KR20100134342A - Ｌｅｄ 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

Ｌｅｄ 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 Download PDF

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KR20100134342A
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Abstract

본 발명은 LED 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 발광 소자 패키지 장착을 위한 장착부가 형성되며, 전도성층을 포함하는 회로 기판과; 상기 회로 기판의 장착부에 장착되며, 상기 전도성층과 전기적으로 연결되는 발광 소자 패키지와; 상기 회로 기판 또는 발광 소자 패키지 상측에 위치하여 상기 발광 소자 패키지로부터 출사되는 빛을 도광시키는 것으로서, 광 추출면과 상기 회로 기판측을 향한 결합면을 포함하고 상기 광 추출면의 단부측 모서리는 곡면으로 형성되며, 서로 이웃하여 연결되는 다수의 도광판을 포함하여 구성된다.
Figure P1020090052923
도광판, 발광 소자 패키지, 회로 기판, 모듈, 백라이트.

Description

ＬＥＤ 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치 {Module for light guide plate and LED back-light unit using the same}
본 발명은 LED 백라이트 유닛 및 이러한 LED 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 중에서 LCD(Liquid Crystal Display)는 텔레비젼, 노트북 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터용 모니터, 휴대 전화기에 이르기까지 다양한 장치에 사용되고 있다.
이러한, LCD는 자체적으로 발광하지 못하기 때문에, 영상 정보를 디스플레이하기 위해서는 액정 패널을 조명할 수 있는 발광장치가 필요하다.
LCD의 발광장치는 액정 패널의 배면에 결합되므로 백라이트 유닛(backlight unit)으로 불리는데, 이 백라이트 유닛은 균일한 면광원을 형성하여 액정 패널에 광원을 제공하는 장치라 할 수 있다.
일반적인 백라이트 유닛은 광원, 도광판, 확산시트, 프리즘 및 보호시트 등을 포함하며, 광원으로는 통상 수은 냉음극 형광램프 등과 같은 형광램프나 발광 다이오드 등이 사용될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 두께를 얇게 제작할 수 있고, 사용되는 LED 개수를 감소시킬 수 있고, 방열 성능을 향상시킴으로써 신뢰성을 개선할 수 있는 도광판 모듈 및 이를 포함하는 LED 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 발광 소자 패키지 장착을 위한 장착부가 형성되며, 전도성층을 포함하는 회로 기판과; 상기 회로 기판의 장착부에 장착되며, 상기 전도성층과 전기적으로 연결되는 발광 소자 패키지와; 상기 회로 기판 또는 발광 소자 패키지 상측에 위치하여 상기 발광 소자 패키지로부터 출사되는 빛을 도광시키는 것으로서, 광 추출면과 상기 회로 기판측을 향한 결합면을 포함하고 상기 광 추출면의 단부측 모서리는 곡면으로 형성되며, 서로 이웃하여 연결되는 다수의 도광판을 포함하여 구성된다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 발광 소자 패키지 장착을 위한 장착부가 형성되며, 전도성층을 포함하는 회로 기판과; 상기 회로 기판의 장착부에 장착되며, 상기 전도성층과 전기적으로 연결되는 발광 소자 패키지와; 상기 회로 기판 또는 발광 소자 패키지 상측에 위치하여 상기 발광 소자 패키지로부터 출사되는 빛을 도광시키는 것으로서, 광 추출면과 상기 회로 기판측을 향한 결합면을 포함하고 상기 광 추출면의 단부측 모서리는 곡면으로 형성되며, 서 로 이웃하여 연결되는 다수의 도광판을 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛 상에 위치하는 액정패널을 포함하여 구성된다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.
발광 다이오드에서 출사되는 광이 측면으로 펴지는 각도가 더욱 확대되어 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있고, 단위 면적당 사용되는 발광 다이오드 또는 발광 소자 패키지의 개수를 감소시킬 수 있다.
백라이트 유닛에서 사용되는 부품의 비용 중 발광 다이오드는 큰 비중을 차지하므로, 이러한 장점은 백라이트 유닛의 제조 비용을 크게 감소시키는 역할을 할 수 있다.
