KR101993221B1 - 백라이트 유닛 - Google Patents

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한규성
장재혁
박상준
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 바닥면으로부터 절곡되는 측면을 가지는 샤시, 상기 샤시의 측면에 배치되는 발광 모듈, 상기 샤시의 바닥면에 배치되는 하부 반사판, 상기 샤시의 측면과 대응하며 상기 발광 모듈의 상부를 덮는 차폐 샤시, 상기 차폐 샤시의 일부 영역에만 형성되어 있는 반사층, 그리고 상기 차폐 샤시 상부에 형성되는 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다. 따라서, 도광판 없이 반사층만으로 백라이트 유닛을 형성함으로써 제조 비용이 줄어든다. 또한, 상기 차광판에 반사층을 형성함으로써 상면에서 yellowish 현상을 방지할 수 있으며, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

백라이트 유닛{The backlight unit}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 액정이 상하부의 전극이 이루는 전기장의 세기에 따라 기울어지며, 기울어진 정도에 따라 하부의 백라이트로부터 조사되는 빛을 선택적으로 투과함으로써 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.
이러한 액정표시장치는 동작전압이 낮아 소비전력이 작고, 휴대가 편리해 널리 사용되는 평판 디스플레이이다.
이러한 액정표시장치의 백라이트는 액정패널의 후면으로 빛을 조사하기 위한 광원으로서 광원의 구동을 위한 전원 회로 및 균일한 평면광을 이루도록 해주는 일체의 부속물을 이루는 복합체를 백라이트 유닛(Backlight Unit: BLU)이라고 한다. 백라이트 유닛에는 발광 다이오드(Light emitting diode: LED)와 같은 광원 소자가 인쇄회로기판 위에 탑재되어 있다.
도 1은 종래의 백라이트 유닛을 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 백라이트 유닛(10)은 바텀 샤시(50)의 바닥면에 반사층(70)을 두고 도광판(30)이 수용되어 있으며, 도광판(30)의 측면으로 빛을 조사하는 발광 모듈(10, 20)을 포함한다.
상기 도광판(30) 상면에 적어도 하나의 광학시트(40)가 형성되어 있으며, 상기 도광판(30)의 상면으로 방출되는 빛을 확산시켜 표시 패널로 출력한다.
실시예는 새로운 구조를 가지는 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예는 바닥면으로부터 절곡되는 측면을 가지는 샤시, 상기 샤시의 측면에 배치되는 발광 모듈, 상기 샤시의 바닥면에 배치되는 하부 반사판, 상기 샤시의 측면과 대응하며 상기 발광 모듈의 상부를 덮는 차폐 샤시, 상기 차폐 샤시의 일부 영역에만 형성되어 있는 반사층, 그리고 상기 차폐 샤시 상부에 형성되는 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명에 따르면, 도광판 없이 반사층만으로 백라이트 유닛을 형성함으로써 제조 비용이 줄어든다. 또한, 도광판 없이 형성함으로써 백라이트 유닛의 전체 무무게 및 두께가 감소할 수 있다.
또한, 상기 차광판에 반사층을 형성함으로써 상면에서 yellowish 현상을 방지할 수 있으며, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시되어 있는 발광 모듈의 상면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 백라이트 유닛의 다양한 실시예에 대한 확대도이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 4 내지 도 7의 실시예에 대한 휘도 및 yellowish를 나타내는 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 발명은 도광판 없이 기능하는 백라이트 유닛을 제공한다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 백라이트 유닛을 설명한다.
바텀 샤시(110), 바텀 샤시(110) 내에 형성되는 발광 모듈(130, 170), 반사 시트(120)를 포함한다.
이러한 표시 장치는 발광 모듈(130, 170), 반사 시트(120)가 발광부를 이루며, 차폐 샤시(200) 및 반사 시트(120) 위에 광학 시트(220)가 형성된다.
바텀 샤시(110)은 서로 마주보는 두 개의 장변 및 장변과 수직하며 서로 마주보는 두 개의 단변을 갖는 직사각형 형태의 평면 형상을 가지는 바닥면(110a)과 바닥면(110a)으로부터 수직으로 연장된 4부분의 측면(110b)을 포함한다.
