KR20080103335A - 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트 - Google Patents

발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트 Download PDF

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KR20080103335A
KR20080103335A KR1020070050498A KR20070050498A KR20080103335A KR 20080103335 A KR20080103335 A KR 20080103335A KR 1020070050498 A KR1020070050498 A KR 1020070050498A KR 20070050498 A KR20070050498 A KR 20070050498A KR 20080103335 A KR20080103335 A KR 20080103335A
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조승현
유희진
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우리이티아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광소자는 상부면으로부터 오목하게 형성된 홈을 가지는 리드 프레임과, 상기 홈에 설치되는 히트금속과, 상기 홈에 의해 감싸도록 상기 히트금속에 설치되어 광을 발생하는 반도체 칩과, 상기 리드 프레임의 홈에 완충되는 몰딩부와, 상기 홈을 제외한 상기 리드 프레임의 상부면에 형성되어 광을 반사시키는 복수의 반사 패턴을 포함하여 구성된다.
이러한 구성을 가지는 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트는 확산판에 입사되지 못하고 발광소자로 반사되는 광을 발광소자의 상부면에 형성된 반사 패턴 및 발광소자의 반사판에 형성된 반사 패턴을 통해 재 반사시켜 확산판에 입사되는 광 량을 증가시켜 표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
발광소자, 반사판, 반사 패턴, 백라이트 유니트

Description

발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트{Emitting device and back light unit using the same}
도 1은 직하형 백라이트 유니트를 채용한 일반적인 액정표시모듈을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시모듈을 Ⅰ-Ⅰ′선을 따라 절개하여 그 일부를 나타낸 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 액정표시모듈의 백라이트 유니트를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트를 나타내는 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 백라이트 유니트를 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절개하여 나타내는 단면도.
도 6a 내지 도 6d는 도 5에 도시된 발광소자를 나타내는 평면도.
도 7a 내지 도 7d는 도 6a 내지 도 6d에 도시된 발광소자의 반사 패턴을 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 나타내는 단면도.
도 9a 내지 도 9d는 도 8에 도시된 발광소자를 나타내는 평면도.
도 10a 내지 도 10d는 도 9에 도시된 반사판 및 발광소자에 형성된 반사 패 턴을 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 나타내는 사시도.
도 12는 도 11에 도시된 백라이트 유니트를 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절개하여 나타내는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 액정표시모듈 3: 하부기판
5 : 상부기판 6 : 액정패널
8, 150, 250, 350 : 광학 시이트 20, 140, 240, 340 : 확산판
10 : 램프 하우징 12, 110, 210 : 보텀 커버
14, 130, 230, 330 : 반사판 50 : 램프
52 : 램프 홀더 60 : 탑 케이스
120, 220, 320 : 발광소자 122, 222, 322 : 반도체 칩
124, 232, 324 : 반사 패턴 126, 226, 326 : 몰딩부
128, 228 : 히트금속 134 : 개구부
360 : 도광판 370 : 하우징
본 발명은 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트에 관한 것으로, 특히 광 추출 효율을 높여 표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있는 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 표시소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 어느 때보다 강조되고 많은 종류의 평판표시소자(Flat Panel Display)가 개발되고 있다.
평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로루미네센스(Electroluminescence : EL) 등이 있다.
이러한 평판표시소자 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있으며 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.
이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열되어진 복수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 표시패널에 입사되는 광의 투과량을 조절하여 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
일반적인 액정표시장치는 액정표시모듈과 이 액정표시모듈을 구동하기 위한 구동회로부로 구성된다.
액정표시모듈은 두 장의 유리기판의 사이에 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열 되어진 액정패널과, 이 액정패널에 광을 조사하는 백라이트 유니트(Back Light Unit)로 구성되게 된다. 이러한 액정패널과 백라이트 유니트는 광손실을 방지하기 위하여 일체화된 형태로 체결되어야 함과 아울러 외부의 충격에 의하여 손상되지 않게끔 보호되어야만 한다. 이를 위하여, 액정패널의 가장자리를 포함한 백라이트 유니트를 감싸게끔 형성되어진 액정표시장치용 케이스가 마련되게 되었다. 이와 같은 액정표시모듈은 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백라이트(Back Light)와 같은 광원이 필요하게 된다.
도 1은 직하형 백라이트 유니트를 채용한 일반적인 액정표시모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 액정표시모듈을 Ⅰ-Ⅰ′선을 따라 절개하여 그 일부를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 액정표시모듈(1)은 서포트 메인(70)과, 서포트 메인(70)의 내부에 실장되는 백라이트 유니트 및 액정패널(6)과, 액정패널(6)의 가장자리와 서포트 메인(70)의 측면을 감싸기 위한 탑 케이스(60)를 구비한다.
