KR101443120B1 - 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적은 개수의 발광소자패키지들을 가지면서도 전면(全面)에 있어서 균일한 휘도의 광을 방출할 수 있는 백라이트 유닛을 위하여, 동일 평면에 배치되며 중앙 상하축 상에 배치되는 하나 또는 복수개의 제1발광소자패키지들과, 상기 동일 평면에 배치되며 상기 중앙 상하축을 중심으로 양측에 대칭적으로 위치하며 중앙에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리가 다른 곳에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리보다 먼 제1배치축들 상에 배치되는 제2발광소자패키지들과, 상기 동일 평면에 배치되며 상기 중앙 상하축을 중심으로 양측에 대칭적으로 위치하되 상기 중앙 상하축을 중심으로 상기 제1배치축들보다 외측에 위치하며 중앙에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리가 다른 곳에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리보다 가까운 제2배치축들 상에 배치되는 제3발광소자패키지들을 구비한, 백라이트 유닛을 제공한다.

Description

백라이트 유닛{Backlight unit}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 더 상세하게는 적은 개수의 발광소자패키지들을 가지면서도 전면(全面)에 있어서 균일한 휘도의 광을 방출할 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 발광소자는 전자장치, 예컨대 디스플레이장치에서 백라이트 유닛의 광원으로 사용되고 있다. 이러한 발광소자는 패키징화되어 복수개가 동일 평면 상에 배치되어 백라이트 유닛을 구성한다.
그러나 이러한 종래의 백라이트 유닛에는 장착되는 발광소자의 개수가 많아 제조비용이 높고, 균일한 휘도의 광을 방출하도록 하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 적은 개수의 발광소자패키지들을 가지면서도 전면(全面)에 있어서 균일한 휘도의 광을 방출할 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 동일 평면에 배치되며 중앙 상하축 상에 배치되는 하나 또는 복수개의 제1발광소자패키지들과, 상기 동일 평면에 배치되며 상기 중앙 상하축을 중심으로 양측에 대칭적으로 위치하며 중앙에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리가 다른 곳에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리보다 먼 제1배치축들 상에 배치되는 제2발광소자패키지들과, 상기 동일 평면에 배치되며 상기 중앙 상하축을 중심으로 양측에 대칭적으로 위치하되 상기 중앙 상하축을 중심으로 상기 제1배치축들보다 외측에 위치하며 중앙에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리가 다른 곳에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리보다 가까운 제2배치축들 상에 배치되는 제3발광소자패키지들을 구비한, 백라이트 유닛이 제공된다.
상기 제1배치축들 및 상기 제2배치축들 중 적어도 어느 하나는 곡선일 수 있다.
한편, 상기 중앙 상하축 상에는 2개의 제1발광소자패키지들이 배치될 수 있다. 그리고 상기 제1배치축들 각각에는 4개의 제2발광소자패키지들이 배치되고, 상기 제2배치축들 각각에는 4개의 제3발광소자패키지들이 배치될 수 있다.
상기 하나 또는 복수개의 제1발광소자패키지들의 개수를 n이라 하면, 상기 제1배치축들 각각에는 2n 개의 제2발광소자패키지들이 배치되고, 상기 제2배치축들 각각에는 2n 개의 제3발광소자패키지들이 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적은 개수의 발광소자패키지들을 가지면서도 전면(全面)에 있어서 균일한 휘도의 광을 방출할 수 있는 백라이트 유닛을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 1의 백라이트 유닛에 구비될 수 있는 발광소자패키지를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는 비교예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 1의 백라이트 유닛과 도 4의 백라이트 유닛의 일 축을 따라 측정한 휘도 변화를 개략적으로 도시하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 사시도이고 도 2는 도 1의 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 동일 평면에 배치되는 복수개의 발광소자패키지(130)들을 구비한다. 구체적으로, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 하나 또는 복수개의 제1발광소자패키지(131)들, 복수개의 제2발광소자패키지(132)들 및 복수개의 제3발광소자패키지(133)들을 구비한다.
복수개의 발광소자패키지(130)들이 동일 평면에 배치되도록 하기 위해, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 프레임(110)을 구비할 수 있다. 프레임(110)은 백라이트 유닛(100)의 전체적인 틀을 형성할 수 있다. 프레임(110)은 도시된 것과 같이 평판 형상을 가질 수도 있고, 속이 빈 사각 틀 형상을 가질 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 이러한 프레임(110)은 알루미늄 등과 같은 금속으로 형성될 수 있다.
