KR20060100197A

KR20060100197A - 발광소자 클러스터 및 이를 채용한 직하발광형 백라이트유닛 및 액정표시장치

Info

Publication number: KR20060100197A
Application number: KR1020050054502A
Authority: KR
Inventors: 노지환; 조태희; 왕종민; 김수군
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2006-09-20
Also published as: NL1031367A1; KR100708147B1; CN1847954A; NL1031367C2; CN100468171C; US20060205242A1; US7553046B2

Abstract

2개의 제1색광을 출사하는 제1발광소자, 2개의 제2색광을 출사는 제2발광소자 및 1개의 제3색광을 출사하는 제3발광소자를 포함하는 5개의 발광소자를 구비하며, 제1발광소자, 제2발광소자, 제3발광소자, 제1발광소자 및 제2발광소자 순서로 배열된 것을 특징으로 하는 발광소자 클러스터 및 이를 적용한 백라이트 유닛 및 액정표시장치가 개시되어 있다.

Description

발광소자 클러스터 및 이를 채용한 직하발광형 백라이트 유닛 및 액정표시장치{Light emitting cluster and direct light type back light unit and liquid display apparatus employing it}

도 1은 종래의 발광다이오드를 점광원으로 사용하는 직하발광형 백라이트 유닛에서의 발광다이오드 배열을 보여준다.

도 2는 도 1의 발광다이오드 배열로부터 얻어지는 백색 조명광에서 적색광만을 추출하여 검출한 광강도의 그래프를 보여준다.

도 3은 본 발명에 따른 발광소자 클러스터를 사용하는 경우의 직하발광형 백라이트 유닛에서의 발광소자 배열을 보여준다.

도 4는 도 3의 발광소자 클러스터 일부를 확대하여 보여준다.

도 5a는 종래의 발광소자 배열 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 5b는 본 발명에 따른 발광소자 배열 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 발광소자 클러스터를 사용하여 도 3에 보여진 발광소자 배열을 형성한 직하발광형 백라이트 유닛의 전체 구성의 일 실시예를 개략적으로 보여준다.

도 7은 도 6의 발광소자의 다른 실시예를 개략적으로 보여준다.

도 8은 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치를 개략적으로 보여준다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...베이스 플레이트 30...발광소자 클러스터

30R,30G,30B...발광소자 120...반사 미러 패턴

130...광학 플레이트 140...투과 확산판

150...밝기 향상 필름 170...편광 향상 필름

300...액정 패널

본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 채용한 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자 클러스터 및 이를 적용한 직하발광형 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 관한 것이다.

평판 표시장치(flat panel display) 중 하나인 액정표시장치(liquid crystal display)는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 광이 입사되어 화상을 형성하는 수광형 표시장치이다. 백라이트 유닛은 이러한 액정표시장치의 배면에 설치되어 광을 조사한다.

백라이트 유닛은 광원의 배치형태에 따라서, 액정표시장치의 바로 아래에 설치된 다수의 광원으로부터의 광을 액정패널에 조사하는 직하발광형(direct light type)과, 도광판(LGP: light guide panel)의 측벽에 설치된 광원으로부터의 광을 액정패널에 전달하는 가장자리 발광형(edge light type)으로 크게 분류될 수 있다.

직하발광형 백라이트 유닛에는 점광원으로 램버시안(Lambertian)의 광이 출사되는 발광다이오드(LED:Light Emitting Diode)를 사용할 수 있다.

도 1을 참조하면, 발광다이오드 클러스터들(Cluster:5)은 인쇄회로 기판(1) 상에 다수의 라인을 이루도록 배열된다. 각 발광다이오드 클러스터(5)에는 색온도를 맞춰 백색광을 구현할 수 있도록, 2개의 적색광(R)을 출사하는 발광다이오드(5R), 2개의 녹색광(G)을 출사하는 발광다이오드(5G), 1개의 청색광(B)을 출사하는 발광다이오드(5B)가 포함되어 있으며, 이 5개의 발광다이오드(5R)(5G)(5B)가 R, G, B, G, R 순서로 일렬로 배열되어 있다. 따라서, 하나의 발광다이오드 클러스터(5)마다 대략적으로 백색광이 만들어져 나온다.