액정패널(6)은 상부기판(5) 및 하부기판(3) 사이에 액정이 주입되고 상부기판(5)과 하부기판(3) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 도시하지 않은 스페이서를 구비한다.
액정패널(6)의 상부기판(5)에는 도시하지 않은 컬러필터, 공통전극, 블랙 매트릭스 등이 형성되고, 액정패널(6)의 하부기판(3)에는 도시하지 않은 데이터라인 과 게이트라인 등의 신호배선이 형성된다.
데이터라인과 게이트라인의 교차부에 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다. TFT는 게이트라인으로부터의 스캔신호(게이트펄스)에 응답하여 데이터라인으로부터 액정셀 쪽으로 전송될 데이터신호를 절환하게 된다.
데이터라인과 게이트라인 사이의 화소영역에는 화소전극이 형성된다. 또한, 하부기판(3)의 일측부에는 데이터라인들과 게이트라인들 각각 접속되는 패드영역이 형성되고, 이 패드영역에는 TFT에 구동신호를 인가하기 위한 드라이버 집적회로가 실장된 도시하지 않은 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package)가 부착된다.
이 테이프 캐리어 패키지는 드라이버 집적회로로부터 데이터신호를 데이터라인들에 공급하고, 또한 스캔신호를 게이트라인들에 공급한다.
이러한, 액정패널(6)의 상부기판(5)에는 상부 편광 시이트가 부착되고, 하부기판(3)의 배면에는 하부 편광 시이트가 부착된다.
서포트 메인(70)은 몰드물로서 그 내부의 측벽면이 계단형 단턱면으로 성형되고 이 단턱면에는 백라이트 유니트 및 액정패널(6) 안착되는 안착부가 형성된다. 이러한 서포트 메인(70)의 내부에는 액정패널(6)에 광을 조사시키는 백라이트 유니트와, 액정패널(6)이 적층된다.
도 3은 도 1에 도시된 액정표시모듈의 백라이트 유니트를 나타낸 사시도이다.
도 3을 결부하여 액정표시모듈(1)의 백라이트 유니트를 설명하기로 한다. 백라이트 유니트는 액정패널(6)에 광을 조사하는 복수의 램프(50)와, 복수의 램 프(50)들이 장착되어 고정되는 복수의 램프 홀더(52)와, 복수의 램프(50)로부터 입사되는 광을 확산시켜 액정패널(6)에 조사시키기 위한 확산판(20)과, 복수의 램프(50)의 배면에 배치되는 램프 하우징(10)과, 확산판(20) 상에 적층되는 복수의 광학 시이트들(30)로 구성된다.
복수의 램프(50)들은 주로 냉음극 형광램프가 사용되고 있으며, 복수의 램프(50)들 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양끝단부에 설치되는 음극 및 양극으로 구성된다. 유리관 내부에는 불활성기체들이 충전되어 있으며, 유리관 내벽에는 형광체가 도포되어 있다. 이러한 복수의 램프(50)들은 N개씩 군으로 나뉘어 램프 홀더(52)에 장착되어 고정된다. 복수의 램프(50)에서 발생되는 광은 확산판(10)에 입사된다.
확산판(20)은 복수의 램프(50)들로부터 입사된 광을 액정패널(6)의 정면방향으로 향하게 하고, 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 액정패널(6)에 조사한다. 이러한 확산판(20)은 투명한 수지로 구성된 필름의 양면에 광확산용 부재를 코팅한 것을 사용한다.
램프 하우징(10)은 반사판(시이트)(14)과, 반사판(14)의 배면에 배치되는 보텀 커버(12)로 구성된다.
반사판(14)은 복수의 램프(50)의 배면에 배치된다. 반사판(14)은 광을 반사시키는 재질로 형성되며 보텀 커버(12)와 동일한 형태로써 보텀 커버(12)의 바닥면과 중첩되는 바닥면과 보텀 커버(12)의 경사면과 대응되게 절곡되는 경사면을 구비한다. 이러한, 반사판(14)은 도시되지 않은 접착 테잎에 의해 보텀 커버(12)의 바 닥면 및 경사면에 부착된다.
반사판(14)은 복수의 램프(50)들의 배면 및 측면 쪽으로 진행하는 광을 액정패널(6) 쪽으로 반사시켜 액정패널(6)에 조사되는 광의 효율을 향상시킨다.
확산판(20)을 경유하여 출사된 광은 복수의 광학 시이트들(30)을 경유하여 액정패널(6)에 입사된다.
확산판(10)으로부터 출사된 광은 확산광으로 시야각이 크게 형성된다. 액정패널(6)에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 이를 위해, 확산판(20) 위에 복수의 광학 시이트들(30)을 배치시킨다.