또한, 발광 소자 패키지는 하부 커버에 직접 접촉하여 열 방출 효율이 극대화될 수 있고, 이에 따라 백라이트 유닛의 두께 또한 더욱 감소될 수 있다.
이에 더하여, 도광판의 형상 및 발광 소자 패키지에 이용되는 렌즈의 형상을 최적화시켜 휘암선의 발생을 억제하고 보다 균일한 광 추출면을 형성할 수 있는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
표면과 같은 구성 요소의 일부가 '내부(inner)'라고 표현된다면 이것은 그 요소의 다른 부분들 보다도 소자의 외측으로부터 더 멀리 있다는 것을 의미한다고 이해할 수 있을 것이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 백라이트 유닛 또는 모듈(100)은, 회로 기판(10) 상에 장착되는 발광 소자 패키지(20)의 상측에 위치하는 도광판(30)을 포함하여 구성된다.
회로 기판(10)에는 전도성층(70)의 회로 라인이 구비되며, 이 전도성층(70)에 발광 소자 패키지(20)의 리드(25)를 통하여 발광 소자 패키지(20)가 전기적으로 연결된다.
도광판(30)에는 발광 소자 패키지(20)가 수납될 수 있도록 수납부(31)를 포함하며, 발광 소자 패키지(20)에서 출사되는 빛이 화살표로 도시되는 바와 같이 도광판(30)을 통하여 도광되어 도광판(30)의 외측면인 광 추출면(30A)을 통하여 방출된다.
이때, 도광판(30)의 출광 효율을 향상시키기 위하여 광 추출면(30A) 또는 회 로 기판(10)측을 향한 결합면(30B) 중 적어도 어느 일측에는 광 추출 패턴(32)이 구비될 수 있다.
이러한 광 추출 패턴(32)은 도광판(30)의 내부 전반사 현상을 통하여 반사되는 빛이 보다 효율적으로 광 추출면(30A)으로 출광될 수 있도록 한다.
이와 같이 발광 소자 패키지(20)에서 출사된 빛은 패턴(32)에 의하여 도광판(20) 외부로 빛을 출사할 수 있고, 이러한 패턴(32)은 사출, 인쇄, 레이저(laser) 가공 등의 방법으로 제작될 수 있다.
수납부(31)는 발광 소자 패키지(20)가 장착되는 위치인 도광판(30)의 하측에 일정 곡률을 가지는 홈을 형성하게 되고, 이러한 수납부(31)는 빛이 측면 방향으로 더욱 넓게 펼쳐지도록 하면서, 발광 소자 패키지(20)로부터 도광판(30)으로 직접 도달하는 빛을 효과적으로 차단할 수 있다.
이러한 수납부(31)는 도 1과 같이, 도광판(30)에 형성되는 아치형의 홈 형상으로 형성될 수 있으나, 그 외에 구면, 타원체면, 정육면체에 가까운 곡면 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
회로 기판(10) 상에는 도광판(30)의 결합면(30B)이 결합되는 면 상에 반사면(40)이 구비되어, 도광판(30)의 광 추출면(30A)을 통하여 추출되는 광의 효율을 향상시킬 수 있다. 경우에 따라서는 별도의 반사면(40)을 구비하는 대신에 위에서 설명한 전도성층(70)이 반사면으로 작용할 수도 있다.
한편, 발광 소자 패키지(20)는 통상 발광 다이오드(ligh emitting diode; LED) 패키지를 이용할 수 있으며, 이러한 발광 소자 패키지(20)는 발광 다이오 드(LED)가 장착되는 패키지 바디(21) 상에 렌즈(22)가 구비될 수 있다.
이러한 렌즈(22)는 LED에서 출사되는 빛이 공간상에 균일하게 퍼질 수 있도록 굴절시키는 역할을 수행하는데, 이를 위하여 렌즈(22)의 중앙측에 렌즈홈(23)이 구비될 수 있고, 렌즈(22)의 주변측은 곡면(24)으로 형성될 수 있다.
