KR101785647B1 - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

Abstract

발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 복수 개의 개구부를 갖는 바텀커버와, 상기 각각의 개구부에 배치되는 발광소자 패키지 및 상기 발광소자 패키지를 지지하는 회로기판을 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치{A back light unit and display device including the same}

실시예는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.

자체 발광원이 없는 수광형 소자인 액정표시장치는 화면 전체를 후면에서 조명할 수 있는 별도의 광원 장치가 필요하다. 이러한 액정표시장치용 조명 장치를 일반적으로 백라이트 유닛(Back Light Unit)이라 한다.

일반적으로 백라이트 유닛은 광원(예컨대, LED)이 배치되는 방식에 따라 에지-라이트 방식(Edge-light method)과 직하 방식(Direct lighting)으로 구별된다.

에지-라이트 방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 광원(예컨대, LED)이 배치되는 방식이다. 에지-라이트 방식은 데스크 탑 컴퓨터나 노트북용 모니터와 같이 비교적 소형 액정표시장치에 적용되며, 빛의 균일성이 좋고, 내구성이 우수하다.

직하 방식은 20인치 이상의 중·대형 표시장치에 사용되며, 액정 패널의 하부에 광원을 배열시켜 액정 패널의 전면을 직접 조명하는 방식이다.

최근 들어 액정 표시 장치의 백라이트 유닛은 에지 방식의 백라이트 유닛 뿐 아니라 직하 방식의 백라이트 유닛에 대해서도 소형화, 박형화 및 경량화의 추세에 있다.

실시예는 슬림화된 백라이트 유닛을 제공한다.

발명의 실시예에 의한 백라이트 유닛은 복수 개의 개구부를 갖는 바텀커버와, 상기 각각의 개구부에 배치되는 발광소자 패키지 및 상기 발광소자 모듈을 지지하는 회로기판을 포함한다.

상기 개구부는 상기 발광소자 패키지가 삽입되는 영역이다.

상기 개구부의 두께는 상기 발광소자 패키지의 높이와 동일할 수 있다.

다른 실시예에 의한 백라이트 유닛은 요철이 형성된 프레임과, 상기 요철의 철부 상에 배치된 회로기판과, 상기 회로기판 상에 배치된 발광소자 패키지 및 상기 발광소자 패키지가 삽입되는 개구부를 포함하는 바텀커버를 포함한다.

상기 프레임의 요철은 적어도 하나 이상의 요부 및 철부를 포함할 수 있다.

상기 회로기판은 상기 프레임의 철부 상에 순차적으로 형성된 절연층, 도전층 및 접착층으로 구성될 수 있다.

상기 개구부의 폭은 상기 발광소자 패키지의 높이와 동일하고, 상기 회로기판의 폭보다 작을 수 있다.

상기 개구부의 폭은 상기 발광소자 패키지의 폭보다 크고, 상기 회로기판의 폭과 동일할 수 있다.

상기 바텀커버의 두께는 상기 프레임의 철부로부터 상기 발광소자 패키지의 최상면까지의 높이와 동일할 수 있다.

상기 발광소자 패키지에 인접한 상기 바텀커버의 내벽에 반사층이 형성될 수 있다.

다른 실시예는 상술한 발광소자 패키지를 포함하는 조명시스템을 제공한다.

실시예에 따른 백라이트 유닛은 발광소자 패키지를 바텀 커버의 개구부에 삽입시켜 발광소자 모듈의 사이즈를 슬림화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이고,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유닛의 일부를 보여주는 결합 단면도이고,
도 3 및 도 4a 내지 도 4c는 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 일부를 보여주는 단면도이다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다. 또한 각 층의 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 표시장치는 간략하게 백라이트 유닛(110) 및 표시패널(900)을 포함한다.

백라이트 유닛(110)은 회로기판(100), 발광소자 패키지(200), 바텀커버(300) 및 광학시트(800)를 포함한다.

회로기판(100)은 플렉서블 PCB(printed circuit board), 메탈 PCB, 일반 PCB 중 하나를 포함할 수 있다. 회로기판(100) 상에 발광소자 패키지(200)가 배치된 영역 이외의 영역에 반사시트(미도시)가 형성될 수 있다. 반사시트는 회로기판(100) 위에 라미네이팅 또는 프레스 방식으로 일체로 부착될 수 있다.

발광소자 패키지(200)는 회로기판(100) 상에 탑재되고, 회로기판(100) 상의 발광소자의 광 파워, 발광소자의 지향각 등에 따라 발광소자 패키지(200)의 개수, 간격 등이 달라질 수 있다.