복수의 광학 시이트들(30)은 확산판(20)으로부터 출사되는 광을 수직으로 일으켜 광효율을 향상시키게 된다. 이에 따라, 확산판(20)에서 출사되는 광은 집광 시이트, 확산 시이트, 편광 시이트 등으로 구성되는 복수의 광학 시이트들(30)을 경유하여 액정패널(6)에 입사되게 된다.
탑 케이스(60)는 직각으로 절곡된 평면부와 측면부를 가지는 사각띠 형태로 제작된다. 이러한, 탑 케이스(60)는 액정패널(6)의 가장자리와 서포트 메인(70)을 감싸게 된다.
이러한 구성을 가지는 백라이트 유니트와 이를 이용한 액정표시모듈은 램프(50)로부터 발광된 광 중 확산판(20)에 사각으로 입사되는 광들이 반사되어 30% 이상의 광 손실이 발생된다. 이로 인해 표시장치의 휘도가 낮아지는 단점이 있다.
이를 보완하기 위해 램프(50)의 배면에 반사판을 배치하여 광 손실을 방지하고 있으나, 램프(50) 배면에 반사판을 배치하여도 20% 이상의 광 손실이 발생되어 표시장치의 휘도가 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광 추출 효율을 높여 표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있는 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자는 상부면으로부터 오목하게 형성된 홈을 가지는 리드 프레임과, 상기 홈에 설치되는 히트금속과, 상기 홈에 의해 감싸도록 상기 히트금속에 설치되어 광을 발생하는 반도체 칩과, 상기 리드 프레임의 홈에 완충되는 몰딩부와, 상기 홈을 제외한 상기 리드 프레임의 상부면에 형성되어 광을 반사시키는 복수의 반사 패턴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유니트는 바닥면과 상기 바닥면으로부터 절곡되어 신장되는 신장부를 가지는 보텀 커버와, 상기 보텀 커버 상에 배치되어 광을 발생시키는 발광소자와, 상기 발광소자와 대응되는 부위에 개구부가 형성되어 상기 발광소자를 노출시키는 반사판과, 상기 발광소자 상에 배치되어 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산판과, 상기 확산판 상에 배치되는 복수의 광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유니트는 바닥면과 상기 바닥면으로부터 절곡되어 신장되는 신장부를 가지는 보텀 커버와, 중앙부에 광을 발생하는 반도체 칩을 실장하는 리드프레임과; 상기 리드 프레임의 상부면에 형성되어 광을 반사하 는 복수의 반사 패턴을 포함하여 구성되는 발광소자와, 광을 반사하는 반사면 및 상기 발광소자와 대응되는 부위에 개구부가 형성되어 상기 발광소자를 노출시키는 반사판과, 상기 발광소자 상에 배치되어 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산판과, 상기 확산판 상에 배치되는 복수의 광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유니트는 상부면에 광을 반사하는 복수의 반사 패턴을 가지는 발광소자와, 상기 발광소자가 노출되도록 상기 발광소자와 대응되는 부위에 개구부 및 광을 반사하는 반사면을 포함하는 반사판과, 입사면을 통해 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 수직한 방향으로 출사시키는 도광판과, 상기 도광판의 입사면, 상기 반사판 및 상기 발광소자를 감싸는 하우징과, 상기 도광판 상에 배치되어 상기 도광판을 경유하여 출사되는 광을 확산시키는 확산 수단과, 상기 확산 수단을 경유한 광을 편광 또는 집광시키는 복수의 광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유니트는 상부면에 광을 반사하는 복수의 제 1 반사 패턴을 가지는 발광소자와, 상기 발광소자가 노출되도록 상기 발광소자와 대응되는 부위에 개구부 및 광을 반사하는 복수의 제 2 반사 패턴이 형성된 반사면을 포함하는 반사판과, 입사면을 통해 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 수직한 방향으로 출사시키는 도광판과, 상기 도광판의 입사면, 상기 반사판 및 상기 발광소자를 감싸는 하우징과, 상기 도광판 상에 배치되어 상기 도광판을 경유하여 출사되는 광을 확산시키는 확산 수단과, 상기 확산 수단을 경유한 광을 편광 또 는 집광시키는 복수의 광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트를 상세히 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 백라이트 유니트를 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광소자(120)는 반도체 칩(122)에서 발생되는 열을 방출시키는 히트 금속(128)과, 히트 금속(128)을 감쌈과 아울러, 내부에 소정의 공간이 마련된 리드 프레임과, 리드 프레임에 실장되어 광을 발광시키는 반도체 칩(122)과, 리드 프레임의 공간에 완충(完充)되는 몰딩부(126)와, 리드 프레임의 상부면에 형성되어 광을 반사시키는 반사 패턴(124)을 구비한다. 복수의 발광소자(120)는 도시되지 않은 회로 기판 상에 실장되어 바(bar) 형태의 에레이로 제작된다.
