KR101575360B1 - 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 백라이트 유닛은 바닥면이 곡면을 포함하도록 형성된 커버 바텀; 상기 커버 바텀의 바닥면 상에 배치되는 기판; 및 상기 기판에 탑재된 복수의 발광 소자를 포함한다.
백라이트 유닛

Description

백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치{BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THEREOF}
실시예는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
근래에 각광받고 있는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display device)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(CRT : cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.
이와 같은 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백라이트 유닛(Back Light Unit : BLU)과 같은 별도의 광원이 필요하다. 최근에는 상기 백라이트 유닛에 사용되는 광원으로 발광 다이오드(LED)의 사용이 증가하고 있다.
실시예는 새로운 구조의 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공한다.
실시예는 광 균일도가 향상된 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예는 광 혼색성이 향상된 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예에 따른 백라이트 유닛은 바닥면이 곡면을 포함하도록 형성된 커버 바텀; 상기 커버 바텀의 바닥면 상에 배치되는 기판; 및 상기 기판에 탑재된 복수의 발광 소자를 포함한다.
실시예에 따른 액정표시장치는 바닥면이 곡면을 포함하도록 형성된 커버 바텀과, 상기 커버 바텀의 바닥면 상에 배치되는 기판과, 상기 기판에 탑재된 복수의 발광 소자를 포함하는 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛 상에 광학시트부; 및 상기 광학시트부 상에 액정 패널을 포함한다.
실시예는 새로운 구조의 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공할 수 있다.
실시예는 광 균일도가 향상된 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
실시예는 광 혼색성이 향상된 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 실시예들에 따른 백라이트 유닛에 대해 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
도 1은 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도이고, 도 2는 상기 백라이트 유닛의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 A-A' 단면을 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 백라이트 유닛은 바닥면(111)이 곡면으로 형성된 바텀 커버(110)와, 상기 바텀 커버(110)의 바닥면(111) 상에 발광모듈부(120)와, 상기 발광모듈부(120) 상에 광학시트부(130)를 포함한다.
상기 바텀 커버(110)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.
상기 바텀 커버(110)는 상기 발광모듈부(120) 및 상기 광학시트부(130)가 수 납될 수 있도록 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있다.
상기 바텀 커버(110)의 바닥면(111)은 곡면으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 바닥면(111)은 포물선 형태의 단면이 제1 방향(A)으로 연장된 형태일 수 있다. 즉, 상기 바텀 커버(110)를 상기 제1 방향(A)에서 바라보면, 상기 바닥면(111)은 포물선 형태의 단면을 가질 수 있다. 또한, 상기 바텀 커버(100)를 제2 방향(B)에서 바라보면, 상기 바닥면(111)은 직선 형태의 단면을 가질 수 있다.
다만, 상기 바텀 커버(110) 및 바닥면(111)의 형상은 상기 백라이트 유닛의 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상술한 것처럼, 상기 바텀 커버(110)의 바닥면(111)은 곡면으로 형성되므로 상기 바텀 커버(110)를 상기 제1 방향(A)에서 바라보면, 상기 바텀 커버(110)의 깊이는 측면부에서 중앙부로 갈수록 점점 깊어질 수 있다. 이에 따라, 상기 바텀 커버(110)의 상기 측면부의 두께는 상기 바텀 커버(110)의 상기 중앙부의 두께에 비해 상대적으로 얇으므로, 상기 백라이트 유닛의 두께가 시각적으로 얇게 보이게 하는 효과가 있다.
상기 발광모듈부(120)는 곡면으로 형성된 상기 바텀 커버(110)의 바닥면(111) 상에 배치될 수 있다.
상기 발광모듈부(120)는 기판(121)과, 상기 기판(121)에 어레이(array) 형태로 배치된 복수의 발광 소자(122)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(122)는 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있으며, 상기 발광 다이오드는 예를 들어, 적색, 청색, 녹색 등의 컬러 중에서 적어도 한 컬러의 광을 방출하는 유색 발광 다이오드 또는 백색의 광을 방출하는 백색 다이오드 일 수 있다. 또한 상기 유색 발광 다이오드는 적색, 청색 및 녹색 발광 다이오드 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 발광 소자(122)의 수, 배치 및 방출 컬러에 대해 한정하지는 않는다.
상기 복수의 발광 소자(122)들은 일정한 간격(pitch)을 가지도록 배치되거나, 일정하지 않은 간격을 가지도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 발광 소자(122)들은 상기 기판(121)의 중간 영역보다 상기 기판(121)의 둘레 영역에 조밀하게 배치되거나, 반대로, 상기 기판(121)의 둘레 영역보다 상기 기판(121)의 중간 영역에 조밀하게 배치될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(121)은 일반 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board), 메탈 코어(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB 등으로 이루어지며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광모듈부(120)가 상기 바닥면(111)에 대응하여 안착될 수 있도록, 상기 기판(121)은 상기 바닥면(111)에 대응하는 곡면으로 형성되거나, 양호한 연성(Flexibility)을 가져 휘어질 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(121)은 상기 바닥면(111)의 형태에 대응되도록 상기 바닥면(111) 상에 배치될 수 있다.
