KR102383302B1 - 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는, LED패키지 상에 반사특성의 패턴(반사패턴이나 렌즈패턴)을 배치하고, 이 상부에 확산플레이트를 배치하거나 LED패키지 사이의 영역에 확산기능의 중공입자들을 배치함으로써 LED패키지 상부 방향으로의 출광을 감소시킬 수 있고 또한 광학거리를 감소시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 핫스팟과 같은 얼룩을 방지하여 화질을 개선하며 박형의 백라이트 및 액정표시장치를 구현할 수 있다.
더욱이, 렌즈패턴과 중공입자들을 구비한 단일의 복합패턴시트를 사용하는 경우에, 광특성을 유지하면서 두께를 비약적으로 감소시킬 수 있게 되므로, 고품위의 화질을 확보하면서 초박형의 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 구현할 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치{Backlight unit and liquid crystal display device including the same}
본 발명은 백라이트유닛 및 이를 포함한 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display device), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기발광소자(OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다. 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정패널과, 액정패널 하부에 위치하여 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하여 구성된다.
백라이트 유닛은 광원의 배열 방법에 따라 측면형(side edge type)과 직하형(direct light type)으로 구분될 수 있다.
측면형 백라이트 유닛은 액정패널의 하부에 마련된 도광판의 측면에 광원을 배치하고, 도광판을 통해 광원으로부터 조사되는 측광을 평면광으로 변환하여 액정 패널에 조사하는 방식이다. 그런데, 측면형 백라이트 유닛은 광원이 측면에 있기 때문에, 백라이트를 다수의 영역으로 구분하고 영역별로 구동하는 로컬 디밍(local dimming)을 구현하는 데 제약이 발생한다.
한편, 직하형 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 디수의 광원을 배치하여 액정 패널의 전면에 광을 직접적으로 조사하는 방식으로서, 액정패널에 조사되는 광의 균일도 및 휘도를 향상시킬 수 있고, 또한 로컬 디밍(local dimming) 구동을 구현할 수 있어 명암비가 개선되고 소비전력 절감의 효과를 얻을 수 있다.
그러나, 직하형 백라이트 유닛은 광원이 액정패널 하부에 배치되어 액정패널에 광을 직접적으로 조사하기 때문에, 광원 상부에 핫스팟(hot spot)과 같은 얼룩(mura)이 발생하여 화질이 저하되는 문제가 유발될 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 핫스팟과 같은 얼룩을 방지하여 화질을 개선하는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다.
또한, 백라이트 유닛의 두께를 감소시켜 박형의 액정표시장치를 구현하는 것에 다른 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 회로기판 상면에 실장된 다수의 LED패키지와; 상기 회로기판 상에, 상기 다수의 LED패키지를 덮는 봉지층과; 상기 봉지층 상에 배치된 복합패턴시트로서, 기재와, 상기 기재 상면에 상기 다수의 LED패키지 각각에 대응하며 기재 내부로 요입된 다수의 렌즈패턴과, 상기 기재 하면에 상기 LED패키지 사이의 영역에 대응하여 배치된 중공입자들을 포함하는 상기 복합패턴시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
상기 렌즈패턴과 상기 중공입자들은 서로 중첩하지 않도록 배치될 수 있다.
상기 LED패키지의 폭(w1)과 상기 렌즈패턴의 폭(w2)의 비율은, w2/w1 = 1.5~2.5일 수 있다.
상기 LED패키지의 높이(h1)와 이 상부의 상기 봉지층 부분의 높이(h2)의 비율은, h2/h1 = 0.8~1.2일 수 있다.
상기 기재의 높이(h3)와 상기 렌즈패턴의 깊이(d)의 비율은, d/h3 = 0.4~0.6일 수 있다.
상기 렌즈패턴은 원뿔, 다각뿔 또는 반구 형상을 가질 수 있다.
상기 복합패턴시트 상에 형광체시트를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 전술한 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛 상에 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에서는, LED패키지 상에 반사특성의 패턴(반사패턴이나 렌즈패턴)을 배치하고, 이 상부에 확산플레이트를 배치하거나 LED패키지 사이의 영역에 확산기능의 중공입자들을 배치함으로써 LED패키지 상부 방향으로의 출광을 감소시킬 수 있고 또한 광학거리를 감소시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 핫스팟과 같은 얼룩을 방지하여 화질을 개선하며 박형의 백라이트 및 액정표시장치를 구현할 수 있다.
더욱이, 렌즈패턴과 중공입자들을 구비한 단일의 복합패턴시트를 사용하는 경우에, 광특성을 유지하면서 두께를 비약적으로 감소시킬 수 있게 되므로, 고품위의 화질을 확보하면서 초박형의 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 구현할 수 있다.
