 표시 패널(PNL)에 제공된다.
상기 제4 광원 블록(LS4)에서 출사된 제4 광(P4)은 상기 서브 도광판(SLGP)의 입광면(LIS)을 통해 상기 서브 도광판(SLGP) 내로 입사하며, 상기 서브 도광판(SLGP) 내의 출광 영역들(A1) 중 가장 가까운 영역들(즉, 제3 열(C3)의 발광 영역들(LOA))에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제2 반사 시트(RF2)에 의해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행 경로가 변경된다. 이에 따라 제3 광(P3)은 상기 서브 도광판(SLGP)의 출광면(LOS)을 통해 상기 메인 도광판(MLGP)의 투과 영역들(B1)(제3열의 발광 영역들(LOA))로 진행한다. 여기서, 상기 제3 광(P3)은 상기 서브 도광판(SLGP)의 출광면(LOS), 상기 메인 도광판(MLGP)의 대향면(LCS), 및 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광면(LOS)에 실질적으로 수직한 방향으로 진행하기 때문에 상기 메인 도광판(MLGP) 내에서 반사 없이 곧바로 투과된다. 그 결과, 상기 제4 광(P4)이 상기 표시 패널(PNL)에 제공된다.
여기서, 상기 제1 광원 블록(LS1) 내지 상기 제4 광원 블록(LS4)의 광원들은 각각 대응하는 상기 발광 영역들(LOA) 중 각 광원이 속하는 행의 발광 영역(LOA)에 일대 일로 대응한다. 즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 광원 블록(LS1)의 제2 행(R2)에 대응하는 광원으로부터 출사된 제1 광(P1)은 제1 열(C1) 제2 행의 발광 영역(LOA)에서 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 출사되며, 상기 제2 광원 블록(LS2)의 제2 행(R2)에 대응하는 광원으로부터 출사된 제2 광(P2)은 제4 열(C4) 제2 행의 발광 영역(LOA)에서 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 출사되며, 상기 제3 광원 블록(LS3)의 제2 행(R2)에 대응하는 광원으로부터 출사된 제3 광(P3)은 제2 열(C2) 제2 행(R2)의 발광 영역(LOA)에서 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 출사되며, 상기 제4 광원 블록(LS4)의 제2 행(R2)에 대응하는 광원 출사된 제4 광(P4)은 제3 열(C3) 제2 행(R2)의 발광 영역(LOA)에서 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 출사된다. 도 3c의 평면도에 있어서, 각 광원으로부터 출사된 광은 화살표로 표시된 바, 상기 광은 화살표가 끝나는 지점에 해당하는 발광 영역들(LOA)로부터 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 출사된다. 일 예로, 제4 광원 블록(LS4)의 제4 행에 대응하는 광원으로부터 출사된 광은 상기 서브 도광판(SLGP)의 제3 열(C3) 제4 행(R4)의 발광 영역(LOA)으로부터 출사된다.
또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 출광 영역들은 상기 광원부가 제공된 방향과 평행한 방향으로 상기 광원부에 열에 배치된 것을 개시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 상기 광원부가 상기 행 방향으로 배열된 경우, 상기 출광 영역들은 상기 행 방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예들에 있어서는 상기 광원 블록들 및 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP)의 배치에 따라 행이나 열 방향이 바뀔 수 있음에 유의해야 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 광원 블록(LS1)과 상기 제2 광원 블록(LS2)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 양측에 위치하고, 상기 제3 광원 블록(LS3)과 상기 제4 광원 블록(LS4)은 상기 서브 도광판(SLGP)의 양측에 위치함으로써 평면상에서 볼 때 상기 제1 내지 제4 광원 블록들(LS1, LS2, LS3, LS4) 모두가 서로 이격된다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제4 광원 블록들(LS1, LS2, LS3, LS4)로부터 발생하는 열이 특정 위치에 집중되는 현상이 없으며, 상기 열이 상기 백라이트 유닛에 골고루 퍼지는 효과가 있다. 그 결과, 상기 백라이트 유닛에 있어서 과열로 일어날 수 있는 오동작이나 결함이 제거되거나 감소된다. 또한, 상기 서브 도광판(SLGP)은 상기 메인 도광판(MLGP)에 비해 작은 크기로 형성되기 때문에 상기 메인 도광판(MLGP)을 제조할 때 사용되는 재료의 양이 감소한다. 이에 더해, 상기 서브 도광판(SLGP)이 상기 메인 도광판(MLGP)보다 작게 형성되기 때문에 상기 서브 도광판(SLGP)이 형성되지 않은 영역이 빈 공간으로 남는다. 상기 빈 공간은 상기 표시 패널(PNL)을 구동하는 인쇄 회로 기판(PCB) 등을 수납하는 데 사용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 광원부가 제1 내지 제4 광원 블록으로 제공되고, 제1 내지 제4 광원 블록 각각이 복수의 광원들(또는 복수의 광원 그룹들)을 포함한다. 상기 제1 내지 제4 광원 블록은 하나의 열의 발광 영역들에 대응되며, 각 광원 블록들 내의 각 광원(또는 각 광원 그룹)은 상기 발광 영역들 중 어느 하나와 일대일로 대응된다. 상기 각 광원은 온/오프가 개별적으로 구동될 수 있기 때문에, 상기 각 광원의 구동 여부에 따라 상기 발광 영역들로부터 출사되는 광량의 제어가 가능하다. 즉, 2차원 로컬 디밍이 가능한 바, 이하 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 로컬 디밍에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 블록도이며, 도 5은 본 발명의 복수의 발광 영역을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(PNL), 상기 표시 패널(PNL)의 데이터 라인들(DL)을 구동하기 위한 데이터 드라이버(40), 상기 표시 패널의 게이트 라인들(GL)을 구동하기 위한 게이트 드라이버(30), 상기 데이터 드라이버(40)와 상기 게이트 드라이버(30)를 제어하는 타이밍 콘트롤러(20), 상기 표시 패널(PNL)에 빛을 제공하는 광원부(60), 상기 광원부(60)를 구동하는 광원부 제어 유닛(50)을 구비한다. 상기 광원부 제어 유닛(50)은 입력 영상을 분석하여 그 분석 결과에 따라 상기 광원부(60)를 제어할 수 있다.
상기 표시 패널(PNL)은 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소들을 포함하며, 각 화소는 대응하는 게이트 라인(GL)과 대응하는 데이터 라인(EL)에 각각 게이트 전극 및 소오스 전극이 연결되는 박막 트랜지스터(Tr), 상기 박막 트랜지스터(Tr)의 드레인 전극에 연결되는 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)를 포함한다.
상기 데이터 드라이버(40)는 타이밍 콘트롤러(20)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 래치한다. 그리고 데이터 드라이버(40)는 정극성/부극성 감마보상전압을 이용하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 아날로그 데이터전압으로 변환하여 데이터 라인들(DL)에 공급한다.
상기 게이트 드라이버(30)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 화소의 박막 트랜지스터(Tr) 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 포함한다. 이 게이트 드라이버(30)는 다수의 게이트 드라이브 집적회로들로 구성되어 대략 1 수평 기간의 펄스폭을 가지는 게이트 신호를 순차적으로 출력하여 상기 게이트 라인들에 공급한다.
상기 타이밍 콘트롤러(20)는 외부 비디오 소스가 실장된 시스템 보드로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)와 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)을 입력받아 디지털 비디오 데이터(RGB)를 상기 데이터 드라이버(40)에 공급한다. 그리고 타이밍 콘트롤러(20)는 시스템 보드로부터의 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)에 기초하여 상기 데이터 드라이버(40)와 상기 게이트 드라이버(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들(DDC, GDC)을 발생한다. 상기 타이밍 콘트롤러(20)는 특정 프레임 주파수, 예를 들어, 60Hz의 프레임 주파수로 입력되는 입력 영상 신호의 프레임들 사이에 보간 프레임을 삽입하고 소스 타이밍 제어 신호(DDC)와 게이트 타이밍 제어신호(GDC)를 체배하여 60xN(N은 2 이상의 양의 정수)Hz의 프레임 주파수로 상기 데이터 드라이버(40)와 상기 게이트 드라이버(30)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 게이트 라인들(GL)에 상기 게이트 신호들이 순차적으로 인가되면, 이에 동기하여 상기 데이터 라인들(DL)에 상기 데이터 신호들이 인가된다. 이 중 선택된 게이트 라인(GL)에 해당 게이트 신호가 인가되면, 상기 선택된 게이트 라인(GL)에 연결된 박막 트랜지스터(Tr)는 상기 해당 게이트 신호에 응답하여 턴-온 된다. 상기 턴-온된 박막 트랜지스터(Tr)가 연결된 데이터 라인(DL)으로 데이터 신호가 인가되면, 인가된 데이터 신호는 상기 턴-온된 박막 트랜지스터(Tr)를 거쳐 상기 액정 커패시터(CLC)와 상기 스토리지 커패시터(CST)에 충전된다. 상기 액정 커패시터(CLC)는 충전된 전압에 따라 액정의 광 투과율을 조절한다. 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 상기 박막 트랜지스터(Tr)의 턴 온시 데이터 신호를 축적하고, 상기 박막 트랜지스터(Tr1)의 턴 오프시 축적된 데이터 신호를 상기 액정 커패시터(CLC)에 인가하여 상기 액정 커패시터(CLC)의 충전을 유지시킨다. 이러한 방식을 통해서 상기 표시 패널(PNL)은 영상을 표시할 수 있다.
상기 광원부(60)의 각 광원들은 상기 광원부 제어 유닛(50)에 의해 개별로 전류가 공급되어 독립적으로 발광양이 제어된다.
상기 광원부 제어 유닛(50)은 상기 제1 광원 블록 내지 제4 광원 블록의 각 광원들에 공급되는 전류세기를 다르게 조정한다. 상기 광원부 제어 유닛(50)은 시스템 보드로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 분석하여 입력 영상을 도 5에 도시된 발광 영역들(LOA11 내지 LOA44)에 맵핑시키고 히스토그램 분석과 같은 영상 분석 기법을 이용하여 입력 영상의 휘도를 블록 크기 단위로 분석한다. 그리고 광원부 제어 유닛(50)은 블록 크기로 분석된 휘도에 비례하여 광원들의 공급 전류를 조정하기 위한 로컬 디밍 신호를 출력하고 상기 로컬 디밍 신호에 응답하여 제1 내지 제4 광원 블록들의 각 광원들로부터 출사되는 광의 휘도을 제어한다. 여기서, 상기 광원부 제어 유닛(50)은 타이밍신호들(Vsync, Hsync, DE, DCLK)을 입력 받아 타이밍 콘트롤러(20)와 동기된다. 상기 광원부 제어 유닛(50)은 외부의 시스템 보드에 실장되거나 타이밍 콘트롤러(20) 내에 내장될 수 있다.
상기 광원부 제어 유닛(50)은 또한 로컬 디밍 신호에 따라 상기 표시 패널(PNL)에 표시되는 영상에서 상대적으로 밝은 발광 영역에 대응하는 광원의 공급 전류를 높게 조정한다. 반면에 상기 영상에서 상대적으로 어두운 발광 영역에 대응하는 광원의 공급 전류를 낮게 조정한다. 이에 따라, 각 발광 영역의 영상에 따라 각 광원의 발광 세기가 제어되는 로컬 디밍이 구현된다.