발광다이오드 클러스터들(5)은 각 라인을 이루도록 일정 간격(D')으로 상기 기판(1) 상에 배치된다. 발광다이오드 클러스터들(5) 사이의 간격(D')은, 각 발광다이오드 클러스터(5) 내에서의 발광다이오드들(5R)(5G)(5B) 사이의 간격(d')보다 크게 되는 것이 일반적이다. 여기서, 발광다이오드 클러스터들(5) 사이의 간격(D')은 일 발광다이오드 클러스터의 마지막에 위치된 발광다이오드와 다음 발광다이오드 클러스터의 첫 번째에 위치된 발광다이오드 사이의 간격에 해당한다. 여기서, 라인과 라인 사이의 간격은 일반적으로 각 라인 내에서의 발광다이오드(5R)(5G)(5B) 사이의 간격보다 훨씬 크다.

상기한 바와 같은 발광다이오드 배열을 갖는 종래의 백라이트 유닛의 경우에는, 각 발광다이오드 클러스터(5)가 R, G, B, G, R 순서로 배열된 5개의 발광다이오드(5R)(5G)(5B)를 포함하므로, 발광다이오드 클러스터(5)와 발광다이오드 클러스터(5) 사이의 영역 양쪽에 각각 적색 발광다이오드(5R)가 위치하게 된다. 따라서, 도 1에서 긴 네모 박스(A)로 나타낸 바와 같이, 적색 발광다이오드(5R)가 인접되게 위치되는 부분이 나타낸다.

따라서, 상기한 바와 같은 종래의 발광다이오드 배열에 의하면, 적색 발광다이오드(R)가 연달아 위치하는 부분의 존재에 의해 상기 라인에 수직한 방향으로 적색광 라인이 발생하게 된다.

도 2는 도 1의 발광다이오드 배열로부터 얻어지는 백색 조명광에서 적색광만을 추출하여 검출한 광강도의 그래프를 보여준다. 도 2에서 가로축은 라인을 따른 위치를 나타내며, 세로축은 적색광의 강도를 임의 단위로 나타낸 것이다. 도 2의 그래프를 살펴보면, 여러 개의 피크가 존재하는 것을 알 수 있다. 이 피크는 바로 적색 라인의 존재를 보여준다.

이러한 적색 라인의 존재는 색 섞임을 좋게 하기 위해 보다 두꺼운 확산판 등을 필요로 하며, 이는 백라이트 유닛의 두께를 두꺼워지게 하는 결과를 초래한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 발광소자 클러스터내에서의 발광소자의 배열을 개선함으로써, 다수의 발광소자 클러스터들을 복수 의 라인을 이루도록 배열할 때, 같은 색광을 출사하는 발광소자들이 서로 인접하지 않도록 된 발광소자 클러스터 및 이를 채용한 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광소자 클러스터는, 2개의 제1색광을 출사하는 제1발광소자, 2개의 제2색광을 출사는 제2발광소자 및 1개의 제3색광을 출사하는 제3발광소자를 포함하는 5개의 발광소자를 구비하며, 제1발광소자, 제2발광소자, 제3발광소자, 제1발광소자 및 제2발광소자 순서로 배열된 것을 특징으로 하는 한다.

상기 제1 및 제2발광소자 중 어느 하나는 적색광, 나머지 하나는 녹색광을 출사하며, 제3발광소자는 청색광을 출사할 수 있다.

상기 제1 내지 제3발광소자는, 발광다이오드 및 OLED 중 어느 하나일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 베이스 플레이트에 복수의 라인을 이루도록 배열되는 다수의 발광소자 클러스터를 포함하며, 각 라인을 이루는 복수의 발광소자 클러스터들 각각은, 2개의 제1색광을 출사하는 제1발광소자, 2개의 제2색광을 출사는 제2발광소자 및 1개의 제3색광을 출사하는 제3발광소자를 포함하는 5개의 발광소자를 구비하며, 제1발광소자, 제2발광소자, 제3발광소자, 제1발광소자 및 제2발광소자 순서로 배열된 것을 특징으로 한다.

