KR20180036216A - 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20180036216A
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이우상
주윤형
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 반사판을 삭제하는 대신 반사 효율이 우수한 반사 코팅층의 적용으로 반사판에 기인한 화상 불량 및 신뢰성 불량을 방지할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치에 대하여 개시한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사판을 삭제하는 대신 LED 기판 상에 백색 수지, 및 백색 수지 내에 분산 배치된 비드를 포함하는 고 반사율을 갖는 반사 코팅층을 설계하였다.
이 결과, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사 코팅층으로 PSR에 백색 안료가 혼합된 백색 수지에 비드를 첨가함으로써, 비드 첨가에 의해 반사 코팅층의 표면 산란 특성의 개선으로 휘도 및 화상품질을 개선하였다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치{BACK LIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
대표적인 대형 디스플레이 장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Device) 등이 있다. 자발광 방식의 플라즈마 디스플레이 장치와 달리, 액정표시장치는 자체적인 발광소자의 부재로 인해 별도의 백라이트 유닛을 필수적으로 필요로 한다.
액정표시장치에 사용되는 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 엣지(edge) 방식의 백라이트 유닛과 직하 방식의 백라이트 유닛으로 구분된다.
엣지 방식은 액정 패널의 좌우 측면 또는 상하 측면에 광원을 배치하고 도광판을 이용하여 빛을 전면에 고르게 분산시키므로 빛의 균일성이 좋고 패널 두께의 초박형화가 가능하다.
직하 방식은 보통 20인치 이상의 디스플레이에 사용되는 기술로써, 패널 하부에 광원을 복수개로 배치하므로 엣지 방식에 비해 광효율이 우수한 장점이 있어 고휘도를 요구하는 대형 디스플레이에 주로 사용된다.
종래의 엣지 방식 또는 직하 방식의 백라이트 유닛에 사용되는 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)이 주류를 이루었으나, CCFL을 이용한 백라이트 유닛은 항상 CCFL에 전원이 인가되므로 상당량의 전력이 소모되며, CRT에 비해 약 70% 수준의 색재현율, 수은이 첨가됨에 따른 환경 오염 문제들이 단점으로 지적되어 왔다.
이러한 문제를 개선하기 위해, 최근에는 LED(Light Emitting diode)를 이용한 백라이트 유닛에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
LED를 백라이트 유닛으로 사용하는 액정표시장치는 커버 버텀 상에 LED 패키지 모듈을 장착한 후, LED 패키지 모듈 상에 별도로 제작된 반사판을 적층하는 구조가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 별도로 제작된 반사판을 적층한 구조의 경우에는 반사판의 가격이 상대적으로 비싸며, 반사판에 기인한 화상 불량 및 신뢰성 불량이 문제점으로 제기되어 왔다.
특히, 최근에는 디스플레이 패널이 60인치 이상으로 대형화됨과 더불어 고휘도를 구현하기 위한 추세에 부합하기 위해, LED 패키지의 수량이 대략 500개 이상으로 증가하고 있다. 이에 따라, LED 패키지의 수에 맞게 LED 패키지를 관통하는 LED 패키지 홀을 설계해야 하는데, 이 경우 LED 패키지 홀을 설계하기 위한 반사판의 타발 작업시 LED 패키지 홀이 너무 많아짐에 따라 압력에 기인하여 타발 불량이 빈번히 발생하고 있으며, 이로 인해 목형 수리 비용이 증가하고 있다.
본 발명은 반사판을 삭제하는 대신 반사 효율이 우수한 반사 코팅층의 적용으로 반사판에 기인한 화상 불량 및 신뢰성 불량을 방지할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사판을 삭제하는 대신 LED 기판 상에 백색 수지, 및 백색 수지 내에 분산 배치된 비드를 포함하는 고 반사율을 갖는 반사 코팅층을 설계하였다.
이 결과, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사 코팅층으로 PSR에 백색 안료가 혼합된 백색 수지에 비드를 첨가함으로써, 비드 첨가에 의해 반사 코팅층의 표면 산란 특성의 개선으로 휘도 및 화상품질을 개선하였다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 커버 버텀 상에 배치된 LED 기판, LED 기판 상에 실장된 LED 패키지, 및 LED 기판 상에 배치된 반사 코팅층을 갖는 LED 패키지 모듈과, LED 패키지 모듈과 이격된 상부에 장착된 광학 부재를 포함한다.