즉, 렌즈(22)는 발광 소자 패키지(20)로부터 출사된 빛이 도광판(30) 내부로 넓은 입사각을 가지고 입사될 수 있도록 빛을 굴절시킨다.
발광 소자 패키지(20)는 리드(25)를 통하여 전도성층(70)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 리드(25)는 표면 실장 방법을 통하여 전도성층(70)과 결합될 수 있다.
이러한 발광 소자 패키지(20)가 결합된 회로 기판(10)은 하부 커버(50) 상에 위치할 수 있다.
도 2에서는 백라이트 유닛을 보다 박형화 할 수 있는 실시예를 도시하고 있다. 즉, 회로 기판(10)에 내측으로 함몰된 홈 형상의 장착부(장착홈; 11) 형성하고, 이 장착홈(11) 내에 발광 소자 패키지(20)를 장착함으로써 모듈(100)의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.
이때, 발광 소자 패키지(20)의 리드(25)는 상측으로 절곡되어 형성되어 솔더(26)와 같은 결합층에 의하여 전도성층(70; 도 1 참고)에 결합될 수 있다.
이 경우, 발광 소자 패키지(20)는 하부 커버(50)에 보다 가깝게 위치하므로 열 방출의 측면에서 보다 효율적일 수 있다.
도 3에서와 같이, 이와 같은 백라이트 유닛을 모듈화 하여 다수의 모 듈(100A, 100B, 등)을 서로 연결하여 조립함으로써 대면적의 백라이트 유닛을 제작하는 것이 가능하다.
이때, 도 3과 같이, 하나의 도광판(30A)에 하나의 광원(발광 소자 패키지(20))를 구비할 수 있고, 도 4와 같이, 하나의 도광판(30B) 내에 두 개 이상의 광원을 배치할 수도 있다.
즉, 경우에 따라, 하나의 도광판(30B)에 네 개 또는 그 이상의 발광 소자 패키지(20)를 구비하는 단위 모듈을 다수개 배열하여 백라이트 유닛을 구성할 수도 있는 것이다.
이와 같은 구조는 백라이트 유닛을 이용하여 로컬 디밍(local dimming)을 구현하는데 보다 적합할 수 있다.
즉, 상술한 실시예는 백라이트 유닛 상에 위치하는 디스플레이 패널에서 구현되는 이미지에 따라 백라이트 유닛의 전체 또는 일부를 분할하여 구동하는데 보다 유리할 수 있다.
이는 이미지가 어두운 부분을 포함하면 해당 부분의 모듈에 구성된 발광 소자 패키지(20)를 끄거나 어둡게 구동할 수 있고, 반면 이미지가 밝은 부분을 포함하면 해당 부분의 모듈에 구성된 발광 소자 패키지(20)를 그래도 구동하거나 더 밝게 구동함으로써 명암비(또는 대비비)를 극대화할 수 있다.
이때, 도 3과 같이, 하나의 도광판(30A)에 하나의 광원(발광 소자 패키지(20))를 구비한 경우에는 각 광원이 구동의 개별 단위가 될 수 있고, 도 4와 같이, 하나의 도광판(30B) 내에 두 개 이상의 광원을 배치한 경우에는 이러한 두 개 이상의 광원이 그룹을 이루어 구동의 개별 단위가 될 수 있다.
이러한 발광 소자 패키지의 구동은 백라이트 유닛에 포함되는 컨트롤러 또는 구동부(도시되지 않음)에 의하여 제어될 수 있다.
한편, 도 5에서와 같이, 하나의 모듈(100A)과 인접 모듈(100B) 사이에는 간극(B)이 있을 수 있다.
통상, 백라이트 유닛의 구동시 유닛 내부의 온도가 상승할 수 있고, 그 원인 중 하나는 광원에서 발생하는 열에 의한 것이다. 이러한 내부 온도의 상승은 유닛을 이루는 각 부분들을 열적으로 팽창시킬 수 있고, 이때 각 부분들이 열적으로 팽창하는 정도는 서로 다를 수 있다.
