KR20110082929A - 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

백라이트 유닛이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 장축방향을 따라 복수개로 분할되어 열을 이루며, 복수개의 열이 반복 배치되는 복수개의 도광판; 및 상기 도광판과 교대로 배치되어 상기 도광판의 입광면으로 빛이 입사되도록 빛을 방출하는 복수개의 광원;을 포함하고, 상기 광원은 상기 도광판의 장축방향을 따라서 복수개의 블록으로 분할되며, 상기 분할된 각 도광판은 그 분할면이 상기 광원의 각 블록 범위 내에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛{Backlight Unit}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자 패키지를 광원으로 채용하여 디스플레이 장치의 조명 등에 사용될 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

현재 박형 표시장치의 주류를 이루고 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 박형의 벽걸이형 텔레비젼, 노트북 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터용 모니터, 항법 장치, PDA, 휴대형 전화기, 게임기에 이르기까지 다양한 장치에 응용이 이루어지고 있다. 이와 같은 액정표시장치의 표시소자를 구성하는 액정은 스스로 발광하지 못하고, 인가되는 전기신호에 따라 단순히 빛을 투과시키거나 차단하는 기능을 수행할 뿐이다.

따라서, 액정패널에 정보를 표시하기 위해서는 액정패널을 후방에서 조명하기 위한 면발광장치 소위 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 액정표시장치 내에 별도로 마련되어야 한다. 이와 같은 백라이트 유닛은 빛의 휘도를 높이고 고른 면광원을 형성하여 액정패널을 균일하게 조사하여야 하며, 이는 제품의 품질면에서 매우 중요하다고 할 수 있다.

최근 화상표시장치의 박형화, 고성능화, 대형화 경향에 따라 두께가 얇으면서도 로컬 디밍(local dimming)이 가능하여 대화면 액정표시장치에서도 화질이 우수한 백라이트를 구현하고자 개발이 활발히 이루어지고 있다.

이러한 대화면 액정표시장치의 경우 복수개로 분할된 도광판이 발광 방향이 일방향을 향하도록 병렬로 배치되는데, 로컬 디밍 구동시 분할면인 경계부에서 암선이 발생함으로써 휘도 구배가 균일하지 못해 전체적인 휘도 균일도를 감소시키는 문제가 발생한다.

또한, 암선이 발생하여 시인성 저하를 초래함에 따라 도광판의 두께를 증가시키거나, 특수한 패턴을 추가로 가공해야 하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 구조가 간단하고, 대화면 액정표시장치에서도 암선의 발생을 방지함으로써 휘도 균일도를 향상시킬 수 있어 시인성 향상 및 선명한 화질 구현이 가능한 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 장축방향을 따라 복수개로 분할되어 열을 이루며, 복수개의 열이 반복 배치되는 복수개의 도광판; 및 상기 도광판과 교대로 배치되어 상기 도광판의 입광면으로 빛이 입사되도록 빛을 방출하는 복수개의 광원;을 포함하고, 상기 광원은 상기 도광판의 장축방향을 따라서 복수개의 블록으로 분할되며, 상기 분할된 각 도광판은 그 분할면이 상기 광원의 각 블록 범위 내에 위치하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 광원의 각 블록의 길이와 상기 분할된 각 도광판의 길이는 일정하며, 상기 블록의 길이와 상기 도광판의 길이는 서로 상이할 수 있다.

또한, 상기 열 내에서 분할된 각 도광판의 길이는 서로 상이하며, 상기 각 도광판의 길이는 일정한 길이를 가지는 상기 광원의 각 블록의 길이와 각각 상이할 수 있다.

또한, 상기 열 내에서 분할된 각 도광판의 길이는 일정하며, 상기 각 도광판의 길이는 서로 상이한 길이를 가지는 상기 광원의 각 블록의 길이와 각각 상이할 수 있다.

또한, 상기 광원은, 상기 도광판의 하부면을 따라 수평하게 배치되고, 회로 배선을 구비하는 기판; 및 발광면이 상기 도광판의 입광면을 향하도록 상기 기판상에 수직하게 실장되는 본체를 구비하는 복수개의 발광소자 패키지;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 발광소자 패키지는 상기 회로 배선과 전기적으로 연결되는 리드 단자를 상기 본체의 측면을 따라 구비하여 상기 측면을 통해 상기 기판상에 실장될 수 있다.