여기서, 상기 광원부가 상기 메인 도광판(MLGP)와 상기 서브 도광판(SLGP) 각각의 양측에 구비됨으로써, 각 도광판의 일측에만 광원부가 구비될 때에 비해, 상기 표시 영역이 상대적으로 많은 수의 발광 영역들(LOA)로 나눠질 수 있다. 또한, 상기 메인 도광판과 상기 서브 도광판 각각의 양측에 배치되는 광원부의 광원들의 개수를 조절함으로써 다양한 형상 및 크기의 발광 영역들(LOA)를 형성할 수 있다.
그 결과, 표시 장치의 영상에 대응하여 각 발광 영역들에 제공되는 광의 휘도가 세세하게 제어됨으로써 표시 장치의 콘트라스트비가 향상된다. 또한, 영상에 대응하여 각 광원들의 온/오프가 조절됨으로써 소비전력이 감소된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 평면도이다. 본 평면도는 서로 다른 층에 배치된 메인 도광판(MLGP), 서브 도광판(SLGP) 및 광원부를 편의상 동일 평면에 나란히 도시한 것이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 5x4의 발광 영역(LOA)을 갖는다.
이하의 실시예들에 있어서, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 제1 실시예에 따른 제조 방법과 다른 점을 위주로 설명한다. 후술할 실시예들에서 특별히 설명하지 않은 부분은 별도의 언급이 없는 한 상술한 제1 실시예에 따른다. 동일한 번호는 동일한 구성요소를, 유사한 번호는 유사한 구성요소를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 백라이트 유닛은 각 광원 블록에 포함되는 광원들의 개수를 변경한 것을 제외하고는 전술한 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 이는 제1 실시예에 비하여 광원들의 개수만 변화하였기 때문이다. 즉, 상기 제1 광원 블록(LS1), 제2 광원 블록(LS2), 제3 광원 블록(LS3), 및 제4 광원 블록(LS4)은 각각 5개의 광원들을 가진다. 여기서, 메인 도광판(MLGP)에 있어서 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역은 제1 실시예에서와 같이 발광 영역들(LOA) 중 제1 열(C1)과 제4 열(C4)에 대응하며, 서브 도광판(SLGP)에 있어서 상기 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역은 제1 실시예서와 같이 상기 발광 영역들(LOA) 중 제2 열(C2)과 제4 열(C4)에 대응한다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 각 광원 블록이 가지는 광원 개수가 증가됨으로써 발광 영역들의 개수도 증가한다. 이에 따라, 표시 영역의 세세한 로컬 디밍이 가능하다.
상기 한 바와 같이, 제2 실시예에서는 광원들의 개수 또는 광원 그룹들의 개수를 조절함으로써 발광 영역들의 행의 개수가 변경될 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예들에서는 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 다른 실시예에서는 서브 도광판들의 개수를 조절함으로써 상기 발광 영역들의 열의 개수도 변경될 수 있다.
도 7는 본 발명의 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 단면도로서, 도 3a의 II-II'선에 대응하는 것이다.
도 3a 내지 도 3c와 도 7를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 있어서 백라이트 유닛은 메인 도광판(MLGP)과 서브 도광판(SLGP)에 출광 패턴이 추가적으로 구비된 것을 제외하고는 전술한 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 즉, 상기 메인 도광판(MSLP)의 제1 출광 영역들(A1)에 대응하는 출광면(LOS) 상에 제1 추가 출광 패턴(ALOP1)이 구비되며, 상기 서브 도광판(SLGP)의 제2 출광 영역들(A2)에 대응하는 출광면(LOS) 상에도 제2 추가 출광 패턴(ALOP2)이 구비된다. 상기 제1 및 제2 추가 출광 패턴(ALOP1, ALOP2)은 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판(SLGP)의 측면으로부터 입사한 광들이 상기 제1 및 제2 출광 영역들(A1, A2)에서 상기 표시 패널(PNL)의 하면에 대해 최대한 수직하게 진행하도록 출사된 광의 각도를 조절한다. 상기 제1 및 제2 추가 출광 패턴(ALOP1, ALOP2)은 상기 출광면들(LOS)으로부터 볼록하거나 오목한 패턴일 수 있으며, 그 단면이 삼각형, 반원, 타원형 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 본 발명의 제3 실시예에서는 상기 제1 및 제2 추가 출광 패턴(ALOP1, ALOP2)이 상기 출광면들(LOS)으로부터 돌출되고 그 단면이 삼각형인 프리즘 형상인 것을 일 예로서 도시하였다. 상기 제1 및 제2 추가 출광 패턴들(ALOP1, ALOP2)은 상기 투과 영역들(B1)에는 제공되지 않는다.
도 8는 본 발명의 제4 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 단면도로서, 도 3a의 II-II'선에 대응하는 것이다.
도 3a 내지 도 3c 및 도 8를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 있어서 백라이트 유닛은 평면상에서 볼 때 메인 도광판(MLGP)의 출광 영역들 일부와 서브 도광판(SLGP)의 출광 영역들 일부가 중첩한다는 점을 제외하고는 전술한 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 즉, 평면상에서 볼 때, 상기 메인 도광판(MLGP)은 제1 출광 영역들(A1)에 제공된 출광 패턴들(LOP)과 상기 서브 도광판(SLGP)의 제2 출광 영역들(A2)에 제공된 출광 패턴들(LOP)의 일부가 서로 중첩한다. 상기 출광 패턴들(LOP)의 중첩은 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광 패턴들(LOP)를 투과 영역들(B1) 쪽으로 일부 연장하여 형성하거나, 또는 상기 서브 도광판(SLGP)의 제2 출광 영역들(A2)을 상기 메인 도광판(MLGP)의 제1 출광 영역들(A1) 하부에 연장하여 형성하는 방식으로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이 상기 제1 출광 영역들(A1)과 상기 제2 출광 영역들(A2)이 일부 중첩하는 경우, 상기 제2 출광 영역(A2)에 광을 제공하는 제3 및 제4 광원 블록들(LS3, LS4)이 사용자에게 시인되는 현상이 감소되거나 방지된다.
도 9은 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 도 1의 I-I'선에 대응하는 단면도이다. 도 10a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 광원부와 도광부를 도시한 사시도이다. 도 10b는 도 10a의 III-III'선에 따른 단면도이고, 도 10c는 도 10a의 광원부와 도광부를 도시한 평면도이다. 도 10c는 도 10a의 광원부와 도광부를 도시한 평면도로서, 서로 다른 층에 배치되는 메인 도광판(MLGP), 서브 도광판(SLGP), 및 광원부를 편의상 동일 평면에 나란히 도시한 것이다. 상기 메인 도광판(MLGP)의 일부와 상기 서브 도광판(SLGP)은 중첩됨으로써 평면상에서 동일한 행과 열을 표시하기 때문에, 상기 중첩된 일부 행과 열은 동일한 부호로 표시되었다.
도 9를 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(PNL), 백라이트 유닛, 및 탑 샤시(TC)를 포함한다.
상기 표시 패널(PNL)은 영상을 표시한다. 상기 표시 패널(PNL)은 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 직사각형의 판상으로 마련될 수 있으며, 두 쌍의 변들 중 어느 한 쌍의 변이 다른 한 쌍의 변보다 길게 제공될 수 있다.
상기 백라이트 유닛는 상기 표시 패널(PNL)에 광을 제공하기 위한 것으로서, 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 제공된다. 상기 백라이트 유닛는 상기 표시 패널(PNL)을 지지하는 몰드 프레임(MF), 광을 출사하는 광원들(LS)이 포함된 광원부, 상기 광을 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 인도하는 도광부, 상기 광의 효율을 높이기 위한 광학 시트(OPS), 상기 광의 진행 방향을 변경하기 위한 반사 시트(RF1, RF2), 및 상기 표시 패널(PNL), 상기 몰드 프레임(MF), 상기 광원부, 상기 도광부, 상기 광학 시트들(OPS), 및 상기 반사 시트(RF1, RF2)를 수납하는 보텀 샤시(BC)를 포함한다.
상기 몰드 프레임(MF)은 상기 표시 패널(PNL)의 가장자리를 따라 제공되어 상기 표시 패널(PNL)의 하부에서 상기 표시 패널(PNL)을 지지한다.
상기 도광부은 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 제공되어, 상기 광을 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 가이드한다. 상기 도광부는 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 제공된 상기 표시 패널(PNL)과 실질적으로 동일 크기로 제공된 메인 도광판(MLGP)과, 상기 메인 도광판(MLGP)의 하부에 제공되며 상기 메인 도광판(MLGP)의 일부와 중첩하는 서브 도광판들(SLGP)을 포함한다.
본 발명의 제3 실시예에서 상기 백라이트 유닛(BLU)는 상기 하나의 메인 도광판(MLGP)과, 두 개의 서브 도광판들, 즉, 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 제2 서브 도광판(SLGP2)을 포함하는 표시 장치이다. 상기 메인 도광판(MLGP)과, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1), 및 제2 서브 도광판(SLGP2)은 평면 상에서 볼 때 대략 사각형의 판상으로 제공된다. 상기 사각형의 각 변들은 상기 표시 패널(PNL)의 장변들과 단변들 중 어느 한 변과 평행할 수 있다.
상기 광원부는 상기 메인 도광판(MLGP)과, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1), 및 제2 서브 도광판(SLGP2)으로 광을 제공한다. 상기 광원부는 복수의 광원 블록을 포함할 수 있으며, 상기 메인 도광판(MLGP)의 양측에 배치된 제1 광원 블록(LS1)과 제2 광원 블록(LS2), 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 양측에 배치된 제3 광원 블록(LS3)과 제4 광원 블록(LS4), 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)의 양측에 배치된 제5 광원 블록(LS5)과 제6 광원 블록(LS6)을 포함한다. 각 광원 블록은 복수의 광원들과, 상기 광원들을 지지하는 지지부를 포함한다.
상기 광학 시트(OPS)는 상기 도광부와 상기 표시 패널(PNL) 사이에 제공된다. 상기 광학 시트(OPS)는 상기 광원으로부터 나온 광을 제어하는 역할을 한다. 상기 광학 시트(OPS)는 상기 도광부 상에 적층된 확산 시트(DS), 프리즘 시트(PS) 및 보호 시트(PRS)를 포함한다.
상기 반사 시트(RF1, RF2)는 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 제공되지 않고 누설되는 광을 반사시켜 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 광의 경로를 변경시키기 위한 것으로, 상기 도광부의 하부에 구비된다. 상기 반사 시트(RF1, RF2)는 상기 메인 도광판(MLGP)의 하부에 제공된 제1 반사 시트(RF1)와 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)의 하부에 제공된 제2 반사 시트(RF2)를 포함한다. 여기서, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)이 서로 이격되어 있으므로, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)의 하부에 제공된 제2 반사 시트(RF2) 또한 두 부분으로 마련되며 서로 이격된다. 상기 제1 반사 시트(RF1)와 상기 제2 반사 시트(RF2)는 상기 보텀 샤시(BC) 상에 구비되어 상기 광을 반사시킨다. 그 결과, 상기 제1 및 제2 반사 시트(RF1, RF2)에 의해 상기 표시 패널(PNL) 측으로 제공되는 광의 양이 증가된다. 또한, 상기 제1 반사 시트(RF1)는 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)에 광을 제공하는 상기 제3 광원 블록(LS3) 내지 제6 광원 블록(LS6)을 커버함으로써, 상기 제3 광원 블록(LS3) 내지 상기 제6 광원 블록(LS6)으로부터 출사한 광이 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 제2 서브 도광판(SLGP2)에 입사됨이 없이 곧바로 상기 메인 도광판(MLGP)으로 입사하는 것을 막는다.