도 1 및 2는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도 및 단면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합패턴시트를 통한 광 진행 경로를 개략적으로 도시한 도면.
도 5a,5b,5c,5d는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 원뿔 형상, 사각뿔 형상, 반구 형상, 내측으로 요입된 포물선 형태의 원뿔 형상의 렌즈패턴들을 개략적으로 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 LED패키지, 봉지층, 복합패턴시트의 상관 관계를 설명하기 위한 단면도.
도 7 내지 9는 각각 비교예1,2와 본 발명의 제2실시예의 광분포 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 한편, 이하의 실시예들에서는 동일 유사한 구성에 대해서는 동일 유사한 도면번호를 부여하고 중복되는 설명을 생략할 수 있다.
<제1실시예>
도 1 및 2는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도 및 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(10)는 백라이트 유닛(200)과, 액정패널(300)과, 패널구동회로(310)와, 보텀커버(또는 하부커버)(100)를 포함할 수 있다.
보텀커버(100)는 백라이트 유닛(200)의 하부에 배치되어 이를 지지할 수 있다. 여기서, 보텀커버(100)는 경우에 따라 백라이트 유닛(200)에 포함되는 구성으로 볼 수도 있다.
보텀커버(100)는 상부가 개방된 박스 형상으로 형성되어 백라이트 유닛(200)을 내부에 수용하도록 형성될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 일예로, 보텀커버(100)는 플레이트 형태(또는 평판 형태)로 형성될 수도 있다.
한편, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 액정표시장치(10)는 백라이트 유닛(200) 및 액정패널(300)의 측면을 감싸고 지지하는 가이드패널을 구비할 수 있고, 액정패널(300)의 상면 가장자리를 둘러싸는 탑커버를 구비할 수도 있다.
본 실시예의 백라이트 유닛(200)은 직하형 백라이트 유닛으로서, 서로 일정 간격 이격된 다수의 광원 예를 들어 발광다이오드(light emitting diode: LED)가 액정패널(300) 하부에 이와 대면하도록 배치된다.
이와 같은 백라이트 유닛(200)은 회로기판(210)과, 다수의 LED패키지(220)와, 봉지층(230)과, 반사패턴시트(240)와, 확산플레이트(250)와, 형광체시트(260)와, 광학시트(270)를 포함할 수 있다.
회로기판(210)은 보텀커버(100) 상면에 배치된다. 회로기판(210)은 양면 접착제와 같은 접착부재(120)를 통해 보텀커버(100)에 부착될 수 있다.
이 회로기판(210)의 상면에는 서로 일정 간격 이격된 다수의 LED패키지(220)가 실장된다. 한편, 회로기판(210)의 상면은 반사특성을 갖도록 형성될 수 있는데, 일예로 반사막이 상면에 형성될 수 있다. 이처럼, 회로기판(210)이 반사특성을 갖게 됨으로써, 회로기판(210) 방향으로 진행하는 광은 액정패널(300) 방향으로 반사될 수 있다.
회로기판(210)에 실장된 LED패키지(220)는, 백라이트 구동부(미도시)로부터 공급된 구동신호에 의해 발광하여 광을 방출한다.
LED패키지(220)는 다양한 구조로 구성될 수 있는데, 예를 들면, 래터럴 칩(lateral chip) 구조, 플립 칩(flip chip) 구조, 버티컬 칩(vertical chip) 구조, 칩 스케일 패키지(chip scale package: CSP) 구조 등이 사용될 수 있다.
이때, 칩 스케일 패키지 구조는 LED칩과 LED칩을 감싸는 몰드로 구성된 구조로서, 이 구조에 따르면 LED패키지(220)의 크기가 최소화 될 수 있고, 이에 따라 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있다.
한편, 다수의 LED패키지(220)가 실장된 상태의 회로기판(210)의 상면 전체를 덮는 봉지층(또는 봉지몰드)(230)이 형성될 수 있다. 봉지층(230)은 LED패키지(220) 보다 두꺼운 두께로 회로기판(210)에 도포되어, 회로기판(210)에 실장된 모든 LED패키지(220)를 덮도록 구성될 수 있다. 이와 같은 봉지층(230)은 LED패키지(220)를 회로기판(210)에 안정적으로 고정시키면서 외부로부터 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
봉지층(230)은, 예를 들면, Si, UV 레진, PC, PMMA을 포함하는 수지 계열 물질 중 하나 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
봉지층(230) 상에는 확산플레이트(250)가 배치된다. 확산플레이트(250)는 다수의 LED패키지(220)에서 출사된 광을 확산시켜 균일한 면광원을 액정패널(300)에 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 확산플레이트(250)의 하면에는 필름 형태의 반사패턴시트(240)가 구비될 수 있다. 반사패턴시트(240)는 기재(241)와, 기재(241) 하면에 형성되고 하부의 LED패키지(220) 각각에 대응하여 배치된 다수의 반사패턴(242)으로 구성될 수 있다.