즉, 각 모듈을 이루는 도광판, 회로기판, 또는 반사판 등은 열적으로 팽창할 수 있으며, 따라서, 간극(B)을 두지 않는 경우에는 이러한 열팽창에 의하여 각 부분들이 접촉함으로써 유닛의 일부에 뒤틀림 현상이 발생할 수도 있다.
따라서, 이러한 열팽창을 고려하여 하나의 모듈(100A)과 인접 모듈(100B) 사이 간극(B)을 둘 수 있는 것이다.
이때, 이 간극(B)을 통해 빠져나오는 빛은 도 5에서와 같이, 도광판(30) 사이에서 다중 반사될 수 있어, 도광판(30)의 외측에서 볼 때, 이 반사된 빛이 한 곳에 집중되어 시인될 수 있다.
따라서, 이러한 각 모듈(100A, 100B) 사이의 경계부에서 상대적으로 밝은 부분과 어두운 부분이 나타나서 이러한 부분이 도광판(30) 외측에서 시인되는 휘암선이 나타날 수 있다.
이러한 현상은 도 6에서와 같이, 각 모듈(100A, 100B) 사이의 경계부에 위치하는 간극(A)의 상측에 곡면(33)을 형성함으로써 개선시킬 수 있다. 즉, 도광판(30)의 상측면인 광 추출면의 단부 모서리측을 곡면으로 형성함으로써, 이 간극(A) 사이에서 빛이 반사되는 정도를 경감시키거나 이 간극(A)에 집중될 수 있는 빛을 고르게 퍼지게 함으로써 휘암선의 발생을 억제할 수 있는 것이다.
이때, 도광판(30)의 단부 모서리측에 적용되는 곡면(33)의 곡률(곡률반경)은, 대략 도광판(30) 두께의 0.15 내지 0.7 정도의 범위가 적용될 수 있고, 이러한 곡률반경을 가지는 도광판(30)에 의하여 상술한 각 모듈 사이에서 발생할 수 있는 휘암선의 발생을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서 적용된 도광판의 두께가 3.0mm인 것을 고려하면, 곡면(33)의 곡률반경이 대략 0.5mm 내지 2.0mm 정도라면 이러한 휘암선 발생을 감소시키는 효과를 발휘할 수 있는 것이다.
한편, 각 모듈(100A, 100B) 상에 광학 시트를 구성함으로써 보다 균일한 광분포를 형성할 수 있다.
도 7에서는 상술한 사항을 고려한 모듈(100)의 다른 실시예를 나타내고 있다. 이러한 백라이트 유닛 모듈(100)은 발광 소자 패키지(20)가 장착되는 장착부로서 회로 기판(10)에 형성되는 관통홀(12)이 형성될 수 있다.
이러한 관통홀(12) 내측에 발광 소자 패키지(20)를 설치하고, 패키지 바디(21)에서 상측으로 절곡된 리드(25)는 솔더(26)에 의하여 회로 기판(10)의 전도성층(70)에 전기적으로 연결된다.
이때, 발광 소자 패키지(20)는 백라이트 유닛의 하측 커버(50)와 직접 접촉할 수 있어 열 방출 효율이 크게 향상될 수 있다.
통상 발광 다이오드(28)에서는 열이 많이 발생하므로 이 열을 효율적으로 방출하는 것은 중요한 특성 중 하나이다. 발광 소자 패키지(20)는 패키지 바디(21)에 형성된 장착홈(27)에 발광 다이오드(28)가 장착되는데, 이러한 패키지 바디(21)에는 열 방출을 위한 히트 싱크(도시되지 않음)가 발광 다이오드(28)와 접촉하여 구비될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛의 하측 커버(50)는 금속으로 제작될 수 있고, 상술한 대로 발광 소자 패키지(20)가 하측 커버(50)에 집적 접촉되어 발광 다이오드(28)에서 발생되는 열이 하측 커버(50)를 통하여 효과적으로 방출될 수 있는 것이다.