이러한 구성을 가지는 발광소자(120)는 반도체 칩(122)에 전류가 인가될 수 있도록 전극(미도시)이 형성되고, 반도체 칩(122)에 형성된 전극과 도시되지 않은 리드 전극이 전도성 와이어로 접속되어 반도체 칩(122)에 전류가 인가된다. 반도체 칩(122)에 전류가 인가되면 백색(white), 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 등의 색을 발광한다. 또한, 몰딩부(126)를 구성하는 몰딩 물질에 따라 고유한 색광을 나타낼 수 있다.
발광소자(120)의 상부면에는 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 광을 반사시키는 복수의 반사 패턴(124)이 형성된다. 이러한 반사 패턴(124)은 상부면 전 영역에 균일하게 분포되어 형성된다.
이러한 발광소자(120)의 상부면에 형성된 복수의 반사 패턴(124) 각각은 도 7a 에 도시된 바와 같이, 그 단면이 소정 곡률을 가지는 렌즈 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 반사 패턴(124) 각각은 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 그 단면이 3각 또는 4각과 같이 다각형의 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 도 7d에 도시된 바와 같이, 앞에서 설명한 렌즈 형상 또는 다각형의 형상이 조합된 형상을 가지도록 형성될 수도 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광소자(120)를 적용한 백라이트 유니트는 도 5에 도시된 바와 같이, 서포트 메인(미도시)의 내부에 적층되는 보텀 커버(110)와, 보텀 커버(110) 상에 바(bar) 형태의 에레이로 형성되어 실장되는 복수의 발광소자(120)와, 보텀 커버(110) 상에 적층되어 복수의 발광소자(120)로부터 발광된 광을 확산시키는 확산판(140)과, 확산판(140)으로부터 반사되는 광을 재 반사시키는 반사판(130)과, 확산판(140) 상에 적층되는 복수의 광학 시이트(150)를 구비한다.
확산판(140)은 복수의 발광소자(120) 어레이로부터 입사된 광을 표시화면의 정면방향으로 향하게 하고, 표시화면의 전 영역에 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 표시화면에 조사한다.
보텀 커버(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, 바닥면과, 바닥면으로부터 신장되는 절곡면을 구비한다. 즉, 보텀 커버(110)의 바닥면과 절곡면이 서로 단차지게 된다. 이러한 보텀 커버(110) 상에 반사판(130) 및 발광소자(120) 어레이가 적층되고, 보텀 커버(110)의 단차부에는 확산판(140)이 적층된다. 이러한 보텀 커버(110)의 바닥면에는 도시되지는 않았지만, 반사판(130)의 처짐을 방지하기 위해 복수의 지지부가 균일하게 형성될 수 있다.
반사판(130)은 광을 반사시키는 재질로 형성되며, 그 측부가 절곡되어 보텀 커버(110) 상에 적층된다. 이러한 반사판(130)은 보텀 커버(110)와 동일한 형태로써 보텀 커버(110)의 바닥면과 대응되는 상면과, 보텀 커버(110)의 절곡면과 대응되도록 절곡된 측부를 가진다.
또한, 반사판(130)에는 발광소자(120) 어레이와 대응되는 부분에 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 개구부(134)가 형성되고, 이 개구부(134)를 통해 발광소자(120) 어레이가 노출된다. 여기서, 반사판(130)은 절곡된 측부와 보텀 커버(110)의 바닥면에 형성된 지지부(미도시)에 의해 처짐이 방지되어, 반사판(130)의 전면이 균일한 높이를 가진다.
반사판(130)의 반사면은 복수의 발광소자(120)의 상부면과 동일한 높이에 형성되며, 반사면에 형성된 개구부(134)를 통해 발광소자(120)가 확산판(140) 방향으로 노출되어 발광소자(120)로부터의 광이 확산판(140)에 입사된다.
반사판(130)은 복수의 발광소자(120)에서 발광된 광 중에서 전반사에 의해 확산판(140)에 입사되지 못하고 반사되는 광을 재 반사시켜 확산판(140) 방향으로 향하게 한다. 이를 통해 표시화면에 조사되는 광의 양을 증가시킨다.
확산판(140)을 경유하여 출사된 광은 복수의 광학 시이트(150)를 경유하여 표시화면에 입사된다. 확산판(140)으로부터 출사된 광은 확산광으로 시야각이 크게 형성된다. 표시화면에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 이를 위해, 확산판(140) 상에 복수의 광학 시이트(150)를 배치시킨다.
여기서, 복수의 광학 시이트(150)는 프리즘 시이트, 편광 시이트, 확산 시이트, 반사형 편광 시이트(Dual Brightness Enhancement Film:DBEF) 등의 광학 시이트로 구성될 수 있다.