상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 사이, 및 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 제2 서브 도광판(SLGP2) 사이에는 투명 시트(TF)가 더 제공될 수 있다. 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 사이 및 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 제2 서브 도광판(SLGP2) 사이는 상기 제1 반사 시트(RF1)의 두께만큼 이격될 수 있는 바, 상기 투명 시트(TF)는 상기 제1 반사 시트(RF1)에 대응하는 두께를 가질 수 있다. 상기 투명 시트(TF)는 상기 메인 도광판(MLGP)과, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제 2서브 도광판(SLGP)의 굴절률과 유사하거나 실질적 동일한 굴절률을 가질 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 또는/및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)으로부터 상기 메인 도광판(MLGP)으로 진행하는 광의 손실이 감소된다.
상기 보텀 샤시(BC)는 상기 백라이트 유닛 하부에 제공되어, 상기 백라이트 유닛(BLU)의 구성 요소들을 수납한다. 상기 보텀 샤시(BC)는 상기 반사 시트(RF1, RF2)의 하부에 상기 반사 시트(RF1, RF2)의 배면에 평행한 바닥부와, 상기 바닥부로부터 상방 절곡되어 연장된 측벽부를 포함할 수 있다. 상기 바닥부는 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)의 하부 형상에 따라 굴곡지게 형성될 수 있다. 상기 바닥부와 상기 측벽부로 이루어진 공간에 상기 백라이트 유닛이 수납된다.
한편, 상기 서브 도광판(SLGP)이 제공되지 않은 상기 보텀 샤시(BC)의 외부면에는 상기한 인쇄 회로 기판(PCB) 등이 제공될 수 있다. 상기 보텀 샤시(BC)에 있어서, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)이 제공되지 않은 영역은 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)이 제공된 영역에 비해 상기 메인 도광판(MLGP) 방면으로 함몰된다. 상기 함몰된 공간에, 상기 인쇄 회로 기판(PCB)과 같은 구성 요소를 상기 표시 장치의 전체 부피가 크게 증가함이 없이 컴팩트하게 적재할 수 있다.
상기 탑 샤시(TC)는 상기 표시 패널(PNL)의 상부에 제공된다. 상기 탑 샤시(TC)는 상기 표시 패널(PNL)의 전면 가장자리를 지지하며, 상기 몰드 프레임(MF)의 측면 또는 상기 보텀 샤시(BC)의 측면을 커버할 수 있다.
이하, 상기 백라이트 유닛에 있어서, 상기 광원부와 상기 도광부에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 제5 실시예에 있어서는, 상기 발광 영역들(LOA)의 열의 개수는 상기 서브 도광판(SLGP)의 개수에 따라 달라질 수 있다. 도 10a, 도 10b, 및 도 10c에서는 상기 발광 영역들(LOA)이 MxN의 매트릭스를 이룰 때 M=4, N=6인 경우가 도시되었다.
도 10a, 도 10b, 및 도 10c를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 백라이트 유닛은 표시 패널(PNL)에 광을 제공하기 위한 광원부와, 상기 광을 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 인도하는 도광부를 포함한다.
상기 도광부는 메인 도광판(MLGP)과 상기 메인 도광판(MLGP)보다 작은 크기로 제공되는 서브 도광판들, 즉 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 제2 서브 도광판(SLGP2)을 갖는다. 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 제1 및 제2 서브 도광판들(SLGP1, SLGP2)은 중첩되어, 상기 메인 도광판(MLGP) 및 상기 제1 및 제2 서브 도광판(SLGP1, SLGP2)은 표시 패널(PNL) 측에서 보았을 때 하나의 도광판만이 존재하는 것처럼 서로 중첩되어 있다. 상기 도광부는 평면상에서 볼 때 복수의 발광 영역(LOA)을 구성한다. 상기 발광 영역들(LOA)은 매트릭스 형태로 배열되며 상기 표시 패널(PNL)의 대응하는 표시 영역에 각각 광을 제공한다.
상기 메인 도광판(MLGP)은 발광 영역들(LOA)에 대응하는 복수의 출광 영역들(A1)과 복수의 투과 영역들(B1)을 포함한다.
상기 메인 도광판(MLGP)의 양측에는 제1 광원 블록(LS1)과 제2 광원 블록(LS2)이 배치된다. 구체적으로, 상기 메인 도광판(MLGP)의 행 방향 양측에는 상기 메인 도광판(MLGP)을 사이에 두고 서로 마주보는 제1 광원 블록(LS1)과 제2 광원 블록(LS2)이 제공된다. 상기 제1 광원 블록(LS1)과 상기 제2 광원 블록(LS2) 각각은 열 방향으로 연장되며, 상기 제1 광원 블록(LS1)과 상기 제2 광원 블록(LS2)은 각각 상기 행들에 대응하여 M개의 광원들을 갖는다.
상기 출광 영역들(A1)은 상기 광원 블록이 제공된 방향과 평행한 방향으로 상기 광원부에 대응하는 열에 배치된다. 본 발명의 제3 실시예에서는 상기 출광 영역들(A1)이 상기 제1 광원 블록(LS1)에 대응하는 제3 열(C3)의 광원 블록과, 상기 제2 광원 블록(LS2)에 대응하는 제4 열(C4)의 광원 블록에 대응한다. 상기 출광 영역들(A1)을 제외한 영역들은 투과 영역들(B1)에 해당하며, 본 실시예에서는 제1 열(C1), 제2 열(C2), 제5 열(C5), 및 제6 열(C6)의 발광 영역들(LOA)에 대응된다.
상기 서브 도광판들은 상기 메인 도광판(MLGP)보다 작게 형성된 제1 서브 도광판(SLGP1)과 제2 서브 도광판(SLGP2)을 포함하며, 상기 메인 도광판(MLGP)의 하부에 제공된다. 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)과 제2 서브 도광판(SLGP2)은 상기 발광 영역들(LOA)의 일부에 대응하여 중첩한다. 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)과 제2 서브 도광판(SLGP2)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 상기 투과 영역들(B1)에 대응하는 출광 영역들(A1)을 가지며 별도의 투과 영역들이 없다. 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)과 제2 서브 도광판(SLGP2)에 있어서, 상기 출광 영역들(A1)은 상기 메인 도광판(MLGP)에 있어서의 출광 패턴(LOP)과 실질적으로 동일한 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역을 의미한다. 이하, 상기 메인 도광판(MLGP)에서의 출광 영역들(A1)은 상기 서브 도광판(SLGP)의 출광 영역들과 구별하기 위해 제1 출광 영역들(A1)로 지칭하며, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)과 제2 서브 도광판(SLGP2)의 출광 영역들은 제2 출광 영역들(A2)과 제3 출광 영역들(A3)로 지칭한다.
상기 제2 출광 영역들(A2)과 상기 제3 출광 영역들(A3)은 상기 제1 출광 영역들(A1)과 마찬가지로 상기 광원 블록들의 배열에 따라 대응하는 열들에 배치된다. 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 상기 광원부는 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)에 대해 상기 열 방향으로 배열된 상기 제3 광원 블록(LS3)과 상기 제4 광원 블록(LS4)을 포함하며, 상기 제2 출광 영역들(A2)은 상기 광원 블록들 중 2개의 열, 즉, 상기 제3 광원 블록(LS3)에 대응하는 하나의 열(본 실시예에서는 제1 열(C1))과, 상기 제2 광원 블록(LS2)에 대응하는 다른 하나의 열(본 실시예에서는 제2 열(C2))에 배치된다. 또한, 상기 광원부는 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)에 대해 상기 열 방향으로 배열된 상기 제5 광원 블록(LS5)과 상기 제5 광원 블록(LS5)을 포함하며, 상기 제3 출광 영역들(A3)은 상기 광원 블록들 중 2개의 열, 즉, 상기 제5 광원 블록(LS5)에 대응하는 하나의 열(본 실시예에서는 제5 열(C5))과, 상기 제2 광원 블록(LS2)에 대응하는 다른 하나의 열(본 실시예에서는 제6 열(C6))에 배치된다.
상기 발광 영역들(LOA)에 있어서, 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역들은 서브 도광판들의 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역들과 중첩되지 않으면서, 상기 도광부의 상부 즉, 표시 패널(PNL) 측에서 도광부를 볼 때에는 상기 도광부의 전면(whole surface)에 상기 출광 패턴(LOP)이 배치된 것처럼 보인다. 즉, 상기 도광부의 상기 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역의 면적의 합이 표시 패널(PNL)의 표시 영역에 대응되는 상기 도광부의 전체 면적과 일치하도록 형성된다.
상기한 구조를 갖는 백라이트 유닛에 있어서, 상기 광원부와 상기 도광부에 있어서의 광의 진행 경로를 도 10b와 도 10c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 제1 광원 블록(LS1)에서 출사된 제1 광(P1)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 입광면(LIS)을 통해 상기 메인 도광판(MLGP) 내로 입사한다. 상기 제1 광(P1)은 상기 메인 도광판(MLGP) 내의 출광 영역들(A1) 중 가장 가까운 영역들, 즉 제3 열(C3)의 발광 영역들(LOA)에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제1 반사 시트(RF1)에 의해 광 진행 경로가 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경된다. 이에 따라, 상기 제1 광(P1)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광면(LOS)을 통해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행한다.
상기 제2 광원 블록(LS2)에서 출사된 제2 광(P2)은 상기 제1 광(P1)과 실질적으로 동일한 방식으로 제4 열(C4)의 발광 영역들(LOA)에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제1 반사 시트(RF1)에 의해 광 진행 경로가 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경된다. 이에 따라 상기 제2 광(P2)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광면(LOS)을 통해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행한다.
상기 제3 광원 블록(LS3)에서 출사된 제3 광(P3)은 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 입광면(LIS)을 통해 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 내로 입사하며, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 내의 출광 영역들(A1) 중 가장 가까운 영역들, 즉, 제1열의 발광 영역들(LOA)에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제2 반사 시트(RF2)에 의해 광 진행 경로가 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경된다. 이에 따라 제3 광(P3)은 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 출광면(LOS)을 통해 상기 메인 도광판(MLGP)의 투과 영역들(B1)(제1 열(C1)의 발광 영역들(LOA))로 진행한다. 여기서, 상기 제3 광(P3)은 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 출광면(LOS), 상기 메인 도광판(MLGP)의 대향면(LCS), 및 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광면(LOS)에 실질적으로 수직한 방향으로 진행하기 때문에 상기 메인 도광판(MLGP) 내에서는 반사 없이 곧바로 투과된다. 그 결과, 상기 제3 광(P3)은 상기 표시 패널(PNL)에 제공된다.
상기 제4 광원 블록(LS4)에서 출사된 제4 광(P4)은 상기 제3 광(P3)과 실질적으로 동일한 방식으로, 제2 열(C2)의 발광 영역들(LOA)에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제2 반사 시트(RF2)에 의해 광 진행 경로가 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경되어 상기 표시 패널(PNL)에 제공된다.
상기 제5 광원 블록(LS5)에서 출사된 제5 광(P5)은 상기 제3 광(P3)과 실질적으로 동일한 방식으로, 제5 열(C5)의 발광 영역들(LOA)에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제2 반사 시트(RF2)에 의해 광 진행 경로가 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경되어 상기 표시 패널(PNL)에 제공된다.