이때, 반사 코팅층은 백색 수지, 및 백색 수지 내에 분산 배치된 비드를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사 코팅층으로 PSR에 백색 안료가 혼합된 백색 수지에 비드를 첨가함으로써, 비드 첨가에 의한 반사 코팅층의 표면 산란 특성 개선으로 휘도 및 화상품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 LED 패키지 모듈과 광학 부재를 25 ~ 40mm의 간격으로 이격 배치되도록 설계하여 충분한 광 거리를 확보함으로써, 반사판 삭제로 인해 커넥터 보임 및 LED 기판 간의 틈 보임이 시인되는 불량을 미연에 방지할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사 코팅층으로 PSR에 백색 안료가 혼합된 백색 수지에 비드를 첨가함으로써, 비드 첨가에 의한 반사 코팅층의 표면 산란 특성의 개선으로 휘도 및 화상품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 광학 부재로 확산판, 제1 프리즘 시트, 제2 프리즘 시트 및 휘도 향상 시트가 차례로 적층되는 4층 구조를 적용하는 것에 의해, 반사판 삭제로 인한 휘도 감소분을 보상하였다.
따라서, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 백색 수지에 비드가 첨가된 고 반사율을 갖는 반사 코팅층을 적용함과 더불어 광학 부재로 확산판, 제1 및 제2 프리즘 시트 및 휘도 향상 시트가 차례로 적층되는 4층 구조를 적용함으로써, 반사판 없이도 휘도 보상이 가능해질 수 있다.
이 결과, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 반사판을 삭제할 수 있으므로, 타발 작업이 불필요해지므로 타발 불량에 따른 신뢰성 저하 문제를 원천적으로 방지할 수 있으며, 반사판 삭제를 통해 비용 절감 효과를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 및 이를 갖는 디스플레이 장치는 LED 패키지 모듈과 광학 부재를 25 ~ 40mm의 간격으로 이격 배치되도록 설계하여 충분한 광 거리를 확보함으로써, 반사판 삭제로 인해 커넥터 보임 및 LED 기판 간의 틈 보임이 시인되는 불량을 미연에 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 나타낸 결합 단면도.
도 2는 도 1의 백라이트 유닛을 확대하여 나타낸 모식도.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면.
도 4는 도 1의 LED 패키지 모듈을 확대하여 나타낸 평면도.
도 5는 비교예 1 및 실시예 1 ~ 3에 대한 화상 품위 측정 결과를 나타낸 사진.
도 6은 실시예 4 ~ 7에 대한 화상 품위 측정 결과를 나타낸 사진.
도 7은 실시예 8 ~ 9 및 비교예 2 ~ 3에 대한 화상 품위 측정 결과를 나타낸 도면.
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 장치의 일부를 나타낸 결합 단면도이다.
도 1을 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 블랙매트릭스가 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.
커버 버텀(130)은 메인 서포터(120)의 하부에 결합된다. 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) 상에 장착된다. 이러한 백라이트 유닛(140)은 LED 패키지 모듈(145) 및 광학 부재(146)를 포함한다.
LED 패키지 모듈(145)은 커버 버텀(130) 상에 배치된 LED 기판(141), LED 기판(141) 상에 실장된 LED 패키지(142), 및 LED 기판(141) 상에 배치된 반사 코팅층(143)을 갖는다.
LED 기판(141)은 LED 패키지(142)를 고밀도로 실장할 수 있는 기판이면 어느 것이나 가능하며, 리드 프레임이 적용될 수도 있다.
LED 패키지(142)는 디스플레이 패널(110) 방향으로 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 색을 갖는 빛을 발산한다. 이러한 LED 패키지(142)를 동시에 점등시킴으로써, 색 조합에 의해 백색광을 구현할 수 있다.
도 1에 도시된 직하형 구조의 디스플레이 장치(100)의 경우, 서로 이웃한 LED 패키지(142)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 LED 패키지(142)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.
반사 코팅층(143)은 백색 수지(143a), 및 백색 수지(143a) 내에 분산 배치된 비드(도 2의 143b)를 포함한다. 이때, 백색 수지(143a)는 PSR(photo solder resist), 및 PSR에 혼합된 백색 안료를 포함한다.
이러한 반사 코팅층(143)은 LED 패키지(142)를 제외한 LED 기판(141)의 상면을 덮도록 배치되며, LED 패키지(142)의 두께보다 낮은 두께를 갖는다.