각 라인 상에 배열된 발광소자 클러스터들 사이에는 발광소자 클러스터내에 서의 발광소자 배치 간격에 대응되게 하나의 발광소자를 배치할 영역이 존재하는 것이 바람직하다.

상기 발광 소자 쪽에서 입사광을 확산 투과시키는 제1투과 확산판;을 더 포함할 수 있다.

광학 플레이트와; 각 라인상에 위치되는 발광소자로부터 상방으로 바로 진행하는 광을 반사시키도록 상기 광학 플레이트의 일면에 형성된 반사 미러 패턴;을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1투과 확산판에서 나오는 광의 직진성을 향상시키기 위한 밝기 향상 필름 및 편광 효율을 높이기 위한 편광 향상 필름 중 적어도 어느 하나를 더 구비할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 액정 패널과; 상기 액정 패널에 광을 조사하는 상기한 본 발명에 따른 백라이트 유닛;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광소자 클러스터, 이를 채용한 직하발광형 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 발광소자 클러스터(30)를 사용하는 경우의 직하발광형 백라이트 유닛에서의 발광소자 배열을 보여준다. 도 4는 도 3의 발광소자 클러스터(30) 일부를 확대하여 보여준다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 발광소자 클러스터(30)는, 2개의 녹색광(G)을 출사하는 제1발광소자(30G), 2개의 적색광(R)을 출사하는 제2발광소자(30R) 및 1개의 청색광(B)을 출사하는 제3발광소자(30B)를 포함하는 5개의 발광소자를 구비하며, 제1발광소자(30G), 제2발광소자(30R), 제3발광소자(30B), 제1발광소자(30G) 및 제2발광소자(30R) 순서로 배열된다. 즉, 본 발명에 따른 발광소자 클러스터(30)는 5개의 발광소자가 G, R, B, G, R 순서로 일렬로 배열된 구성을 가진다. 따라서, 하나의 발광소자 클러스터(30)마다 대략적으로 백색광이 만들어져 나온다.

여기서, 도 3, 도 4 및 이하의 설명에서는, 본 발명에 따른 발광소자 클러스터(30)의 5개의 발광소자가 왼쪽에서부터 오른쪽 방향으로 G, R, B, G, R 순서로 배열되는 경우에 대해 설명 및 도시하는데, 5개의 발광소자는 이와 역순으로 배열될 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 발광소자 클러스터(30)에서 5개의 발광소자는, 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 R, G, B, R, G 순서로 배열될 수도 있다.

이러한 발광소자 클러스터(30) 다수 개를 베이스 플레이트(10)에 복수의 라인을 이루도록 배열하면, 도 3에 보여진 바와 같은 발광소자 배열이 얻어진다. 이때, 각 라인을 이루는 복수의 발광소자 클러스터(30)들 각각은, 예를 들어, 5개의 발광소자가 왼쪽에서부터 오른쪽 방향으로 G, R, B, G, R 순서로 일렬로 배열되어 있다. 도 3에서는, 각 라인 상에 13개의 발광소자 클러스터(30)가 위치되고, 7개의 라인을 이루도록 발광소자 클러스터(30)를 배열한 예를 보여준다.

상기와 같은 배열을 가지는 발광소자 클러스터(30) 복수개를 각 라인을 이루도록 배열하면, 종래와는 달리, 라인 상에서 서로 같은 색광을 출사하는 발광소자 들이 인접되게 위치되지 않게 된다.

한편, 발광소자 클러스터들(30)은 각 라인을 이루도록 일정 간격(D)으로 상기 베이스 플레이트(10) 상에 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 발광소자 클러스터들(30) 사이의 간격(D)은 일 발광소자 클러스터의 마지막에 위치된 발광소자와 다음 발광소자 클러스터의 첫 번째에 위치된 발광소자 사이의 간격에 해당한다. 한편, 라인과 라인 사이의 간격은 각 라인 내에서의 발광소자(30R)(30G)(30B) 사이의 간격(d)보다 훨씬 크다.