바텀커버(300)는 장치 전체를 지지하기 위한 지지체로서, 예를 들면, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 탄탈룸(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb) 등의 금속 재질로 이루어질 수 있다. 바텀커버(300) 전면에 반사도가 높은 물질이 코팅될 수 있고, 테두리에는 전방으로 절곡되어 형성되는 테두리벽(미도시)이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 바텀커버(300)는 적어도 하나 이상의 개구부(H)를 포함한다. 개구부(H)는 바텀커버(300)를 회로기판(100)에 밀착시키기 위해 회로기판(100) 상에 형성된 발광소자 패키지(200)가 삽입되도록 오픈된 영역이다.

개구부(H)의 사이즈는 발광소자 패키지(200)가 삽입될 수 있는 사이즈로 형성될 수 있고, 개구부(H)의 두께(l)는 발광소자 패키지(200)의 높이(m)와 동일하거나 크거나 작게 형성될 수 있다.

발광소자 패키지(200)로부터 발생된 광은 광학시트(800)를 통과하여 표시패널(900)로 제공된다. 광학시트(800)는 복수의 구성요소로 구성되거나 하나의 구성요소로 구성될 수 있다.

예컨대, 광학시트(800)는 복수의 확산시트와 프리즘 시트(Prism sheet)를 포함할 수 있고, 확산시트의 기능과 프리즘 시트의 기능을 구비하는 하나의 광학시트로 구성될 수 있으며, 광학시트(800)의 종류와 수는 요구되는 휘도 특성에 따라서 다양하게 선택될 수 있다.

표시패널(900)은 예를 들어, 액정표시패널로 구현될 수 있으며, 백라이트 유닛(110)에서 출사된 광에 의해 정보를 표시해준다. 액정표시패널은 유리 기판 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리 기판에 올린 상태로 되어 있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 띠며, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.

도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 자세히 설명하기로 한다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유닛의 일부를 보여주는 결합 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 바텀커버(300)는 적어도 하나 이상의 개구부(H)를 포함한다. 개구부(H)는 바텀커버(300)를 회로기판(100)에 밀착시키기 위해 회로기판(100) 상에 형성된 발광소자 패키지(200)가 삽입되도록 오픈된 영역이다.

개구부(H)의 사이즈는 발광소자 패키지(200)가 삽입될 수 있는 사이즈로 형성될 수 있고, 개구부(H)의 두께(l)는 발광소자 패키지(200)의 높이(m)와 동일하게 형성될 수 있다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 회로기판(100) 상에 탑재된 발광소자 패키지(200)가 개구부(H)에 삽입되어 회로기판(100)과 바텀커버(300)가 밀착될 수 있다.

바텀커버(300)는 장치전체를 지지하는 지지체의 역할을 함과 동시에, 회로기판(100)과 바텀커버(300)를 직접 접촉시킴에 따라 회로기판(100)에서 발생된 열이 바텀커버(300)를 통해 효과적으로 방열될 수 있다.

또한, 회로기판(100) 상에 돌출된 발광소자 패키지(200)를 바텀커버(300)의 개구부(H)에 삽입시킬 수 있기 때문에, 바텀커버(300)와 회로기판(100)을 밀착시킴으로써 백라이트 유닛의 사이즈를 슬림화할 수 있다.

바텀커버(300)의 개구부(H)는 발광소자 패키지(200)의 외측 둘레에 배치되어, 발광소자 패키지(200)로부터 방출된 광이 주변으로 분산되는 것을 방지하고, 패널 방향으로 진행하도록 가이드 할 수 있다.

도 3 및 도 4는 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛에 관한 도면으로서, 도 1 및 도 2와 동일한 부분에 대해서는 도 1 및 도 2를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 요철이 형성된 프레임(400), 상기 요철의 철부(420) 상에 배치된 회로기판(500), 회로기판(500) 상에 배치된 발광소자 패키지(600) 및 발광소자 패키지(600)가 삽입되는 개구부(H)를 포함하는 바텀커버(700)를 포함한다.

설명하기에 앞서, 회로기판(500)의 폭(c)은 발광소자 패키지(600)의 폭보다 넓고, 프레임(400)의 철부(420)의 폭보다 좁은 예를 개시하고자 한다.

프레임(400)은 높은 열 전도성을 갖는 금속으로 이루어진 플레이트로서 일 예로, 알루미늄(Al)기판일 수 있다. 프레임(400)은 적어도 하나 이상의 요철을 포함할 수 있고, 상기 요철은 철부(420) 및 요부(440)를 포함한다.

프레임(400) 상에 회로기판(500)이 형성될 수 있다. 회로기판(500)은 프레임(400) 상에 순차적으로 형성된 절연층(512), 도전층(514) 및 접착층(516)으로 구성될 수 있다.

절연층(512)은 프레임(400)을 도전층(514)과 절연시키며, 프레임(400)에 대해 애노다이징(anodizing) 처리를 수행하여 형성하거나, 또는 프레임(400)의 표면에 폴리머(polymer) 계열 등과 같은 통상적인 절연층을 형성할 수도 있으나, 상대적으로 열전도도가 우수하며, 얇은 두께로 형성 가능하여 낮은 열 저항을 구현할 수 있는 알루미늄산화물(Al₂O₃)이 형성될 수 있다.