상기 제6 광원 블록(LS6)에서 출사된 제6 광(P6)은 상기 제3 광(P3)과 실질적으로 동일한 방식으로, 제6 열(C6)의 발광 영역들(LOA)에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제2 반사 시트(RF2)에 의해 광 진행 경로가 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경되어 상기 표시 패널(PNL)에 제공된다.
여기서, 상기 제1 광원 블록(LS1) 내지 상기 제4 광원 블록(LS4)의 광원들은 각각 대응하는 상기 발광 영역들(LOA) 중 각 광원이 속하는 행의 발광 영역(LOA)에 일대 일로 대응한다. 도 10c의 평면도에 있어서, 각 광원으로부터 출사된 광은 화살표로 표시된 바, 상기 광은 화살표가 끝나는 지점에 해당하는 발광 영역들(LOA)로부터 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 출사된다. 일 예로, 제4 광원 블록(LS4)의 제2 행에 대응하는 광원으로부터 출사된 광은 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 제2 행 제2 열(C2)의 발광 영역(LOA)으로부터 출사된다.
상기한 바와 같이, 상기 광원부가 복수의 광원 블록으로 제공될 때 각 광원 블록은 하나의 열의 발광 영역들(LOA)에 대응되며, 각 광원은 상기 발광 영역들(LOA) 중 어느 하나와 일대일로 대응된다. 상기 각 광원은 온/오프가 개별적으로 구동될 수 있기 때문에, 상기 각 광원의 구동 여부에 따라 상기 발광 영역들(LOA)로부터 출사되는 광량의 제어가 가능하다. 즉, 2차원 로컬 디밍이 가능하다. 여기서, 상기 광원 블록들이 상기 메인 도광판(MLGP)의 양측에 제공됨으로써 상기 메인 도광판(MLGP)은 상기 광원 블록의 수에 대응하는 2열의 발광 영역들(LOA)의 구동이 가능하다. 또한, 상기 광원 블록들이 상기 서브 도광판들(SLGP)의 양측에 각각 제공됨으로써 상기 발광 영역들(LOA) 중 상기 서브 도광판(SLGP) 개수의 2배의 열의 구동이 가능하다. 즉, 상기 서브 도광판들(SLGP)의 개수가 n개인 경우, 총 열의 수 N은 2+2n개가 된다. 본 발명의 실시예에서는, 상기 메인 도광판(MLGP)에서의 두 개의 열, 제1 서브 도광판(SLGP1)에서의 두 개의 열, 및 제2 서브 도광판(SLGP2)에서의 두 개의 열에 대응하는 만큼의 발광 영역들(LOA), 즉, 6개의 열에 대응하는 발광 영역들(LOA)의 제어가 가능하다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시 장치의 단면도로서, 도 1의 I-I'선에 대응하는 것이다.
본 발명의 제6 실시예는 본 발명의 제5 실시예의 변형예에 해당한다. 따라서, 본 발명의 제6 실시예에서는 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 제5 실시예에 따른 제조 방법과 다른 점을 위주로 설명한다. 후술할 실시예들에서 특별히 설명하지 않은 부분은 별도의 언급이 없는 한 상술한 제5 실시예에 따른다. 동일한 번호는 동일한 구성요소를, 유사한 번호는 유사한 구성요소를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(PNL), 백라이트 유닛(BLU), 및 탑 샤시(TC)를 포함한다.
상기 백라이트 유닛(BLU)는 상기 표시 패널(PNL)에 광을 제공하기 위한 것으로서, 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 제공된다. 상기 백라이트 유닛(BLU)는 상기 표시 패널을 지지하는 몰드 프레임(MF), 광을 출사하는 광원들(LS)이 포함된 광원부, 상기 광을 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 인도하는 도광부, 상기 광의 효율을 높이기 위한 광학 시트(OPS), 상기 광의 진행 방향을 변경하기 위한 반사 시트(RF1, RF2), 상기 반사 시트(RF1, RF2) 하부에 제공된 보텀 샤시(BC), 및 상기 도광부와 상기 보텀 샤시(BC)를 고정하는 고정 부재(CPM)를 포함한다.
상기 도광부는 메인 도광판(MLGP)과 상기 메인 도광판(MLGP)의 하부에 제공된 제1 서브 도광판(SLGP1)과 제2 서브 도광판(SLGP2)을 갖는다.
상기 보텀 샤시(BC)는 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)과 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)과 중첩하는 영역에서 그 일부가 제거된 적어도 하나의 홀을 가질 수 있다. 또한 상기 보텀 샤시(BC)와 제1 서브 도광판(SLGP1) 사이, 및 상기 보텀 샤시(BC)와 상기 제2 도광판 사이에 제공된 제2 반사 시트(RF2) 또한, 상기 홀에 대응하는 개구를 가질 수 있다.
상기 고정 부재(CPM)는 상기 홀 및 개구를 관통하여 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2) 각각에 부착되어 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 도광판을 고정한다. 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)과 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)은 서로 이격되어 고정되어 있지 않으며, 상기 메인 도광판(MLGP)이 가요성 여부에 따라 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)의 위치가 유동할 수 있다. 상기 고정 부재(CPM)는 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 도광판을 안정적으로 상기 보텀 샤시(BC)에 고정하고 지지한다.
이렇게 외관 불균일을 가져올 수 있는 도광부와 보텀 샤시(BC) 사이의 간격을 균일하게 가져가는 구조가 필요하다. 이런 구조는 상기 도광부와 상기 보텀 샤시(BC)를 부착하여 방지할 수 있으며, 직접적으로 점착물과 같은 테이프를 이용한 부착은 광학 효율에 불규칙적인 영향을 줄 수 있으므로, 특정적으로 작은 영역, 즉 광학적으로 가리는 것이 가능하도록 하는 구조를 적용한다. 상기 보텀 샤시(BC)와 반사 시트(RF1, RF2)에 구멍을 형성하여 몰드 재질의 핀을 삽입하여 도광부의 한 면과 직접적으로 융착이 되도록 한다. 상기 융착은 초음파 공법을 이용한다. 이렇게 되면 도광부와 반사 시트(RF1, RF2), 보텀 샤시(BC)가 벌어질 수 없게 되어 일정한 간격이 유지 되어, 외관에 문제없게 된다.
본 발명의 제6 실시예에서는 상기 고정 부재(CPM)가 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLPG2)에 부착되어 고정하는 것을 개시하였으나, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLPG2)을 고정 및 지지할 수 있는 것이라면 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제7 실시예에 있어서, 상기 발광 영역들(LOA)의 행과 열의 개수는 광원 블록들의 개수와 상기 서브 도광판(SLGP)의 개수에 따라 달라질 수 있다. 도 12a, 도 12b, 및 도 12c에서는 상기 발광 영역들(LOA)이 MxN의 매트릭스를 이룰 때 M=6, N=8인 경우를 도시한 것이다.
도 12a, 도 12b, 및 도 12c는 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 도시한 것으로서, 도 12a는 본 발명의 제7 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 광원부와 도광부를 도시한 사시도이다. 도 12b는 도 12a의 IV-IV'선에 따른 단면도이다. 여기서, 도 12c는 도 12a의 광원부와 도광부를 도시한 평면도로서, 서로 다른 층에 배치되는 메인 도광판(MLGP), 서브 도광판(SLGP), 및 광원부를 편의상 동일 평면에 나란히 도시한 것이다. 상기 메인 도광판(MLGP)의 일부와 상기 서브 도광판(SLGP)은 중첩됨으로써 평면상에서 동일한 행과 열을 표시하기 때문에, 상기 중첩된 일부 행과 열은 동일한 부호로 표시되었다.
도 12a, 도 12b, 및 도 12c를 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 백라이트 유닛은 표시 패널(PNL)에 광을 제공하기 위한 광원부와, 상기 광을 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 인도하는 도광부를 포함한다.
상기 도광부는 메인 도광판(MLGP)과 상기 메인 도광판(MLGP)보다 작은 크기로 제공되는 서브 도광판들(SLGP)을 갖는다. 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판들(SLGP)은 중첩되어, 상기 메인 도광판(MLGP) 및 상기 서브 도광판(SLGP)은 표시 패널(PNL) 측에서 보았을 때 하나의 도광판만이 존재하는 것처럼 서로 중첩되어 있다. 상기 도광부는 평면상에서 볼 때 복수의 발광 영역(LOA)을 구성한다. 상기 발광 영역들(LOA)은 매트릭스 형태로 배열되며 상기 표시 패널(PNL)의 대응하는 표시 영역에 각각 광을 제공한다. 상기 메인 도광판(MLGP)은 상기 표시 패널(PNL)의 표시 영역에 대응하는 영역에 위치한 복수의 발광 영역들(LOA)을 가지는 바, 상기 발광 영역(LOA)은 복수의 제1 출광 영역들(A1)과 복수의 투과 영역들(B1)을 포함한다.
상기 메인 도광판(MLGP)의 양측에는 제1 광원 블록(LS1)과 제2 광원 블록(LS2)이 배치된다. 구체적으로, 상기 메인 도광판(MLGP)의 행 방향 양측에는 상기 메인 도광판(MLGP)을 사이에 두고 서로 마주보는 제1 광원 블록(LS1)과 제2 광원 블록(LS2)이 제공된다. 상기 제1 광원 블록(LS1)과 상기 제2 광원 블록(LS2) 각각은 열 방향으로 연장되며, 상기 제1 광원 블록(LS1)과 상기 제2 광원 블록(LS2)은 각각 상기 행들에 대응하여 M개의 광원들을 갖는다. 본 발명의 제6 실시예에서 상기 M=6이다.
상기 제1 출광 영역들(A1)은 상기 광원 블록이 제공된 방향과 평행한 방향으로 상기 광원부에 대응하는 열에 배치된다. 본 발명의 제6 실시예에서는 상기 제1 출광 영역들(A1)이 상기 제1 광원 블록(LS1)에 대응하는 제3 열(C3)의 광원 블록과, 상기 제2 광원 블록(LS2)에 대응하는 제6 열(C6)의 광원 블록에 대응한다. 상기 제1 출광 영역들(A1)을 제외한 영역들은 투과 영역들(B1)에 해당하며, 본 실시예에서는 제1 열(C1), 제2 열(C2), 제4 열(C4), 제5 열(C5), 제 7열, 및 제8열의 발광 영역들(LOA)에 대응된다.
상기 서브 도광판들(SLGP)은 상기 메인 도광판(MLGP)보다 작게 형성된 제1 서브 도광판(SLGP1) 내지 제3 서브 도광판(SLGP3)을 포함하며, 상기 메인 도광판(MLGP)의 하부에 제공된다. 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 내지 제3 서브 도광판(SLGP3)은 서로 이격되어 형성된다. 평면 상에서 볼 때 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)과 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)은 상기 제1 출광 영역(A1) 중 제3 열(C3)의 발광 영역(LOA)을 사이에 두고 서로 이격되며, 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)과 상기 제3 서브 도광판(SLGP3)은 상기 제1 출광 영역(A1) 중 제6열의 발광 영역(LOA)을 사이에 두고 서로 이격된다.
상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 내지 제3 서브 도광판(SLGP3)은 상기 투과 영역들(B1)에 대응하여 중첩한다. 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 내지 제3 서브 도광판(SLGP3)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 상기 투과 영역들(B1)에 각각 대응하는 제2 출광 영역들(A2) 내지 제4 출광 영역들을 가지며 별도의 투과 영역들(B1)이 없다.