상기 복수의 발광 소자(122)들은 상기 기판(121)에 탑재된다.
상기 기판(121)은 곡면을 가지므로, 상기 복수의 발광 소자(122)들은 상기 곡면 상에 탑재되게 된다. 즉, 상기 복수의 발광 소자(122)들은 각기 다른 경사를 가지도록 상기 기판(121) 상에 탑재될 수 있다.
따라서, 상기 복수의 발광 소자(122)들과 상기 광학시트부(130) 사이의 거리는 상기 복수의 발광 소자(122)들의 탑재 위치에 따라 상이하게 된다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 상기 기판(121)의 측면부에 가깝게 탑재된 발광 소자들과 상기 광학시트부(130) 사이의 수직 거리는, 상기 기판(121)의 중앙부에 탑재된 발광 소자들과 상기 광학시트부(130) 사이의 수직 거리보다 짧을 수 있다.
일례로, 상기 복수의 발광 소자(122)와 상기 광학시트부(130) 사이의 평균 거리를 k라고 할 때, 상기 복수의 발광 소자(122)와 상기 광학시트부(130) 사이의 최단 수직 거리(h1) 대 최장 수직 거리(h2)는 <수학식 1>과 같은 관계를 가질 수 있다.
또한, 상기 최장 수직 거리(h2)를 상기 최단 수직 거리(h1)로 나눈 값(h2/h1)은 1 내지 5의 값을 가질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
h1≥k/4 , h2≤5k/4
상기 복수의 발광 소자(122)들의 방출광의 배광 면적은 거리의 제곱에 비례하여 커지게 되므로, 상기 기판(121)의 측면부에 가깝게 탑재된 발광 소자들의 방 출광의 상기 광학시트부(130)에 대한 배광 면적은 상기 기판(121)의 중앙부에 탑재된 발광 소자들의 방출광의 상기 광학시트부(130)에 대한 배광 면적보다 작을 수 있다.
또한, 상기 복수의 발광 소자(122)들은 각기 다른 경사를 가지도록 상기 기판(121) 상에 탑재되므로, 상기 복수의 발광 소자(122)의 방출광의 출사 각도는 각각의 발광 소자마다 상이할 수 있다.
또한, 상기 복수의 발광 소자(122)의 방출광의 상기 광학시트부(130)에 대한 단위 면적당 빛의 세기도 각각의 발광 소자마다 상이할 수 있다.
상술한 것처럼, 상기 복수의 발광 소자(122)의 방출광들의 상기 광학시트부(130)에 대한 배광 면적, 출사 각도, 단위 면적당 빛의 세기 등은 발광 소자마다 상이하므로, 상기 복수의 발광 소자(122)들의 방출광은 상기 광학시트부(130) 등에서 효과적으로 확산 및 혼색될 수 있으며, 그 결과 상기 백라이트 유닛의 광 균일도가 향상되어 광학적 무라(mura) 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 복수의 발광 소자(122)들의 방출광은 효과적으로 혼색될 수 있으므로, 상기 광학시트부(130)에 포함된 광학시트들의 수를 절감할 수 있다.
<제2 실시예>
이하, 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대해 상세히 설명한다. 다만, 제1 실시예에서 설명한 것과 중복되는 내용에 대해서는 생략한다. 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛은 바텀 커버의 형상을 제외하고 는 서로 유사하다.
제2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 상기 바텀 커버(110A)와, 상기 바텀 커버(110A)의 바닥면(111A) 상에 발광모듈부와, 상기 발광모듈부 상에 광학시트부를 포함한다.
도 4는 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 바텀 커버(110A)의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 바텀 커버(110A)의 바닥면(111A)은 볼록한 곡면으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 바텀 커버(110A)는 바닥면(111A)이 볼록하게 돌출되는 접시 형태를 가질 수 있다.
따라서, 어느 방향에서 상기 바텀 커버(110A)의 측면을 바라봐도, 상기 바닥면(111A)은 포물선 형태의 단면을 가질 수 있다.
또한, 상기 바닥면(111A)은 상기 바텀 커버(110A)의 측면부에서 중간부로 갈수록 깊이가 점점 깊어질 수 있다. 다만, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판은 상기 바닥면(111A)의 형상에 대응하도록 볼록한 곡면으로 형성되거나, 양호한 연성(Flexibility)을 가져 휘어질 수 있는 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 발광 소자들은 각기 다른 경사를 가지도록 상기 기판 상에 탑재될 수 있다.
따라서, 상기 복수의 발광 소자의 방출광들의 상기 광학시트부에 대한 배광 면적, 출사 각도, 단위 면적당 빛의 세기 등은 발광 소자마다 상이하므로, 상기 복수의 발광 소자들의 방출광은 상기 광학시트부 등에서 효과적으로 확산 및 혼색될 수 있으며, 그 결과 상기 백라이트 유닛의 광 균일도가 향상되어 광학적 무 라(mura) 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 복수의 발광 소자들의 방출광은 효과적으로 혼색될 수 있으므로, 상기 광학시트부에 포함된 광학시트들의 수를 절감할 수 있다.