여기서, 반사패턴(242)은 이 하부에 위치하는 해당 LED패키지(220)로부터 상부 방향으로 출사되는 광의 일부를 반사하여 측면 방향으로 분산시키는 기능을 하고 나머지 일부는 투과하여 상부 방향으로 진행하게 된다. 이에 따라, 대부분의 광이 수직한 상부 방향으로 진행하여 액정패널(300)에 입사되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 수직한 상부 방향으로의 광 입사에 의한 핫스팟 발생을 방지하게 되어, 핫스팟에 의한 화질 저하를 개선할 수 있게 된다.
확산플레이트(250) 상에는 형광체시트(260)가 배치될 수 있다. 형광체시트(260)는 LED패키지(220)에서 발생된 제1컬러의 광의 일부를 흡수하여, 제1컬러와 다른 적어도 하나의 컬러의 광을 각각 발생시키는 적어도 하나의 형광체를 포함할 수 있다.
이처럼, 형광체시트(260)를 사용하는 경우에, LED패키지(220)에서 발생된 제1컬러의 광과, 형광체시트(260)에 의해 발생된 컬러의 광이 혼합되어 최종적으로 백색 광이 생성되고 액정패널(300)에 제공될 수 있다.
이와 관련하여 예를 들면, LED패키지(220)가 제1컬러 광으로서 청색 광을 발생시키는 경우에, 형광체시트(260)는 청색 광의 일부를 흡수하여 제2컬러 광으로서 황색 광을 발생시킬 수 있다.
한편, LED패키지(220)가 백색 광을 발생하는 경우에는, 형광체시트(260)는 삭제될 수 있다.
형광체시트(260) 상에는, 집광시트를 포함하여 적어도 하나의 광학시트(270)가 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 일예로 3장의 광학시트(270)가 사용된 경우를 도시하였다.
위와 같이 구성된 백라이트 유닛(200) 상에는 액정패널(300)이 배치된다. 액정 패널(300)은 액정층의 광투과율을 조절하여 영상을 표시하는 것으로, 액정층(미도시)을 사이에 두고 대향 합착된 제1기판(또는 하부기판)(301)과 제2기판(또는 상부기판)(302)을 포함할 수 있다. 한편, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 제1기판(301) 및 제2기판(302) 각각의 바깥면에는 해당 제1편광판과 제2편광판이 부착될 수 있다.
이러한, 액정패널(300)은 각 화소별로 인가되는 데이터전압과 공통전압에 의해 화소마다 형성되는 전계에 따라 액정층을 구동함으로써 액정층의 광 투과율에 따라 컬러 영상을 표시할 수 있다.
패널 구동부(310)는 하부 기판(301)에 마련된 패드부에 연결되어 액정패널(300)의 각 화소를 구동할 수 있다. 예를 들면, 패널 구동부(310)는 액정패널(300)의 패드부에 연결된 다수의 회로필름(311)과, 각 회로필름(311)에 실장된 데이터IC(313)와, 다수의 회로필름(311)에 연결된 디스플레이용 인쇄회로기판(312)과, 디스플레이용 인쇄회로기판(312)에 실장된 타이밍제어회로(314)를 포함하여 구성될 수 있다.
타이밍제어회로(314)는 외부의 구동 시스템(미도시)으로부터 공급되는 타이밍 동기 신호에 응답해 구동 시스템으로부터 입력되는 디지털 영상데이터를 액정패널(300)의 화소 배치 구조에 부합하게 정렬하여 화소별 화소데이터를 생성하고, 생성된 화소별 화소데이터를 데이터IC(313)에 제공할 수 있다. 또한, 타이밍제어회로(314)는 타이밍 동기 신호에 기초해 데이터 제어 신호와 게이트 제어 신호 각각을 생성하여 데이터IC(313) 및 게이트IC(미도시) 각각의 구동 타이밍을 제어할 수 있다.
더욱이, 타이밍제어회로(314)는 로컬 디밍 기술을 통해 백라이트 유닛(200)의 발광 동작을 제어함으로써 액정패널(300)의 영역별 휘도를 개별적으로 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(200)은 직하형 백라이트 유닛으로서 액정패널(300)의 영역별 로컬 디밍(local dimming)을 구현할 수 있어 명암비가 개선되고 소비전력 절감의 효과를 얻을 수 있다.
특히, 다수의 LED패키지(220) 각각에 대응하여 반사패턴(241)이 형성된 반사패턴시트(240)를 구비함에 따라, 수직한 상부 방향으로의 출광을 감소시켜 핫스팟 현상을 방지하게 되고, 이로 인해 화질이 개선될 수 있다.