이와 같이, 본 발명에서는 반사 코팅층(143)으로 PSR에 백색 안료가 혼합된 백색 수지(143a)에 비드를 첨가함으로써, 비드 첨가에 의한 표면 산란 특성의 개선으로 별도의 반사판(미도시)을 장착하는 것 없이도 휘도 및 화상품질을 향상시킬 수 있게 된다.
광학 부재(146)는 LED 패키지 모듈(145)과 이격된 상부에 장착된다. 이때, 광학 부재(146)는 메인 서포터(120) 상에 안착될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 광학 부재(146)는 디스플레이 장치(100)의 시야각을 넓히고 휘도를 증가시키기 위하여 LED 패키지 모듈(145)로부터 입사되는 광을 굴절 또는 산란시킨다.
이때, 광학 부재(146)는 반사판의 삭제로 인한 휘도 감소를 보상하기 위해 4층 구조를 적용하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 광학 부재(146)는 확산판(146a), 제1 프리즘 시트(146b), 제2 프리즘 시트(146c) 및 휘도 향상 시트(146d)가 차례로 적층되는 4층 구조를 갖는다.
확산판(146a)은 LED 패키지 모듈(145)과 이격된 상부에 배치되어, LED 패키지 모듈(145)과 최 근접 위치에 배치된다. 이러한 확산판(146a)은 LED 패키지(142)으로부터 출사된 광을 면을 따라 확산시켜 디스플레이 장치(100)의 화면 전체적으로 색상 및 밝기가 균일하게 보이도록 하는 역할을 한다. 또한, 확산판(146a)은 광학 부재(146)가 처지지 않도록 광 거리를 유지해주는 지지대의 역할을 한다.
제1 프리즘 시트(146b)는 확산판(146a) 상에 적층되며, 확산판(146a)에 의하여 확산된 광을 굴절 또는 집광시켜 휘도를 증가시키는 역할을 한다.
제2 프리즘 시트(146c)는 제1 프리즘 시트(146b) 상에 적층되며, 제1 프리즘 시트(146b)를 통과한 광을 굴절 또는 집광시켜 휘도를 증가시키는 역할을 한다.
휘도 향상 시트(146d)는 제2 프리즘 시트(146c) 상에 적층되어, 휘도를 향상시키는 역할을 한다. 이러한 휘도 향상 시트(146d)는 편광 필름의 일종으로 반사형 편광 필름이라고 한다. 휘도 향상 시트(146d)는 LED 패키지(142)로부터 출사된 빛 중 휘도 향상 시트(146d)의 편광 방향과 평행한 방향의 편광을 투과시키고, 휘도 향상 시트(146d)의 편광 방향과 다른 방향의 편광을 반사시키는 것에 의해 휘도를 향상시키게 된다.
탑 케이스(150)는 디스플레이 패널(110) 상에 장착되어, 메인 서포터(120) 및 디스플레이 패널(110)과 결합된다.
한편, 도 2는 도 1의 백라이트 유닛을 확대하여 나타낸 모식도이고, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면으로, 도 1과 연계하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(140)은 커버 버텀(130) 상에 배치된 LED 기판(141), LED 기판(141) 상에 실장된 LED 패키지(142), 및 LED 기판(142) 상에 배치된 반사 코팅층(143)을 갖는다.
LED 기판(141)은 LED 패키지(142)를 고밀도로 실장할 수 있는 기판이면 어느 것이나 가능하며, 리드 프레임이 적용될 수도 있다.
LED 패키지(142)는 디스플레이 패널(110) 방향으로 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 색을 갖는 빛을 발산한다. 이러한 LED 패키지(142)를 동시에 점등시킴으로써, 색 조합에 의해 백색광을 구현할 수 있다.
이러한 LED 패키지(142)는 광학 부재(146)와 일정한 간격으로 광 거리(D)를 유지하는 것이 바람직한데, 이는 반사판 삭제시 광 거리(D)를 25mm 이상은 확보해야 커넥터(미도시) 보임 및 LED 기판(141) 간의 틈 보임이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문이며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
반사 코팅층(143)은 백색 수지(143a), 및 백색 수지(143a) 내에 분산 배치된 비드(143b)를 포함한다.
백색 수지(143a)는 PSR(photo solder resist) 및 PSR에 혼합된 백색 안료를 포함한다.
이러한 반사 코팅층(143)은 LED 패키지(142)를 제외한 LED 기판(141)의 상면을 덮도록 배치되며, LED 패키지(142)의 두께보다 낮은 두께를 갖는 것이 바람직하다.
