KR102487795B1 - 광원 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 표시 장치 - Google Patents

광원 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광원 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 표시 장치에 관한 발명으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지는, 서로 이격된 복수의 제1 홈을 갖는 프레임, 복수의 제1 홈에 각각 배치된 복수의 광원, 복수의 광원을 덮도록 복수의 제1 홈을 각각 채우는 복수의 제1 확산층 및 복수의 제1 홈 상에서, 복수의 제1 확산층을 덮는 제2 확산층을 포함하고, 프레임의 최상단부는 제2 확산층의 상면보다 높다. 따라서, 광원 패키지의 제1 확산층 및 제2 확산층이 복수의 광원으로부터의 광을 면 형상의 광으로 변환하여 에어 갭을 감소시키는 동시에 핫 스팟 무라 현상을 최소화하고, 슬림한 표시 장치를 구현할 수 있다.

Description

광원 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 표시 장치{LIGHT EMITTING PACKAGE, BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 광원 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 면발광이 가능한 광원 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD: liquid crystal display)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 넓다. 액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 영상을 표시하게 된다. 이를 위해, 액정 표시 장치는 매트릭스 형상으로 배열된 액정들과 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 빛의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 영상을 표시하게 된다. 액정 표시 장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 영상이 표시되는 액정 표시 패널의 배면에 광을 제공하는 백라이트 유닛(backlight unit)이 구비된다.
백라이트 유닛은 광원의 배치형상에 따라서, 액정표시장치의 바로 아래에 설치된 다수의 광원 패키지로부터의 광을 액정패널에 조사하는 직하형 방식(direct light type)과, 도광판(LGP:light guide panel)의 측벽에 설치된 다수의 광원 패키지로부터의 광을 액정패널에 전달하는 에지형 방식(edge light type)으로 크게 분류될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 면발광이 가능한 광원 패키지를 사용하여, 백라이트 유닛의 두께를 줄일 수 있는 광원 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광원이 시인되는 핫 스팟 무라(Hot-spot Mura) 현상을 개선하여 화질을 개선할 수 있는 광원 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지는, 서로 이격된 복수의 제1 홈을 갖는 프레임, 복수의 제1 홈에 각각 배치된 복수의 광원, 복수의 광원을 덮도록 복수의 제1 홈을 각각 채우는 복수의 제1 확산층 및 복수의 제1 홈 상에서, 복수의 제1 확산층을 덮는 제2 확산층을 포함하고, 프레임의 최상단부는 제2 확산층의 상면보다 높다. 따라서, 광원 패키지의 제1 확산층 및 제2 확산층이 복수의 광원으로부터의 광을 면 형상의 광으로 변환하여 에어 갭을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판 상에 실장된 복수의 면광원 패키지를 포함하고, 복수의 면광원 패키지 각각은, 복수의 점광원, 복수의 점광원이 각각 수납되는 복수의 제1 홈을 갖는 프레임, 복수의 제1 홈을 채우는 제1 봉지제 및 복수의 제1 홈 상의 제2 홈을 채우는 제2 봉지제를 포함하고, 인쇄회로기판의 상면으로부터 제2 봉지제 상면까지의 높이는, 인쇄회로기판의 상면으로부터 프레임의 최상단까지의 높이보다 낮다. 따라서, 복수의 점 광원 대신 복수의 면광원 패키지를 배치하므로, 점광원 배치 시 발생했던 핫 스팟 무라 현상을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널 및 표시 패널의 배면에 배치된 복수의 광원 패키지를 포함하고, 복수의 광원 패키지는 복수의 제1 홈을 갖는 프레임, 복수의 제1 홈 내에 배치된 복수의 광원, 복수의 광원을 둘러싼 복수의 제1 확산층 및 복수의 제1 확산층을 덮는 제2 확산층을 포함한다. 따라서, 면발광 광원으로 기능하는 복수의 광원 패키지를 배치하여 백라이트 유닛의 두께를 감소시키는 동시에, 표시 장치를 슬림하게 디자인할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 직하형 백라이트 유닛에서, 광원 패키지의 복수의 점광원으로부터 발광된 광을 면발광 광원으로 변환하여, 점광원 사용 시 핫 스팟 무라 현상을 개선하기 위해 필요했던 에어 갭을 최소화하여, 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 광원 패키지 내의 광원이 화면에 시인되는 핫 스팟 무라 현상을 개선하여, 화질을 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 확대 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지의 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 IIIb-IIIb'에 따른 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 표시 장치에서 에어 갭에 따른 핫 스팟 무라 레벨 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 에어 갭이 4mm인 경우, 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치에서 광원 패키지를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 패키지의 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지의 평면도이다.
도 7b는 도 7a의 VIIb-VIIb'에 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지에서 발광된 광의 파장별 세기를 측정한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 확대 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 확대 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 탑 케이스(110), 표시 패널(120), 백라이트 유닛(BLU), 커버 바텀(180)을 포함한다.
탑 케이스(110)는 표시 패널(120)을 외부로부터 보호한다. 탑 케이스(110)는 표시 패널(120)의 상부면 가장자리 및 표시 패널(120)의 측면을 덮도록 배치된다. 탑 케이스(110)는 수평부 및 수직부를 포함한다. 탑 케이스(110)의 수평부는 표시 패널(120)의 상부면 가장자리를 둘러싼다. 탑 케이스(110)의 수직부는 가이드 패널(130)로 둘러싸인 표시 패널(120)의 측면을 둘러싼다. 탑 케이스(110)는 표시 패널(120)을 보호하기 위해 강도가 강한 플라스틱 또는 금속 재질 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
표시 패널(120)은 영상을 표시하는 패널이다. 예를 들어, 표시 패널(120)은 액정의 광 투과율을 조절하여, 영상을 표시하는 액정 표시 패널(120)일 수 있다. 표시 패널(120)은 하부 기판, 하부 기판 상의 액정층 및 액정층 상의 상부 기판을 포함한다.
하부 기판에는 다수의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 화소가 정의된다. 각 화소의 교차점마다 박막 트랜지스터가 구비되어 각 화소에 형성된 화소 전극과 연결된다.
공통 전극은 화소 전극과 전계를 형성하여 액정을 제어한다. 액정층의 액정 배향 제어 방법에 따라, 공통 전극은 하부 기판 또는 상부 기판에 형성된다. 예를 들어, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드 등으로 액정을 제어하는 경우, 상부 기판에 공통 전극이 배치되고, 화소 전극과 공통 전극은 수직 전계를 형성하여 액정을 제어한다. FFS(Fringe Field Switching) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드 등으로 액정을 제어하는 하부 기판에 공통 전극이 배치되고, 화소 전극과 공통 전극은 수평 전계를 형성하여 액정을 제어한다.
상부 기판에는 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 배치된다. 백라이트 유닛(BLU)으로부터 발광된 광은 하부 기판과 상부 기판 사이의 액정층 및 컬러 필터를 통과하며 다양한 색상의 광으로 변환된다. 블랙 매트릭스는 하부 기판에 배치된 게이트 라인, 데이터 라인 또는 박막 트랜지스터 등이 시인되지 않도록 가릴 수 있다.
또한, 도 1에는 도시하지 않았으나, 표시 패널(120)의 전면 및 배면에는 편광판이 배치될 수 있다.
표시 패널(120)의 한 변을 따라 표시 패널(120)을 구동하기 위한 구동부(122)가 배치된다. 구동부(122)는 게이트 드라이버 IC 또는 데이터 드라이버 IC와 같은 다양한 IC 및 구동 회로 등을 포함한다. 구동부(122)는 게이트 라인 및 데이터 라인에 신호를 인가하여, 표시 패널(120)을 구동한다. 이때, 구동부(122)는 연결 부재(121)를 통해 표시 패널(120)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 연결 부재(121)는 COF(Chip On Film) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등 일 수 있다.
가이드 패널(130)은 표시 패널(120)의 하부에서 표시 패널(120)을 지지한다. 구체적으로, 가이드 패널(130)은 사각테 형상으로 형성되어, 표시 패널(120)의 하부면 가장자리를 지지한다. 가이드 패널(130)은 수직부 및 수평부를 포함한다. 가이드 패널(130)의 수직부는 표시 패널(120)의 측면을 둘러싸고, 탑 케이스(110)의 수직부에 접한다. 가이드 패널(130)의 수평부는 수직부로부터 돌출되어, 표시 패널(120)의 하부면 가장자리를 둘러싼다.
백라이트 유닛(BLU)은 표시 패널(120)에 광을 공급한다. 백라이트 유닛(BLU)은 복수의 광학 시트(140), 확산판(150), 복수의 광원 패키지(160) 및 인쇄 회로 기판(170)을 포함한다. 백라이트 유닛(BLU)은 직하형 방식의 백라이트 유닛(BLU)으로, 복수의 광원 패키지(160)가 표시 패널(120)의 하부에 배치된다.