또한, 반사패턴시트(240)에 의해 광이 반사되어 측면 방향으로 진행될 수 있게 되어, 직하형 백라이트 유닛(200)의 광학거리(optical gap)를 감소시킬 수 있게 된다. 따라서, 백라이트 유닛(200)의 두께를 감소시킬 수 있어 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있다. 그리고, 광학거리 감소로 인해 광이 주변 로컬 디밍 영역을 넘게 되어 헤일로(halo) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
<제2실시예>
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 포함한 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 제1실시예와 동일 유사한 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제2실시예의 백라이트 유닛(200)은, 제1실시예의 백라이트 유닛의 반사패턴시트(240) 및 확산플레이트(250)의 기능을 겸비한 단일의 복합 기능 시트인 복합패턴시트(290)를 구비하는 것에 특징이 있다.
이와 같은 복합패턴시트(290)는 베이스기판에 해당되는 기재(291)와, 기재(291)의 일면인 상면에 형성된 다수의 렌즈패턴(292)과, 기재(291)의 타면인 하면에 부착된 중공(hollow cavity)입자들(293)을 포함할 수 있다.
이때, 렌즈패턴(292) 각각은 이의 하부에 위치하는 다수의 LED패키지(220) 각각에 대응하여 복합패턴시트(290)의 상면에 배치될 수 있다.
그리고, 중공입자들(293)은 이웃하는 2개의 LED패키지(220) 사이의 영역에 대응하여 복합패턴시트(290)의 하면에 배치될 수 있는데, 즉 이웃하는 2개의 렌즈패턴(292) 사이의 영역에 대응하여 배치될 수 있다.
이처럼, 중공입자들(293)은 LED패키지(220) 및 렌즈패턴(292)이 형성되지 않은 영역에 배치되어, LED패키지(220) 및 렌즈패턴(292)과 중첩되지 않도록 위치할 수 있다.
복합패턴시트(290)를 통한 광 진행 경로를 개략적으로 도시한 도 4를 함께 참조하면, 렌즈패턴(292)은 앞서 제1실시예의 반사패턴(242)과 유사한 기능을 수행하게 되는데, 이 하부에 위치한 LED패키지(220)에서 상부 방향으로 진행하는 광의 적어도 일부를 반사하여 측면이나 하부 방향으로 진행 및 분산시키는 기능을 수행하게 된다.
이와 관련하여, 렌즈패턴(292)은 기재(291)의 상면에서 하부로 요입된 렌즈 형상으로서, 하부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지며 해당 LED패키지(220)의 중심을 기준으로 대칭되는 형태의 요입된 렌즈 형상을 가질 수 있다. 이와 같은 구조의 렌즈패턴(292)은 전반사 특성을 갖게 됨으로써, 해당 LED패키지(220)로부터 출광되어 입사된 광을 반사할 수 있게 된다. 기재(291)와 봉지층(230)은 일정 거리 이격되어 배치되어 형성되어 기재(291)와 봉지층(230) 사이에는 빈공간이 형성되며, 중공입자들(293)은 기재(291)와 봉지층(230) 사이의 빈공간에 배치되어 기재(291)의 하면 및 봉지층(230)의 상면과 접촉한다.
그리고, 중공입자들(293)은 앞서 제1실시예의 확산플레이트(250)와 유사하게 광확산 기능을 수행하게 된다. 이와 관련하여, 렌즈패턴(292)에 의해 반사된 광은 회로기판(210)의 상면에서 재차 반사되는 등 봉지층(230)을 통해 도광되고 중공입자들(293)에 입사되며, 중공입자들(293)은 이의 중공 구조 특성에 따라 입사된 광을 여러 방향으로 산란시켜 상부로 출력하게 된다.
이처럼, 렌즈패턴(292)과 중공입자들(293)을 구비한 단일의 복합패턴시트(290)를 사용함으로써, 제1실시예의 반사패턴시트(240) 및 확산플레이트(250)의 기능을 모두 수행하고, 이에 따라 균일한 면광원을 발생시켜 상부로 출력하게 된다.
따라서, 본 실시예에서는 단일의 복합패턴시트(290)를 구현함으로써, 제1실시예에 비해 백라이트 유닛(200)의 두께를 획기적으로 감소시킬 수 있게 된다.
이하, 본 실시예의 복합패턴시트(290) 및 이를 포함한 백라이트 유닛(200)에 대해 보다 상세하게 설명한다.
복합패턴시트(290)의 기재(291)는 일정한 두께를 갖는 실질적인 평판 형태로 형성된다. 기재(291)는, 예를 들면, PMMA, PC, PS, Si, COC, MS, UV resin, 유리 등 다양한 재료로 형성될 수 있다.