이러한 바텀 샤시(110)는 광학 시트(220) 위에 형성되는 차폐 샤시(200)와 결합하여 바텀 샤시(110) 내에 발광 모듈(130, 170), 반사 시트(120)를 수납한다.
바텀 샤시(110)는 예를 들어, 금속 재질로 형성될 수도 있으며, 강성을 강화하기 위하여 바닥면에 복수의 볼록부(도시하지 않음)를 형성할 수 있다.
이러한 바텀 샤시(110)의 바닥면 위에는 반사 시트(120)가 형성된다.
한편, 반사 시트(120)는 반사재, 반사 금속판 등으로 구성되어 있으며, 도 2와 같이 복수의 볼록 패턴을 포함한다.
상기 반사 시트(120)의 볼록 패턴은 W의 형상을 가질 수 있으며, 상승면과 하강면에 의해 빛이 각도를 갖도록 반사하여 광학 시트(220)로 조사한다. 상기 반사 시트(120)의 볼록 패턴의 각도 및 수효를 조절하면서 상기 발광 모듈(130, 170)로부터 방출되는 빛을 상면으로 반사시킨다.
상기 반사 시트(120)는 발광 모듈(130, 170)의 개수, 바텀 샤시(110)의 크기 등에 따라 광의 출사율을 높이기 위해 다양한 형상으로 변경가능하다.
도 2에서는 발광 모듈(130, 170) 하부의 반사 시트는 평편한 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 경사를 갖도록 형성될 수도 있다.
상기 반사 시트(120)는 바텀 샤시(110)의 바닥면(110a) 전체에 걸쳐 배치될 수 있으며, 반사 시트(120) 상부의 바텀 샤시(110)의 수용 공간은 공기(air)로 채워져 있을 수 있다.
바텀 샤시(110)의 측면(110b)의 적어도 한쪽에 발광 모듈(130, 170)이 배치된다.
상기 발광 모듈(130, 170)은 바텀 샤시(110)의 한 측면(110b)을 따라 연장되는 바(bar) 타입일 수 있다.
상기 발광 모듈(130, 170)은 인쇄회로기판(130)과 상기 인쇄회로기판(130) 위에 배치되는 복수의 발광 소자(170)를 포함한다.
인쇄회로기판(130)은 열전도율이 높아 방열성이 뛰어난 구리, 알루미늄 또는 니켈 등을 포함하는 합금의 지지 기판을 포함하고, 지지 기판 위에 에폭시계 수지 또는 폴리 이미드계 수지를 포함하는 절연층이 형성되어 있으며, 상기 절연층 위에 동박층을 패터닝하여 형성되어 있는 패턴, 구체적으로 패드(150a, 150b) 또는 회로 패턴(150c)가 형성되어 있다.
이때, 상기 패드(150a, 150b)는 상부에 실장되는 발광 소자(170)의 전극 패드(150a) 및 복수의 전극 패드(150a)와 회로 패턴(150c)를 통해 전기적으로 연결되어 외부 전원을 전달하는 커넥터 패드(150b)일 수 있으며, 상기 패드(150a, 150b)는 솔더 레지스트에 의해 노출되어 있을 수 있다.
상기 샤시(110)와 인쇄회로기판(130)의 고정은 상기 샤시(110)의 측면(110b)과 상기 인쇄회로기판 사이에 접착층(도시하지 않음)을 도포함으로써 형성할 수 있다.
상기 접착층은 열전도성이 높고 접착성이 뛰어난 써멀그리스(thermal grease) 또는 써멀 컴파운드(thermal compound) 등의 열전달물질(Thermal interface material:TIM)을 사용한다.
또는 상기 인쇄회로기판(130)은 블랑켓을 사용하여 상기 샤시(110)와 고정될 수 있다.
상기 바텀 샤시(110)의 측면(110b)과 정렬하며 상기 발광소자(130)를 덮는 차폐 샤시(200)가 형성되어 있다.
상기 차폐 샤시(200)는 도 2와 같이 절곡되는 형상을 가질 수 있다.