앞서 언급한 동일 평면이라 함은, 프레임(110)의 일 방향(+z 방향)으로의 면을 의미할 수 있다. 물론 프레임(110)은 개구가 형성된 사각형 등의 다각형 형상의 프레임일 수 있으며, 이 경우 프레임 상에 평판 형태의 베이스(미도시)가 배치되고 해당 베이스의 상면이 상기 동일 평면일 수도 있다. 이 경우 베이스는 인쇄회로기판이 될 수 있다.
물론 다양한 변형이 가능하여, 개구가 형성된 다각형 형상의 프레임 상에 복수개의 베이스들(인쇄회로기판들)이 상호 이격되어 배치되되, 복수개의 베이스들의 상호 이격된 상면들 각각이 상기 동일 평면의 일부일 수도 있다. 즉, 상기 동일 평면은 xyz 좌표계에서 동일 평면(예컨대 xy평면) 내에 위치한다면, 상호 이격된 평면들이라 하더라도 상관없다.
하나 또는 복수개의 제1발광소자패키지(131)들은 동일 평면에 배치되되, 중앙 상하축(CA) 상에 배치된다. 도면에서는 2개의 제1발광소자패키지(131)들이 중앙 상하축(CA)을 따라 배치된 것으로 도시하고 있다. 여기서 중앙 상하축(CA)이라 함은, 발광소자패키지(130)들이 배치되는 면이 예컨대 도면에 도시된 것과 같이 단축과 장축을 갖는 직사각형 형상일 경우, 장축에 수직이면서 상기 장축의 중앙을 지나는 축일 수 있다.
제2발광소자패키지(132)들은 역시 상기 동일 평면 상에 배치되는데, 구체적으로 제1배치축(A1)들 상에 배치된다. 제1배치축(A1)들은 중앙 상하축(CA)을 중심으로 양측에 대칭적으로 위치한다. 도면에서는 중앙 상하축(C1)을 중심으로 +x 방향과 -x 방향에 각각 위치하는 것으로 도시하고 있다. 아울러 제1배치축(A1)은 중앙에서의 중앙 상하축(CA)까지의 거리(d1)가 다른 곳에서의 중앙 상하축(CA)까지의 거리(d2)보다 멀다. 도면에서는 제1배치축(A1)들 각각에 4개의 제2발광소자패키지(132)들이 배치된 것으로 도시하고 있다.
제3발광소자패키지(133)들도 상기 동일 평면에 배치되는데, 구체적으로 제2배치축(A2)들 상에 배치된다. 제2배치축(A2)들은 중앙 상하축(CA)을 중심으로 양측에 대칭적으로 위치한다. 도면에서는 중앙 상하축(CA)을 중심으로 +x 방향과 -x 방향에 각각 위치하는 것으로 도시하고 있다. 나아가 제2배치축(A2)들은 중앙 상하축(CA)을 중심으로 제1배치축(A1)들보다 외측에 위치하며, 중앙에서의 중앙 상하축(CA)까지의 거리(d3)가 다른 곳에서의 중앙 상하축(CA)까지의 거리(d4)보다 가깝다. 도면에서는 제2배치축(A2)들 각각에 4개의 제3발광소자패키지(133)들이 배치된 것으로 도시하고 있다.
제1배치축(A1)들 및 제2배치축(A2)들 중 적어도 어느 하나는 곡선일 수 있다. 도면에서는 제1배치축(A1)들은 중앙 상하축(CA)을 중심으로 중앙부분이 외측으로 볼록한 곡선 형태이고, 제2배치축(A2)들은 중앙 상하축(CA)을 중심으로 중앙부분이 내측으로 만입된 곡선 형태인 것으로 도시하고 있다.
제1발광소자패키지(131)들, 제2발광소자패키지(132)들 및 제3발광소자패키지(133)들은 모두 동일한 구조를 가질 수 있다. 예컨대 발광소자패키지(130)는 도 3에 도시된 것과 같은 구조를 가질 수 있는바, 구체적으로 상호 이격된 제1리드(130a)와 제2리드(130b), 제1리드(130a) 및 제2리드(130b)와 와이어 등을 통해 전기적으로 연결된 발광소자(130c), 그리고 제1리드(130a) 및 제2리드(130b)와 결합하여 발광소자패키지(130)의 전체적인 외형을 이루는 몰딩재(130d)를 포함할 수 있다.