기재(291)의 상면에 형성된 렌즈패턴(292)은 해당 LED패키지(220)에 대응하여 배치된다. 이와 같은 렌즈패턴(292)은, 해당 LED패키지(220)로부터 입사된 광에 대한 전반사 특성을 구현하기 위해, 기재(291)의 내부로 요입된 음각 형태로 형성될 수 있다.
이처럼, 렌즈패턴(292)이 기재(291) 내부로 요입된 형태를 갖게 됨에 따라, 반사특성을 구현하면서도 복합패턴시트(290)의 두께 증가가 요구되지 않는 장점을 갖게 된다.
이와 관련하여 예를 들면, 제1실시예의 경우 반사패턴(도 2의 242)이 해당 기재(도 2의 241)에 형성됨에 따라, 이 반사패턴의 두께 만큼 해당 시트(도 2의 240)의 두께도 증가하게 되는데, 본 실시예에서는 반사기능의 렌즈패턴(292)이 기재(291) 내부에 형성됨으로써, 해당 복합패턴시트(290)는 두께 증가 없이 최소화될 수 있는 장점이 발휘될 수 있다.
한편, 렌즈패턴(292)은 다양한 형상을 가질 수 있는데, 이와 관련하여 도 5a 내지 5d를 참조할 수 있다. 도 5a,5b,5c,5d는 각각 원뿔 형상, 사각뿔 형상, 반구 형상, 원뿔 형상 중 하나로서 내측으로 요입된 포물선 형태의 원뿔 형상의 렌즈패턴들을 예로 들어 도시하였으며, 이와 다른 형상의 렌즈패턴(292)이 사용될 수도 있다.
중공입자들(293)은 기재(291)의 하면에 배치된다. 특히, 중공입자들(293)은 이웃하는 2개의 LED패키지(220) 사이의 영역에 대응하여 기재(291)의 하면에 배치되는데, 중공입자들(293)은 LED패키지(220)와 중첩되지 않도록 배치된다.
즉, 중공입자들(293)은 이웃하는 2개의 렌즈패턴(292) 사이의 영역에 대응하여 기재(291)의 하면에 배치되는데, 중공입자들(293)은 렌즈패턴(292)과 중첩되지 않도록 배치된다.
이와 같은 배치 관계에 따르면 실질적으로, 렌즈패턴(292)은 해당 LED패키지(220)에 대응하는 영역에만 배치되고 LED패키지들(220) 사이의 영역에는 배치되지 않으며, 중공입자들(293)은 LED패키지(220) 상부 영역에는 배치되지 않고 LED패키지들(220) 사이의 영역에만 배치된다 할 것이다.
위와 같은 중공입자들(293)의 배치에 따라, 렌즈패턴(292)에 의해 반사된 후 회로기판(210)에 의한 반사 등을 통해 중공입자들(293)에 입사된 광은, 중공입자들(293)에 의해 산란되어 상부의 여러 방향으로 분산되므로, 결과적으로 광이 전체적으로 균일하게 확산되는 효과가 구현될 수 있게 된다.
이와 관련하여, 중공입자들(293)이 렌즈패턴(292) 하부에도 배치되는 경우에, LED패키지(220)에서 출광된 광은 1차적으로 중공입자들(292)에 의해 산란되어 광경로가 변경될 것이고, 이와 같은 광경로 변경으로 인해 렌즈패턴(292)에 대한 입사각이 변경되어 렌즈패턴(292)에 의해 반사되지 않고 상부로 투과되는 광량이 증가하게 되어, 핫스팟과 같은 휘점 불량이 개선되지 않는 문제가 유발될 수 있을 것이다.
이러한바, 본 실시예에서는 렌즈패턴(292) 하부 즉 LED패키지(220) 상부에는 산란특성의 중공입자(293)를 배치하지 않는 구조를 채택함으로써, 핫스팟을 개선하면서 확산특성 또한 확보하는 효과를 구현할 수 있게 된다.
더욱이, 내부에 공기층의 중공(293a)이 형성된 중공입자(293)를 사용하게 됨으로써, 산란특성을 구현하기 위해 일반적으로 사용되는 내부가 공기층 없이 물질로 채워진 입자인 소위 비드를 사용하는 경우에 비해, 산란특성이 극대화되어 결과적으로 확산특성이 최대화되는 효과를 구현할 수 있다.