직하형 방식의 백라이트 유닛(BLU)은, 복수의 광원 패키지(160)가 표시 패널(120)을 향하도록 구성되므로, 엣지형 방식의 백라이트 유닛보다 광원이 상대적으로 많이 배치된다. 그리고 직하형 방식의 백라이트 유닛(BLU)에서, 복수의 광원 패키지(160)는 개별적으로 구동될 수 있다. 이에, 직하형 방식의 백라이트 유닛(BLU)은 로컬 디밍 구동(local dimming driving)을 통한 우수한 명암비(contrast ratio)를 구현할 수 있다. 또한, 직하형 방식의 백라이트 유닛(BLU)은 밝은 화면이 표시되는 영역에 대응되는 광원 패키지(160)의 휘도를 더욱 더 높여, 밝은 화면과 어두운 화면의 명암비를 높이는 HDR(High Dynamic Range) 구동을 통해 고 휘도의 역동적인 영상을 구현할 수 있다.
복수의 광학 시트(140)는 복수의 광원 패키지(160)로부터 발광된 광을 확산 또는 집광하여 표시 패널(120)로 균일한 면 형상의 광이 입사되도록 한다. 복수의 광학 시트(140)는 확산 시트와 적어도 하나의 집광 시트 등을 포함할 수 있다.
확산판(150)은 복수의 광학 시트(140)와 복수의 광원 패키지(160) 사이에 배치된다. 확산판(150)은 복수의 광원 패키지(160)로부터 발광된 광을 확산시켜 복수의 광학 시트(140)에 광이 입사되도록 한다.
복수의 광원 패키지(160)는 백색 광을 발광한다. 복수의 광원 패키지(160)에서 발광된 광은 확산판(150) 및 복수의 광학 시트(140)를 통과하며, 표시 패널(120)에 전면에 고르게 공급된다. 구체적으로, 광원 패키지(160)는 표시 패널(120) 전면에 광이 고르게 공급되도록, 면발광 광원 패키지(160)로 기능할 수 있다. 광원 패키지(160)에 대한 보다 상세한 설명은 도 3a 및 도 3b를 참조하여 후술하기로 한다.
인쇄 회로 기판(170)에는 복수의 광원 패키지(160)가 실장된다. 인쇄 회로 기판(170)은 복수의 광원 패키지(160) 각각과 전기적으로 연결되어, 광원 패키지(160)에 전압을 인가한다.
커버 바텀(180)은 백라이트 유닛(BLU)을 수납한다. 또한, 커버 바텀(180)은 광원 패키지(160)에서 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있다. 이때, 커버 바텀(180)의 바닥면에는 광원 패키지(160)로부터의 광을 전면으로 반사시키기 위한 반사시트가 부착될 수 있다.
한편, 도 2에서는 도시를 생략하였으나, 탑 케이스(110)와 표시 패널(120) 사이, 표시 패널(120)과 가이드 패널(130) 사이, 가이드 패널(130)과 광학 시트(140) 사이, 확산판(150)과 커버 바텀(180) 사이에는 각각 접착을 위한 접착 테이프나 접착 물질, 또는 충격 흡수 등을 위한 패드 등이 더 배치될 수 있다.
이하에서는 광원 패키지(160)에 대한 상세한 설명을 위해 도 3a 및 도 3b를 함께 참조한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)의 평면도이다. 도 3b는 도 3a의 IIIb-IIIb'에 따른 단면도이다. 한편, 도 3a에서는 설명의 편의를 위해, 제1 확산층(166), 형광체(168), 제2 확산층(167) 및 비드(169)의 도시를 생략하였다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 광원 패키지(160)는 프레임(161), 복수의 광원(162), 복수의 제1 전극(163), 복수의 제2 전극(164), 와이어(165), 제1 확산층(166), 제2 확산층(167), 형광체(168) 및 비드(169)를 포함한다.
광원 패키지(160)는 면발광 광원 패키지(160)로 기능한다. 구체적으로, 광원 패키지(160)의 복수의 광원(162)으로부터 발광된 점 형상의 광은 면 형상의 광으로 변환될 수 있다. 그리고 광원 패키지(160)의 점 형상의 광원(162)으로부터의 광은 면 형상의 광으로 변환되어 표시 패널(120)의 전면에 고르게 공급될 수 있으므로, 핫 스팟 무라 현상이 개선될 수 있다.
이때, 본 명세서에서 핫 스팟 무라 현상은 광원(162)으로부터 발광된 점 형상의 광이 표시 패널(120) 전면으로 고르게 확산되는 대신, 광원(162)의 상부 중앙에 집중되어, 표시 패널(120)에서 광원(162)에 대응되는 영역은 과도하게 휘도가 높아지고, 다른 일부의 영역은 휘도가 낮아 표시 패널(120) 전체에서 얼룩이 발생하는 현상으로 정의될 수 있다.
프레임(161)에는 복수의 광원(162)이 수납되어, 복수의 광원(162)이 하나의 광원 패키지(160)를 이루도록 한다. 프레임(161)은 PPA(Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(Photo Sensitive Glass), 사파이어(Al2O3) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
프레임(161)은 복수의 제1 홈(161A)과 제2 홈(161B)을 갖고, 프레임(161) 내에 복수의 광원(162), 복수의 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167)이 배치된다.
먼저, 프레임(161)의 복수의 제1 홈(161A)은 서로 이격되어 프레임(161) 내에 형성된다. 복수의 제1 홈(161A) 내에 복수의 광원(162) 및 복수의 제1 확산층(166)이 각각 배치된다.
이때, 복수의 제1 홈(161A) 사이에는 돌출부(PP)가 배치된다. 돌출부(PP)는 복수의 제1 홈(161A)이 서로 이격되도록, 제1 홈(161A)과 제1 홈(161A) 사이에 배치된다. 그리고 도 3a 및 도 3b에서는 돌출부(PP)가 프레임(161)과 일체인 것으로 도시되었으나, 돌출부(PP)는 프레임(161)과 별도로 형성되어, 프레임(161) 내에 배치될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
프레임(161)의 제2 홈(161B)은 돌출부(PP)의 상면으로부터 프레임(161)의 최상단부까지 개구된 영역이다. 제2 홈(161B)은 복수의 제1 홈(161A) 및 돌출부(PP) 상의 영역이다. 그리고 제2 홈(161B) 내에 제2 확산층(167)이 배치된다.
이때, 복수의 제1 홈(161A)과 제2 홈(161B)은 서로 연통되나, 복수의 제1 홈(161A) 각각은 복수의 제1 확산층(166)으로 채워지고, 제2 홈(161B)은 제2 확산층(167)으로 채워진다.
한편, 프레임(161)의 제2 홈(161B) 내측의 측면은 경사면(IP)으로 이루어진다. 경사면(IP)의 밑변은 경사면(IP)의 윗변보다 프레임(161)의 중앙에 가깝도록 배치된다. 이에, 프레임(161)이 경사면(IP)을 갖도록, 프레임(161) 내에 형성된 제2 홈(161B)은 프레임(161)의 하부에서 프레임(161)의 상단을 향할수록 넓어지는 형상을 갖는다. 그러므로, 제2 홈(161B)은 프레임(161)의 최상단부에서 가장 넓은 면적을 가진다.
또한, 제2 홈(161B)이 프레임(161)의 최상단부에서 가장 넓은 면적을 가짐에 따라, 제2 홈(161B)을 채우는 제2 확산층(167)의 상면 또한 가장 넓은 면적을 가질 수 있다.
한편, 경사면(IP)에 의해, 프레임(161)의 강성을 저하시키지 않으면서도, 광원 패키지(160)의 최종 발광 면적 및 광 추출 효율이 향상될 수 있으며, 이에 대하여 도 3b를 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 프레임(161)은 광원 패키지(160)의 용도 및 설계에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 프레임(161)의 평면 형상은 사각형 외에 원형, 삼각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
광원(162)은 전압이 인가될 시, 광을 발광한다. 복수의 광원(162) 각각은 프레임(161)의 복수의 제1 홈(161A) 내에 배치된다. 예를 들어, 광원(162)은 광을 발광하는 소자인 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, LED는 수평형 구조로 구성될 수 있다. 수평형 구조의 LED는 발광층, 발광층 양측에서 수평으로 배치된 N형 전극 및 P형 전극을 포함한다. 수평형 구조의 LED는 N형 전극을 통해 발광층으로 공급된 전자와, P형 전극을 통해 발광층으로 공급된 정공이 결합하여 광을 발광할 수 있다.
수평형 구조의 LED인 광원(162)은 와이어(165)를 통해 N형 전극이 제1 전극(163) 또는 제2 전극(164) 중 어느 하나에 연결되고, P형 전극이 제1 전극(163) 또는 제2 전극(164) 중 다른 하나에 연결되어 전자와 정공을 공급받을 수 있다.
다만, LED는 수평형 구조 외에, 수직형, 플립칩 등 다양한 구조로 구성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, LED가 수직형 구조인 경우, 수직형 구조의 LED는 발광층, 발광층 상하에서 수직으로 배치된 N형 전극 및 P형 전극을 포함한다. 수직형 구조의 LED 또한 수평형 LED와 마찬가지로, 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)으로부터 공급된 전자 및 정공의 결합으로 광을 발광할 수 있다.