발광소자패키지(130)는 프레임(110) 상에 배치되는 인쇄회로기판(미도시) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 발광소자(130c)는 인쇄회로기판의 배선패턴(미도시)으로부터의 전기 신호를 제1리드(130a) 및 제2리드(130b)를 통해 인가받아 광을 방출하는 소자로서, 화합물 반도체의 다이오드로 구성될 수 있고, 이러한 발광소자(130c)는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)로 불릴 수 있다.
물론 백라이트 유닛(100)은 이 외에도 필요에 따라 도광판(미도시) 등을 더 구비할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 백라이트 유닛의 경우, 적은 개수의 발광소자패키지들을 가지면서도 전면(全面, xy평면)에 있어서 광 방출 방향(+z 방향)으로 균일한 휘도의 광을 방출할 수 있다. 이에 대해 비교예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 평면도인 도 4를 참고하여 설명한다.
비교예에 따른 백라이트 유닛(100')은 도 4에 도시된 것과 같이, 프레임(110') 상에 발광소자패키지(130')들이 균일하게 배치되어 있다. 도 5는 이와 같은 비교예에 따른 백라이트 유닛(100')의 휘도관찰축(LA')을 따라 휘도를 측정한 결과와 도 2에 도시된 것과 같은 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)의 휘도관찰축(LA)을 따라 휘도를 측정한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 5에서는 최고 휘도를 10으로 표시할 시 휘도관찰축을 따라 상대적인 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 비교예에 따른 백라이트 유닛(100')의 경우보다 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)의 경우 휘도변화가 상대적으로 적은 것을 확인할 수 있다. 특히 비교예에 따른 백라이트 유닛(100')의 경우 가장자리에서의 휘도 저하가 상대적으로 크고, 발광소자패키지(130')들 사이에서의 휘도변화가 크지만, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)의 경우 가장자리에서의 휘도 저하 역시 크지 않고 발광소자패키지(130)들 사이에서도 상대적으로 휘도변화가 적은 것을 알 수 있다.
물론 비교예에 따른 백라이트 유닛(100')의 경우에도 위치에 따른 휘도변화를 줄이기 위한 방편으로 배치되는 발광소자패키지(130')들의 개수를 (예컨대 1열을 추가하여 도시된 것과 같은 16개에서 20개로) 늘리고 사이의 거리를 줄이는 것을 고려할 수도 있다. 그러나 이 경우 발광소자패키지(130')들의 개수 증가에 따라 제조비용이 상승하고 구성요소 개수 증가에 따른 불량률이 높아진다는 문제점이 있다. 하지만 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)의 경우 발광소자패키지(130)의 개수를 (18개에서 20개 이상으로) 늘리지 않으면서도 동일한 사이즈의 프레임을 갖는 백라이트 유닛 전면(全面)에 있어서 균일한 휘도의 광을 방출할 수 있다.
나아가, 비교예에 따른 백라이트 유닛(100')의 경우 발광소자패키지(130')들이 균일한 피치로 배치되어 있는바, 이 경우 회절 등의 광학효과에 의해 모아레(moire, 우라)가 나타나게 된다. 하지만 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)의 경우에는 발광소자패키지(130)들의 전체적인 배치가 회절격자와 같은 균일한 피치로 이루어져 있지 않은바, 따라서 백라이트 유닛(130) 전면(全面)에 있어서 모아레 등이 나타나지 않는 고품질의 광 방출이 가능하다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 본 실시예에 따른 백라이트 유닛의 경우 제1배치축(A1)들과 제2배치축(A2)들이 곡선이 아닌 꺾인 직선 형상을 갖고 있다. 백라이트 유닛의 사이즈가 커진다면 전면(全面)에 있어서 균일한 휘도의 광이 방출될 수 있도록 하기 위하여 제1배치축(A1)들과 제2배치축(A2)들이 곡선 형상을 갖도록 하는 것을 고려할 수 있다. 하지만 백라이트 유닛의 사이즈가 작다면 제1배치축(A1)들과 제2배치축(A2)들이 꺾인 직선 형상을 가질 수도 있다. 물론 이 경우에도 제1배치축(A1)들의 경우에는 중앙에서의 중앙 상하축(CA)까지의 거리가 다른 곳에서의 중앙 상하축(CA)까지의 거리보다 멀고, 제2배치축(A2)들의 경우에도 중앙에서의 중앙 상하축(CA)까지의 거리가 다른 곳에서의 중앙 상하축(CA)까지의 거리보다 가깝다.