각 라인 상에는 발광소자 클러스터들(30)이 그 발광소자 클러스터(30) 내에서의 발광소자들(30R)(30G)(30B)의 배치 간격(d)에 대응되게 하나의 발광소자를 배치할 영역이 존재하도록 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 하나의 발광소자를 배치할 영역은, 소정 발광소자 클러스터(30)의 마지막 발광소자와 다음에 위치되는 발광소자 클러스터(30)의 첫 번째 발광소자 사이의 영역을 의미한다.

따라서, 같이 소정 발광소자 클러스터(30) 내에서 발광소자들 사이의 간격이 d라면, 발광소자 클러스터들(30)은 대략 2d 만큼의 폭에 해당하는 간격(D ≒ 2d)으로 배치되는 것이 바람직하다.

이 경우, 다음과 같이, 각 라인 상에서, 제1발광소자(30G)들 사이의 간격, 제2발광소자(30R)들 사이의 간격이 대략적으로 일정하게 유지될 수 있다. 이하에서는, 종래의 발광다이오드 배열 방식과 본 발명의 발광소자 배열 방식을 비교하여 설명한다.

도 1 및 도 5a를 참조하면, 종래의 발광다이오드 배열 방식에 의하면, 발광 다이오드 클러스터(5)가 R, G, B, G, R 순서로 배열된 5개의 발광다이오드를 포함하므로, 발광다이오드 클러스터(5)들 사이에 1개의 발광다이오드를 배치할 정도의 영역이 존재하도록 발광다이오드 클러스터(5)들을 배치한다고 해도, 인접한 두 발광다이오드 클러스터(5)에 대해 적색 발광다이오드와 적색 발광다이오드 사이의 간격이 다른 색광의 발광다이오드들의 배치 간격에 비해 좁다.

각 발광다이오드 클러스터(5) 내에서 발광다이오드가 등 간격 d'로 배치되고, 발광다이오드 클러스터(5)들 사이에 그 배치 간격이 D'=2d' 만큼 되는 영역이 존재한다고 하자.

이 경우, 일 발광다이오드 클러스터(5)의 마지막에 위치된 적색 발광다이오드(5R1)와 다음 발광다이오드 클러스터(5)의 첫 번째에 위치된 적색 발광다이오드(5R2) 사이의 간격(D')은 2d'가 된다. 반면에, 두 발광다이오드 클러스터(5) 사이에서 가장 가까운 녹색 발광다이오드(5G1)(5G2) 사이의 간격은 4d'가 되고, 청색 발광다이오드(5B) 사이의 간격은 6d'가 된다.

또한, 각 발광다이오드 클러스터(5)내에서 적색 발광다이오드 사이의 간격은 4d'가 되고, 녹색 발광다이오드 사이의 간격은 2d'가 된다.

이와 같이 종래의 발광다이오드 배열방식에 따르면, 인접한 두 발광다이오드 클러스터(5) 관계에서, 적색 발광다이오드 사이의 간격이 다른 색광용 발광다이오드 간격보다 좁으며, 그 인접 영역 양쪽에 적색 발광다이오드가 위치된다. 이에 의해 발광다이오드 클러스터(5)들 사이 영역에 대응하는 위치에 적색 라인이 존재하게 된다. 또한, 라인 상에 배치된 여러 발광다이오드 클러스터들(5)을 고려할 때, 적색 발광다이오드들은 2d', 4d', 2d', 4d'....간격으로 배치되고, 녹색 발광다이오드들은 4d', 2d', 4d', 2d'...간격으로 배치된다. 즉, 적색 발광다이오드들과 녹색 발광다이오드들 각각은 일정한 간격으로 배치되지 못한다.