도전층(514)은 열전도도가 높은 금속 물질로 이루어질 수 있고, 예로서 구리(Cu)로 형성될 수 있다. 이와 같은 도전층(514)은 발광소자 패키지(600)로부터 방출되는 열을 프레임(400)으로 효과적으로 전달시키는 열전달체로 사용됨과 더불어, 발광소자 패키지(600)에 전기적으로 연결되는 회로배선(circuit line)으로 사용될 수 있다.

접착층(516)은 테프론(Teflon)과 같은 불소수지 계열이나 접착물질로 이루어질 수 있으며, 높은 열 전도성을 갖는 물질을 이용한다.

발광소자 패키지(600)는 프레임(400)의 철부(420) 상에 접착층(516)을 통해 탑재될 수 있다.

바텀커버(700)는 적어도 하나 이상의 개구부(H)를 포함할 수 있다.

바텀커버(700)는 개구부(H)의 사이즈 폭을 조절함으로써, 서로 다른 백라이트 유닛의 구조를 구현할 수 있다. 도 4a 내지 도 4c는 바텀커버(700) 개구부(H)의 폭(a) 사이즈를 조절함에 따라 서로 다른 구조를 구현하는 백라이트 유닛의 일부 단면도들이다.

도 4a를 참조하면, 바텀커버(700)의 개구부(H)의 폭(a)을 발광소자 패키지(600)의 폭(b)과 동일하게 형성하고, 회로기판(500)의 폭(c)보다 작게 형성할 수 있다. 바텀커버(700)가 회로기판(500)에 의해 지지되고, 개구부(H)에 발광소자 패키지(600)와 동일한 두께로 삽입될 수 있다.

도 4b를 참조하면, 바텀커버(700)의 개구부(H)의 폭(a)을 발광소자 패키지(600)의 폭(b) 보다 크게 하고, 회로기판(500)의 폭(c)과 동일하게 형성함으로써바텀커버(700)가 프레임(400)의 철부(420)에 의해 지지되고, 개구부(H)에 회로기판(500)가 삽입될 수 있다.

도 4c를 참조하면, 바텀커버(700)의 개구부(H)의 폭(a)을 발광소자 모듈(600)의 폭(b) 보다 크게 하고, 회로기판(500)의 폭(c)과 동일하게 형성하며, 바텀커버(700)의 두께(l)를 프레임(400)의 철부(420)로부터 발광소자 패키지(600)의 상면까지 형성할 수 있다.

바텀커버(700)의 두께(l)를 철부(420)의 바닥면으로부터 발광소자 패키지(600)의 상층면까지 형성하면 발광소자 패키지(600)와 바텀커버(700)가 소정 간격 이격되게 되는데, 발광소자 패키지(600)에 인접한 바텀커버(700)의 내벽에 반사층을 형성할 수 있다.

도 4a 내지 도 4c에 개시된 발명의 실시예에 의하면, 요철이 형성된 프레임(400)을 종래의 브라켓으로 대체함으로써 초박화된 백라이트 유닛을 구현함과 동시에, 바텀커버(700)의 개구부(H)에 발광소자 모듈(600)을 삽입시켜 간격을 줄임으로써 더욱 슬림화된 백라이트 유닛을 구현할 수 있다.

또한, 바텀커버(700)와 프레임(400)의 접촉에 의해 열 전달이 증가될 뿐만 아니라, 프레임(400)의 요철 구조에 방열 면적이 증가되어 백라이트 유닛의 방열 효과를 증진시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

100: 회로기판, 110: 백라이트 유닛,
200, 600: 발광소자 패키지, 300, 700: 바텀커버,
800: 광학시트, 900: 표시패널,
400: 프레임, 500: 회로기판.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 요철이 형성된 프레임;
   상기 요철의 철부 상에 배치된 회로기판;
   상기 회로기판 상에 배치된 발광소자 패키지; 및
   상기 발광소자 패키지가 삽입되는 개구부를 포함하는 바텀커버를 포함하고,
   상기 개구부의 폭은 상기 발광소자 패키지의 폭보다 크고, 상기 회로기판의 폭과 동일하고,
   상기 바텀커버의 두께는 상기 프레임의 철부로부터 상기 발광소자 패키지의 최상면까지의 높이와 동일한 표시장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 발광소자 패키지에 인접한 상기 바텀커버의 내벽에 반사층이 형성된 표시장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 회로기판은 상기 프레임의 철부 상에 순차적으로 형성된 절연층, 도전층 및 접착층으로 구성되고,
   상기 프레임의 요철은 적어도 하나 이상의 요부 및 철부를 포함하고,
   상기 개구부의 폭은 상기 발광소자 패키지의 폭과 동일하고, 상기 회로기판의 폭보다 작은 표시장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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