<제3 실시예>
이하, 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대해 상세히 설명한다. 다만, 제1 실시예에서 설명한 것과 중복되는 내용에 대해서는 생략한다. 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛은 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛은 바텀 커버의 형상을 제외하고는 서로 유사하다.
도 5는 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛은 상기 바텀 커버(110B)와, 상기 바텀 커버(110B)의 바닥면(111B) 상에 발광모듈부(120)와, 상기 발광모듈부(120) 상에 광학시트부(130)를 포함한다.
상기 바텀 커버(110B)의 바닥면의 제1면(111B)은 곡면으로 형성되고, 상기 제1면(111B)의 반대면인 제2면(111C)은 편평하게 형성될 수 있다.
상기 바닥면의 제1면(111B)이 곡면을 가지므로 형성되므로, 상기 곡면 상에 상기 발광모듈부(120)가 배치되어, 상기 백라이트 유닛의 광 균일도가 향상되고 광학적 무라(mura) 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 상술한 것과 중복되므로 생략한다.
상기 바텀 커버(110B)의 바닥면의 제2면(111C)은 편평하게 형성되므로, 상기 백라이트 유닛을 탑 케이스 등과 용이하게 결합할 수 있다.
실시예에 따른 백라이트 유닛 상에 액정 패널 등을 배치하고, 이들을 수용하도록 서포트 메인 및 탑 케이스 등을 배치하여 액정표시장치를 제조할 수 있다.
상기 액정 패널은 예를 들어, 다수의 박막 트랜지스터(TFT : thin film transistor)로 이루어진 박막 트랜지스터 기판과, 상기 박막 트랜지스터 기판 상에 배치되는 컬러필터 기판과, 이들 사이에 개재된 액정 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터 기판의 일단에는 상기 액정표시장치를 구동하는 집적 회로 칩(IC CHIP : integrated circuit chip)을 포함될 수 있다.
상기 서포트 메인 및 상기 탑 케이스는 상기 백라이트 유닛 및 액정 패널 등을 수용하고 고정하여 상기 액정표시장치를 제공할 수 있다. 더 자세한 설명은 당업자가 용이하게 이해할 수 있으므로 생략한다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발 명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도이다.
도 2는 상기 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A' 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 바텀 커버의 사시도이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도이다.

Claims (14)

  1. 바닥면이 곡면을 포함하도록 형성된 바텀 커버;
    상기 바텀 커버의 바닥면 상에 배치되는 기판;
    상기 기판에 탑재된 복수의 발광 소자; 및
    상기 기판 및 상기 복수의 발광 소자 상에 광학시트부를 포함하며,
    상기 기판의 측면부에 탑재된 발광 소자들과 상기 광학시트부 사이의 수직 거리는, 상기 기판의 중앙부에 탑재된 발광 소자들과 상기 광학시트부 사이의 수직 거리보다 짧고,
    상기 복수의 발광 소자와 상기 광학시트부 사이의 평균 수직 거리를 k라고 하고, 상기 복수의 발광 소자와 상기 광학시트부 사이의 최단 수직 거리 및 최장 수직 거리를 각각 h1 및 h2라고 할 때, h1≥k/4, h2≤5k/4를 만족하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 바텀 커버의 측면을 제1 방향에서 바라봤을 때 상기 바텀 커버의 바닥면은 포물선 형태를 가지며, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에서 바라봤을 때 상기 바닥면은 직선 형태를 가지는 백라이트 유닛.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 바텀 커버의 측면을 모든 방향에서 바라봤을 때 상기 바텀 커버의 바닥면은 포물선 형태를 가지는 백라이트 유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 바텀 커버의 바닥면의 제1면은 곡면으로 형성되고, 상기 제1면의 반대면인 제2면은 편평하게 형성된 백라이트 유닛.
  5. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 인쇄회로기판, 연성 인쇄회로기판, 메탈 코어 인쇄회로기판 중 어느 하나인 백라이트 유닛.
  6. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 바텀 커버의 바닥면에 대응되도록 곡면을 가지는 백라이트 유닛.
  7. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바텀 커버의 적어도 일 측면부의 두께는 중앙부의 두께보다 얇은 백라이트 유닛.
  8. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자는 적색, 청색, 녹색 또는 백색의 빛을 방출하는 적색, 청색, 녹색 또는 백색 발광 다이오드 중 적어도 하나를 포함하는 백라이트 유닛.
  9. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바텀 커버는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성되는 백라이트 유닛.
  10. 삭제
  11. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자는 상기 기판의 중간 영역보다 상기 기판의 둘레 영역에 조밀하게 배치되는 백라이트 유닛.
  12. 삭제
  13. 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자들은 상기 기판의 둘레 영역에 상기 기판의 중간 영역보다 조밀하게 배치된 백라이트 유닛.
  14. 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛 상에 광학시트부; 및
    상기 광학시트부 상에 액정 패널을 포함하며,
    상기 백라이트 유닛은 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 백라이트 유닛인 액정표시장치.
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