상기 제2 출광 영역들(A2) 내지 상기 제4 출광 영역들은 상기 제1 출광 영역들(A1)과 마찬가지로 상기 광원 블록들의 배열에 따라 대응하는 열들에 배치된다. 본 발명의 제6 실시예에 있어서, 상기 광원부는 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)에 대해 상기 열 방향으로 배열된 상기 제3 광원 블록(LS3)과 상기 제4 광원 블록(LS4)을 포함하며, 상기 제2 출광 영역들(A2)은 상기 발광 영역들(LOA) 중 제1 열(C1)과 제2 열(C2)의 발광 영역들(LOA)에 대응한다. 또한, 상기 광원부는 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)에 대해 상기 열 방향으로 배열된 제5 광원 블록(LS5)과 제6 광원 블록(LS6)을 포함하며, 상기 제3 출광 영역들(A3)은 상기 발광 영역들(LOA) 중 제4 열(C4)과 제5 열(C5)의 발광 영역들(LOA)에 대응한다. 이에 더해, 상기 광원부는 상기 제3 서브 도광판(SLGP3)에 대해 상기 열 방향으로 배열된 제7 광원 블록(LS7)과 제8 광원 블록(LS8)을 포함하며, 상기 제4 출광 영역들(A4)은 상기 발광 영역들(LOA) 중 제7 열(C7)과 제8 열(C8)의 발광 영역들(LOA)에 대응한다.
상기한 구조를 갖는 백라이트 유닛에 있어서, 상기 광원부와 상기 도광부에 있어서의 광의 진행 경로는 다음과 같다.
상기 제1 광원 블록(LS1)에서 출사된 제1 광(P1) 내지 상기 제8 광원 블록(LS8)에서 출사된 제8 광(P8)은 상기 메인 도광판(MLGP) 또는 상기 서브 도광판들(SLGP)의 입광면(LIS)을 통해 상기 메인 도광판(MLGP) 또는 상기 서브 도광판들(SLGP) 내로 입사한다. 상기 제1 광(P1) 내지 제8 광(P8)은 상기 메인 도광판(MLGP) 또는 상기 서브 도광판들(SLGP) 내의 출광 영역들 중 가장 가까운 영역들에서 상기 출광 패턴(LOP) 및 제1 반사 시트(RF1) 또는 제2 반사 시트(RF2)에 의해 광 진행 경로가 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경된다. 이에 따라, 상기 제1 광(P1) 내지 제8 광(P8)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광면(LOS)을 통해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행한다.
여기서, 상기 제1 광원 블록(LS1) 내지 상기 제4 광원 블록(LS4)의 광원들은 각각 대응하는 상기 발광 영역들(LOA) 중 각 광원이 속하는 행의 발광 영역(LOA)에 일대 일로 대응한다. 따라서, 상기 광원들의 개수가 M개일 때, 상기 발광 영역들(LOA)의 행의 개수도 M개이다. 도 12c의 평면도에 있어서, 각 광원으로부터 출사된 광은 화살표로 표시된 바, 상기 광은 화살표가 끝나는 지점에 해당하는 발광 영역들(LOA)로부터 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 출사된다. 일 예로, 제6 광원 블록(LS6)의 제5 행에 대응하는 광원으로부터 출사된 광은 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)의 제5 행 제5 열(C5)의 발광 영역(LOA)으로부터 출사된다.
상기한 바와 같이, 상기 광원부가 복수의 광원 블록으로 제공될 때 각 광원 블록은 하나의 열의 발광 영역들(LOA)에 대응되며, 각 광원은 상기 발광 영역들(LOA) 중 어느 하나와 일대일로 대응된다. 상기 각 광원은 온/오프가 개별적으로 구동될 수 있기 때문에, 상기 각 광원의 구동 여부에 따라 상기 발광 영역들(LOA)로부터 출사되는 광량의 제어가 가능하다. 즉, 2차원 로컬 디밍이 가능하다.
여기서, 상기 광원 블록들이 상기 메인 도광판(MLGP) 및 상기 서브 도광판들(SLGP)의 양측에 제공됨으로써, 상기 발광 영역들(LOA) 중 상기 각 광원 블록에 제공된 광원들 개수만큼의 행의 구동이 구동이 가능하다. 또한, 상기 광원 블록들이 상기 서브 도광판들(SLGP)의 양측에 각각 제공됨으로써 상기 발광 영역들(LOA) 중 상기 서브 도광판(SLGP) 개수의 2배의 열의 구동이 가능하다. 즉, 상기 서브 도광판들(SLGP)의 개수가 n개인 경우, 총 열의 수 N은 2+2n개가 된다.
여기서, 상기 광원부에 있어서, 상기 각 광원이 상기 발광 영역들(LOA) 중 어느 하나와 일대일로 대응하면 족하며, 상기 광원부가 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판들(SLGP) 각각의 양측에 반드시 구비될 필요는 없다.
본 발명의 제8 실시예에 있어서, 메인 도광판과 서브 도광판들은 다양한 형태로 적층될 수 있다. 도 13a, 도 13b, 및 도 13c는 본 발명의 제8 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 도시한 것으로서, 도 13a는 본 발명의 제8 실시예에 따른 표시 장치에 있어서 광원부와 도광부를 도시한 사시도이다. 도 13b는 도 13a의 V-V'선에 따른 단면도이다. 여기서, 도 13c는 도 13a의 광원부와 도광부를 도시한 평면도로서, 서로 다른 층에 배치되는 메인 도광판(MLGP), 서브 도광판들(SLGP), 및 광원부를 편의상 동일 평면에 나란히 도시한 것이다. 상기 메인 도광판(MLGP)의 일부와 상기 서브 도광판들(SLGP)은 중첩됨으로써 평면상에서 동일한 행과 열을 표시하기 때문에, 상기 중첩된 일부 행과 열은 동일한 부호로 표시되었다. 본 실시예에 있어서, 발광 영역들(LOA)은 MxN의 매트릭스를 이루며 이 때 M=4, N=6이다.
도 13a, 도 13b, 및 도 13c를 참조하면, 본 발명의 제8 실시예에 따른 백라이트 유닛은 표시 패널(PNL)에 광을 제공하기 위한 광원부와, 상기 광을 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 인도하는 도광부를 포함한다.
상기 도광부는 상기 도광부는 평면상에서 볼 때 복수의 발광 영역(LOA)을 구성하며, 메인 도광판(MLGP)과 상기 메인 도광판(MLGP)보다 작은 크기로 제공되는 제1 서브 도광판(SLGP1)과, 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)보다 작은 크기로 제공되는 제2 서브 도광판(SLGP2)을 갖는다. 각 서브 도광판(SLGP)에 있어서, 적어도 한 행의 발광 영역들(LOA)과 공통적으로 중첩하며, 상기 각 서브 도광판(SLGP)과 상기 발광 영역들(LOA)의 중첩 면적은 서로 다르다. 즉, 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)은 일부 영역에서 중첩되고, 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)은 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 중첩 영역 중 일부 영역에 배치되어 상기 메인 도광판(MLGP), 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)과 중첩된다. 이에 따라, 상기 메인 도광판(MLGP) 및 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)은 표시 패널(PNL) 측에서 보았을 때 하나의 도광판만이 존재하는 것처럼 서로 중첩되어 있다.
상기 발광 영역들(LOA)은 매트릭스 형태로 배열되며 상기 표시 패널(PNL)의 대응하는 표시 영역에 각각 광을 제공한다. 상기 메인 도광판(MLGP)은 상기 표시 패널(PNL)의 표시 영역에 대응하는 영역에 위치한 복수의 발광 영역들(LOA)을 가지는 바, 상기 발광 영역(LOA)은 복수의 제1 출광 영역들(A1)과 복수의 제1 투과 영역들(B1)을 포함한다. 상기 제1 출광 영역(A1)은 제1 열(C1) 및 제6 열(C6)의 발광 영역들(LOA)에 대응한다. 상기 제1 투과 영역들(B1)은 제2 열(C2) 내지 제5 열(C5)의 발광 영역들(LOA)에 대응한다.
상기 메인 도광판(MLGP)의 양측에는 제1 광원 블록(LS1)과 제2 광원 블록(LS2)이 배치된다. 구체적으로, 상기 메인 도광판(MLGP)의 행 방향 양측에는 상기 메인 도광판(MLGP)을 사이에 두고 서로 마주보는 제1 광원 블록(LS1)과 제2 광원 블록(LS2)이 제공된다.
상기 제1 서브 도광판(SLGP1)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 하부에 제공된다. 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)은 상기 제1 투과 영역들(B1)에 대응하여 중첩하여 제공된다. 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)은 복수의 제2 출광 영역들(A2)과 복수의 제2 투과 영역들(B1)(또는 서브 투과 영역(B1))을 포함한다. 상기 제2 출광 영역들(A2)은 제2 열(C2) 및 제5 열(C5)의 발광 영역들(LOA)에 대응한다. 상기 제2 투과 영역들(B1)은 제3 열(C3) 및 제4 열(C4)의 발광 영역들(LOA)에 대응한다. 이에 따라, 상기 제1 출광 영역(A1)에 대응하는 제2 열(C2) 및 제5 열(C5)은 상기 제2 투과 영역(B1)에 의해 서로 이격된다.
상기 제2 서브 도광판(SLGP2)은 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 하부에 제공된다. 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)은 상기 제2 투과 영역들(B1)에 대응하여 중첩하여 제공된다. 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)은 복수의 제3 출광 영역들(A3)을 포함한다. 상기 제3 출광 영역들(A3)은 제3 열(C3) 및 제4 열(C4)의 발광광 영역들에 대응하며, 별도의 투과 영역들(B1)이 없다.
상기 제1 출광 영역들(A1) 내지 상기 제3 출광 영역들(A3)은 광원 블록들의 배열에 따라 대응하는 열들에 배치된다. 본 발명의 제8 실시예에 있어서, 상기 광원부는 상기 메인 도광판(MLGP)의 양측에 상기 메인 도광판(MLGP)을 사이에 두고 제공된 제1 광원 블록(LS1)과 제2 광원 블록(LS2), 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 양측에 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)을 사이에 두고 제공된 제3 광원 블록(LS3)과 제4 광원 블록(LS4), 및 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)의 양측에 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)을 사이에 두고 제공된 제5 광원 블록(LS5)과 제6 광원 블록(LS6)을 포함한다.
상기 광원 블록들은 상기 발광 영역들(LOA)의 열들에 일 대일로 대응되는 바, 상기 제1 광원 블록(LS1)은 제1 열(C1), 상기 제2 광원 블록(LS2)은 제6 열(C6), 상기 제3 광원 블록(LS3)은 제2 열(C2), 상기 제4 광원 블록(LS4)은 제5 열(C5), 제5 광원 블록(LS5)은 제3 열(C3), 및 상기 제6 광원 블록(LS6)은 제4 열(C4)의 광원 블록들에 대응된다.
상기한 구조를 갖는 백라이트 유닛에 있어서, 상기 광원부와 상기 도광부에 있어서의 광의 진행 경로는 다음과 같다.