또한, 발광 소자 패키지(20)에 구비되는 렌즈(22)는 상술한 실시예에서와 같이, 렌즈(22) 내측의 중앙부 측에 렌즈홈(23)이 형성되고, 이 렌즈홈(23)의 외주면에는 곡률(R)이 적용된 곡면(24)이 적용되어 발광 다이오드(28)에서 방출되는 빛이 고르게 퍼질 수 있다.
이와 같이 빛이 고르게 퍼지도록 하는데는 발광 다이오드(28)와 렌즈홈(23)의 하단부 사이의 거리(D)도 중요한 요소 중 하나가 될 수 있다.
이러한 발광 다이오드(28)의 빛이 고르게 퍼지기 위한 조건을 실험을 통하여 분석하면 다음과 같이 정리될 수 있다.
먼저, 렌즈(22)의 함몰된 형상의 렌즈홈(23)과 발광 다이오드(28)의 상면까지의 최단거리(D)는 렌즈(22)의 직경을 D1이라 할 때, D1/7보다 크고 D1/2.4보다 작은 것이 유리하다.
또한, 렌즈홈(23) 주변부의 상면에는 적어도 하나의 곡률을 가지는 곡면(R)을 가지고, 이 곡률은 0.8 mm 내지 1.8 mm까지의 값을 가지는 것이 유리하다.
그리고, 렌즈홈(23)은 도 7에서와 같이, 특정 각도(Θ)를 가질 수 있는데, 이 렌즈홈(23)의 각도(Θ)는 90° 내지 120°의 조건을 만족하는 것이 유리하다.
이러한 D, R, 및 Θ의 조건은 발광 소자 패키지의 실험을 통하여 얻어진 것이다.
한편, 이러한 발광 소자 패키지(20) 상에 위치하는 도광판(30)은 광이 출사되는 광 추출면(30A)과 그 반대면이며 회로 기판(10)을 향하는 결합면(30B)을 포함하고, 이러한 광 추출면(30A)과 결합면(30B) 중 적어도 어느 일측에는 광 추출 패턴(32)이 형성될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 도광판(30)의 광 추출면(30A)의 모서리(단부) 측에는 곡면(33)으로 형성하여 휘암선 발생을 더 억제할 수 있다.
회로 기판(10)의 상측면에는 반사면(40)이 구비될 수도 있음은 위에서 설명한 실시예와 동일하다.
도 8에서는 도 7에서 설명한 백라이트 유닛의 모듈(100A, 100B, 100C)이 하측 커버(50) 상에 서로 이웃하여 연결되어 결합된 예를 도시하고 있다.
이러한 다수의 모듈(100A, 100B, 100C)이 배열되어 구성되는 백라이트 유닛은 두께가 크게 감소될 수 있고, 발광 다이오드의 열방출 성능이 크게 개선되며, 또한 모듈과 모듈 사이에 휘암선 발생을 억제할 수 있어서, 전체 성능이 크게 향상 될 수 있다.
이와 같은 도광판(30)을 포함하는 각 모듈은 사출 방법을 이용하여 제작이 가능하다. 즉, 일정 크기를 갖는 모듈을 사출하여 제작하고, 이러한 모듈을 결합하여 백라이트 유닛을 제작할 수 있어서, 생산성 및 재현성에서 매우 우수한 성능을 구현할 수 있다.
도 9 및 도 10에서는 도 7을 참조하여 설명한 바와 같은 백라이트 유닛의 각 모듈(100D, 100E)의 실시예를 각각 나타내고 있다.
도 9에서는 하나의 도광판(30)에 네 개의 발광 소자 패키지(20)가 구비된 상태의 모듈(100D)을 나타내고 있고, 도 10에서는 도 9와 같은 모듈이 네 개가 정방형으로 구성된 모듈(100E)을 나타내고 있다.
즉, 도 10에서는 하나의 도광판(30)에 16개의 발광 소자 패키지(20)가 구비된 상태를 나타내고 있으며, 이와 같이 하나의 도광판(30)에 1개 이상의 발광 소자 패키지(20)를 자유롭게 배열하여 단위 모듈(100E)로 사용할 수 있는 것이다.