비드(143b)는 백색 수지(143a)의 내부에 랜덤하게 분산 배치되어 LED 패키지(142)로부터 출사된 빛 중 광학 부재(146)를 통과하지 못하고 커버 버텀(130) 방향으로 반사되는 빛을 광학 부재(146) 방향으로 재반사시켜 표면 산란 특성 개선으로 휘도를 향상시키는 역할을 한다.
이러한 비드(143b)는 단면상으로 볼 때 원형, 타원형 등의 형태를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 백색 수지(143a)의 내부에서 일정한 형상으로 유지될 수만 있다면 어떠한 형태라도 가능하다.
이러한 비드(143b)는 실리카(SiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 황산바륨(BaSO4), 산화티탄(TiO2), 수산화알루미늄{Al(OH)3}, 산화 마그네슘(MgO), 산화아연(ZnO2) 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 비드(143b)는 반사 코팅층(143) 전체 중량의 1 ~ 10 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 비드(143b)의 첨가량이 반사 코팅층(143) 전체 중량의 1 중량% 미만일 경우에는 표면 산란 효과를 제대로 발휘하지 못하여 휘도 및 화상품질 개선 효과가 미미할 수 있다. 반대로, 비드(143b)의 첨가량이 반사 코팅층(143) 전체 중량의 10 중량%를 초과할 경우에는 화상품질 측면에서는 유리하나 비드(143b)의 다량 첨가로 인하여 휘도가 저하되는 문제가 있다. 또한, 상대적으로 고가인 비드(143b)의 다량 첨가로 인하여, 제조 원가가 증가하는 요인으로 작용할 수 있다.
전술한 백라이트 유닛의 휘도 개선 원리에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저, LED 패키지(142)로부터 출사된 빛 중 광학 부재(146)를 통과하지 못하고 커버 버텀(130) 방향으로 일부의 빛(L1)이 반사될 수 있다. 이때, 커버 버텀(130) 방향으로 반사된 빛(L1)은 반사 코팅층(143)의 비드(143b)에 의해 굴절된 빛(L2)이 광학 부재(146) 방향으로 재반사되는 원리에 의해 표면 산란 특성이 개선되어 휘도를 증가시킬 수 있게 된다.
한편, 도 4는 도 1의 LED 패키지 모듈을 확대하여 나타낸 평면도로, 도 1과 연계하여 설명하도록 한다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(110)이 60인치 이상으로 대형화됨과 더불어 고 휘도를 구현하기 위한 추세에 부합하기 위해, LED 패키지(142)의 수량이 대략 500개 이상으로 증가하고 있다.
이에 따라, LED 패키지 모듈(145)은 복수개가 커버 버텀(130) 상에서 매트릭스 형태로 이격 배치되는 플레이트 타입(plate type)의 분리형 구조로 장착된다.
즉, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)는 LED 패키지 모듈(145)로 플레이트 타입을 적용하는 것이 바람직한데, 이는 바 타입(bar type)의 LED 패키지 모듈(145)을 적용할 경우에는 고 반사율을 갖는 반사 코팅층(143)을 적용하더라도 광 반사 면적이 적어 휘도 향상 효과를 도모하기 어렵기 때문이다. 또한, 바 타입의 LED 패키지 모듈(145)을 적용할 경우, LED 기판(141)이 없는 부분에 배치된 커버 버텀(130)이 외부에 그대로 노출되므로 광 반사가 안 되어 화상으로 어둡게 시인되는 문제로 화상품질을 급격히 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.
또한, 복수의 LED 패키지 모듈(145) 각각은 LED 기판(141)에 장착되어, LED 패키지(142)에 전원을 공급하기 위한 LED 커넥터(144)를 더 포함한다. 이때, LED 커넥터(144)는 LED 기판(141)의 일측 단변 가장자리에 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, LED 커넥터(144)는 LED 기판(141)의 일측 장변 가장자리, 양측 단변 가장자리 등 다양한 형태로 설계 변경될 수 있다.
이러한 LED 커넥터(144)는 LED 기판(141)의 상면 및 하면을 관통하여 일부가 상면에 돌출되는 형태로 장착될 수 있다.