상기 제1 광원 블록(LS1)과 상기 제2 광원 블록(LS2)에서 출사된 제1 광(P1)과 제2 광(P2)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 입광면(LIS)을 통해 상기 메인 도광판(MLGP) 내로 입사한다. 상기 제1 광(P1)과 상기 제2 광(P2)은은 상기 메인 도광판(MLGP) 내의 제1 출광 영역들(A1) 중 가장 가까운 제1 출광 영역들(A1)에서 광 진행 경로가 상기 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경된다. 이에 따라, 상기 제1 광(P1) 및 제2 광(P2)은 상기 메인 도광판(MLGP)의 출광면(LOS)을 통해 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행한다.
상기 제3 광원 블록(LS3)과 상기 제4 광원 블록(LS4)에서 출사된 제3 광(P3)과 제4 광(P4)은 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 입광면(LIS)을 통해 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 내로 입사한다. 상기 제3 광(P3)과 상기 제4 광(P4)은 상기 제1 서브 도광판(SLGP1) 내의 제2 출광 영역들(A2) 중 가장 가까운 제2 출광 영역들(A2)에서 광 진행 경로가 상기 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경된다. 이에 따라, 상기 제3 광(P3) 및 제4 광(P4)은 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 출광면(LOS)을 통해 출사하여 상기 메인 도광판(MLGP)의 제1 투과 영역(B1)을 거쳐 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행한다.
상기 제5 광원 블록(LS5)과 상기 제6 광원 블록(LS6)에서 출사된 제5 광(P5)과 제6 광(P6)은 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)의 입광면(LIS)을 통해 상기 제2 서브 도광판(SLGP2) 내로 입사한다. 상기 제5 광(P5)과 상기 제5 광(P5)은 상기 제2 서브 도광판(SLGP2) 내의 제3 출광 영역들(A3) 중 가장 가까운 제3 출광 영역들(A3)에서 광 진행 경로가 상기 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 변경된다. 이에 따라, 상기 제5 광(P5) 및 제5 광(P5)은 상기 제2 서브 도광판(SLGP2)의 출광면(LOS)을 통해 출사하여 상기 제1 서브 도광판(SLGP1)의 제2 투과 영역(B1)과 상기 메인 도광판(MLGP)의 제1 투과 영역(B1)을 거쳐 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 진행한다.
여기서, 상기 제1 광원 블록(LS1) 내지 상기 제6 광원 블록(LS6)의 광원들은 각각 대응하는 상기 발광 영역들(LOA) 중 각 광원이 속하는 행의 발광 영역(LOA)에 일대 일로 대응한다. 따라서, 상기 광원들의 개수가 M개일 때, 상기 발광 영역들(LOA)의 행의 개수도 M개이며, 본 실시예에서는 상기 M은 4이다. 도 13c의 평면도에 있어서, 각 광원으로부터 출사된 광은 화살표로 표시된 바, 상기 광은 화살표가 끝나는 지점에 해당하는 발광 영역들(LOA)로부터 상기 표시 패널(PNL) 방향으로 출사된다.
상기한 바와 같이, 상기 광원부가 복수의 광원 블록으로 제공될 때 각 광원 블록은 하나의 열의 발광 영역들(LOA)에 대응되며, 각 광원은 상기 발광 영역들(LOA) 중 어느 하나와 일대일로 대응된다. 상기 각 광원은 온/오프가 개별적으로 구동될 수 있기 때문에, 상기 각 광원의 구동 여부에 따라 상기 발광 영역들(LOA)로부터 출사되는 광량의 제어가 가능하다. 즉, 2차원 로컬 디밍이 가능하다.
여기서, 상기 광원 블록들이 상기 메인 도광판(MLGP) 및 상기 서브 도광판들(SLGP)의 양측에 제공됨으로써, 상기 발광 영역들(LOA) 중 상기 각 광원 블록에 제공된 광원들 개수만큼의 행의 구동이 구동이 가능하다. 또한, 상기 광원 블록들이 상기 서브 도광판들(SLGP)의 양측에 각각 제공됨으로써 상기 발광 영역들(LOA) 중 상기 서브 도광판(SLGP) 개수의 2배의 열의 구동이 가능하다. 즉, 상기 서브 도광판들(SLGP)의 개수가 n개인 경우, 총 열의 수 N은 2+2n개가 된다.
여기서, 상기 광원부에 있어서, 상기 각 광원이 상기 발광 영역들(LOA) 중 어느 하나와 일대일로 대응하면 족하며, 상기 광원부가 상기 메인 도광판(MLGP)과 상기 서브 도광판들(SLGP) 각각의 양측에 반드시 구비될 필요는 없다.
또한, 본 발명의 실시예들에서는 상기 각 광원 블록 내에 포함된 광원들의 수가 상기 메인 도광판(MLGP)이나 상기 서브 도광판들(SLGP)에 상관없이 한 표시 장치 내에서는 동일한 것을 개시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 메인 도광판(MLGP)의 일측의 광원 블록은 p개의 광원들을 포함하고, 상기 메인 도광판(MLGP)의 타측의 광원 블록은 상기 p개보다 더 많은 개수의 q개의 광원들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 영역들(LOA)의 개수를 조절할 수 있으며, 이에 더해 모양이나 면적도 조절할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
이하, 전술한 출광 패턴(LOP)에 대하여 이하 도 14a, 도 14b, 및 도 14c를 참조하여 상세히 설명한다. 도 14a, 도 14b, 및 도 14c는 각각 본 발명의 실시예들에 있어서 도광부에 형성된 출광 패턴(LOP)을 도광판과 함께 확대하여 도시한 사시도, 측면도, 및 평면도이다. 여기서, 상기 도광판이라 함은 상술한 실시예들에 있어서 메인 도광판(MLGP) 및 서브 도광판들(SLGP)을 의미한다. 설명의 편의를 위하여, 본 도면에서의 출광 패턴(LOP)들은 제1 실시예에의 메인 도광판(MLGP) 중 출광 영역 중 하나를 일부를 확대하여 도시하였다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상술한 다른 다양한 실시예에도 적용될 수 있음은 자명하다.
도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 출광 패턴(LOP)은 도광판의 대향면(LCS)에 형성되어 출광면(LOS)과 마주보며, 광을 반사시키는 패턴이다. 이러한 출광 패턴(LOP)은 출광면(LOS) 방향으로 오목하게 형성된 패턴인 것이 바람직하나, 이와 반대로 상기 출광면(LOS)과 반대 방향으로 볼록하게 형성된 패턴일 수도 있다. 단, 전술한 바와 같이 상기 출광 패턴(LOP)은 상기 출광면(LOS)에도 형성될 수도 있으며, 이러한 경우 출광 패턴(LOP)은 상기 대향면(LCS) 방향으로 오목하게 패턴이거나 상기 대향면(LCS) 반대 방향으로 볼록하게 형성된 패턴일 수도 있다.
상기 도광판은 그 표면이 경면(鏡面)인 경우 광의 전반사 현상이 발생하는데, 이와 같이 도광판의 소정 영역 예컨대, 상기 출광 영역의 대향면(LCS)에 상기 출광 패턴(LOP)을 형성하면, 상기 출광 패턴(LOP)의 반사면에서 광이 반사되어 광의 경로가 출광면(LOS) 방향으로 바뀌는 것이다. 따라서, 전술한 바와 같이 광은 상기 출광 패턴(LOP)이 형성된 영역에서 집중적으로 출사된다.
이러한 상기 출광 패턴(LOP)은 인쇄나 레이저 가공 등에 의하여 손쉽게 형성될 수 있다.
본 도면에서는 상기 출광 패턴(LOP)이 반구형이고, 매트릭스 형상으로 배열된 경우를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 출광 패턴(LOP)의 형상, 개수, 크기, 배열 방법, 밀도 등은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서는 상기 출광 패턴(LOP)은 반구형이나, 이에 한정되지 않으며 피라미드 형상, 다각 기둥형상, 프리즘 형상 등 다양한 입체 도형의 형상을 가질 수 있고 그에 따라 상기 출광 패턴(LOP)의 단면 형상이나 평면 형상은 사각형, 삼각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 출광 패턴(LOP)은 매트릭스 형상으로 배열되는 대신 서로 엇갈리게 지그재그로 배열되거나 또는 랜덤(random)하게 배열될 수도 있다. 여기서, 본 발명의 실시예에서는 상기 출광 패턴(LOP)이 상기 대향면(LCS)에 대해 오목하게 형성된 것을 개시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 대향면(LCS)로부터 바깥 방향으로 볼록하게 형성되거나, 상기 대향면(LCS)를 기준으로 하여 오목한 부분과 볼록한 부분이 혼재되도록 형성될 수 있음은 물론이다. 이에 더해, 상기 출광 패턴(LOP)는 상기한 바와 같이 상기 도광판 자체에 패턴이 형성된 것뿐만 아니라 상기 도광판의 상기 대향면(LCS)에 인쇄되거나 부착될 수도 있다.
여기서, 휘도의 균일성을 높이기 위하여 하나의 출광 영역 내에서 상기 출광 패턴(LOP)의 폭, 높이, 밀도를 다음과 같이 조절할 수 있다. 일반적으로 상기 입광면(LIS)에서 멀어질수록 휘도가 떨어지게 되므로 상기 입광면(LIS)에서 먼 곳의 휘도를 높이기 위하여 입광면(LIS)과 수직 방향에서 상기 입광면(LIS)으로부터 멀어질수록 하나의 출광 영역내에 형성되는 상기 출광 패턴(LOP)의 폭(W1), 높이(H1) 및 밀도(단위 면적당 형성되는 출광 패턴(LOP)의 개수) 중 적어도 하나가 증가하는 것이 바람직하다.
도 15a내지 도 15f는 출광 패턴(LOP)의 변형예를 도시한 것으로서, 도 15a 및 도 15b는 출광 패턴(LOP)의 변형예들을 나타낸 단면도이고, 도 15c 내지 도 15f는 상기 출광 패턴(LOP)의 변형예들을 나타낸 평면도이다.
도 15a를 참조하면, 출광 패턴(LOP)은 입광면(LIS)으로부터 멀어질수록 높이(H1)가 증가할 수 있다.
또는, 도 15b를 참조하면, 출광 패턴(LOP)은 일 발광 영역에 있어서 중심부에서의 높이(H2)가 가장 크고 상기 중심부로부터 가장자리로 갈수록 상기 높이가 작아질 수 있다. 여기서, 상기 출광 패턴(LOP)는 출광면(LOS)에 제공되는 돌기 형상일 수 있다.
또는 도 15c를 참조하면, 출광 패턴(LOP)은 입광면(LIS)으로부터 멀어질수록 입광면(LIS) 방향의 폭(W1)이 증가할 수 있다.
또는, 도 15d를 참조하면, 출광 패턴(LOP)은 입광면(LIS)으로부터 멀어질수록 밀도가 증가할 수 있다.
또는 도 15e를 참조하면, 출광 패턴(LOP)는 일 발광 영역에 있어서 중심부에서의 밀도가 가장 높으며 가장자리로 갈수록 밀도가 감소할 수 있다. 출광면에 형성된 출광 패턴의 경우에 해당하는지, 그렇다면 그 내용을 명시하는 것이 좋을 듯 함
또는 도 15f를 참조하면, 출광 패턴(LOP)는 일 발광 영역에 있어서 중심부에서의 폭이 가장 넓고 가장자리로 갈수록 폭이 감소할 수 있다. [14e, 14f는 출광패턴이 출광면에 형성된 경우에 해당하는 것인지, 그렇다면 명시하는 것이 나을 듯 함]
상기한 실시예들에 있어서, 상기 입광면(LIS)에서 멀어지더라도 상기 출광 패턴(LOP)에 따라 각 위치에서의 반사 확률이 증가하여 광효율이 증가하므로, 도광판 전면에서 전체적으로 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.