예를 들어, LED가 플립칩 구조인 경우, 플립칩 구조의 LED는 수평형 구조의 LED와 실질적으로 동일한 구조이다. 다만, 플립칩 구조의 LED는 LED의 N형 전극 및 P형 전극을 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)에 각각 연결하는 와이어(165)와 같은 매개체를 생략하고, 직접 인쇄 회로 기판(170)에 부착할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 광원 패키지(160) 내의 광원(162)이 수평형 구조의 LED 인 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 이에 제한되지 않는다.
한편, 광원(162)의 종류에 따라 광원(162)으로부터 다양한 색상의 광이 발광될 수 있다. 구체적으로, 광원(162)은 적색 광을 발광하는 적색 광원, 녹색 광을 발광하는 녹색 광원, 청색 광을 발광하는 청색 광원 등이 있다.
예를 들어, 적색 광을 발광하는 적색 광원은 600nm~700nm 파장 범위의 광을 발광하는 화합물 반도체로 이루어질 수 있다.
녹색 광을 발광하는 녹색 광원은 500nm~600nm 파장 범위의 광을 발광하는 화합물 반도체로 이루어질 수 있다.
청색 광을 발광하는 청색 광원은 380nm~500nm 파장 범위의 광을 발광하는 화합물 반도체로 이루어질 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 하나의 광원 패키지(160)의 복수의 광원(162)이 청색 광원인 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도 3a 및 도 3b에서는 하나의 광원 패키지(160)에서 4개의 광원(162)이 배치된 것으로 도시되었으나, 하나의 광원 패키지(160)에 배치된 광원(162)의 개수는 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 전극(163) 및 제2 전극(164)으로부터 광원(162)에 전압이 인가된다. 구체적으로, 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)은 와이어(165)를 통해 광원(162)과 전기적으로 연결된다. 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)은 전도성이 우수한 구리 또는 알루미늄 등의 금속 물질로 이루어질 수 있다.
제1 전극(163) 및 제2 전극(164)은 서로 이격되어 프레임(161) 내에 배치된다. 구체적으로, 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)의 일부분은 프레임(161) 내의 제1 홈(161A)의 바닥면에 배치되고, 제1 전극(163) 상에 광원(162)이 배치된다. 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)의 나머지 부분은 프레임(161)을 관통하여 프레임(161)의 외측으로 돌출된다. 프레임(161)의 외측으로 돌출된 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)의 나머지 부분은 인쇄 회로 기판(170)에 연결되어, 전압을 공급받을 수 있다.
한편, 복수의 광원(162) 각각은 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)을 공유하지 않고, 하나의 광원(162)에 개별적으로 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)이 연결된다. 예를 들어, 광원 패키지(160) 내에 4개의 광원(162)이 배치된 경우, 4개의 광원(162) 각각에 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)이 연결되어, 4개의 제1 전극(163) 및 4개의 제2 전극(164)이 배치될 수 있다. 따라서, 하나의 광원 패키지(160) 내의 복수의 광원(162)은 서로 분리된 제1 전극(163) 및 제2 전극(164)을 통해 개별적으로 구동될 수 있다.
제1 확산층(166)은 복수의 광원(162)으로부터 발광된 광을 확산시킨다. 제1 확산층(166)은 복수의 제1 홈(161A) 내에 배치된 광원(162)을 덮도록 배치된다. 제1 확산층(166)은 투광성 에폭시 또는 실리콘으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한편, 제1 확산층(166)은 복수의 제1 홈(161A)을 채우며, 제1 봉지제로 기능할 수 있다. 제1 확산층(166)은 복수의 광원(162)을 물리적으로 보호하고, 제1 확산층(166) 내에 형광체(168) 등이 분포된 경우, 형광체(168)를 수분 등으로부터 보호할 수 있다.
제1 확산층(166) 내에 형광체(168)가 분포된다. 형광체(168)는 광원(162)에서 발광된 광을 흡수하여 다른 파장의 광을 발광한다. 형광체(168)는 광원(162)에서 발광된 광의 색상에 따라, 특정 종류의 형광체(168) 또는 여러 종류의 형광체(168)가 제1 확산층(166) 내에 분포될 수 있다. 이때, 형광체(168)에서 발광된 광과 광원(162)에서 발광된 광의 합은 백색 광일 수 있다.
예를 들어, 상술한 바와 같이, 광원(162)이 청색 광을 발광할 경우, 형광체(168)는 녹색 형광체 및 적색 형광체로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 녹색 형광체는 500nm~590nm의 파장 범위의 광을 발광하는 형광체로, (SrBaMg)2SiO4:Eu, Al5Lu3O12: Ce, (SrBaMg)2SiO4:Eu, A3B2Al5O12Cy, Y3Al5O12:Ce, La3Si6N11:Ce, (SrBaEu)2SiO4:Eu, β-Sialon: Si6-zAlzOzN8-z:Eu, Lu3Al5O12:Ce, (Lu, Gd)3Al5O12:Ce, Y3Al5O12:Ce 중 1종이상 선택된 것을 특징으로 하는 복합 형광체일 수 있다.
적색 형광체는 590nm~700nm의 파장 범위의 광을 발광하는 형광체로, (SrBaMg)3SiO5:Eu, (SrCa)AlSiN3:Eu, CaAlSiN3:Eu, MyM'z(Si,B,Al)5OxN8-x:Eu, MSi1-zAlzOzN2-z:Eu, α-Sialon: CaxEuy(Si,Al)12(O,N)16, S-CaAlSiN, CaAlSiN, (SrCa)AlSiN3:Eu, K2Si1 - xF6:Mnx 중 1종이상 선택된 것을 특징으로 하는 복합 형광체일 수 있다.
한편, 도 3b에서는 형광체(168)가 제1 확산층(166) 내에 분포된 것으로 도시되었으나, 형광체(168)는 제2 확산층(167) 내에만 분포되거나, 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167) 둘 다에 분포될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
또한, 복수의 광원(162)에서 발광된 광의 색상에 따라 형광체(168)의 종류 또한 달라질 수 있다. 예를 들어, 형광체(168)에서 발광된 광과 광원(162)에서 발광된 광의 합은 백색 광이라면, 광원(162)의 종류 및 형광체(168)의 종류는 다양하게 변경될 수 있다.
제2 확산층(167)은 복수의 광원(162)으로부터 발광된 광을 확산시킨다. 구체적으로, 제2 확산층(167)은 제1 확산층(166)을 통과하며 1차적으로 확산된 광을 광원 패키지(160)의 전면이자 제2 확산층(167) 전체로 확산시킨다.
한편, 제2 확산층(167)의 상면은 프레임(161) 내측에 배치되고, 프레임(161) 외측으로 돌출되지 않는다. 제2 확산층(167)의 상면은 제2 홈(161B) 내에 배치된다.
예를 들어, 프레임(161)의 바닥면으로부터 프레임(161)의 최상단부까지의 높이를 제1 높이(H1)로 가정하고, 프레임(161)의 바닥면으로부터 제2 확산층(167)의 상면까지의 높이를 제2 높이(H2)로 가정하면, 제1 높이(H1)는 제2 높이(H2)보다 높다. 따라서, 프레임(161)의 최상단부는 제2 확산층(167)의 상면보다 높게 형성될 수 있다.
만약, 제2 확산층(167)의 상면이 프레임(161)의 외측이자 제2 홈(161B)의 외측으로 돌출되어 제2 높이(H2)가 제1 높이(H1)보다 더 높은 경우, 제2 확산층(167)의 상면은 평평한 형상을 가지더라도, 제2 확산층(167)은 광의 지향각을 넓히는 렌즈로 기능할 수도 있다. 또한, 제2 확산층(167)의 상면이 프레임(161)의 최상단부보다 높게 형성되도록 설계된 경우, 제2 확산층(167)의 상면은 표면 장력 등에 의해 평평하게 형성되기 어렵고, 볼록하게 형성되어 렌즈와 같은 형상으로 형성될 수도 있다. 따라서, 제2 확산층(167)의 상면이 프레임(161)의 외측으로 돌출된 경우, 제2 확산층(167)이 광원 패키지(160)의 광의 지향각을 넓히도록 기능하여, 빛샘이 증가하는 할로우(Halo) 현상이 발생할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)에서는 제2 확산층(167)의 상면이 프레임(161)의 외측으로 돌출되지 않도록, 제2 확산층(167)의 상면을 프레임(161)의 최상단부보다 낮게 형성하여 할로우 현상을 개선할 수 있다.
제2 확산층(167)은 복수의 제1 확산층(166)의 상부에서, 복수의 제1 확산층(166)을 덮도록 배치된다. 제2 확산층(167)의 상면은 볼록하지 않고, 평평하게 형성될 수 있다. 즉, 제2 확산층(167) 상면의 중앙부는 제2 확산층(167) 상면의 모서리와 동일한 높이로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제2 확산층(167)의 상면이 볼록하게 형성될수록, 복수의 광원(162)에서 발광된 광의 지향각은 넓어지게 된다. 그리고 로컬 디밍 구동 또는 HDR 구동과 같이 복수의 광원 패키지(160) 중 일부의 광원 패키지(160)만 구동하는 경우, 지향각이 넓게 구성된 광원 패키지(160)로부터의 광은 다른 영역에까지 확산될 수 있다. 따라서, 제2 확산층(167)의 상면이 볼록하게 형성된 경우, 즉, 제2 확산층(167)의 상면이 볼록 렌즈 형상으로 형성된 경우, 빛샘이 증가하는 할로우 현상이 발생하여 영상의 화질이 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)는 제2 확산층(167)의 상면을 평평하게 형성하여, 광의 지향각을 과도하게 넓히지 않고, 할로우 현상을 개선할 수 있다.