이와 관련하여, 내부가 공기층 없이 꽉 채워진 비드를 사용하게 되면, 비드에 입사되는 광은 2회 굴절된다. 이에 비해, 본 실시예에서와 같이 중공입자(293)를 사용하게 되면, 중공입자(293)에 입사되는 광은 4회 굴절된다. 이에 따라, 중공입자(293)를 사용하는 경우에, 광 굴절 횟수가 증가하게 되어 산란특성이 급격하게 높아지게 되므로, 결과적으로 확산특성이 비약적으로 증가하는 효과가 발휘될 수 있게 된다.
중공입자(293)는 구 형상의 입자로서, 내부에는 구 형상의 중공(293a)과 이를 감싸는 쉘(293b)로 구성될 수 있다. 여기서, 쉘(293b)은 중공(293a)의 공기층과 다른 굴절률 바람직하게는 높은 굴절률(일예로, 1.4~1.6)을 갖는 물질로서 예를 들면 SiO2, TiO2 등으로 형성될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 단일의 복합패턴시트(290)를 사용하더라도 이에 렌즈패턴(292)과 중공입자(293)를 구비함으로써, 제1실시예의 별도의 반사패턴시트(240) 및 확산플레이트(250)를 사용하는 경우와 실질적으로 동일한 광특성을 유지할 수 있다.
한편, 복합패턴시트(290)를 사용함에 있어, 광특성 확보를 위해 LED패키지(220), 봉지층(230), 복합패턴시트(290)에 대해 아래와 같은 상관 관계를 갖도록 설계하여 구성하는 것이 바람직하다 할 것이며, 이에 대해 도 6을 함께 참조한다.
상관 관계1: w2/w1 = 1.5~2.5.
상관 관계2: h2/h1 = 0.8~1.2.
상관 관계3: d/h3 = 0.4~0.6.
여기서, 'w1'은 LED패키지(220)의 폭(또는 크기), 'w2'는 렌즈패턴(292)의 폭(또는 크기), 'h1'은 LED패키지(220)의 높이(또는 두께), 'h2'는 LED패키지(220) 상의 봉지층(230) 부분의 높이(또는 두께), 'h3'은 복합패턴시트(290)의 기재(291)의 높이(또는 두께), 'd'는 렌즈패턴(292)의 깊이(또는 높이나 두께)이다.
위와 같은 상관 관계들 중 하나 이상을 만족하게 되면 균일한 광분포를 충분히 확보할 수 있으며, 만족되는 상관 관계들이 많아질수록 광분포 특성이 높아지게 된다.
이때, LED패키지(200)와 렌즈패턴(292) 간의 상관 관계1은 주요 상관 관계로서, 해당 설계 수치 범위를 만족하지 않는 경우에는 휘점 불량이나 암점 불량의 문제가 유발될 수 있다.
이와 관련하여, 본 실시예와 비교예의 시뮬레이션(simulation) 결과를 도시한 도 7 내지 9를 참조할 수 있다.
상관 관계1의 설계 수치 범위가 하한 보다 작은 경우로서 w2/w1 < 1.5인 비교예1에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 휘점 불량이 발생하게 된다.
그리고, 상관 관계1의 설계 수치 범위가 상한 보다 큰 경우로서 w2/w1 > 2.5인 비교예2에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 암점 불량이 발생하게 된다.
반면에, 상관 관계1의 설계 수치 범위를 만족하는 경우로서 1.5 ≤ w2/w1 ≤ 2.5인 경우에는, 도 9에 도시한 바와 같이, 실질적으로 암점이나 휘점 불량이 없이 균일한 광분포를 확보할 수 있다.
이와 마찬가지로, 상관 관계2나 3에 대해서도, 해당 설계 수치 범위를 만족하지 않는 경우에는 휘점 불량이나 암점 불량의 문제가 유발될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 복합패턴시트(290)를 사용하여 백라이트 유닛(200)의 두께를 줄이면서도 핫스팟 없이 균일한 광분포를 구현하여 화질을 개선할 수 있다. 따라서, 고품위의 화상을 표시하는 초박형의 액정표시장치를 효과적으로 구현할 수 있다.
이와 같은 두께 감소와 관련하여, 제1실시예 및 제2실시예의 액정표시장치 각각의 두께를 기재한 [표 1,2]를 참조할 수 있다. 한편, [표 1,2]에서는 액정패널을 제외한 액정표시장치의 구성 부품들의 두께를 기재하였다.