이와 같은 각 단위 모듈(100D, 100E)은 로컬 디밍을 위한 구동의 단위로 이용될 수 있다. 즉, 각 모듈에 포함된 발광 소자 패키지(20)는 동시에 구동될 수 있다. 또한 경우에 따라 개별 발광 소자 패키지(20) 단위로 구동될 수도 있음은 물론이다.
도 11에서는 발광 소자 패키지(20)에서 방출되는 빛이 직접 외측으로 전달되는 것을 막기 위하여 도광판(30)의 수납부(34) 상면에 반사판(60)을 구비한 실시예를 나타내고 있다.
도광판(30)의 수납부(34)는 사각기둥 구조 또는 원통형 구조를 이룰 수 있으며, 이러한 구조의 형상의 각 모서리는 도 11과 같이 곡면을 이루도록 형성될 수 있다.
이러한 수납부(34)의 상면에 구비되는 반사판(60)은 반사막 코팅 또는 금속층으로 이루어질 수 있으며, 또한 도광판(30) 제작시 불투명한 소재를 이용하여 도광판(30)과 일체로 제작될 수도 있다.
이와 같은 반사판(60)은 발광 다이오드(28)에서 방출되는 빛이 1차적으로 렌즈(22)에 의하여 확산된 후, 도광판(30)의 광 추출면(30A)으로 직접 전달되지 않고 수납부(34)의 측면을 통하여 도광판(30)에서 도광되도록 함으로써, 광 추출면(30A)에서 핫 스폿(hot spot)이 시인되는 것을 더욱 개선할 수 있다.
이와 같이, 수납부(34)의 측면을 통하여 도광되는 빛은 도광판(30)의 광 추출 패턴(32)을 통하여 그 경로가 바뀌어 광 추출면(30A)을 통하여 출사되고, 이러한 도광판(30)을 통하여 도광된 빛은 서로 균일하게 섞여서 보다 균일한 광이 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 백라이트 유닛 및 그 모듈은 발광 다이오드의 빛이 상측으로 직접 전달되는 직하형 방식과, 도광판을 이용하는 도광판 방식의 장점을 이용하여 그 효과가 더욱 배가될 수 있다.
즉, 발광 다이오드에서 출사되는 광이 측면으로 펴지는 각도가 더욱 확대되어 백라이트 유닛의 두께를 감소시킬 수 있고, 단위 면적당 사용되는 발광 다이오드 또는 발광 소자 패키지의 개수를 감소시킬 수 있다.
백라이트 유닛에서 사용되는 부품의 비용 중 발광 다이오드는 큰 비중을 차지하므로, 이러한 장점은 백라이트 유닛의 제조 비용을 크게 감소시키는 역할을 할 수 있다.
또한, 발광 소자 패키지는 하부 커버에 직접 접촉하여 열 방출 효율이 극대화될 수 있고, 이에 따라 백라이트 유닛의 두께 또한 더욱 감소될 수 있다.
이에 더하여, 도광판의 형상 및 발광 소자 패키지에 이용되는 렌즈의 형상을 최적화시켜 휘암선의 발생을 억제하고 보다 균일한 광 추출면을 형성할 수 있는 것이다.
도 13에서 도시하는 바와 같이, 상술한 백라이트 유닛(이하, 도면 부호 100으로 표기한다.) 상에는 액정패널(200)이 구비되어 액정표시장치(400)를 구성할 수 있다.
백라이트 유닛(100) 상에 위치하는 액정패널(200)은 서로 마주보는 상부 및 하부 기판(210, 220) 사이에 주입된 액정층(230)을 포함하여 구성된다(도 14 참고).
이러한 액정패널(200)의 일측에는 액정패널(200)의 구동을 위한 구동부(도시되지 않음)가 구비될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(100)을 커버하는 하부커버(310)가 위치하고 액정패널(200)의 상측에는 액정패널(200)의 전면을 커버하는 상부커버(320)가 포함될 수 있다.
액정패널(200)은 화소단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 구동부에서 전달되는 화상신호 정보에 따라 액정 셀들의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다.