반도체 칩(122)에서 발생된 광은 몰딩부(126)를 경유하여 확산판(140)에 입사하게 된다. 여기서, 발광소자(120)에서 출사되는 광 중에서 확산판(140)에 수직한 방향으로 출사되는 광은 확산판(140)에 입사되지만, 발광소자(120)에서 사각으로 출사되는 광은 확산판(140)에 입사되지 못한다.
이렇게 확산판(140)에 입사되지 못하고 발광소자(120)로 다시 반사된 광을 발광소자(120)의 상부면에 형성된 반사 패턴(124)을 통해 재 반사시켜 확산판(140)에 입사되는 광의 양을 증가시킨다.
또한, 확산판(140)에 입사되지 못하고 반사되는 광 중에서 발광소자(120)로 반사되지 않고, 반사판(130) 쪽으로 반사되는 광은 반사판(130)에 의해 재 반사되어 확산판(140)에 입사하게 된다.
이를 통해, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광소자(120)와 이를 적용한 백라이트 유니트는 발광소자(120)의 상부면에 형성된 반사 패턴(124)과 이러한 발광 소자(120)의 상부면과 동일한 높이로 형성되는 반사판(130)을 통해 확산판(140)에 입사되는 광의 양을 증가시켜 백라이트 유니트의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광소자(120)와 이를 적용한 백라이트 유니트는 광 추출 효율 향상을 통해 표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트에서 광을 발생시키는 발광소자(220)는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광소자(120)와 동일한 구성요소를 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트는 도시되지 않은 서포트 메인의 내부에 적층되는 보텀 커버(210)와, 보텀 커버(210) 상에 바(bar) 형태의 에레이로 형성되어 실장되는 복수의 발광소자(220)와, 보텀 커버(210) 상에 적층되어 복수의 발광소자(220)로부터 발광된 광을 확산시키는 확산판(240)과, 확산판(240)으로부터 반사되는 광을 재 반사 시키는 반사판(230)과, 확산판(240) 상에 적층되는 복수의 광학 시이트(250)를 구비한다.
발광소자(220)는 반도체 칩(222)에서 발생되는 열을 방출시키는 히트 금속(228)과, 히트 금속(228)을 감쌈과 아울러, 내부에 소정의 공간이 마련된 리드 프레임과, 리드 프레임에 실장되어 광을 발광시키는 반도체 칩(222)과, 리드 프레임의 공간에 완충되는 몰딩부(226)와, 리드 프레임의 상부면에 형성되어 광을 반사 시키는 반사 패턴(224)을 구비한다.
이러한, 발광소자(220)의 상부면에는 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이, 광을 반사시키는 복수의 반사 패턴(224)이 형성된다. 이러한 반사 패턴(224)은 상부면 전 영역에 균일하게 분포되어 형성된다.
이러한 발광소자(220)의 상부면에 형성된 복수의 반사 패턴(224) 각각은 도 10a 에 도시된 바와 같이, 그 단면이 소정 곡률을 가지는 렌즈 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 반사 패턴(224) 각각은 도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 그 단면이 3각 또는 4각과 같이 다각형의 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 도 10d에 도시된 바와 같이, 앞에서 설명한 렌즈 형상 또는 다각형의 형상이 조합된 형상을 가지도록 형성될 수도 있다.
확산판(240)은 복수의 발광소자(220) 어레이로부터 입사된 광을 표시화면의 정면방향으로 향하게 하고, 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 표시화면에 조사한다.
보텀 커버(210)는 도 8에 도시된 바와 같이, 바닥면과, 바닥면으로부터 신장되는 절곡면을 구비한다. 즉, 보텀 커버(210)의 바닥면과 절곡면이 서로 단차지게 된다. 이러한 보텀 커버(210)의 바닥면 상에 반사판(230) 및 발광소자(220) 어레이가 적층되고, 보텀 커버(210)의 단차부에는 확산판(240)이 적층된다.
이러한 보텀 커버(210)의 바닥면에는 도시되지는 않았지만, 반사판(230)의 처짐을 방지하기 위해 복수의 지지부가 균일하게 형성될 수 있다.
반사판(230)은 광을 반사시키는 재질로 형성되며, 반사판(230)은 보텀 커 버(210)와 동일한 형태로써 보텀 커버(210)의 바닥면과 대응되는 상면과, 보텀 커버(210)의 절곡면과 대응되도록 절곡된 측부를 가진다. 이러한 반사판(230)의 반사면에는 자신에게 입사되는 광의 반사 효율을 향상시키는 복수의 반사 패턴(232)이 형성된다. 이러한, 반사 패턴(232)은 상부면 전 영역에 균일하게 분포되어 형성된다.