즉, 상기 바텀 샤시(110)의 측면(110b)과 정렬하는 수직부(200b)와 상기 수직부(200b)로부터 절곡되어 연장되며 상기 발광 소자(170) 위를 덮는 차폐부(200a)를 포함한다.
상기 차폐부(200a)는 상기 인쇄회로기판(130)으로부터 발광 소자(170)를 지나 반사 시트(120)와 일부 대향되도록 형성될 수 있으며, 베젤로 정의되는 면적을 전부 채울 수 있다.
상기 차폐 샤시(200)는 합성 수지 재질 또는 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 차폐 샤시(200) 상부에는 광학 시트(220)가 형성되어 있다.
상기 광학 시트(220)는 하나의 확산 시트만 형성되거나 하나의 프리즘 시트만 형성되는 것도 가능하다. 광학 시트(220)의 수와 종류는 요구되는 휘도 특성에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
상기 차폐 샤시(200) 위에 표시 패널이 더 형성되어 있는 경우, 백라이트 유닛과 상기 표시 패널이 표시 장치로 기능한다.
상기 표시 패널은 광학 시트(220)로부터 조사된 광에 의해 이미지 정보를 표시하게 되는 것으로, 예를 들면, 액정표시패널(liquid crystal display panel)로 구현될 수 있다. 표시 패널은 상부 기판, 하부 기판, 두 기판들 사이에 개재되는 액정층을 포함하며, 상부 기판의 상부면 및 하부 기판의 하부면에 각각 밀착된 편광시트들을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 차폐 샤시(200)의 차폐부(200a) 하부의 적어도 일부에 반사층(210)이 형성되어 있다.
상기 차폐부(200a)에 의해 발광 소자(170)로부터 발생하는 빛의 일부가 흡수되어 광량이 감소하는 것을 방지하기 위하여 상기 반사층(210)이 형성될 수 있으며, 상기 반사층(210)의 길이 및 형상은 휘도 및 yellowish 특성에 따라 도 4 내지 도 7과 같이 다양하게 구현될 수 있다.
도 4 내지 도 7은 상기 반사층(210)을 형성하는 영역에 따라 도시한 것이다.
상기 반사층(210)은 Ag를 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 상기 차폐부(200a) 위에 도금하여 형성할 수 있으며, 테이프 형태로 부착될 수도 있다. 상기 반사층(210)은 차폐부(200a)의 길이 방향을 따라 연장되는 바(bar) 타입을 가질 수 있다.
이때, 상기 반사층(210)은 상기 차폐부(200a)의 전체 영역에 형성되지 않고, 일부 영역에만 형성될 수 있다.
도 4의 경우, 발광소자(170)의 상단과 정렬하는 제1 라인(t1)으로부터 상기 차폐부의 끝단(t2)까지의 영역을 전체 영역(h1)으로 정의할 때, 상기 반사층(210)은 제1 라인(t1)으로부터 끝단(t2)까지의 거리의 45 내지 50% 폭(h2)을 갖도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 반사층(210)은 제1 라인(t1)으로부터 형성된다.
도 5의 경우, 상기 반사층(210)은 제1 라인(t1)으로부터 끝단(t2)까지의 거리의 60 내지 70% 폭(h3)을 갖도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 반사층(210)은 제1 라인(t1)으로부터 형성된다.
도 6의 경우, 상기 반사층(210)은 제1 라인(t1)으로부터 끝단(t2)까지의 거리의 75 내지 80% 폭(h4)을 갖도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 반사층(210)은 끝단(t2)으로부터 형성된다.
도 7의 경우, 상기 반사층(210)은 제1 라인(t1)으로부터 끝단(t2)까지의 거리를 전부 채우는 폭(h5)을 가지며 형성될 수 있다.
도 8a 및 도 8c를 참고하여 도 4 내지 도 7의 차폐부(200a)의 효율을 설명한다.
도 8a는 도 4 내지 도 7의 차폐부(200a)에 따른 휘도 특성을 나타내는 것으로, x축은 반사 시트의 거리를 나타내는 것이고, y축은 휘도를 나타내는 것이다.