한편, 제2 확산층(167)은 투광성 에폭시 또는 실리콘으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제2 확산층(167)은 프레임(161)의 제2 홈(161B)을 채우며, 제2 봉지제로 기능할 수 있다. 제2 확산층(167)은 복수의 광원(162)을 물리적으로 보호하고, 제2 확산층(167) 또는 제2 확산층(167) 하부에 배치된 제1 확산층(166) 내에 분포된 형광체(168) 등을 수분 등으로부터 보호할 수 있다.
제2 확산층(167) 내에 비드(169)가 분포된다. 비드(169)는 복수의 광원(162)으로부터 발광된 광의 경로를 표시 패널(120) 측으로 변경시킨다. 즉, 비드(169)는 제1 확산층(166)으로부터의 광을 제2 확산층(167) 전면으로 확산시킨다. 비드(169)는 복수의 광원(162)으로부터 발광된 광의 경로를 바꿔줄 수 있고, 제2 확산층(167)보다 굴절률이 큰 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 비드(169)는 정형 및 부정형 형상으로 1um~40um의 직경을 갖고, 1.2~2.5의 굴절률을 가질 수 있다. 그리고 비드(169)는 PMMA(Polymethyl Methacrylate), PS(Polystyrene), 실리콘, PBMA(Polybuthyl Methacrylate), TiO, Nylon 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한편, 도 3b에서는 비드(169)가 제2 확산층(167) 내에 분포된 것으로 도시되었으나, 비드(169)는 제1 확산층(166) 내에만 분포될 수도 있고, 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167) 둘 다에 분포될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
한편, 광원 패키지(160)의 복수의 광원(162)에서 각각 발광된 점 형상의 광은 제1 확산층(166)을 통과하며, 1차 발광 영역(EA1)으로 확산된다. 1차 발광 영역(EA1)은 복수의 광원(162)으로부터 발광된 광이 제1 확산층(166)에 의해 확산된 영역이다. 1차 발광 영역(EA1)은 제1 확산층(166)이자 제1 홈(161A)에 중첩하는 영역이다.
이어서, 1차 발광 영역(EA1)으로 확산된 광은 제2 확산층(167)을 통과하며, 2차 발광 영역(EA2)으로 확산되고, 발광 영역이 확대될 수 있다. 2차 발광 영역(EA2)은 1차 발광 영역(EA1)의 광이 제2 확산층(167)에 의해 확산된 영역이다. 그리고 2차 발광 영역(EA2)은 제2 확산층(167)으로 채워진 제2 홈(161B)에 중첩하는 영역이다. 즉, 2차 발광 영역(EA2)은 제2 홈(161B)에 의해 프레임(161)의 개구된 영역에 중첩하는 영역이다.
이때, 제2 홈(161B)의 내측 측면이 경사면(IP)으로 이루어짐에 따라, 제2 홈(161B)의 최상단부이자, 프레임(161)의 최상단부에서, 프레임(161)은 가장 넓은 개구 영역을 갖는다. 그러므로, 프레임(161)의 경사면(IP)에 의해, 2차 발광 영역(EA2) 또한 넓어질 수 있고, 광원 패키지(160)의 최종 발광 면적 또한 넓어질 수 있다.
다만, 2차 발광 영역(EA2)을 넓히기 위해, 제2 홈(161B)의 내측 측면을 경사면(IP)이 아닌 프레임(161)의 바닥면에 수직하게 형성한 경우, 제2 홈(161B)을 둘러싼 프레임(161)의 일 부분은 얇은 두께를 가진다. 이러한 경우, 제2 홈(161B)에 중첩하는 제2 발광 영역(EA2)은 넓게 형성될 수 있지만, 제2 홈(161B)을 둘러싼 프레임(161)의 일부분은 얇은 두께를 가져 프레임(161)의 강성이 저하되고, 프레임(161)의 손상 문제가 발생할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)에서는 제2 홈(161B)의 내측 측면을 경사면(IP)으로 형성하여, 프레임(161)의 일부분의 두께가 모두 얇은 두께를 가지지 않고 일부만 얇은 두께를 가져, 제2 홈(161B)에서 프레임(161)의 내측 측면을 수직으로 형성하는 경우보다 강성을 확보할 수 있다.
또한, 제2 확산층(167)에 의해 2차 발광 영역(EA2)으로 확산된 광 중, 일부의 광은 광원 패키지(160)의 외측으로 향할 수 있다. 그리고 광원 패키지(160)에서 발광된 광은 광원 패키지(160)의 상부에 집중되어야 하나, 광원 패키지(160)의 외측으로 향하는 일부의 광으로 인해, 광원 패키지(160)의 효율이 저하될 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)에서 광원 패키지(160)의 외측으로 향하던 일부의 광은 경사면(IP)에 의해 다시 광원 패키지(160)의 상부로 반사될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 다른 광원 패키지(160)는 내측에 경사면(IP)이 형성됨에 따라, 광원 패키지(160)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 돌출부(PP)의 상면은 경사면(IP)의 밑변과 동일하거나 낮은 높이에 배치된다. 예를 들어, 제1 홈(161A)의 바닥면으로부터 돌출부(PP)의 상면까지의 높이를 제3 높이(H3)로 가정하고, 제1 홈(161A)의 바닥면으로부터 제2 홈(161B)의 내측 측면인 경사면(IP)의 밑변까지의 높이를 제4 높이(H4)로 가정하면, 제3 높이(H3)는 제4 높이(H4)와 동일하거나 낮을 수 있다.
만약, 돌출부(PP)의 상면이 경사면(IP)의 밑변보다 높게 배치된 경우, 돌출부(PP)는 제2 확산층(167) 내부에까지 배치되어, 제2 확산층(167) 내에서 광이 확산되는 것을 방해할 수 있다. 구체적으로, 제2 확산층(167) 내에까지 돌출부(PP)가 돌출된 경우, 제2 확산층(167) 전면으로 진행하는 제1 확산층(166)으로부터의 광은 돌출부(PP)에 의해 반사되거나, 진행을 방해 받아, 제2 확산층(167) 전체로 광이 확산되기 어려울 수 있다.
또한, 돌출부(PP)의 상면이 경사면(IP)의 밑변보다 높게 배치된 경우, 돌출부(PP)에 중첩하는 제2 확산층(167)의 일부 영역은 돌출부(PP)에 중첩하지 않는 제2 확산층(167)의 나머지 영역과 비교하여, 두께가 얇아질 수 있다. 제2 확산층(167)의 일부 영역이 나머지 영역보다 얇은 두께를 가짐에 따라, 제2 확산층(167)의 전체로 광이 확산되기 전에, 제2 확산층(167)의 외부로 광이 진행할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)는 돌출부(PP)가 제2 확산층(167) 내에서 광의 확산을 방해하지 않도록, 돌출부(PP)의 상면이 경사면(IP)의 밑변과 동일하거나 낮은 높이를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)는 돌출부(PP)가 복수의 제1 홈(161A)이 서로 이격되도록 하면서, 제2 확산층(167)에서의 광의 진행을 방해하지 않도록 형성됨에 따라, 제2 확산층(167)의 전면으로 광이 고르게 확산될 수 있고, 휘도가 균일한 면 형상의 광을 구현할 수 있다.
따라서, 광원 패키지(160) 내에 배치된 복수의 광원(162)으로부터 발광된 광은 제1 확산층(166)에서 1차 발광 영역(EA1)으로 확산되고, 제2 확산층(167)에서 2차 발광 영역(EA2)으로 확산되어, 하나의 면 형상의 광으로 구현될 수 있다. 그리고 2차 발광 영역(EA2)으로 확산된 광은 제2 확산층(167)에 분포된 비드(169)에 의해 표시 패널(120) 측으로 경로가 변경될 수 있다. 따라서, 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167)은 복수의 광원(162)에서 발광되어 제1 확산층(166)을 통과한 광을 광원 패키지(160) 전면으로 진행시켜, 균일한 면광원을 공급하는 확산판(150) 및 도광판으로 기능할 수 있다.
다만, 도 3b에서는 1차 발광 영역(EA1)이 제1 확산층(166)에 중첩하는 영역인 것으로 도시되었으나, 1차 발광 영역(EA1)은 제1 확산층(166)에 중첩하는 영역으로부터 더 확장된 영역일 수 있다.
또한, 도 3b에서는 하나의 광원 패키지(160)에서 서로 인접한 광원(162)에 대한 2차 발광 영역(EA2)이 서로 중첩하지 않는 것으로 도시되었으나, 실시예들에 따라 서로 인접하는 광원(162)에 대한 2차 발광 영역(EA2)이 중첩할 수 있다.