이에 반하여, 본 발명에 따른 발광소자 클러스터(30)를 사용하여, 라인을 이루도록 복수의 발광소자 클러스터(30)를 배열하는 경우, 도 5b에 보여진 바와 같이, 서로 같은 색광용 발광소자들이 인접되게 위치되지 않을 뿐만 아니라, 적색 발광소자들, 녹색 발광소자들 각각을 거의 일정한 간격으로 배치할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 각 발광소자 클러스터(30) 내에서 발광소자가 등 간격 d로 배치되고, 발광소자 클러스터(30)들 사이에 그 간격 D=2d 만큼에 해당하는 영역이 존재한다고 하자.

이 경우, 발광소자 클러스터(30) 내에서의 적색 발광소자 사이의 간격(Rd1)은 3d가 된다. 또한, 일 발광소자 클러스터(30)의 마지막에 위치된 적색 발광소자(30R1)와 다음 발광소자 클러스터(30)의 가장 가까운 적색 발광소자(30R2) 사이의 간격(Rd2)도 3d가 된다. 마찬가지로, 발광소자 클러스터(30) 내에서의 녹색 발광소자 사이의 간격(Gd1)은 3d가 된다. 또한, 소정 발광소자 클러스터(30)의 처음에 위치된 녹색 발광소자(30G2)와 이에 앞서 위치된 발광소자 클러스터(30)의 가장 가까운 녹색 발광소자(30G1) 사이의 간격(Gd2)도 3d가 된다. 물론, 청색 발광소자들(30)은 6d 간격으로 일정하게 배치된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 발광소자 클러스터(30)를 이용하면, 적색 발광소자, 녹색 발광소자 각각을 모두 일정한 간격 예컨대, 3d 간격으로 배치하는 것이 가능하다. 또한, 하나의 발광소자 클러스터(30)내에 동일 수가 사용되는 녹색 발광소자 및 적색 발광소자는, 라인 전체로 볼 때, 동일한 등 간격으로 배치되는 것이 가능하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 발광소자 클러스터(30) 및 이를 적용한 백라이트 유닛에서, 발광소자(30R)(30G)(30B)는 예를 들어, 램버시안 광을 출사하는 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode) 또는 OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기 EL이라고도 한다)일 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 발광소자 배열 방식에 따르면, 라인 상에서 서로 같은 색광을 출사하는 발광소자들이 인접되게 위치되지 않으므로, 특정 색광 라인이 생기게 않게 된다. 또한, 본 발명에 따른 발광소자 배열 방식에 따르면, 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자 각각을 일정한 간격으로 배치할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 발광소자 클러스터(30) 및 이를 적용한 직하발광형 백라이트 유닛은, 보다 고른 백색광을 얻을 수 있으며, 이에 의해 두께가 얇은 확산판을 사용하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명에 따른 발광소자 클러스터(30)를 사용하여 도 3에 보여진 발광소자 배열을 형성한 직하발광형 백라이트 유닛의 전체 구성의 일 실시예를 개략적으로 보여준다.

도 3 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은, 베이스 플레이트(10)에 복수의 라인을 이루도록 배열되는 다수의 발광소자 클 러스터(30)를 포함한다. 상기 발광소자 클러스터(30)는 도 3, 도 4 및 도 5b를 참조로 전술한 바와 같이, G, R, B, G, R 순서로 배열된 5개의 발광소자(30R)(30G)(30B)를 포함한다. 이하에서는, 다수의 발광소자 클러스터(30)가 도 3에 예시한 바와 같은, 면광원을 구성할 수 있도록 복수의 라인을 이루도록 베이스 플레이트(10)에 배열된 것을 발광소자 배열이라 표현한다.

상기 백라이트 유닛(100)은 상기 발광소자 배열 상방에 위치되어 입사광을 확산 투과시키는 투과 확산판(140)을 더 포함할 수 있다.