도 8b는 도 4 내지 도 7의 차폐부(200a)에 따른 yellowish 특성을 나타내는 것으로, x축은 반사 시트의 거리를 나타내는 것이고, y축은 색좌표를 나타내는 것이다.
도 8c는 도 8b의 박스 내의 그래프를 확대한 것으로, 가장자리 영역에서의 yellowish 특성을 나타내는 것이다. 먼저, 도 8a를 참고하면, 반사층(210)의 면적이 클수록 반사도가 증가하여 광학 시트(220)로 조사되는 광량이 늘어남으로써 외부로 방출되는 빛의 총 량이 증가할 수 있다.
그러나 발광소자(170)가 배치되는 가장자리 영역과 중앙 영역의 휘도 차를 계산하였을 때, 다음의 표 1과 같이 휘도차를 가진다.
또한, 도 8b 내지 도 8c를 참고하면, 가장자리 영역에서 도 4 내지 도 6의 광학 시트(220)를 가질 때, 기울기 값이 작아짐으로써 색차가 작아 yellowish 현상이 방지되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 휘도와 yellowish 효과를 종합할 때, 도 4 및 도 5의 차폐부(200a)의 경우 휘도를 확보하면서 yellowish 현상을 줄일 수 있다.
조건 휘도 가장자리 영역과 중앙영역의 휘도차 Yellowish 감소도
도 4 5469 215 상
도 5 5583 101 중
도 6 5225 459 최상
도 7 5728 -44 하
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
백라이트 유닛 100
바텀 샤시 110
발광 소자 170
차폐 샤시 200
반사층 210

Claims (13)

  1. 바닥면으로부터 절곡되는 측면을 가지는 샤시,
    상기 샤시의 측면에 배치되는 발광 모듈,
    상기 샤시의 바닥면에 배치되는 하부 반사판,
    상기 샤시의 측면과 대응하며 상기 발광 모듈의 상부를 덮는 차폐 샤시,
    상기 차폐 샤시의 일부 영역에만 형성되어 있는 반사층, 그리고
    상기 차폐 샤시 상부에 형성되는 광학 시트를 포함하고,
    상기 차폐 샤시는,
    상기 샤시의 측면과 정렬하는 수직부; 및
    상기 수직부로부터 절곡하여 상기 발광 모듈의 덮는 차폐부를 포함하고,
    상기 반사층의 일 끝단은, 상기 발광 모듈의 상단과 정렬하는 제1 라인과 동일 선상에 배치되고,
    상기 반사층은 상기 차폐부의 끝단으로부터 정의되는 제2 라인과 상기 제1 라인 사이의 거리의 45% 내지 50%, 60% 내지 70%의 범위에서 선택되는 비율의 폭을 가지고,
    상기 하부 반사판은 경사면을 포함하며 상기 반사층과 수직 방향으로 대응되는 위치에 배치되는 돌기를 포함하고,
    상기 반사층과 상기 경사면 사이의 수직 방향 거리는, 상기 발광 모듈과 멀어질수록 감소하고,
    상기 발광 모듈이 배치되는 가장자리 영역과 중앙 영역의 휘도 차이는 101 내지 215인 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 모듈은
    회로 패턴이 형성되어 있는 모듈 기판, 그리고
    상기 모듈 기판 위에 배치되는 적어도 하나의 발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 라인은 상기 발광 소자의 상단과 동일 선상에 정렬하는 백라이트 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발광 모듈은 상기 샤시의 측면을 따라 연장되는 바 타입인 백라이트 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하부 반사판은 상기 발광 모듈로부터의 빛을 반사하여 상기 광학 시트로 출력하는 백라이트 유닛.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반사층은, 상기 차폐 샤시 중 상기 제1 라인과 대응되는 위치에서 상기 제2 라인과 대응되는 위치를 향하여 배치되는 백라이트 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 반사층은 은을 포함하는 합금으로 형성되는 백라이트 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반사층은 바 타입으로 형성되는 백라이트 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 샤시 내의 상기 하부 반사판으로부터 상기 광학 시트 사이에 공기가 채워져 있는 백라이트 유닛.
  12. 삭제
  13. 삭제
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