도 16은 본 발명의 따른 백라이트 유닛에 있어서 각 발광 영역의 단면의 휘도 시뮬레이션 그래프로서, 본 발명의 제5 실시예에 따른 백라이트 유닛을 이용한 경우를 나타내었다. 각 그래프에 있어서, 제1 광원 블록 내지 제6 광원 블록으로부터 출사된 광의 그래프는 L1 내지 L6로 각각 도시되었으며, 제1 광원 블록 내지 제6 광원 블록이 전부 온 상태일 때의 휘도 그래프는 LT로 도시되었다. 여기서, 상기 제1 광원 블록 내지 제6 광원 블록으로부터 출사된 광이 출광되는 영역들은 R1 내지 R6로 각각 도시되었으며, 상기 출광 영역들은 상기 발광 영역들 중 제1 열 내지 제6 열에 각각 대응한다.
도 16을 참고하면, 제1 내지 제6 광원 블록들으로부터 출사된 광은 실질적으로 각각 대응하는 출광 영역들에서 출광된다. 즉, 제1 광원 블록으로부터 출사된 광은 R1으로만 출광하며, 제2 광원 블록으로부터 출사된 광은 R2로만 출광한다. 이와 같이, 상기 제1 내지 제6 광원 블록들은 매치된 출광 영역으로만 출광하기 때문에, 상기 제1 내지 제6 광원 블록들의 온/오프를 조절함으로써 상기 출광 영역들로부터 출사된 광의 휘도를 조절할 수 있다.
여기서, 어느 한 광원 블록에서 출사된 광의 그래프는 실질적으로 산 모양, 예를 들어, 정규 분포 곡선 형태를 갖는다. 상기 출사 광의 그래프는 출광 패턴의 높이, 형상, 폭, 밀도 등에 따라 조절될 수 있으며, 이에 따라, 상기 한 광원 블록에서 출사된 광이 상기 광원 블록에 대응하는 출광 영역 내에서 대부분의 광이 출광된다. 한편, 해당 영역이 아닌 인접한 발광 영역으로 진행하는 광이 있을 수 있으나, 상기 인접한 발광 영역으로 진행하는 광에 대해 인접한 영역의 광량을 조절함으로써, 각 발광 영역의 최종적인 광량이 일정하게 조절될 수 있다. 예를 들어, A 발광 영역과 B 발광 영역이 있을 때, A 발광 영역으로 출사되어야 할 광이 B 발광 영역으로 진행한 경우, 원래 B 발광 영역으로부터 출사되는 광량을 A 발광 영역으로부터 넘어온 광량만큼 뺌으로써, B 발광 영역의 전체 광량을 특정 값을 갖도록 유지할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 실시예들에 있어서, 광원 블록에서 도광판으로 입사된 광이 입광면(LIS)과 수직한 방향으로 직진하는 것으로 가정되고 그에 따라 설명되었다. 그러나, 실질적으로 광원블록에서 도광부로 입사된 광은 입광면(LIS)과 수직한 방향으로 직진하면서 양 측면으로 어느 정도 확산된다. 전술한 바와 같이 광원블록은 발광 영역의 행을 구분하는 역할을 하는데, 이처럼 광원블록에서 입사된 광의 측면 확산이 발생하는 경우 발광 영역의 행이 명확하게 구분되기 어렵다. 따라서, 이하에서 설명하는 바와 같이 본 발명의 제1 실시예 및 그 변형예들이나 제2 실시예 및 그 변형예의 도광부에 광원블록으로부터 입사된 광이 직진하게 하는 소정 패턴(이하, 광 가이드 패턴(GP)이라 함)을 추가로 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서, 백라이트 유닛에 형성되는 광 가이드 패턴(GP)의 일례를 설명하기 위한 사시도이며, 도 17b는 도 17a의 VI-VI'선에 따른 단면도, 도 17c는 도 17a의 VII-VII'선에 따른 단면도이다. 여기서, 설명의 편의를 위하여, 본 도면에서의 광 가이드 패턴(GP)이 제1 실시예에의 메인 도광판(MLGP)에 형성된 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 도면들에 도시된 광 가이드 패턴(GP)이 본 발명의 다른 실시예들에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 17a 내지 도 17c를 참조하면, 광 가이드 패턴(GP)은 도광부에 입사된 광이 측면으로 확산되는 것을 방지하기 위하여 광을 반사시키는 패턴이다. 본 실시예에서는 광 가이드 패턴(GP)이 출광면(LOS)으로부터 대향면(LCS) 방향으로 형성된 경우를 도시하고 있으나, 이와 반대로 대향면(LCS)으로부터 출광면(LOS) 방향으로 형성될 수도 있고 이 경우는 상기 출광면(LOS)으로부터 대향면(LCS) 방향으로 형성된 경우와 동일한 형상을 갖되 대향면(LCS)과 출광면(LOS)의 위치만 바뀐 경우에 해당한다.
광 가이드 패턴(GP)은 입광면(LIS)과 수직한 방향 즉, 제3 방향으로 상대적으로 길고, 입광면(LIS)과 평행한 방향 즉, 제1 방향으로는 상대적으로 좁은 폭을 갖도록 형성된다. 광 가이드 패턴(GP)의 제3 방향 폭은 도면부호 W3로 표시하고 제1 방향 폭은 도면부호 W2로 표시하였다. 또한, 광 가이드 패턴(GP)은 제2 방향으로 도광부의 두께(T1)보다 작은 값의 깊이(d1)를 갖도록 형성된다. 이와 같이 광 가이드 패턴(GP)의 제3 방향 폭(W3)이 제1 방향 폭(W2)보다 크도록 하는 것은 광이 제3 방향으로 직진하게 하기 위함이다. 또한, 광 가이드 패턴(GP)의 깊이(d1)를 도광부의 두께(T1)보다 작은 값으로 한정하는 것은 광 가이드 패턴(GP)에 의하여 휘선이 증가하는 것을 방지하기 위해서이다.
이러한 광 가이드 패턴(GP)은 도광부의 전 영역에 걸쳐 복수개가 형성되되, 광 가이드 패턴(GP)끼리 연결되지 않도록 형성되고 특히 서로 평행하도록 형성된다. 본 실시예에서는, 광 가이드 패턴(GP)이 매트릭스 형태로 배열된 경우 즉, 제3 방향에서 일렬로 배열되고 제1 방향에서 동일한 간격으로 평행하게 배열된 경우를 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 광 가이드 패턴(GP)의 배열은 변경될 수 있다. 예컨대, 광 가이드 패턴(GP)은 서로 연결되지 않으면서 서로 평행하도록 형성되는 조건을 만족시키면서, 랜덤하게 배열될 수도 있다. 이와 같이 광 가이드 패턴(GP)을 랜덤하게 배열하면 광 가이드 패턴(GP)에 의하여 휘선이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서는 VI-VI'선에 따른 단면도와 VII-VII'선에 따른 단면도에서 광 가이드 패턴(GP)의 형상이 사각형인 경우를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 광 가이드 패턴(GP)의 단면 형상은 변형될 수 있다. 즉, 광 가이드 패턴(GP)의 단면 현상은 유선형, 마름모, 타원 등일 수 있고, 광 가이드 패턴(GP)의 제3 방향 폭(W3)이제1 방향 폭(W2)보다 크기만 하면 그 형상에 특별히 제한이 있는 것은 아니다. 이러한 광 가이드 패턴(GP)은 인쇄나 레이저 가공 등에 의하여 손쉽게 형성될 수 있다. 위와 같이 도광부에 광 가이드 패턴(GP)을 형성하면, 광 가이드 패턴(GP)을 형성하지 않은 경우에 비하여 광원블록에서 출사된 광의 직진성이 보장된다.
또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 전술한 출광 패턴(LOP)과 상기 광 가이드 패턴(GP)은 서로 동일한 면 또는 서로 동일하지 않은 면에 각각 형성될 수 있으며, 평면상에서 볼 때 서로 중첩되지 않도록 형성될 수 있다.
한편, 전술한 형태의 광 가이드 패턴을 이용하는 것 외에도 광원블록이 발광 영역의 행을 구분하는 역할을 수행하는 데에 도움을 줄 수 있는 여러 가지 형태의 광 가이드 패턴이 제공될 수 있다. 도 18a 및 도 18b는 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 있어서, 백라이트 유닛에 형성되는 광 가이드 패턴의 다른 일례들을 설명하기 위한 사시도이다.
도 18a는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 렌티큘라 형(lenticular type) 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)의 일례를 설명하기 위한 사시도이다. 본 도면들은 제1 실시예의 백라이트 유닛에 포함된 메인 도광판(MLGP) 및 서브 도광판(SLGP)상에 형성된 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)을 적용한 예를 도시한 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 도면들에 도시된 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)이 본 발명의 다른 실시예들에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 18a를 참조하면, 메인 도광판(MLGP)과 서브 도광판(SLGP)의 출광면들(LOS) 상에는 각 광원 블록에 각각 대응하는 M개의 렌티큘라 형 광 가이드 패턴들(LC1 내지 LC8)이 형성된다. 예컨대, 본 실시예에서는, 상기 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)은 입광면들(LIS)에 인접한 광원 블록에 포함되는 복수의 광원들의 개수에 각각 대응한다.
상기 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(LC1 내지, LC8)은 각각 제1 방향에서는 양 끝이 오목하고 가운데가 볼록한 렌즈 형상을 가지면서 행 방향으로 연장된다. 이러한 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)은 상기 메인 도광판(MLGP) 또는 상기 서브 도광판(SLGP)을 이루는 물질과 동일한 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)은 각각 상기 메인 도광판(MLGP) 또는 상기 서브 도광판(SLGP)와 분리되지 않는 일체로 형성될 수 있다.
이와 같은 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)을 형성하면, 상기 메인 도광판(MLGP) 또는 상기 서브 도광판(SLGP)에 입사된 광이 주로 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)의 볼록한 부분에서 출사되고 양 끝의 오목한 부분에서는 출사되지 않거나 적은 양이 출사된다. 결과적으로, 렌티큘라 형 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)을 형성하면, 전술한 형태의 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)을 형성한 경우와 유사하게 광원 블록에 대응하는 행의 발광 영역들이 더욱 명확하게 온/오프될 수 있기 때문에 각 발광 영역에 따라 효과적으로 휘도 차이가 나타나 효율적인 로컬 디밍이 가능하다.
도 18b는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 렌티큘라 형(lenticular type) 광 가이드 패턴(LC1 내지 LC8)의 다른 일례를 설명하기 위한 사시도이다. 도 18b를 참조하면, 메인 도광판(MLGP)에는 렌티큘라형 광 가이드 패턴(LC1, LC2, LC3, LC4)이 출광면(LOS) 상에 제공되나, 서브 도광판(SLGP)에는 렌티큘라형 광 가이드 패턴(LC5', LC6', LC7', LC8')이 대향면(LCS) 상에 제공된다.
또한, 도시하지는 않았으나, 도 18a 및 도 18b에 도시된 렌티큘라 형 광 가이드 패턴 이외에도 프리즘 형 패턴(prism-type pattern) 등의 마이크로 패턴 등이 광 가이드 패턴으로 채용될 수 있다.