반사판(230)의 상부면에 형성된 복수의 반사 패턴(232) 각각은 도 10a 에 도시된 바와 같이, 그 단면이 소정 곡률을 가지는 렌즈 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 반사 패턴(232) 각각은 도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 그 단면이 3각 또는 4각과 같이 다각형의 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 도 10d에 도시된 바와 같이, 앞에서 설명한 렌즈 형상 또는 다각형의 형상이 조합된 형상을 가지도록 형성될 수도 있다.
또한, 반사판(230)에는 발광소자(220) 어레이와 대응되는 부분에 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 개구부가 형성되고, 이 개구부를 통해 복수의 발광소자(220) 어레이가 노출된다.
광의 재 반사 효율을 높이는 반사 패턴(232)이 형성된 반사판(230)의 반사면은 복수의 발광소자(220)와 동일한 높이에 형성되며, 반사면에 형성된 개구부를 통해 발광소자(220)가 확산판(240) 방향으로 노출되어 발광소자(220)로부터의 광이 확산판(240)에 입사된다.
반사판(230)은 복수의 발광소자(220)에서 발광된 광 중에서 확산판(240)에 입사되지 못하고 반사되어 반사판(230) 쪽으로 입사되는 광을 재 반사시켜 확산 판(240) 방향으로 향하게 한다. 이를 통해 표시화면에 조사되는 광의 양을 증가시킨다.
확산판(240)을 경유하여 출사된 광은 복수의 광학 시이트(250)를 경유하여 표시화면에 입사된다. 확산판(240)으로부터 출사된 광은 확산광으로 시야각이 크게 형성된다. 표시화면에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다. 이를 위해, 확산판(240) 상에 복수의 광학 시이트(250)를 배치시킨다.
여기서, 복수의 광학 시이트(250)는 프리즘 시이트, 편광 시이트, 확산 시이트, 반사형 편광 시이트(Dual Brightness Enhancement Film:DBEF) 등의 광학 시이트로 구성될 수 있다.
반도체 칩(222)에서 발생된 광은 몰딩부(226)를 경유하여 확산판(240)에 입사하게 된다. 이때, 발광소자(220)에서 출사되는 광 중에서 확산판(240)에 수직한 방향으로 출사되는 광은 확산판(240)에 입사되지만, 발광소자(220)에서 사각으로 출사되는 광은 전반사 되어 확산판(240)에 입사되지 못한다.
이렇게 확산판(240)에 입사되지 못하고 발광소자(220)로 다시 반사된 광을 발광소자(220)의 상부면에 형성된 반사 패턴(224)을 통해 재 반사시켜 확산판(240)에 입사되는 광 량을 증가시키게 된다.
또한, 확산판(240)에 입사되지 못하고 반사되는 광 중에서 발광소자(220)로 반사되지 않고, 반사판(230) 쪽으로 반사되는 광은 반사판(230)의 반사면과 반사면에 형성된 반사 패턴(232)에 의해 재 반사되어 확산판(240)에 입사된다.
이를 통해, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트는 발광소 자(220)의 상부면에 형성된 반사 패턴(224)과 발광소자(220)와 동일한 높이로 형성되는 반사판(230) 및 반사판(230)의 반사면에 형성된 복수의 반사 패턴(232)을 통해 확산판(240)에 입사되는 광 량을 증가시켜 백라이트 유니트의 광 추출 효율을 향상 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유니트는 광 추출 효율 향상을 통해 표시장치의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 백라이트 유니트를 나타내는 사시도이고, 도 12는 도 11에 도시된 백라이트 유니트를 III-III'선을 따라 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 11 및 12를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 백라이트 유니트는 광을 발생시키는 발광소자(320)와, 입사면을 통해 발광소자(320)로부터 입사되는 광을 면 광으로 출사시키는 도광판(360)과, 도광판(360)의 입사면 및 발광소자(320)를 감싸는 하우징(370)과, 도광판(360)의 하면에 배치되어 광을 반사시키는 제 1 반사판(330)과, 도광판(360) 상에 배치되어 도광판(360)을 경유한 광을 확산시키는 확산판(확산 시이트)(340)과, 확산판(340)를 경유한 광을 집광하는 복수의 광학 시이트(350)를 포함하여 구성된다.
발광소자(320)의 상부면에는 광을 반사시키는 복수의 반사 패턴(324)이 형성된다. 이러한 반사 패턴(324)은 상부면 전 영역에 균일하게 분포되어 형성된다.