상기 베이스 플레이트(10)는 복수의 발광소자 클러스터(30)를 설치하기 위한 기판으로서 역할을 한다. 이 베이스 플레이트(10)는 발광소자 클러스터(30)에 속하는 5개의 발광소자들(30R)(30G)(30B)이 전기적으로 연결되게 배열되는 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 플레이트(10)로는 열전도에 효과적인 메탈 코어 인쇄회로기판(MCPCB:metal core printed circuit board)을 사용할 수 있다. 여기서, 발광소자 클러스터(30)의 구동을 위한 인쇄회로기판(PCB)을 상기 베이스 플레이트(10)와 별도로 구비할 수도 있다.

한편, 상기 발광소자(3OR)(30G)(30B) 각각은 도 6에 도시된 바와 같이, 광을 발생시키는 발광 소자 칩(31R)(31G)(31B)과, 상기 발광소자 칩(31R)(31G)(31B) 쪽에서 입사된 광을 콜리메이팅하기 위한 콜리메이터(33)를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. 도 6에서는 상기 콜리메이터(33)가 돔형으로 형성된 예를 보여준다.

상기 발광소자(3OR)(30G)(30B)는 돔형 콜리메이터(33) 대신에, 콜리메이터로서, 도 7에 도시된 바와 같은, 입사광을 대략적으로 측 방향쪽으로 진행하도록 하 는 측면 방출기(side emitter:35)를 구비할 수도 있다.

도 7을 참조하면, 상기 측면 방출기(35)는, 투명 물질로 이루어진 투명 몸체를 가진다. 이 측면 방출기(35)는, 예를 들어, 중심축(C)에 대해 경사진 깔때기 모양의 반사면(36)과, 상기 반사면(36)에서 반사되어 입사되는 광을 굴절 투과시키도록 중심축(C)에 대해 경사진 제1굴절면(37)과, 밑면으로부터 제1굴절면(37)까지 연결된 볼록 형상의 제2굴절면(39)으로 이루어질 수 있다. 발광소자 칩(31R)(31G)(31B)에서 출사되어 측면 방출기(35)의 반사면(36)쪽으로 입사된 광은 그 반사면(36)에서 반사되어 제1굴절면(37)으로 향하고, 이 제1굴절면(37)을 투과하여 대략적으로 측 방향으로 진행한다. 또한, 상기 발광소자 칩(31R)(31G)(31B)에서 출사되어 볼록한 제2굴절면(39)으로 입사된 광은 그 제2굴절면(39)을 투과하여 대략적으로 측 방향으로 진행한다.

여기서, 상기 측면 방출기(35)는 발광소자 칩(31R)(31G)(31B)쪽에서 입사된 광을 대략적으로 측 방향으로 출사시키는 범위내에서 그 형상이 다양하게 변형될 수 있다.

다른 예로서, 상기 발광소자(3OR)(30G)(30B) 각각은 콜리메이터 없이 발광소자 칩(31R)(31G)(31B)만을 구비할 수도 있다.

상기 투과 확산판(140)은 상기 발광소자 배열 상방에 백라이트 유닛(100)의 하부부분(100a)에 대해 소정 간격(d) 이격되게 위치된다. 상기 투과 확산판(140)은 입사되는 광을 확산 투과시킨다.

이때, 투과 확산판(140)이 발광소자 배열과 너무 가까우면, 발광소자 클러스 터(30)가 위치되는 부분이 나머지 부분에 비해 더 밝게 보여 밝기 균일도가 떨어질 수 있다. 또한, 투과 확산판(140)이 발광소자 배열로부터 이격될수록 백라이트 유닛(100)의 두께가 증가된다. 따라서, 이 투과 확산판(140)과 백라이트 유닛(100)의 하부부분(100a)과의 이격 거리(d)는, 광의 확산에 의해 광이 원하는 만큼 잘 섞일 수 있는 범위내에서 최소가 되도록 정해지는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 백라이트 유닛(100)은, 상기 투과 확산판(140)에서 나오는 광의 직진성을 향상시키기 위한 밝기 향상 필름(BEF:Brightness Enhancement Film)(150)을 더 구비할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛(100)은 편광 효율을 높이기 위한 편광 향상 필름(Polarization Enhancement film:170)을 더 구비할 수 있다.