구동부는 연성 인쇄회로기판(FPC)과, 이 연성 인쇄회로기판에 장착되어 있는 구동칩, 및 연성 인쇄회로기판의 타측에 연결되어 있는 회로기판(PCB)을 포함하여 구성될 수 있다.
도시하는 바와 같이, 백라이트 유닛(100)은 액정패널(200)의 후방에 위치하고, 이 백라이트 유닛(100) 상에는 다수의 광학시트(110)가 구비될 수 있다.
이러한 광학시트(110)는 액정패널(200)의 배면에 위치하며 확산시트, 프리즘시트 및 보호시트를 포함할 수 있다.
여기서, 확산시트는 백라이트 유닛(100)으로부터의 광을 확산시켜 액정패널(200)로 공급하는 역할을 한다. 프리즘시트는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 프리즘시트는 확산시트에서 확산된 광을 상부의 액정패널(200)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다.
이러한 프리즘시트에 형성된 마이크로 프리즘은 소정을 각도를 이루고 있다. 프리즘시트를 통과한 광은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 가장 상부에 위치하는 보호시트는 스크래치에 약한 프리즘시트를 보호한다.
도 14에서와 같이, 액정패널(200)의 하부기판(210)에는 복수의 게이트 배선과 복수의 데이터 배선이 매트릭스 형태로 형성되어 있으며, 게이트 배선과 데이터 배선의 교차점에는 화소전극과 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT; 240)가 형성되어 있다.
이러한 박막 트랜지스터(240)를 통해 인가된 신호전압은 화소전극에 의해 액정층(230)에 공급되며, 이 액정층(230)은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율이 결정된다.
상부기판(220)에는 빛이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 RGB 화소로 이루어진 컬러필터(270)와, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어진 공통전극(260)이 형성되어 있다. 이러한 액정층(230)의 상하측은 배향막(250)이 위치할 수 있다.
이상과 같은 액정표시장치(400)는 상술한 백라이트 유닛(100)을 이용함으로써 그 성능이 극대화될 수 있는 것이다.
이와 같은 액정표시장치(400)를 이용하여 액정 TV를 구성할 수 있다.
액정 TV(500)의 구성은 도 15에 도시된 바와 같으며, 튜너(510)로부터 수신되는 방송 데이터 스트림은 처리부(520), 디코더(530), 및 A/V 출력부(540)를 통하여 액정표시장치(400)로 전달되어 표시된다.
이러한 튜너(510) 또는 처리부(520)는 제어부(550)를 통하여 동작이 제어될 수 있고, 이 제어부(550)에는 메모리(560)가 더 포함될 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 액정 TV를 조작하여, 사용자가 임의의 방송 채널을 선택하여 지정하면 제어부(550)에서는 튜너(510)와 처리부(520)를 제어하여 해당 방송 채널을 선국하고, 처리부(520)에서는 방송 채널을 통해 제공되는 방송 프로그 램의 데이터 스트림을 오디오 및 비디오 데이터 등으로 분리하여 출력하게 된다.
그러면 디코더(530)에서는 처리부로(520)부터 출력되는 데이터를 오디오 및 비디오 신호로 디코딩하여, 이와 같은 오디오 및 비디오 신호가 A/V 출력부(540)를 통하여 액정표시장치(400) 또는 스피커 유닛과 같은 오디오 출력부(570) 등으로 출력될 수 있도록 한다.
이때, 백라이트 유닛(100)은 백라이트 구동부(410)를 통하여 구동되어 액정패널(200)에 출력되는 화면이 표시되도록 한다.
한편, 처리부(520)로 전달되는 방송 데이터 스트림은 인터넷을 통하여 제공될 수도 있다.
상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 다양한 형태의 변형이 가능하고, 이러한 기술적 사상의 여러 실시 형태는 모두 본 발명의 보호범위에 속함은 당연하다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 도광판 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도광판 모듈의 제 2실시예에 의한 도광판 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 단위 모듈이 배열되어 백라이트 유닛을 구성하는 것을 도시하는 개략도이다.
도 5 및 도 6은 모듈과 모듈 사이의 휘암선 발생을 개선하는 구조를 설명하는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제 3실시예에 의한 도광판 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7의 모듈을 배열하여 백라이트 유닛을 구성하는 것을 도시하는 단면도이다.