발광소자(320)의 상부면에 형성된 복수의 반사 패턴(324) 각각은 도 7a 및 10a 에 도시된 바와 같이, 그 단면이 소정 곡률을 가지는 렌즈 형상을 가지도록 형 성될 수 있다. 또한, 복수의 반사 패턴(324) 각각은 도 7b, 10b 및 도 7c, 10c에 도시된 바와 같이, 그 단면이 다각형의 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 도 7d 및 10d에 도시된 바와 같이, 앞에서 설명한 렌즈 형상 또는 다각형의 형상이 조합된 형상을 가지도록 형성될 수도 있다. 이러한, 발광소자(320)는 도시되지 않은 회로 기판으로부터 공급되는 구동전압에 의해 점등되어 도 12에 도시된 바와 같이, 도광판(360)의 측면에 형성된 입사면에 광을 조사한다.
하우징(370)은 발광소자(320), 제 1 반사판(330) 및 도광판(360)의 입사면을 감싸도록 도광판(360)의 측면에 설치된다.
도광판(360)은 입사면을 통해 발광소자(320)로부터 입사되는 광의 진행방향을 확산판(340) 쪽으로 안내하게 된다. 이를 위해, 도광판(360)의 하면은 소정의 기울기를 가지도록 형성되며, 발광소자(320)로부터의 입사되는 광을 산란시키기 위한 산란 패턴을 포함한다.
이러한 도광판(360)의 하면에는 도광판(360)의 하면 방향으로 향하는 광을 확산판(340) 쪽으로 반사시키기 위해 제 2 반사판(380)이 배치된다. 여기서 제 2 반사판(380)은 금속을 판 뿐만 아니라, 광을 반사시킬 수 있는 다른 재질(예:반사 시이트)로 대치될 수 있다.
확산판(340)은 도광판(360)을 경유한 광을 확산시켜 복수의 표시화면의 전 영역에 조사되도록 한다. 확산판(340) 상에는 복수의 광학 시이트(350)가 배치된다.
확산판(340)을 경유하여 출사된 광은 복수의 광학 시이트(350)를 경유하여 표시화면에 입사된다. 확산판(340)으로부터 출사된 광은 확산광으로 시야각이 크게 형성된다. 표시화면에 입사되는 광은 수직을 이룰 때 광효율이 커지게 된다.
여기서, 복수의 광학 시이트(250)는 프리즘 시이트, 편광 시이트, 확산 시이트, 반사형 편광 시이트(Dual Brightness Enhancement Film:DBEF) 등의 광학 시이트로 구성될 수 있다.
반도체 칩(322)에서 발생된 광은 몰딩부(326)를 경유하여 도광판(360)에 입사하게 된다. 여기서, 도광판(360)에서 확산판(340) 방향으로 출사되지 못하고 발광소자(320) 쪽으로 반사된 광을 발광소자(320)의 상부면에 형성된 반사 패턴(324)을 통해 재 반사시켜 확산판(340)에 입사되는 광 량을 증가시키게 된다. 이를 통해, 백라이트 유니트의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
제 1 반사판(330)의 반사면 즉, 상부면에는 복수의 반사 패턴(334)이 형성된다. 이러한, 제 1 반사판(330)의 상부면에 형성된 복수의 반사 패턴(334) 각각은 도 10a 에 도시된 바와 같이, 그 단면이 소정 곡률을 가지는 렌즈 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 반사 패턴(334) 각각은 도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 그 단면이 3각 또는 4각과 같이 다각형의 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 도 10d에 도시된 바와 같이, 앞에서 설명한 렌즈 형상 또는 다각형의 형상이 조합된 형상을 가지도록 형성될 수도 있다.
또한, 제 1 반사판(330)에는 발광소자(320) 어레이와 대응되는 부분에 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 개구부가 형성되고, 이 개구부를 통해 복수의 발광소자(320) 어레이가 노출된다.
광의 재 반사 효율을 높이는 반사 패턴(334)이 형성된 제 1 반사판(330)의 반사면은 도 12에 도시된 바와 같이, 복수의 발광소자(320)와 동일한 높이에 형성되며, 반사면에 형성된 개구부를 통해 발광소자(320)가 도광판(360)의 입사면 방향으로 노출되어 발광소자(320)로부터의 광이 도광판(360)에 입사된다.
이러한 제 1 반사판(330)은 복수의 발광소자(320)에서 발광된 광 중에서 도광판(360))에 입사되지 못하고 반사되어 제 1 반사판(330) 쪽으로 입사되는 광을 재 반사시켜 도광판(360) 방향으로 향하게 한다. 이를 통해 표시화면에 조사되는 광의 양을 증가시킨다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트는 본 발명의 실시 예들에 따른 발광소자와 이를 이용한 백라이트 유니트는 확산판에 입사되지 못하고 발광소자로 반사되는 광을 발광소자의 상부면에 형성된 반사 패턴 및 발광소자의 반사판에 형성된 반사 패턴을 통해 재 반사시켜 확산판에 입사되는 광 량을 증가시켜 표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.