상기 밝기 향상 필름(150)은 투과 확산판(140)에서 나오는 광을 굴절 및 집광 시켜서 광의 직진성을 높임으로써 밝기를 향상시킨다.

상기 편광 향상 필름(170)은 예컨대, p 편광의 광은 투과시키고, s 편광의 광은 반사시키는 과정을 통해, 입사된 광의 대부분이 일 편광 예컨대, p 편광의 광이 되어 출사되도록 한다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛(100)을 적용한 액정표시장치의 경우, 백라이트 유닛(100) 위에 액정 패널을 구비한다. 액정 패널은 잘 알려져 있는 바와 같이, 일 선형 편광의 광을 액정 패널의 액정층에 입사시키고, 전계 구동에 의해 액정 디렉터(director)의 방향을 바꿔줌으로써, 액정층을 통과하는 광의 편광 변화에 의해 화상 정보 등을 표시하게 된다.

따라서, 액정 패널에 입사되는 광이 단일 편광으로 될수록, 광 이용 효율을 높일 수 있기 때문에, 상기와 같이 백라이트 유닛(100)에 편광 향상 필름(170)을 구비하면, 광효율을 향상시키는 것이 가능하다.

한편, 상기 베이스 플레이트(10) 상에는, 입사광을 확산 반사시켜 상방쪽으로 진행하도록 하는 반사 확산판(110)을 더 구비할 수 있다. 상기 반사 확산판(110)은 라인과 라인 사이에 위치하도록 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 발광소자(3OR)(30G)(30B)에서 상방으로 곧바로 진행하는 광을 곧바로 진행시키지 않고 반사시키도록 광학 플레이트(130)의 일면에 형성된 반사 미러 패턴(120)을 더 구비할 수 있다. 상기 반사 미러 패턴(120)은 발광소자 클러스터(30)의 배열에 대응되게 형성된다. 이 경우, 백라이트 유닛(100)의 상방에서 볼 때, 발광소자(3OR)(30G)(30B)가 위치된 부분에 광스폿이나 색이 보이지 않게 된다.

한편, 상기 반사 미러 패턴(120)이 형성되는 광학 플레이트(130)는 입사광을 그대로 투과시키는 투명 PMMA로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 광학 플레이트(130)는 투과 확산판으로 이루어질 수도 있다.

이때, 상기 반사 미러 패턴120)과 발광소자(3OR)(30G)(30B) 사이는 소정 간격 이격된 것이 바람직하며, 이러한 간격이 유지될 수 있도록, 상기 광학 플레이트(130)는 지지대(135)에 의해 지지되는 것이 바람직하다. 상기 지지대(135)는 반사 확산판(110) 또는 베이스 플레이트(10)에 대하여 상기 광학 플레이트(130)를 지지한다.

상기 광학 플레이트(130)로 투과 확산판을 사용하는 경우에는, 상기 투과 확산판(140)만을 구비하는 경우에 비해 광의 확산이 보다 충분히 일어날 수 있으므로, 투과 확산판(140)과 발광소자(3OR)(30G)(30B) 사이의 간격 즉, 투과 확산판(140)과 본 발명에 따른 백라이트 유닛(100)의 하부부분(100a) 사이의 간격(d)을 줄일 수 있어, 백라이트 유닛(100)의 두께를 줄이는데 기여할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 백라이트 유닛(100)에 따르면, 발광소자 배열에 의해 특정 색광 라인이 생기지 않으므로, 종래에 비해 얇은 확산판을 사용하는 것이 가능하여, 백라이트 유닛(100)의 두께를 얇게 할 수 있다. 이에 의해, 이러한 백라이트 유닛(100)을 면광원으로 사용한 액정표시장치의 두께도 얇게 할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 백라이트 유닛(100)을 구비한 액정표시장치를 개략적으로 보여준다.