상술한 실시예들에 따르면 본 발명에 따른 표시 장치에서는 상기 발광 영역들이 2차원적으로 배열됨과 동시에 상기 발광 영역들이 독립적으로 구동됨으로써 표시 장치의 2차원 로컬 디밍의 구현이 용이하다. 그 결과, 상기 광원들의 턴 온/오프로 인한 흑과 백의 색 분리가 용이해지며, 상기 광원들의 소비 전력과 발열이 감소하는 효과가 있다. 또한, 표시 영역에 대응하여 광원들이 제공되지만, 도광판들의 측부에 광원들이 위치하는 에지형이 백라이트 유닛에 도입됨으로써, 결과적으로 표시 장치 자체의 두께를 감소된다. 이에 따라, 슬림한 표시 장치가 제공된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
예를 들어, 본 발명의 실시예들에서는 메인 도광판이 한 개인 것을 도시하였으나, 메인 도광판이 복수 개로 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 각각이 별개로서 설명되었으나, 양립불가능하여 조합이 불가능한 경우가 아니라면 실시예들 사이에서의 조합도 가능하다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
MLGP : 메인 도광판 PNL : 표시 패널
SLGP : 서브 도광판 LS1, LS2, LS3, LS4 : 제1 내지 제4 광원 블록
LOA : 발광 영역

Claims (40)

  1. 제1 패턴을 갖는 메인 도광판;
    제2 패턴을 갖는 서브 도광판; 및
    상기 메인 도광판과 상기 서브 도광판에 광을 제공하는 광원부를 포함하며,
    상기 광원부는
    상기 메인 도광판에 광을 제공하는 메인 광원부; 및
    상기 서브 도광판에 광을 제공하며 적어도 그 일부가 상기 메인 도광판의 일부와 중첩하는 서브 광원부를 포함하며,
    상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은 평면상에서 볼 때 서로 중첩되지 않는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 서브 도광판은 상기 메인 도광판보다 작은 백라이트 유닛.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 메인 광원부는 상기 메인 도광판의 양측에 제공된 제1 광원 블록 및 제2 광원 블록을 포함하고 상기 서브 광원부는 상기 서브 도광판의 양측에 제공된 제3 광원 블록 및 제4 광원 블록을 포함하는 백라이트 유닛.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 광원 블록들은 각각 N개(N은 자연수)의 광원 그룹을 포함하는 백라이트 유닛.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 광원 그룹은 n개(n은 자연수)의 광원을 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광원 그룹이 복수로 제공될 때 상기 광원 그룹들은 독립적으로 구동되는 백라이트 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광원부 제어 유닛은 입력 영상을 분석하여 로컬 디밍 신호를 출력하고 상기 로컬 디밍 신호에 응답하여 상기 광원 그룹들 각각의 휘도를 개별 제어하는 백라이트 유닛.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 광원 블록들은 서로 평행한 방향으로 구비되는 백라이트 유닛.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제3 및 상기 제4 광원 블록들과 상기 메인 도광판 사이에 제공된 반사 시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반사 시트가 제공되지 않은 영역에 대응하여 상기 메인 도광판과 상기 서브 도광판 사이에 제공된 투명 필름을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 서브 도광판은 복수로 제공되는 백라이트 유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    각 서브 도광판은 평면상에서 볼 때 서로 이격된 백라이트 유닛.
  13. 제11항에 있어서,
    각 서브 도광판은 평면상에서 볼 때 적어도 일부가 서로 중첩하며, 상기 각 서브 도광판과 상기 메인 도광판과의 중첩 면적은 서로 다른 백라이트 유닛.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 메인 도광판과 상기 서브 도광판 각각은 상기 광원부와 인접하여 광이 입사되는 입광면과, 일 단부가 상기 입광면과 연결되고 광이 출사되는 면인 출광면과, 일 단부과 상기 입광면과 연결되며 상기 출광면과 대향하는 대향면을 포함하는 백라이트 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴 각각은 상기 대향면 또는 상기 출광면에 제공되는 백라이트 유닛.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴 중 적어도 하나는 상기 출광면으로부터 상기 대향면 방향 또는 상기 대향면으로부터 상기 출광면 방향으로 형성된 입체 형상을 가지며, 상기 입체 형상은 상기 대향면 및 상기 출광면 중 적어도 어느 하나에 형성된 백라이트 유닛.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴 중 적어도 하나는 상기 입광면으로부터 멀어질수록 높이, 폭, 및 밀도 중 적어도 하나가 증가하는 백라이트 유닛.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 도광판은 M개의 행과 N개의 열(M은 1 이상의 자연수, N은 3 이상의 자연수)로 배열된 복수의 발광 영역들을 가지며, 상기 발광 영역들은 상기 제1 패턴이 제공된 제1 영역과, 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역으로 나누어지고,
    상기 서브 도광판은 상기 제2 영역에 대응하여 위치하는 백라이트 유닛.
  19. 제18항에 있어서
    상기 서브 도광판은 상기 메인 도광판보다 작으며, 상기 제2 영역 중 적어도 한 행과 중첩하는 백라이트 유닛.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 메인 도광판의 상기 행 방향의 양측에 제공된 제1 및 제2 광원 블록과 상기 서브 도광판의 상기 행 방향의 양측에 제공된 제3 및 제4 광원 블록을 포함하며,
    상기 제3 및 제4 광원 블록 중 적어도 하나는 상기 발광 영역들 중 적어도 한 행과 중첩하는 백라이트 유닛.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 광원 블록들은 각각 N개의 광원 그룹(N은 자연수)을 포함하며, 상기 광원 그룹은 n개의 광원들(n은 자연수)를 포함하는 백라이트 유닛.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 광원 블록에 있어서, 상기 광원 그룹은 복수로 제공되고, 상기 광원 그룹들은 상기 제1 영역들 중 상기 광원 그룹들에 가장 인접한 상기 발광 영역들에 일대일 대응하는 백라이트 유닛.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제2 광원 블록에 있어서, 상기 광원 그룹은 복수로 제공되고, 상기 광원 그룹들은 상기 제2 영역들 중 상기 광원 그룹들에 가장 인접한 발광 영역들에 일대일 대응하는 백라이트 유닛.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 서브 도광판은 상기 서로 다른 열의 상기 발광 영역들과 중첩하도록 복수로 제공되며, 상기 서브 도광판들은 적어도 한 열의 상기 발광 영역들을 사이에 두고 서로 이격된 백라이트 유닛.
  25. 제18항에 있어서,
    상기 서브 도광판은 적어도 한 행의 발광 영역들과 공통적으로 중첩하도록 복수로 제공되며, 상기 각 서브 도광판과 상기 발광 영역들의 중첩 면적은 서로 다른 백라이트 유닛.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 메인 도광판 및 상기 서브 도광판 중 적어도 하나에 제공되며 상기 광이 상기 열 방향으로 진행하도록 안내하는 광 가이드 패턴을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 광 가이드 패턴은 상기 출광면으로부터 상기 대향면 방향으로 형성되거나 또는 상기 대향면으로부터 상기 출광면 방향으로 형성되어 상기 광을 반사하고, 상기 입광면과 수직한 방향의 폭이 상기 입광면과 평행한 방향의 폭보다 큰 값을 가지면서 상기 도광부의 두께 방향 폭이 상기 도광부의 두께 보다 작은 값을 갖는 백라이트 유닛.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 광 가이드 패턴은 상기 출광면 상에 형성되면서 상기 행에 각각 대응하는 M개의 프리즘 패턴 또는 M개의 렌티큘라 패턴을 포함하고, 상기 프리즘 패턴 또는 상기 렌티큘라 패턴은 상기 입광면과 평행한 방향의 단면은 가운데가 볼록하고 양끝이 오목한 형상을 가지면서 상기 입광면과 수직한 방향으로 연장되는 백라이트 유닛.
  29. 제1항에 있어서,
    상기 메인 도광판과 상기 서브 도광판 및 상기 광원을 수납하는 보텀 샤시; 및 상기 보텀 샤시와 상기 서브 도광판을 고정하는 고정 부재를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 보텀 샤시는 그 일부가 제거된 적어도 하나의 홀을 가지며, 상기 고정 부재는 상기 홀을 관통하여 상기 서브 도광판에 부착되는 백라이트 유닛.
  31. 제1항에 있어서,
    상기 메인 도광판 및 상기 서브 도광판의 적어도 일부 영역에 제공되는 광의 휘도와 나머지 영역에 제공되는 광의 휘도를 개별적으로 제어하는 광원부 제어 유닛을 더 포함하는 백라이트 유닛,
  32. 제1 패턴을 갖는 메인 도광판; 및
    상기 메인 도광판으로부터 분리되고 제2 패턴을 가지며 상기 메인 도광판보다 작은 서브 도광판;
    상기 메인 도광판에 광을 제공하는 메인 광원부; 및
    상기 서브 도광판에 광을 제공하는 서브 광원부를 포함하며,
    상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은 평면상에서 볼 때 서로 중첩되지 않는 백라이트 유닛.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 메인 광원부는 상기 메인 도광판의 양측에 제공된 제1 광원 블록 및 제2 광원 블록을 포함하고 상기 서브 광원부는 상기 서브 도광판의 양측에 제공된 제3 광원 블록 및 제4 광원 블록을 포함하는 백라이트 유닛.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 광원 블록들은 각각 N개(N은 자연수)의 광원 그룹을 포함하는 백라이트 유닛.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 광원 그룹은 n개(n은 자연수)의 광원을 포함하는 백라이트 유닛.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 광원 그룹이 복수로 제공될 때 상기 광원 그룹들은 독립적으로 구동되는 백라이트 유닛.
  37. 제32항에 있어서,
    상기 메인 도광판 및 상기 서브 도광판의 적어도 일부 영역에 제공되는 광의 휘도와 나머지 영역에 제공되는 광의 휘도를 개별적으로 제어하는 광원부 제어 유닛을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  38. 광이 출사되며 매트릭스 형태로 배열된 복수의 발광 영역을 갖는 메인 도광판;
    평면상에서 볼 때 상기 발광 영역들 중 일부 발광 영역들에 대응하여 상기 메인 도광판과 중첩하는 서브 도광판; 및
    상기 메인 도광판 및 상기 서브 도광판 각각의 양 측면에 제공되어 상기 메인 도광판과 상기 서브 도광판으로 상기 광을 제공하는 광원부를 포함하는 백라이트 유닛.
  39. 영상을 표시 하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은
    제1 패턴을 갖는 메인 도광판;
    제2 패턴을 갖는 서브 도광판;
    상기 메인 도광판에 광을 제공하는 메인 광원부; 및
    상기 서브 도광판에 광을 제공하며 적어도 그 일부가 상기 메인 도광판의 일부와 중첩하는 서브 광원부; 및
    상기 메인 도광판 및 상기 서브 도광판의 적어도 일부 영역에 제공되는 광의 휘도와 나머지 영역에 제공되는 광의 휘도를 개별적으로 제어하는 광원부 제어 유닛을 포함하는 표시 장치.
  40. 영상을 표시 하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은
    제1 패턴을 갖는 메인 도광판;
    상기 메인 도광판으로부터 분리되고 제2 패턴을 가지며 상기 메인 도광판보다 작은 서브 도광판; 및
    상기 메인 도광판 및 상기 서브 도광판의 적어도 일부 영역에 제공되는 광의 휘도와 나머지 영역에 제공되는 광의 휘도를 개별적으로 제어하는 광원부 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은 평면상에서 볼 때 서로 중첩되지 않는 표시 장치.
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