전술한 바와 같이, 60인치 이상의 대형 모델의 디스플레이 장치(100)는 LED 기판(141)을 매트릭스 형태로 분할하여 실장하게 된다. 이 경우, 복수의 LED 패키지 모듈(145) 상호 간에 일정한 간격을 유지하는 것 없이 밀착시켜 배치시킬 경우, 고온 테스트를 실시하는 과정시 LED 기판(141)이 열팽창에 의해 확장되어 LED 기판(141)이 뒤틀리거나 변형되는 등이 불량을 야기할 수 있다.
이를 해결하기 위해, 복수의 LED 패키지 모듈(145) 상호 간은 가로 방향 및 세로 방향으로 제1 간격(d1) 및 제2 간격(d2)으로 이격 배치하고 있다. 이때, 제1 및 제2 간격(d1, d2)은 각각 1.5 ~ 2.5mm로 설계하고 있다.
따라서, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)의 경우에는 일정 거리 이상의 광 거리를 확보하지 못할 경우, 반사판 삭제로 인해 커넥터(144) 보임 및 LED 기판(141) 간의 이격된 틈이 육안으로 시인되는 불량이 야기될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)는 LED 커넥터(144) 보임 및 복수의 LED 기판(141) 간의 틈 보임을 방지하기 위해, LED 패키지 모듈(145)은 광학 부재(146)와 25 ~ 40mm의 간격으로 이격 배치되도록 설계하여 충분한 광 거리를 확보하는 것이 바람직하다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 반사 코팅층으로 PSR에 백색 안료가 혼합된 백색 수지에 비드를 첨가함으로써, 비드를 통한 백색 수지의 표면 산란 특성이 개선되어 휘도 및 화상품질을 개선할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 광학 부재로 확산판, 제1 프리즘 시트, 제2 프리즘 시트 및 휘도 향상 시트가 차례로 적층되는 4층 구조를 적용하는 것에 의해, 반사판 삭제로 인한 휘도 감소분을 보상할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 백색 수지에 비드가 첨가된 고 반사율을 갖는 반사 코팅층을 적용함과 더불어 광학 부재로 확산판, 제1 및 제2 프리즘 시트 및 휘도 향상 시트가 차례로 적층되는 4층 구조를 적용함으로써, 반사판 없이도 휘도 보상이 가능해질 수 있다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 반사판을 삭제할 수 있으므로, 타발 작업이 불필요해지므로 타발 불량에 따른 신뢰성 저하 문제를 원천적으로 방지할 수 있으며, 반사판 삭제를 통해 비용 절감 효과를 도모할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 LED 패키지 모듈과 광학 부재를 25 ~ 40mm의 간격으로 이격 배치되도록 설계하여 충분한 광 거리를 확보함으로써, 반사판 삭제로 인해 커넥터 보임 및 LED 기판 간의 틈 보임이 시인되는 불량을 미연에 방지할 수 있게 된다.
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.
1. 시편 제조
표 1의 조성으로 실시예 1 ~ 9 및 비교예 1 ~ 3에 따른 반사 코팅층을 제조하였다.
[표 1] (단위 : 중량%)
Figure pat00001

2. 물성 평가
표 2는 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1에 따른 반사 코팅층을 적용한 디스플레이 장치에 대한 휘도 및 휘도 균일도를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 또한, 도 5는 비교예 1 및 실시예 1 ~ 3에 대한 화상 품위 측정 결과를 나타낸 사진이고, 도 6은 실시예 4 ~ 7에 대한 화상 품위 측정 결과를 나타낸 사진이다. 이때, 도 5의 (a)는 비교예 1, 도 5의 (b) ~ (d)는 실시예 1 ~ 3에 대한 화상 품위 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 6의 (a) ~ (d)는 실시예 4 ~ 7에 대한 화상 품위 측정 결과를 나타낸 것이다.
1) 휘도 및 휘도 균일도
75인치 직하형 디스플레이 장치(LG디스플레이 LD750DUP-SEH1)에 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1에 따른 반사 코팅층을 각각 적용한 후, 휘도계를 사용하여 휘도 및 휘도 균일도를 측정하였다.
[표 2]
Figure pat00002
표 1 ~ 2와 도 5 ~ 6에 도시된 바와 같이, SiO2가 첨가되지 않은 비교예 1에 따른 반사 코팅층을 적용한 경우에는 휘도 및 휘도 균일도가 2,499nit 및 89.8%에 불과하며, 화상품질이 좋지 않은 것을 확인할 수 있다.