정리하면, 광원 패키지(160)의 복수의 광원(162)에서 각각 발광된 점 형상의 광은 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167)을 거치며, 면 형상의 광으로 변환될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)는 복수의 광원(162)으로부터 발광된 점 형상의 광을 면 형상의 광으로 구현하여, 면발광 광원 패키지(160)로 기능할 수 있다.
도 2를 다시 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)를 포함하는 백라이트 유닛(BLU) 및 이를 이용한 표시 장치는 에어 갭(AG)을 최소화할 수 있다. 에어 갭(AG)은 확산판(150)에서 광원 패키지(160) 사이의 이격 거리로, 에어 갭(AG)이 일정 수치 이상 확보되지 않으면, 핫 스팟 무라 현상이 발생하는 문제점이 있다. 즉, 에어 갭(AG)이 작을 수록, 광원(162)으로부터 발광된 광이 광원(162)의 상부 중앙에 집중되어 핫 스팟 무라 현상이 발생할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)는 점 형상의 광을 면 형상의 광으로 변환하여 표시 패널(120)로 공급하므로, 에어 갭(AG)을 작게 하더라도 핫 스팟 무라 현상이 최소화될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)를 포함하는 표시 장치(100)는 에어 갭(AG)이 감소됨에 따라, 표시 장치(100)의 두께 또한 감소될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 에어 갭(AG)을 최소화하고, 핫 스팟 무라 현상을 개선하는 효과에 대하여 도 4, 도 5a 및 도 5b를 함께 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 비교예에 따른 표시 장치에서 에어 갭에 따른 핫 스팟 무라 레벨 그래프이다. 도 5a는 에어 갭이 4mm인 경우, 비교예에 표시 장치에서 광원 패키지를 나타낸 도면이다. 도 5b는 에어 갭이 4mm인 경우, 실시예에 따른 표시 장치에서 광원 패키지를 나타낸 도면이다. 비교예에 따른 광원 패키지는 도 3b의 광원 패키지(160)의 구조에서 제2 확산층(167) 및 비드(169)가 배치되지 않은 광원 패키지이다. 실시예에 따른 광원 패키지는 도 3b의 광원 패키지(160)의 구조와 동일하다.
도 4를 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치에서 에어 갭(AG)이 상대적으로 작은 경우 도 4에 도시된 바와 같이 점 광원의 형상이 시인되는 핫 스팟 무라 현상이 심화된다. 예를 들어, 도 5a를 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치에서 에어 갭(AG)을 4mm로 설정한 경우, 광원 패키지의 광원 각각의 형상이 표시 장치에서 시인된다.
예를 들어, 에어 갭(AG)이 최소 10mm 이상이 되도록 하는 경우, 점 형상의 광원이 시인되지 않고, 점 형상의 광원이 면 형상의 광원처럼 기능하여 핫 스팟 무라 현상이 개선될 수 있다.
다만, 에어 갭(AG)이 증가하면 표시 장치의 전체 두께 또한 증가하게 되므로, 직하형 구조의 백라이트 유닛의 두께가 증가하게 되고, 표시 장치의 슬림화에 한계가 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 점 형상의 광을 면 형상의 광으로 변환하여, 에어 갭(AG)을 감소시킬 수 있고, 핫 스팟 무라 현상을 개선할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)는 프레임(161) 내에 복수의 광원(162)이 배치되고, 복수의 광원(162)을 덮는 복수의 제1 확산층(166) 및 복수의 제1 확산층(166)을 덮는 제2 확산층(167)을 포함한다. 그리고 복수의 광원(162) 각각에서 점 형상으로 발광된 광은 제1 확산층(166)을 통과하며 1차 발광 영역(EA1)으로 확산되고, 제2 확산층(167)을 통과하며 1차 발광 영역(EA1)보다 더 넓은 2차 발광 영역(EA2)으로 확산된다. 즉, 복수의 광원(162) 각각에서 발광된 점 형상의 광은 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167)을 지나며 면 형상의 광으로 변환된다. 그리고 제2 확산층(167)에 분포된 비드(169)는 제2 확산층(167)으로 입사된 광을 제2 확산층(167) 전면으로 확산시키는 동시에, 광을 광원 패키지(160)의 전면, 즉 표시 패널(120)측으로 경로를 변경시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는, 점 형상의 광원으로부터 발광된 광을 면 형상의 광으로 변환하여, 에어 갭(AG)을 감소시켜도 핫 스팟 무라를 개선할 수 있다. 또한, 에어 갭(AG)을 감소시킴에 따라, 백라이트 유닛(BLU)의 두께를 감소시키고, 슬림한 디자인의 표시 장치(100) 구현이 가능할 수 있다.
예를 들어, 도 5b를 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치에서 에어 갭(AG)을 4mm로 설정하여도, 광원 패키지의 광원 각각의 형상이 시인되지 않는다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 로컬 디밍 구동이나, HDR 구동 중에 발생하는 할로우 현상을 개선하여 영상의 화질을 개선할 수 있다. 먼저, 로컬 디밍 구동 및 HDR 구동은 복수의 광원 패키지(160) 중 일부의 광원 패키지(160)만 구동하거나, 일부의 광원 패키지(160)를 고휘도로 구동함에 따라 할로우 현상인 빛샘 문제가 발생할 수 있다. 이때, 광원 패키지(160)의 복수의 광원(162)에서 발광된 광의 지향각이 넓을수록, 일부의 광원 패키지(160)로부터의 광이 다른 영역으로까지 많이 확산되어, 할로우 현상이 발생할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)는 프레임(161) 내에 복수의 광원(162)이 배치되고, 복수의 광원(162)을 덮는 복수의 제1 확산층(166) 및 복수의 제2 확산층(167)을 덮는 제2 확산층(167)을 포함한다. 그리고 제2 확산층(167)의 상면은 볼록하지 않고, 평평하게 형성된다. 제2 확산층(167)의 상면이 평평하게 형성됨에 따라, 제2 확산층(167)은 광원 패키지(160)의 복수의 광원(162)에서 발광된 광의 지향각을 과도하게 넓어지지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)에서, 제2 확산층(167)의 상면을 평평하게 형성하여, 제2 확산층(167)은 광의 지향각을 넓히는 렌즈와 같은 기능을 하는 대신, 도광 및 확산의 기능을 수행하여 점 형상의 광원(162)으로부터 발광된 광을 면 형상의 광으로 변환할 수 있다.
또한, 제2 확산층(167)은 프레임(161)의 최상단부보다 낮게 형성된다. 제2 확산층(167)은 프레임(161)의 제2 홈(161B) 내에 배치되어, 프레임(161)의 외측으로 돌출되지 않는다. 만약, 프레임(161)의 바닥면으로부터 제2 확산층(167)의 상면까지의 높이가, 프레임(161)의 바닥면으로부터 프레임(161)의 최상단부까지의 높이보다 높게 형성되어, 제2 확산층(167)이 프레임(161)의 외측으로 돌출된 경우, 제2 확산층(167)의 상면은 평평한 형상을 가지더라도, 제2 확산층(167)은 광의 지향각을 넓히는 렌즈로 기능하여 할로우 현상이 발생할 수 있다. 또한, 제2 확산층(167)의 상면이 프레임(161)의 외측으로 돌출되도록 설계된 경우, 표면 장력 등에 의해 제2 확산층(167)의 상면은 평평하게 형성되기 어렵고, 볼록하게 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)는 제2 확산층(167)의 상면이 프레임(161)의 최상단부보다 낮게 형성되도록 설계함에 따라, 제2 확산층(167)의 상면이 볼록하게 형성될 가능성을 최소화할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지(160)는 제2 확산층(167)의 상면을 평평하게 형성하고, 제2 확산층(167)의 상면을 프레임(161)의 최상단부보다 낮게 형성하여, 광원 패키지(160)에서 광의 지향각을 과도하게 넓히지 않고, 할로우 현상을 개선하여 고화질의 영상을 표시할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 패키지의 단면도이다. 도 6에 도시된 광원 패키지(660)는 도 1 내지 도 3b에 도시된 광원 패키지(160)와 비교하여 형광체(668)의 배치가 상이하다는 것을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 패키지(660)는 제2 확산층(167) 내에 형광체(668)가 분포된다. 형광체(668)는 복수의 광원(162)에서 발광된 광을 흡수하여 다른 파장의 광을 발광한다. 복수의 광원(162)에서 발광된 광과 형광체(668)에서 발광된 광에 의해 백색 광이 구현될 수 있다.