도 9 및 도 10은 단위 모듈의 구성의 예를 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 제 4실시예에 의한 도광판 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 11의 모듈을 배열하여 백라이트 유닛을 구성하는 것을 도시하는 단면도이다.
도 13은 액정표시장치의 일례를 나타내는 분해도이다.
도 14는 액정패널의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 15는 액정표시장치를 포함한 액정 TV를 나타내는 블록도이다.

Claims (18)

  1. 발광 소자 패키지 장착을 위한 장착부가 형성되며, 전도성층을 포함하는 회로 기판과;
    상기 회로 기판의 장착부에 장착되며, 상기 전도성층과 전기적으로 연결되는 발광 소자 패키지와;
    상기 회로 기판 또는 발광 소자 패키지 상측에 위치하여 상기 발광 소자 패키지로부터 출사되는 빛을 도광시키는 것으로서, 광 추출면과 상기 회로 기판측을 향한 결합면을 포함하고 상기 광 추출면의 단부측 모서리는 곡면으로 형성되며, 서로 이웃하여 연결되는 다수의 도광판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 장착부는, 상기 회로 기판의 전도성 층이 위치하는 측의 외측면에서 함몰되어 형성된 장착홈 또는 관통홀인 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 발광 소자 패키지는,
    패키지 바디와;
    상기 패키지 바디 상에 위치하는 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 렌즈는,
    상기 패키지 바디의 발광 소자 상측에 위치하며, 함몰된 형상의 홈이 형성되고, 상기 홈의 주변부에 적어도 하나의 곡률을 가지는 곡면을 가지는 상면을 포함하며, 상기 발광 소자로부터 상기 홈의 가장 낮은 부분까지의 최단거리는, D1이 렌즈의 직경이라 할 때, D1/7보다 크고 D1/2.4보다 작은 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 렌즈의 홈 주변부의 곡면의 곡률 R은,
    0.8 mm < R < 1.8 mm
    의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 렌즈의 상면에 위치하는 홈의 각도 Θ는,
    90° < Θ < 120°
    의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 발광 소자 패키지는, 상기 장착홈 또는 관통홀 내에 위치하여 상측으로 절곡되어 상기 전도성층과 연결되는 리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 광 추출면 및 결합면 중 적어도 어느 일면에는 광 추출 구조가 구비된 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 곡면의 곡률반경은, 상기 도광판 두께의 0.15 내지 0.7인 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 서로 이웃하여 연결되는 도광판 사이에는, 간극이 위치하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 곡면은, 상기 간극에서 시인될 수 있는 휘암선의 발생을 감소시키는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 도광판에는, 상기 발광 소자 패키지가 수납될 수 있도록 수납부가 구비된 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 수납부는 원통형 또는 사각기둥형 홈 형상인 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 수납부의 표면의 적어도 일부에는 반사층이 구비된 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 하나의 도광판에 다수개의 발광 소자 패키지가 구비되는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 회로 기판 상에는 반사면이 구비된 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛의 도광판 모듈.
  17. 제 2항에 있어서, 상기 회로 기판의 하측에는 프레임을 더 포함하며, 상기 프레임은 상기 발광 소자 패키지와 접촉되는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛의 도광판 모듈.
  18. 발광 소자 패키지 장착을 위한 장착부가 형성되며, 전도성층을 포함하는 회로 기판과; 상기 회로 기판의 장착부에 장착되며, 상기 전도성층과 전기적으로 연결되는 발광 소자 패키지와; 상기 회로 기판 또는 발광 소자 패키지 상측에 위치하여 상기 발광 소자 패키지로부터 출사되는 빛을 도광시키는 것으로서, 광 추출면과 상기 회로 기판측을 향한 결합면을 포함하고 상기 광 추출면의 단부측 모서리는 곡면으로 형성되며, 서로 이웃하여 연결되는 다수의 도광판을 포함하는 백라이트 유닛과;
    상기 백라이트 유닛 상에 위치하는 액정패널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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