구분 두께[mm]
광학시트(270)(3장)

 0.4
0.155
0.12
형광체시트(260) 0.13
확산플레이트(250) 1.5
반사패턴시트(240) 0.15
봉지부재(230) 0.5
LED패키지(220) -
회로기판(210) 0.37
접착부재(120) 0.1
보텀커버(100) 0.4
합계 3.83 (100%)
구분 두께[mm]
광학시트(270)(3장)
 0.4
0.155
0.12
형광체시트(260) 0.13
복합패턴시트
(290)		 렌즈패턴(292) -
기재(291) 0.15
중공입자(293) 0.02
봉지부재(230) 0.5
LED패키지(220) -
회로기판(210) 0.37
접착부재(120) 0.1
보텀커버(100) 0.4
합계 2.34 (61%)
[표 1]을 참조하면, 제1실시예의 경우에는, 반사패턴시트(240)가 0.15mm의 두께, 확산플레이트(250)가 1.5mm의 두께를 갖고, 이 구성을 포함한 액정표시장치의 두께(액정패널의 두께 제외)는 3.83mm임을 알 수 있다.
반면에, [표 2]를 참조하면, 제2실시예의 경우에는, 복합패턴시트(290)가 0.17mm의 두께를 갖는데 즉 이를 구성하는 기재(291)는 0.15mm이며 중공입자(293)는 0.02mm이며, 이 구성을 포함한 액정표시장치의 두께(액정패널의 두께 제외)는 2.34mm이다. 이때, 렌즈패턴(292)은 기재 내부에 형성되므로 두께 산입에 적용되지 않는다.
이처럼, 제2실시예의 경우에는 복합패턴시트(290)의 두께가 0.17mm로서 이에 대응되는 제1실시예의 반사패턴시트(240) 및 확산플레이트(250)의 두께인 1.65mm(0.15mm+1.5mm)와 비교하여 월등하게 두께가 감소된다. 이로 인해, 제2실시예의 전체 두께(2.34mm)는 제1실시예의 전체 두께(3.83mm)를 기준으로 대략 61% 정도에 불과하게 되는바, 백라이트 유닛 및 액정표시장의 두께가 비약적으로 감소될 수 있다.
이처럼, 복합패턴시트(290)를 사용한 제2실시예에 따르면, 실질적으로 동일한 광특성을 확보하면서 초박형의 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 효과적으로 구현할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, LED패키지 상에 반사특성의 패턴(반사패턴이나 렌즈패턴)을 배치하고, 이 상부에 확산플레이트를 배치하거나 LED패키지 사이의 영역에 확산기능의 중공입자들을 배치함으로써 LED패키지 상부 방향으로의 출광을 감소시킬 수 있고 또한 광학거리를 감소시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 핫스팟과 같은 얼룩을 방지하여 화질을 개선하며 박형의 백라이트 및 액정표시장치를 구현할 수 있다.
더욱이, 렌즈패턴과 중공입자들을 구비한 단일의 복합패턴시트를 사용하는 경우에, 광특성을 유지하면서 두께를 비약적으로 감소시킬 수 있게 되므로, 고품위의 화질을 확보하면서 초박형의 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 구현할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
10: 액정표시장치 100: 보텀커버
120: 접착부재 200: 백라이트 유닛
210: 회로기판 220: LED패키지
230: 봉지층 240: 반사패턴시트
241: 기재 242: 반사패턴
250: 확산플레이트 260: 형광체시트
270: 광학시트 290: 복합패턴시트
291: 기재 292: 렌즈패턴
293: 중공입자 300: 액정패널
301: 제1기판 302: 제2기판
310: 패널 구동부 311: 회로필름
312: 디스플레이용 인쇄회로기판
313: 데이터IC 314: 타이밍제어회로
h1: LED패키지의 높이
h2: LED패키지 상의 봉지층 부분의 높이
h3: 복합패턴시트의 기재의 높이
w1: LED패키지의 폭
w2: 렌즈패턴의 폭
d: 렌즈패턴의 깊이

Claims (10)

  1. 회로기판 상면에 실장된 다수의 LED패키지와;
    상기 회로기판 상에 배치되어 상기 다수의 LED패키지를 덮는 봉지층과;
    상기 봉지층 상에 배치되며, 기재와, 상기 기재 상면에 상기 다수의 LED패키지 각각에 대응하며 기재 내부로 요입된 다수의 렌즈패턴과, 상기 기재 하면에 상기 LED패키지 사이의 영역에 대응하여 배치된 중공입자들을 포함하는 복합패턴시트로 구성되며,
    상기 중공입자들은 각각 공기층을 포함하는 중공과 상기 중공을 감싸는 쉘로 이루어진 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈패턴과 상기 중공입자들은 서로 중첩하지 않도록 배치된
    백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED패키지의 폭(w1)과 상기 렌즈패턴의 폭(w2)의 비율은, w2/w1 = 1.5~2.5인
    백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED패키지의 높이(h1)와 이 상부의 상기 봉지층 부분의 높이(h2)의 비율은, h2/h1 = 0.8~1.2인
    백라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재의 높이(h3)와 상기 렌즈패턴의 깊이(d)의 비율은, d/h3 = 0.4~0.6인
    백라이트 유닛.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈패턴은 원뿔, 다각뿔 또는 반구 형상을 갖는
    백라이트 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합패턴시트 상에 형광체시트
    를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  8. 회로기판 상면에 실장된 다수의 LED패키지와;
    상기 회로기판 상에 배치되어 상기 다수의 LED패키지를 덮는 봉지층과;
    상기 봉지층 위에 배치되며, 기재, 상기 기재 상면에 상기 다수의 LED패키지 각각에 대응하며 기재 내부로 요입된 다수의 렌즈패턴, 상기 기재 하면에 상기 LED패키지 사이의 영역에 대응하여 배치되고 공기층을 포함하는 중공과 상기 중공을 감싸는 쉘로 이루어진 다수의 중공입자들을 포함하는 복합패턴시트와;