프레임(161)의 복수의 제1 홈(161A)에 배치된 복수의 광원(162) 각각에서 발광된 광은 제1 확산층(166)을 통과하며 1차 발광 영역(EA1)으로 확산된다. 그리고 1차 발광 영역(EA1)으로 확산된 광은 제2 확산층(167)을 통과하며 2차 발광 영역(EA2)으로 확산된다. 제2 확산층(167) 내에 분포된 형광체(668)는 2차 발광 영역(EA2), 즉 제2 확산층(167)의 전면으로 확산된 광을 흡수하여 광을 발광할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 패키지(660)는 제2 확산층(167) 내에 형광체(668)가 분포된다. 광원 패키지(660)의 복수의 광원(162)에서 발광된 광은 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167)을 통과하며, 광원 패키지(660)의 전면으로 확산된다. 그리고 제2 확산층(167) 내에 분포된 형광체(668)는 광원(162)에서 발광된 광을 흡수하여 다른 파장의 광을 발광한다. 광원 패키지(660)는 복수의 광원(162)에서 발광된 광과 형광체(668)에서 발광된 광으로부터 백색 광이 구현되고, 백색 광이 표시 패널(120) 측으로 공급될 수 있다. 따라서, 형광체(668)가 제2 확산층(167) 내에 분포되더라도 복수의 광원(162)으로부터 발광된 광은 제2 확산층(167) 전체로 확산될 수 있으므로, 제2 확산층(167) 내의 형광체(668)는 광원(162)의 광을 흡수하여 다른 파장의 광을 발광할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 패키지(660)는 형광체(668)의 분포 위치에 제한되지 않고, 백색 광을 표시 패널(120)로 공급할 수 있으므로, 광원 패키지(660)의 설계 자유도가 높아질 수 있다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지의 평면도이다. 도 7b는 도 7a의 VIIb-VIIb'에 따른 단면도이다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 광원 패키지(760)는 도 1 내지 도 3b에 도시된 광원 패키지(160)와 비교하여 광원이 상이하다는 것을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
도 7a를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(760)는 광원 패키지(760) 내에 서로 다른 색상의 광을 발광하는 광원(762a, 762b, 762c)이 배치된다. 구체적으로, 광원 패키지(760) 내에 복수의 광원(762a, 762b, 762c)이 배치되고, 복수의 광원은 제1 색의 광을 발광하는 제1 광원(762a), 제2 색의 광을 발광하는 제2 광원(762b) 및 제3 색의 광을 발광하는 제3 광원(762c)으로 이루어진다. 그리고 하나의 광원 패키지(760) 내에 배치된 복수의 광원(762a, 762b, 762c) 각각으로부터 발광된 광의 합은 백색 광일 수 있다.
예를 들어, 제1 광원(762a) 내지 제3 광원(762c) 중 하나는 600nm~700nm 파장 범위의 광인 적색 광을 발광하는 화합물 반도체로 이루어진 적색 광원일 수 있다.
제1 광원(762a) 내지 제3 광원(762c) 중 다른 하나는 500nm~600nm 파장 범위의 광인 녹색 광을 발광하는 화합물 반도체로 이루어진 녹색 광원일 수 있다.
제1 광원(762a) 내지 제3 광원(762c) 중 나머지는 380nm~500nm 파장 범위의 광인 청색 광을 발광하는 화합물 반도체로 이루어진 청색 광원일 수 있다.
한편, 광원 패키지(760) 내에서 특정 광원(762a, 762b, 762c)의 효율에 기초하여 제1 광원(762a), 제2 광원(762b) 및 제3 광원(762c)의 비율을 설계하여 백색 광을 구현할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(762a)의 효율이 제2 광원(762b) 및 제3 광원(762c)의 효율보다 좋지 않은 경우, 하나의 광원 패키지(760) 내에서 제1 광원(762a)을 2개, 제2 광원(762b)을 1개, 제3 광원(762c)을 1개 배치하여 백색 광을 구현할 수 있다.
또한, 도 7a에서는 하나의 광원 패키지(760) 내에 4개의 광원이 배치된 것으로 도시되었으나, 광원 패키지(760) 내에 광원의 개수는 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 하나의 광원 패키지(760) 내에 6개의 광원이 배치될 수 있고, 제1 광원(762a), 제2 광원(762b) 및 제3 광원(762c)은 각각 2개씩 배치될 수 있다.
그리고 복수의 광원 패키지(760)로 이루어진 백라이트 유닛(BLU)에서, 복수의 광원 패키지(760) 각각에 배치된 복수의 광원(762a, 762b, 762c) 전체에 대한 비율을 설계할 수 있다. 예를 들어, 복수의 광원 패키지(760) 중 일부의 광원 패키지(760)는 제1 광원(762a)이 제2 광원(762b) 및 제3 광원(762c)보다 더 많이 배치되고, 다른 일부의 광원 패키지(760)는 제2 광원(762b)이 제1 광원(762a) 및 제3 광원(762c)보다 더 많이 배치되고, 나머지 광원 패키지(760)는 제3 광원(762c)이 제1 광원(762a) 및 제2 광원(762b)보다 더 많이 배치될 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛(BLU) 내의 복수의 광원 패키지(760) 각각은 특정 색에 가까운 백색 광이 구현될 수 있지만, 백라이트 유닛(BLU) 전체 영역에서는 백색 광이 구현될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(760)에는 형광체(168, 668)가 배치되지 않는다. 만약, 하나의 광원 패키지(760)에 동일한 색상의 광을 발광하는 광원 한 종류만 배치되는 경우, 백색 광을 구현하기 위해 형광체(168, 668)가 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(760)는 서로 다른 색상의 광을 발광하는 광원(762a, 762b, 762c)이 배치되어, 백색 광이 구현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 광원 패키지(760)에서 제1 광원(762a)으로부터 발광된 광은 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167)을 통과하며 제2 확산층(167) 전면으로 확산될 수 있다. 마찬가지로, 제2 광원(762b)으로부터 발광된 광 및 제3 광원(762c)으로부터 발광된 광도 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167)을 통과하며 제2 확산층(167) 전면으로 확산될 수 있다. 이에, 광원 패키지(760)에서는 제2 확산층(167) 전면으로 고르게 확산된 제1 광원(762a)의 광, 제2 광원(762b)의 광 및 제3 광원(762c)의 광이 혼합되어 백색 광이 구현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(760)에는 서로 다른 색의 광을 발광하는 제1 광원(762a), 제2 광원(762b) 및 제3 광원(762c)이 배치되어 백색 광을 구현할 수 있다. 이때, 광원 패키지(760)가 서로 다른 색의 광을 발광하는 광원들(762a, 762b, 762c), 예를 들어, 청색 광원, 녹색 광원 및 적색 광원을 포함함에 따라 고색재현이 가능할 수 있다. 고색재현 효과에 대해, 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지에서 발광된 광의 파장별 세기를 측정한 그래프이다. 도 8을 참조하면, 가로축은 도 7a 및 도 7b에 도시된 광원 패키지(760)에서 발광된 광의 파장을 나타내고, 세로축은 상대적인 광의 세기를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 광원 패키지(760)에서 발광된 광을 측정한 결과, 청색 광의 파장 범위인 380nm~500nm 파장 범위 중 약 450nm에서 피크를 가진다. 그리고 녹색 광의 파장 범위인 500nm~600nm 파장 범위 중 약 520nm에서 피크를 가진다. 마지막으로 적색 광의 파장 범위인 600nm~700nm 파장 범위 중 약 620nm에서 피크를 가진다. 이때, 450nm에서 청색 광의 세기, 520nm에서 녹색 광의 세기 및 620nm에서 적색 광의 세기는 유사하다. 따라서, 하나의 광원 패키지(760)의 제1 광원(762a), 제2 광원(762b) 및 제3 광원(762c)에서 각각 발광된 광의 합으로부터 고순도의 백색 광이 구현될 수 있다.
예를 들어, 광원 패키지(760)에서 특정한 색의 광을 발광하는 복수의 광원만이 배치된 경우, 특정 색의 파장 범위에서만 피크가 높게 나오고, 다른 색의 파장 범위에서는 피크가 낮게 나올 수도 있다. 이러한 경우, 광원 패키지(760)에서 구현된 백색 광은 특정한 색에 가까운 저순도의 백색 광일 수 있다.
이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(760)는 서로 다른 색의 광을 발광하는 제1 광원(762a), 제2 광원(762b) 및 제3 광원(762c)이 혼합 사용되므로, 고순도의 백색 광이 구현될 수 있고, 표시 패널(120)에서 자연색에 가까운 영상이 구현될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지의 단면도이다. 도 9에 도시된 광원 패키지(960)는 도 1 내지 도 3b에 도시된 광원 패키지(160)와 비교하여 비드(169) 대신 제2 확산층(967)에 복수의 패턴(PT)이 형성되는 것을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 제2 확산층(967) 상면에 복수의 패턴(PT)이 형성된다. 복수의 패턴(PT)은 광원 패키지(960)의 복수의 광원으로부터 발광된 광의 경로를 표시 패널(120) 측으로 변경시킨다.
한편, 도 9에서는 복수의 패턴(PT)이 톱니 형상인 것으로 도시되었으나, 제2 확산층(967) 상면의 복수의 패턴(PT)은 요철 구조, 사인파 구조 등일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
광원 패키지(960)의 복수의 광원(162)에서 발광된 광은 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(967)을 통과하여 제2 확산층(967) 외부의 표시 패널(120) 측으로 진행할 수 있다. 그리고 제2 확산층(967)의 상면으로 진행하는 광 중 일부는 임계각보다 큰 입사각으로 입사되어 전반사될 수 있다. 만약, 제2 확산층(967)의 상면이 평탄하다면, 임계각보다 큰 입사각으로 입사된 광은 전반사되어 다시 제2 확산층(967) 내부로 진행할 수 있고, 광원 패키지(960)의 외부로 추출되지 못하는 광이 존재할 수 있다다.