Claims (23)

  1. 상부면으로부터 오목하게 형성된 홈을 가지는 리드 프레임과,
    상기 홈에 설치되는 히트금속과,
    상기 홈에 의해 감싸도록 상기 히트금속에 설치되어 광을 발생하는 반도체 칩과,
    상기 리드 프레임의 홈에 완충되는 몰딩부와,
    상기 홈을 제외한 상기 리드 프레임의 상부면에 형성되어
    광을 반사시키는 복수의 반사 패턴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 패턴은 그 단면이 반구의 곡률을 가지는 렌즈 형상 또는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 패턴 각각은 그 단면이 반구의 곡률을 가지는 렌즈 형상 또는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  4. 바닥면과 상기 바닥면으로부터 절곡되어 신장되는 신장부를 가지는 보텀 커 버와,
    상기 보텀 커버 상에 배치되어 광을 발생시키는 발광소자와,
    상기 발광소자와 대응되는 부위에 개구부가 형성되어 상기 발광소자를 노출시키는 반사판과,
    상기 발광소자 상에 배치되어 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산판과,
    상기 확산판 상에 배치되는 복수의 광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 반사판은 상기 보텀 커버의 바닥면과 대응되는 반사면과,
    상기 보텀 커버의 신장부와 대응되도록 절곡된 측부를 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 반사판의 반사면은 상기 발광소자의 상부면과 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광소자의 상부면에는 광을 반사시키는 복수의 반사 패턴이 형성되는 것을 특징으로 백라이트 유니트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 패턴은 그 단면이 반구의 곡률을 가지는 렌즈 형상 또는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 패턴 각각은 그 단면이 반구의 곡률을 가지는 렌즈 형상 또는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  10. 바닥면과 상기 바닥면으로부터 절곡되어 신장되는 신장부를 가지는 보텀 커버와,
    중앙부에 광을 발생하는 반도체 칩을 실장하는 리드프레임과;
    상기 리드 프레임의 상부면에 형성되어 광을 반사하는 복수의 반사 패턴을 포함하여 구성되는 발광소자와,
    광을 반사하는 반사면 및 상기 발광소자와 대응되는 부위에 개구부가 형성되어 상기 발광소자를 노출시키는 반사판과,
    상기 발광소자 상에 배치되어 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 확산시키는 확산판과,
    상기 확산판 상에 배치되는 복수의 광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보텀 커버의 바닥면에 상기 반사판을 지지하기 위한 복수의 지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 반사판의 반사면은 상기 발광소자의 상부면과 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 패턴은 그 단면이 반구의 곡률을 가지는 렌즈 형상 또는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 패턴 각각은 그 단면이 반구의 곡률을 가지는 렌즈 형상 또는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  15. 상부면에 광을 반사하는 복수의 반사 패턴을 가지는 발광소자와,
    상기 발광소자가 노출되도록 상기 발광소자와 대응되는 부위에 개구부 및 광 을 반사하는 반사면을 포함하는 반사판과,
    입사면을 통해 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 수직한 방향으로 출사시키는 도광판과,
    상기 도광판의 입사면, 상기 반사판 및 상기 발광소자를 감싸는 하우징과,
    상기 도광판 상에 배치되어 상기 도광판을 경유하여 출사되는 광을 확산시키는 확산 수단과,
    상기 확산 수단을 경유한 광을 편광 또는 집광시키는 복수의 광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 반사판의 반사면은 상기 발광소자의 상부면과 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 패턴은 그 단면이 반구의 곡률을 가지는 렌즈 형상 또는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 반사 패턴 각각은 그 단면이 반구의 곡률을 가지는 렌즈 형상 또는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 반사판을 지지하기 위한 복수의 지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  20. 상부면에 광을 반사하는 복수의 제 1 반사 패턴을 가지는 발광소자와,
    상기 발광소자가 노출되도록 상기 발광소자와 대응되는 부위에 개구부 및 광을 반사하는 복수의 제 2 반사 패턴이 형성된 반사면을 포함하는 반사판과,
    입사면을 통해 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 수직한 방향으로 출사시키는 도광판과,
    상기 도광판의 입사면, 상기 반사판 및 상기 발광소자를 감싸는 하우징과,
    상기 도광판 상에 배치되어 상기 도광판을 경유하여 출사되는 광을 확산시키는 확산 수단과,
    상기 확산 수단을 경유한 광을 편광 또는 집광시키는 복수의 광학 시이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 반사판의 반사면은 상기 발광소자의 상부면과 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 및 제 2 반사 패턴은 그 단면이 반구의 곡률을 가지는 렌즈 형상 또는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 각각의 제 1 반사 패턴 및 각각의 제 2 반사 패턴은 그 단면이 반구의 곡률을 가지는 렌즈 형상 또는 다각형의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
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