도 8을 참조하면, 액정표시장치는, 백라이트 유닛(100)과 이 백라이트 유닛(100) 상에 구비된 액정 패널(300)을 포함한다. 상기 액정 패널은 구동 회로부와 연결되어 있다. 여기서, 액정 표시장치 분야에서 액정 패널의 구체적인 구성 및 회로 구동에 의한 표시 작동에 대해 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명 및 도시를 생략한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 발광소자 클러스터 및 이를 복수의 라인을 이루도록 배열한 구조를 가지는 직하발광형 백라이트 유닛에 따르면, 발광소자 클 러스터내에서의 발광소자들의 배열이, 다수의 발광소자 클러스터들을 복수의 라인을 이루도록 배열할 때, 같은 색광을 출사하는 발광소자들이 서로 인접하지 않도록 되어 있이므로, 특정 색광의 라인이 존재하지 않게 된다. 따라서, 얇은 확산판을 사용하는 것이 가능하며, 이에 의해 얇은 두께의 백라이트 유닛 및 이를 채용한 액정표시장치를 실현할 수 있다.

Claims

2개의 제1색광을 출사하는 제1발광소자, 2개의 제2색광을 출사는 제2발광소자 및 1개의 제3색광을 출사하는 제3발광소자를 포함하는 5개의 발광소자를 구비하며, 제1발광소자, 제2발광소자, 제3발광소자, 제1발광소자 및 제2발광소자 순서로 배열된 것을 특징으로 하는 발광소자 클러스터.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2발광소자 중 어느 하나는 적색광, 나머지 하나는 녹색광을 출사하며, 제3발광소자는 청색광을 출사하는 것을 특징으로 하는 발광소자 클러스터.
제1항에 있어서, 상기 제1 내지 제3발광소자는, 발광다이오드 및 OLED 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광소자 클러스터.
베이스 플레이트에 복수의 라인을 이루도록 배열되는 다수의 발광소자 클러스터를 포함하며,

각 라인을 이루는 복수의 발광소자 클러스터들 각각은,

2개의 제1색광을 출사하는 제1발광소자, 2개의 제2색광을 출사는 제2발광소자 및 1개의 제3색광을 출사하는 제3발광소자를 포함하는 5개의 발광소자를 구비하며, 제1발광소자, 제2발광소자, 제3발광소자, 제1발광소자 및 제2발광소자 순서로 배열된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2발광소자 중 어느 하나는 적색광, 나머지 하나는 녹색광을 출사하며, 제3발광소자는 청색광을 출사하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제4항에 있어서, 상기 제1 내지 제3발광소자는, 발광다이오드 및 OLED 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제4항에 있어서, 각 라인 상에 배열된 발광소자 클러스터들 사이에는 발광소자 클러스터내에서의 발광소자 배치 간격에 대응되게 하나의 발광소자를 배치할 영역이 존재하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자 쪽에서 입사광을 확산 투과시키는 제1투과 확산판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제8항에 있어서, 광학 플레이트와;

각 라인상에 위치되는 발광소자로부터 상방으로 바로 진행하는 광을 반사시키도록 상기 광학 플레이트의 일면에 형성된 반사 미러 패턴;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제8항에 있어서, 상기 제1투과 확산판에서 나오는 광의 직진성을 향상시키기 위한 밝기 향상 필름 및 편광 효율을 높이기 위한 편광 향상 필름 중 적어도 어느 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
액정 패널과;

상기 액정 패널에 광을 조사하는 청구항 4항 내지 7항 중 어느 한 항의 백라이트 유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제11항에 있어서, 상기 백라이트 유닛은, 상기 발광 소자 쪽에서 입사광을 확산 투과시키는 제1투과 확산판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제12항에 있어서, 상기 백라이트 유닛은, 광학 플레이트와;

각 라인상에 위치되는 발광소자로부터 상방으로 바로 진행하는 광을 반사시키도록 상기 광학 플레이트의 일면에 형성된 반사 미러 패턴;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제12항에 있어서, 상기 백라이트 유닛은, 상기 제1투과 확산판에서 나오는 광의 직진성을 향상시키기 위한 밝기 향상 필름 및 편광 효율을 높이기 위한 편광 향상 필름 중 적어도 어느 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.