이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(960)는 제2 확산층(967) 상면에 복수의 패턴(PT)을 형성하여, 광원 패키지(960) 내부에서 발생하는 전반사를 저감하고, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 표시 패널(120)에 광원 패키지(960)의 복수의 광원(162)으로부터 발광된 광이 공급되기 위해서, 광원(162)으로부터의 광은 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(967)을 통과하여 제2 확산층(967) 외부로 진행되어야 한다. 이때, 제2 확산층(967)의 상면에 복수의 패턴(PT)을 형성하여, 제2 확산층(967)의 상면으로 입사한 광을 산란시켜 전반사를 저감하고, 제2 확산층(967)으로부터의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(960)는 제2 확산층(967) 상면에 복수의 패턴(PT)을 형성하여 광원 패키지(960)의 광 효율을 향상시켜, 소비 전력을 절감하고, 백라이트 유닛(BLU) 및 표시 장치(100)의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지의 단면도이다. 도 10의 광원 패키지(1060)는 도 9에 도시된 광원 패키지(960)와 비교하여 비드(169)를 더 포함하는 것을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(1060)는 제2 확산층(967) 내에 분포된 비드(169)를 더 포함한다.
비드(169)는 복수의 광원으로부터 발광된 광의 경로를 표시 패널(120) 측으로 변경시킨다. 비드(169)는 제1 확산층(166)으로부터의 광을 제2 확산층(967) 전면으로 확산시킨다.
제2 확산층(967)의 상면에 배치된 복수의 패턴(PT)은 비드(169)로부터 제2 확산층(967) 전면으로 확산된 광을 제2 확산층(967) 외부로 진행하도록 경로를 변경시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(1060)는 상면에 복수의 패턴(PT)이 형성된 제2 확산층(967) 내에 비드(169)를 더 분포시켜, 광원 패키지(1060)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 복수의 광원(162)으로부터 발광된 점 형상의 광은 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(967)에서 광원 패키지(1060)의 전면으로 확산되어 면형상의 광으로 변환될 수 있다. 이때, 제2 확산층(967) 내에 배치된 비드(169)는 복수의 광원(162)으로부터 발광된 광을 제2 확산층(967) 전체로 확산시키는 동시에 광의 경로를 제2 확산층(967)의 상면 방향으로, 즉 표시 패널(120)을 향하도록 변경시킨다. 그리고, 비드(169)에 의해 제2 확산층(967) 전면으로 확산되어, 제2 확산층(967)의 상면을 향해 입사된 광은 제2 확산층(967) 상면의 복수의 패턴(PT)에 의해 산란될 수 있다. 제2 확산층(967) 상면의 복수의 패턴(PT)은 광을 산란시켜 전반사를 저감하고, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(1060)는 제2 확산층(967) 상면에 복수의 패턴(PT)을 배치하고, 제2 확산층(967) 내에 비드(169)를 분포시켜 광원 패키지(1060)의 점 형상의 광원(162)으로부터 발광된 광을 면 형상의 광으로 변환하는 동시에, 광 추출 효율을 향상시키고, 소비 전력을 절감하며, 백라이트 유닛(BLU) 및 표시 장치(100)의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지의 단면도이다. 도 11에 도시된 광원 패키지(1160)는 도 1 내지 도 3b에 도시된 광원 패키지(160)와 비교하여 제2 확산층(1167)의 상면이 상이하다는 것을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(1160)는 제2 확산층(1167)의 상면이 오목하게 형성된다. 제2 확산층(1167)의 상면이 오목하게 형성됨에 따라, 광원 패키지(1160)의 복수의 광원(162)에서 발광된 광의 지향각은 과도하게 넓어지지 않을 수 있다.
이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(1160)는 제2 확산층(1167)의 상면을 오목하게 형성하여 빛샘이 증가하는 할로우 현상을 최소화할 수 있다. 구체적으로, 광원 패키지(1160)의 복수의 광원(162)에서 발광된 광의 지향각이 넓어지는 경우, 실제로 광이 필요한 영역 외에 주변 영역에까지 광이 확산되어 할로우 현상이 발생할 수 있다. 특히, 고화질의 영상을 표시하기 위해, 직하형 백라이트 유닛(BLU)에서 복수의 광원 패키지(1160) 중 일부의 광원 패키지(1160)만을 구동하는 로컬 디밍 구동 방식 또는 HDR 구동 중에 할로우 현상이 발생하기 쉽다. 이때, 광원 패키지(1160)의 제2 확산층(1167)의 상면을 오목하게 형성하여 광원 패키지(1160)에서 발광된 광의 지향각을 좁힐 수 있고, 할로우 현상을 개선할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지(1160)는 제2 확산층(1167)이 오목한 상면을 가짐에 따라, 광원 패키지(1160)에서 발광된 광의 지향각을 좁혀 할로우 현상을 개선하고, 화질을 향상시켜 고화질 영상을 표시할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 패키지를 포함하는 표시 장치의 확대 단면도이다. 도 12에 도시된 표시 장치(1200)는 도 3a 및 3b, 도 6, 도 7a 및 도 7b, 도 9, 도 10, 도 11에 도시된 광원 패키지(160, 660, 760, 960, 1060, 1160)를 포함하는 표시 장치(1200)이며, 도 1 및 도 2에 도시된 표시 장치(100)와 비교하여 확산판(150)이 삭제되는 것을 제외하면 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 표시 장치(1200)의 백라이트 유닛(BLU)은 확산판(150)을 포함하지 않고, 광학 시트(140)와 복수의 광원 패키지(160, 660, 760, 960, 1060, 1160)만을 포함한다. 그리고 백라이트 유닛(BLU)의 복수의 광원 패키지(160, 660, 760, 960, 1060, 1160) 각각의 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167, 967, 1167)이 확산판(150)의 기능을 대신 수행할 수 있다.
이에, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(1200)는 복수의 광원 패키지(160, 660, 760, 960, 1060, 1160)의 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167, 967, 1167)이 확산판(150)의 기능을 수행하므로, 일반적으로 백라이트 유닛(BLU)에서 사용되는 확산판(150)을 삭제하여 부품을 절감하고, 표시 장치(1200)의 두께를 줄일 수 있다. 구체적으로, 확산판(150)은 복수의 광원 패키지(160, 660, 760, 960, 1060, 1160)로부터 발광된 광을 확산판(150) 전면에 고르게 확산시켜 균일한 광이 복수의 광학 시트(140)에 입사되도록 한다. 즉, 확산판(150)은 백라이트 유닛(BLU)의 복수의 광원 패키지(160, 660, 760, 960, 1060, 1160)로부터 발광된 광을 확산시켜 균일한 면광원을 구현하는 기능을 한다. 그리고 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(1200)의 광원 패키지(160, 660, 760, 960, 1060, 1160)는 복수의 광원(162)으로부터 발광된 점 형상의 광을 광원 패키지(160, 660, 760, 960, 1060, 1160)의 전면으로 고르게 확산시켜 면 형상의 광을 구현하고, 표시 패널(120) 측으로의 광 추출 효율이 향상시키는 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167, 967, 1167)을 포함한다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(1200)는 백라이트 유닛(BLU)의 복수의 광원 패키지(160, 660, 760, 960, 1060, 1160) 각각의 제1 확산층(166) 및 제2 확산층(167, 967, 1167)이 확산판(150)의 기능을 대신하므로, 백라이트 유닛(BLU)의 확산판(150)을 삭제하여 비용을 절감할 수 있고, 슬림한 디자인의 표시 장치(1200) 구현이 가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 광원 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광원 패키지는 서로 이격된 복수의 제1 홈을 갖는 프레임, 복수의 제1 홈에 각각 배치된 복수의 광원, 복수의 광원을 덮도록 복수의 제1 홈을 각각 채우는 복수의 제1 확산층 및 복수의 제1 홈 상에서, 복수의 제1 확산층을 덮는 제2 확산층을 포함하고, 프레임의 최상단부는 제2 확산층의 상면보다 높다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 제1 확산층 또는 제2 확산층 중 적어도 어느 하나에 배치된 비드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 확산층의 상면은 복수의 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 확산층의 상면의 중앙부는 상면의 모서리와 동일하거나 낮은 높이를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 제1 확산층 또는 제2 확산층 중 적어도 어느 하나에 배치된 형광체를 더 포함하고, 복수의 광원으로부터 발광된 광과, 형광체로부터 발광된 광의 합은 백색광일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 광원 중 적어도 일부는 서로 다른 색상의 광을 발광하고, 복수의 광원에서 발광된 