상술한 바와 같은 실시예들에 따른 백라이트 유닛(100)의 경우 2개의 제1발광소자패키지(131)들, 8개의 제2발광소자패키지(132)들 및 8개의 제3발광소자패키지(133)들을 구비할 수 있다. 이러한 총 18개의 발광소자패키지들을 상술한 바와 같은 배치형태로 배치시킬 시, 대략 32인치 디스플레이를 기준으로 전면(全面)에 있어서 균일하면서도 모아레가 없는 고품질의 광을 고휘도로 방출할 수 있다.
물론 백라이트 유닛의 크기가 변함에 따라 배치되는 발광소자패키지들의 개수가 변동될 수 있다. 물론 이 경우에도 전술한 것과 같은 중앙 상하축(CA), 제1배치축(A1)들 및 제2배치축(A2)들의 위치 및 형상이나 그 축 상에 발광소자패키지들이 배치됨은 동일하다.
어떤 경우에든, 하나 또는 복수개의 제1발광소자패키지(131)들의 개수를 n이라 하면, 제1배치축(A1)들 각각에는 2n 개의 제2발광소자패키지(132)들이 배치되고, 제2배치축(A2)들 각각에는 2n 개의 제3발광소자패키지(133)들이 배치되도록 함으로써, 전면(全面)에 있어서 균일하면서도 모아레가 없는 고품질의 광을 고휘도로 방출할 수 있다. 예컨대 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 평면도인 도 7에 도시된 것과 같이, 소형 사이즈의 백라이트 유닛의 경우, 중앙 상하축(CA) 상에는 1개의 제1발광소자패키지(131)가 배치되고, 제1배치축(A1)들 각각에는 2개의 제2발광소자패키지(132)들이 배치되며, 제2배치축(A2)들 각각에는 2개의 제3발광소자패키지(133)들이 배치되도록 함으로써, 전면(全面)에 있어서 균일하면서도 모아레가 없는 고품질의 광을 고휘도로 방출할 수 있다.
지금까지는 프레임(110) 상에 발광소자패키지(130)들이 배치되거나, 프레임(110) 상에 인쇄회로기판(미도시)이 배치되고 인쇄회로기판 상에 발광소자패키지들이 배치되거나, 프레임(110) 상에 분할되어 상호 이격된 인쇄회로기판들(미도시)이 배치되고 이격된 인쇄회로기판들 상에 발광소자패키지들이 배치되는 것으로 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 그와 같은 구조에 더하여 반사시트가 발광소자패키지들 사이에 배치되거나, 그와 같은 구조와 달리 프레임(110) 상에 배선패턴이 형성된 반사시트가 배치되고 그러한 반사시트 상에 발광소자패키지들이 배치될 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 백라이트 유닛 110: 프레임
130: 발광소자패키지 CA: 중앙 상하축
A1: 제1배치축 A2: 제2배치축

Claims (5)

  1. 동일 평면에 배치되며, 중앙 상하축 상에 배치되는, 하나 또는 복수개의 제1발광소자패키지들;
    상기 동일 평면에 배치되며, 상기 중앙 상하축을 중심으로 양측에 대칭적으로 위치하며 중앙에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리가 다른 곳에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리보다 먼 제1배치축들 상에 배치되는, 제2발광소자패키지들; 및
    상기 동일 평면에 배치되며, 상기 중앙 상하축을 중심으로 양측에 대칭적으로 위치하되 상기 중앙 상하축을 중심으로 상기 제1배치축들보다 외측에 위치하며 중앙에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리가 다른 곳에서의 상기 중앙 상하축까지의 거리보다 가까운 제2배치축들 상에 배치되는, 제3발광소자패키지들;
    을 구비하고,
    상기 제2발광소자패키지들은 상기 제1발광소자패키지들에 가장 인접하게 배치되고,
    상기 제1 배치축은 상기 중앙에서 멀어질수록 상기 중앙 상하축으로부터 거리가 점진적으로 멀어지는, 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1배치축들 및 상기 제2배치축들 중 적어도 어느 하나는 곡선인, 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 상하축 상에는 2개의 제1발광소자패키지들이 배치되는, 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1배치축들 각각에는 4개의 제2발광소자패키지들이 배치되고, 상기 제2배치축들 각각에는 4개의 제3발광소자패키지들이 배치되는, 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하나 또는 복수개의 제1발광소자패키지들의 개수를 n이라 하면, 상기 제1배치축들 각각에는 2n 개의 제2발광소자패키지들이 배치되고, 상기 제2배치축들 각각에는 2n 개의 제3발광소자패키지들이 배치되는, 백라이트 유닛.
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