또한, 상기 리드 단자는 상기 본체의 바닥면과 수평하게 상기 본체의 단축방향 측면으로부터 각각 돌출되는 제1 리드와, 상기 제1 리드의 단부로부터 수직하게 절곡되어 상기 본체의 상부면을 향해 연장되며, 그 일단부가 상기 본체의 장축방향 측면을 향해 수직하게 절곡되어 형성되는 제2 리드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 리드는 상기 본체의 단축방향 측면 및 장축방향 측면과 평행하도록 형성되어 전체적으로 'L'자 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 도광판은 상기 입광면과 대향하는 측단면에 반사층을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 광원과 상기 도광판을 수납하는 샤시를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 로컬 디밍 구동시 각 도광판의 분할면에서 빛이 굴절되어 빛의 확산이 차단됨으로써 경계면인 분할면에서의 암선 발생 및 시인성 저하 문제를 해결하는 것이 가능하며, 따라서 전체적인 휘도 균일도를 향상시킬 수 있어 선명한 화질 구현이 가능하다는 효과를 가진다.

또한, 도광판의 제조가 용이하고, 공정시간을 단축시킬 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에서 A영역을 확대한 평면도이다.
도 4는 블록과 도광판의 길이변화에 따른 다양한 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5a는 도 1의 발광소자 패키지의 정면을 나타내는 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 발광소자 패키지의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 발광소자 패키지가 수직하게 실장된 구조의 광원을 나타내는 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에 관한 사항을 도면을 참조하여 설명한다.

그러나, 본 발명의 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유닛을 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이며, 도 3은 도 2에서 A영역을 확대한 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(1)은 도광판(10), 광원(20)을 포함하여 구성되며, 상기 광원(20)과 상기 도광판(10)을 수납하는 샤시(30)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 도광판(10)의 상부에 배치되어 빛이 제공되는 미도시된 광학시트를 더 포함할 수 있다.

상기 도광판(10)은 직육면체 형상의 플레이트 구조를 가지며, 광원(20)이 배치되어 빛이 입사되는 입광면(11)은 상기 도광판(10)의 장축방향 측면을 따라 구비되는 것이 바람직하다.

상기 도광판(10)은 상기 입광면(11)으로 입사되는 빛의 원활한 유도를 위해 PMMA와 같은 투명한 수지로 이루어질 수 있으며, 상기 도광판(10)의 하부면에는 요철 등의 특정 패턴(미도시)을 형성하여 상기 도광판(10)의 하부로 향하는 빛을 상부로 반사시키도록 할 수 있다. 그리고 상기 도광판(10)은 입광면(11)과 대향하는 측단면에 반사층(미도시)을 더 구비할 수도 있다.

상기 샤시(30)는 평평한 바닥면(31)과, 상기 바닥면(31)의 테두리로부터 상부로 연장되는 측벽(32)으로 이루어져 상부면(혹은 전면)이 개방된 박스형 구조를 가진다. 상기 샤시(30)는 강도 및 방열효율을 고려하여 금속재질로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.

도면에서와 같이, 상기 도광판(10)은 장축방향을 따라 복수개로 분할되어 열을 이루며, 복수개의 열이 일정 간격으로 이격되어 반복하여 상기 샤시(30) 내부에 배치된다. 여기서, 상기 도광판(10)의 개수 및 열의 개수는 액정표시장치의 설계 사이즈에 따라서 달리할 수 있다.

상기 광원(20)은 복수개가 상기 도광판(10)과 교대로 배치되어 상기 도광판(10)의 입광면(11)으로 빛이 입사되도록 빛을 방출한다.

이러한 도광판(10)의 입광면(11)에 배치되는 상기 광원(20)은 기판(21)과, 상기 기판(21)상에 실장되는 복수개의 발광소자 패키지(22)를 포함한다.

상기 기판(21)은 상기 발광소자 패키지(22)와 전기적으로 연결되는 회로 배선(미도시)을 구비하며, 상기 도광판(10)의 장축방향 길이와 대응하여 전체적으로 바(bar) 형태의 구조를 가질 수 있다.