이와 달리, 실시예 1 ~ 7에 따른 반사 코팅층을 적용한 경우에는 SiO2의 첨가량이 증가할수록 화상품질이 좋아지는 것을 알 수 있다. 이때, SiO2의 첨가량이 증가할수록 휘도 값이 증가하다가 5wt%를 초과하면서부터는 다시 휘도 값이 약간 감소하는 경향을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 7은 실시예 8 ~ 9 및 비교예 2 ~ 3에 대한 화상 품위 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 실시예 8 ~ 9의 경우에는 렌즈를 적용하는 것 없이 광 거리를 25mm 이상으로 설계한 경우에는 커넥터 보임 및 LED 기판 간의 틈 보임 불량 없이 화상품질이 좋은 것을 확인할 수 있다.
반면, 렌즈를 적용하는 것 없이 광 거리를 23mm로 적용한 비교예 2의 경우에는 커넥터 보임 및 LED 기판 간의 틈 보임이 시인된 것을 확인할 수 있다.
또한, 렌즈 적용으로 광 거리를 15.2mm로 적용한 비교예 3의 경우에는 비교예 2에 비하여 커넥터 보임 및 LED 기판 간의 틈 보임이 보다 확연하게 시인되는 것을 확인하였으며, 이는 렌즈 무라 불량이 발생한 데 기인한 것으로 파악된다.
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 141 : LED 기판
142 : LED 패키지 143 : 반사 코팅층
143a : 백색 수지 143b : 비드
145 : LED 패키지 모듈 146 : 광학 부재
146a : 확산판 146b : 제1 프리즘 시트
146c : 제2 프리즘 시트 146d : 휘도 향상 시트

Claims (9)

  1. 커버 버텀 상에 배치된 LED 기판, 상기 LED 기판 상에 실장된 LED 패키지, 및 상기 LED 기판 상에 배치된 반사 코팅층을 갖는 LED 패키지 모듈; 및
    상기 LED 패키지 모듈과 이격된 상부에 장착된 광학 부재; 를 포함하며,
    상기 반사 코팅층은 백색 수지, 및 상기 백색 수지 내에 분산 배치된 비드를 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백색 수지는
    PSR(photo solder resist) 및 상기 PSR에 혼합된 백색 안료를 포함하는 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사 코팅층은
    상기 LED 패키지를 제외한 상기 LED 기판의 상면을 덮도록 배치되며, 상기 LED 패키지의 두께보다 낮은 두께를 갖는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비드는
    상기 반사 코팅층 전체 중량의 1 ~ 10 중량%로 첨가된 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비드는
    실리카(SiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 황산바륨(BaSO4), 산화티탄(TiO2), 수산화알루미늄{Al(OH)3}, 산화 마그네슘(MgO) 및 산화아연(ZnO2) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학 부재는
    상기 LED 패키지 모듈과 이격된 상부에 배치된 확산판과,
    상기 확산판 상에 적층된 제1 프리즘 시트와,
    상기 제1 프리즘 시트 상에 적층된 제2 프리즘 시트와,
    상기 제2 프리즘 시트 상에 적층된 휘도 향상 시트를 포함하는 백라이트 유닛.
  7. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되어, 상기 디스플레이 패널의 가장자리를 지지하는 메인 서포터;
    상기 메인 서포터의 하부에 결합된 커버 버텀; 및
    상기 커버 버텀 상에 장착된 백라이트 유닛;을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 커버 버텀 상에 배치된 LED 기판, 상기 LED 기판 상에 실장된 LED 패키지, 및 상기 LED 기판 상에 배치된 반사 코팅층을 갖는 LED 패키지 모듈과, 상기 LED 패키지 모듈과 이격된 상부에 장착된 광학 부재를 포함하며,
    상기 반사 코팅층은 백색 수지, 및 상기 백색 수지 내에 분산 배치된 비드를 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 LED 패키지 모듈은
    복수개가 상기 커버 버텀 상에서 매트릭스 형태로 이격 배치되는 플레이트 타입의 분리형 구조를 갖되,
    상기 복수의 LED 패키지 모듈 각각은 상기 LED 기판에 장착되어, 상기 LED 패키지에 전원을 공급하기 위한 LED 커넥터를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 LED 커넥터 보임 및 상기 복수의 LED 기판 간의 틈 보임을 방지하기 위해,
    상기 LED 패키지 모듈은 상기 광학 부재와 25 ~ 40mm의 간격으로 이격 배치된 디스플레이 장치.
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