    상기 복합패턴시트 상부에 배치된 액정패널을 포함하는 액정표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 쉘은 상기 중공의 공기층보다 높은 굴절률을 가진 백라이트 유닛.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 기재와 상기 봉지층은 일정 거리 이격되고 상기 중공입자들은 상기 기재와 상기 봉지층 사이의 빈공간에 배치되어 상기 기재의 하면 및 상기 봉지층의 상면과 접촉하는 백라이트 유닛.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD877147S1 (en) * 2014-07-04 2020-03-03 Sakai Display Products Corporation Image display
USD873822S1 (en) * 2014-07-04 2020-01-28 Sakai Display Products Corporation Image display
CN210244014U (zh) * 2019-05-30 2020-04-03 华为技术有限公司 一种背光模块、显示屏及移动终端
CN110531553B (zh) * 2019-08-28 2022-03-22 厦门天马微电子有限公司 一种背光模组、其制作方法及显示装置
KR20210047695A (ko) * 2019-10-22 2021-04-30 삼성전자주식회사 발광 다이오드와 백플레인과 이들을 포함하는 led 디스플레이
KR20210059553A (ko) * 2019-11-15 2021-05-25 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치
CN112987391A (zh) * 2019-12-16 2021-06-18 中强光电股份有限公司 光源模块及显示设备
KR20210084995A (ko) * 2019-12-30 2021-07-08 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치
WO2021221899A1 (en) * 2020-04-28 2021-11-04 Corning Incorporated Backlights including patterned reflectors

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100207142A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Chi Mei Lighting Technology Corp. Light-emitting diode light source module
US20130043496A1 (en) * 2010-01-29 2013-02-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lighting device

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1565767A4 (en) * 2002-11-25 2007-10-10 Fujifilm Corp ANTI-REFLEXIVE FILM, POLARIZATION PLATE AND FLIGHT CRYSTAL DISPLAY DEVICE
JP3983166B2 (ja) * 2002-12-26 2007-09-26 日東電工株式会社 光学素子及びこれを用いた偏光面光源並びにこれを用いた表示装置
CN2665747Y (zh) * 2003-06-30 2004-12-22 财团法人工业技术研究院 高可视性发光二极管面型光源调制装置与模块
KR20060000977A (ko) * 2004-06-30 2006-01-06 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치의 백라이트 유닛
WO2006080530A1 (ja) * 2005-01-31 2006-08-03 Toppan Printing Co., Ltd. 光学シートとそれを用いたバックライト・ユニットおよびディスプレイ
TWM302039U (en) * 2006-03-13 2006-12-01 Belletech Technology Co Ltd LED backlight module of display
US7784954B1 (en) * 2006-07-25 2010-08-31 Fusion Optix, Inc. Polarization sensitive light homogenizer
KR20080088821A (ko) * 2007-03-30 2008-10-06 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
ES2426926T3 (es) * 2007-05-10 2013-10-25 Koninklijke Philips N.V. Sistema de disposición de LED
US20090219509A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Hiroshi Nomura Optical sensor with enhanced reflectance
KR101301445B1 (ko) * 2008-12-30 2013-08-28 엘지디스플레이 주식회사 발광 다이오드 모듈 및 이를 구비한 백라이트 어셈블리
US9140831B2 (en) * 2010-09-16 2015-09-22 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Optical sheet, optical member, surface light source device, and liquid crystal display device
CN102683555A (zh) * 2011-03-07 2012-09-19 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管封装结构及封装方法
US9041046B2 (en) * 2011-03-15 2015-05-26 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Method and apparatus for a light source
EP2718970A2 (en) * 2011-06-10 2014-04-16 Koninklijke Philips N.V. Led array comprising scattering portions on the leds and method of manufacturing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100207142A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Chi Mei Lighting Technology Corp. Light-emitting diode light source module
US20130043496A1 (en) * 2010-01-29 2013-02-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lighting device

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