광의 합은 백색 광일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 프레임은, 복수의 제1 홈 사이에 배치된 돌출부 및 돌출부의 상면으로부터 프레임의 최상단부까지의 제2 홈을 더 포함하고, 제2 확산층은 제2 홈을 채우고, 제2 홈 내측의 측면은 경사면으로 이루어져, 제2 홈은 프레임의 최상단부에서 가장 넓은 면적을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 홈의 바닥면으로부터 돌출부 상면까지의 높이는, 제1 홈의 바닥면으로부터 제2 홈의 경사면의 밑변까지의 높이와 동일하거나 낮을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판 상에 실장된 복수의 면광원 패키지를 포함하고, 복수의 면광원 패키지 각각은, 복수의 점광원, 복수의 점광원이 각각 수납되는 복수의 제1 홈을 갖는 프레임, 복수의 제1 홈을 채우는 제1 봉지제 및 복수의 제1 홈 상의 제2 홈을 채우는 제2 봉지제를 포함하고, 인쇄회로기판의 상면으로부터 제2 봉지제 상면까지의 높이는, 인쇄회로기판의 상면으로부터 프레임의 최상단까지의 높이보다 낮다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 면광원 패키지 각각은 제1 봉지제 또는 제2 봉지제 중 적어도 어느 하나에 배치된 비드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 봉지제 상면은 요철 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 면광원 패키지 각각에서의 복수의 점광원은 동일한 색상의 광을 발광하고, 복수의 면광원 패키지 각각은 제1 봉지제 또는 제2 봉지제 중 적어도 어느 하나에 배치된 형광체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 및 표시 패널의 배면에 배치된 복수의 광원 패키지를 포함하고, 복수의 광원 패키지는 복수의 제1 홈을 갖는 프레임, 복수의 제1 홈 내에 배치된 복수의 광원, 복수의 광원을 둘러싼 복수의 제1 확산층 및 복수의 제1 확산층을 덮는 제2 확산층을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제2 확산층의 표면은 프레임 내측에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 확산층 또는 제2 확산층 중 적어도 어느 하나에 배치된 비드를 더 포함하고, 비드는 복수의 광원으로부터 발광된 광의 경로를 표시 패널 측으로 변경시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 확산층의 표면은 복수의 패턴을 더 포함하고, 복수의 패턴은 복수의 광원으로부터 발광된 광의 경로를 표시 패널 측으로 변경시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 확산층 또는 제2 확산층 중 적어도 어느 하나에 배치된 형광체를 더 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 1200: 표시 장치
110: 탑 케이스
120: 표시 패널
121: 연결 부재
122: 구동부
130: 가이드 패널
140: 광학 시트
150: 확산판
160, 660, 760, 960, 1060, 1160: 광원 패키지
161: 프레임
161A: 제1 홈
161B: 제2 홈
162: 광원
163: 제1 전극(163)
164: 제2 전극
165: 와이어
166: 제1 확산층
167, 967, 1167: 제2 확산층
168, 668: 형광체
169: 비드
170: 인쇄 회로 기판
180: 커버 바텀
762a: 제1 광원
762b: 제2 광원
762c: 제3 광원
AG: 에어 갭
BLU: 백라이트 유닛
EA1: 1차 발광 영역
EA2: 2차 발광 영역
H1: 제1 높이
H2: 제2 높이
H3: 제3 높이
H4: 제4 높이
IP: 경사면
PT: 패턴
PP: 돌출부

Claims (17)

  1. 서로 이격된 복수의 제1 홈 및 상기 복수의 제1 홈 사이에 배치된 돌출부를 갖는 프레임;
    상기 복수의 제1 홈에 각각 배치된 복수의 광원;
    상기 복수의 광원을 덮도록 상기 복수의 제1 홈을 각각 채우는 복수의 제1 확산층; 및
    상기 복수의 제1 홈 상에서, 상기 복수의 제1 확산층을 덮는 제2 확산층을 포함하고,
    상기 프레임의 최상단부는 상기 제2 확산층의 상면보다 높고,
    상기 프레임은, 상기 돌출부의 상면으로부터 상기 프레임의 최상단부까지의 개구된 영역이고, 상기 제2 확산층이 배치되는 제2 홈을 더 포함하고,
    상기 제2 홈의 내측의 측면은 상기 복수의 제1 홈의 내측의 측면과 다른 각도를 갖는 경사면으로 이루어지며,
    상기 돌출부의 상면의 높이는 상기 제2 확산층의 최하측 부분의 높이와 동일하거나 낮고,
    상기 돌출부의 상면의 높이는 상기 경사면의 밑변의 높이와 동일하거나 낮은, 광원 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 확산층 또는 상기 제2 확산층 중 적어도 어느 하나에 배치된 비드를 더 포함하는, 광원 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 확산층의 상면은 복수의 패턴을 포함하는, 광원 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 확산층의 상면의 중앙부는 상기 상면의 모서리와 동일하거나 낮은 높이를 갖는, 광원 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 확산층 또는 상기 제2 확산층 중 적어도 어느 하나에 배치된 형광체를 더 포함하고,
    상기 복수의 광원으로부터 발광된 광과, 상기 형광체로부터 발광된 광의 합은 백색광인, 광원 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 광원 중 적어도 일부는 서로 다른 색상의 광을 발광하고,
    상기 복수의 광원에서 발광된 광의 합은 백색 광인, 광원 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 홈 내측의 측면은 상기 경사면으로 이루어져, 상기 제2 홈은 상기 프레임의 최상단부에서 가장 넓은 면적을 갖는, 광원 패키지.
  8. 삭제
  9. 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판 상에 실장된 복수의 면광원 패키지를 포함하고,
    상기 복수의 면광원 패키지 각각은,
    복수의 점광원;
    상기 복수의 점광원이 각각 수납되는 복수의 제1 홈 및 상기 복수의 제1 홈 사이에 배치된 돌출부를 갖는 프레임;
    상기 복수의 제1 홈을 채우는 제1 봉지제; 및
    상기 복수의 제1 홈 상의 제2 홈을 채우는 제2 봉지제를 포함하고,
    상기 인쇄회로기판의 상면으로부터 상기 제2 봉지제 상면까지의 높이는, 상기 인쇄회로기판의 상면으로부터 상기 프레임의 최상단까지의 높이보다 낮고,
    상기 프레임은, 상기 돌출부의 상면으로부터 상기 프레임의 최상단부까지의 개구된 영역이고, 상기 제2 봉지제가 배치되는 상기 제2 홈을 더 포함하고,
    상기 제2 홈의 내측의 측면은 상기 복수의 제1 홈의 내측의 측면과 다른 각도를 갖는 경사면으로 이루어지며,
    상기 돌출부의 상면의 높이는 상기 제2 봉지제의 최하측 부분의 높이와 동일하거나 낮고,
    상기 돌출부의 상면의 높이는 상기 경사면의 밑변의 높이와 동일하거나 낮은, 백라이트 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 면광원 패키지 각각은 상기 제1 봉지제 또는 상기 제2 봉지제 중 적어도 어느 하나에 배치된 비드를 더 포함하는, 백라이트 유닛.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 봉지제 상면은 요철 구조로 이루어진, 백라이트 유닛.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 면광원 패키지 각각에서의 상기 복수의 점광원은 동일한 색상의 광을 발광하고,
    상기 복수의 면광원 패키지 각각은 상기 제1 봉지제 또는 상기 제2 봉지제 중 적어도 어느 하나에 배치된 형광체를 더 포함하는, 백라이트 유닛.
  13. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널의 배면에 배치된 복수의 광원 패키지를 포함하고,
    상기 복수의 광원 패키지는 복수의 제1 홈 및 상기 복수의 제1 홈 사이에 배치된 돌출부를 갖는 프레임, 상기 복수의 제1 홈 내에 배치된 복수의 광원, 상기 복수의 광원을 둘러싼 복수의 제1 확산층 및 상기 복수의 제1 확산층을 덮는 제2 확산층을 포함하고,
    상기 프레임은, 상기 돌출부의 상면으로부터 상기 프레임의 최상단부까지의 개구된 영역이고, 상기 제2 확산층이 배치되는 제2 홈을 더 포함하고,
    상기 제2 홈의 내측의 측면은 상기 복수의 제1 홈의 내측의 측면과 다른 각도를 갖는 경사면으로 이루어지며,
    상기 돌출부의 상면의 높이는 상기 제2 확산층의 최하측 부분의 높이와 동일하거나 낮고,
    상기 돌출부의 상면의 높이는 상기 경사면의 밑변의 높이와 동일하거나 낮은, 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 확산층의 표면은 상기 프레임 내측에 배치된, 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 확산층 또는 상기 제2 확산층 중 적어도 어느 하나에 배치된 비드를 더 포함하고,
    상기 비드는 상기 복수의 광원으로부터 발광된 광의 경로를 상기 표시 패널 측으로 변경시키는, 표시 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제2 확산층의 표면은 복수의 패턴을 더 포함하고,
    상기 복수의 패턴은 상기 복수의 광원으로부터 발광된 광의 경로를 상기 표시 패널 측으로 변경시키는, 표시 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 확산층 또는 상기 제2 확산층 중 적어도 어느 하나에 배치된 형광체를 더 포함하는, 표시 장치.
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