상기 기판(21)은 상기 도광판(10)의 하부면을 따라 상기 샤시(30)의 바닥면(31)에 수평하게 배치되어 장착될 수 있다. 따라서, 상기 샤시(30)와의 접촉면적이 증가하여 상기 발광소자 패키지(22)로부터 발생되는 열이 상기 샤시(30)로 보다 많이 전도되도록 하여 방열효율을 향상시킬 수 있다.

상기 발광소자 패키지(22)는 발광면(26)이 상기 도광판(10)의 입광면(11)을 향하도록 상기 기판(21) 상에 수직하게 실장되는 본체(23)를 구비하며, 따라서 상기 본체(23)의 내부에 구비되는 발광소자(24)가 상기 도광판(10)의 입광면(11)을 향하도록 배치할 수 있다.

특히, 상기 광원(20)은 상기 도광판(10)의 장축방향을 따라서 복수개의 블록(20a~20e)으로 분할되며, 상기 분할된 각 도광판(10)은 그 분할면(13)이 배치되는 위치가 상기 광원(20)의 각 블록(20a~20e) 범위 내에 배치되도록 하는데 특징이 있다.

즉, 도 2 및 도 3에서와 같이 도광판(10a,10b)은 복수개로 분할되어 하나의 열을 이루고, 상기 열과 대응되는 길이를 가지며 상기 도광판(10a,10b)의 입광면(11)에 배치되는 광원(20)도 상기 도광판(10a,10b)의 장축방향 측면을 따라서 복수개의 블록(20a~20e)으로 분할되는 구조를 가진다.

이때, 각 도광판(10a,10b)의 분할면(13)이 배치되는 위치는 각 블록의 분할면(23)과 일치하지 않고 각 블록(도면의 경우 20c에 해당하는 블록)의 범위 내에 배치되도록 함으로써 상기 블록의 각 분할면(23)과 서로 어긋나도록 하는 것이다.

이러한 구조를 통해 대화면 액정표시장치에서 도광판(10)을 복수개의 영역으로 분할하여 영역별로 로컬 디밍을 수행하는 경우, 각 도광판(10)의 분할면(13)에서 빛이 굴절되어 빛의 확산이 차단됨으로써 경계면인 분할면(13)에서 암선이 발생하는 것을 방지하여 시인성 저하 문제를 해결하는 것이 가능하다.

즉, 도 3에서와 같이 도광판(10a)과 도광판(10b) 사이의 분할면(13)이 광원(20)의 어느 블록(20c) 범위 내에 위치하도록 배치함으로써 로컬 디밍을 통해 상기 블록(20c) 만을 구동시키는 경우 상기 분할면(13)을 기준으로 양측 도광판(10a,10b)으로 빛이 동시에 입사되어 상기 분할면(13)에 의한 영향, 즉 빛의 확산 차단에 따른 암선이 발생하지 않아 상기 분할면(13)이 없는 영역에서와 같이 대칭되는 발광영역(R)을 형성할 수 있다.

따라서, 액정표시장치 전체에 걸쳐 전체적인 휘도 균일도를 향상시킬 수 있어 보다 선명한 화질을 구현할 수 있도록 하는 효과를 가져온다.

도 3에서와 같이, 상기 광원(20)의 각 블록(20b~20d)의 길이와 상기 분할된 각 도광판(10a,10b)의 길이는 일정한 길이를 가지도록 형성할 수 있으며, 이 경우 상기 블록(20b~20d)의 길이와 상기 도광판(10a,10b)의 길이는 서로 상이한 길이를 가지도록 한다.

이와 같이 각 블록(20b~20d)의 길이와 각 도광판(10a,10b)의 길이를 각각 일정한 길이로 형성하는 경우 전체적인 액정표시장치의 사이즈를 예측하는 것이 가능하며, 또한 각 블록과 각 도광판의 제조가 용이하여 생산성이 향상되는 장점을 가진다.

도면에서는 블록(20a~20d)의 길이가 도광판(10a,10b)의 길이보다 짧은 길이를 가지는 것으로 도시하였으나, 반대로 도 4a에서와 같이 도광판(10a,10b,10c)의 길이가 블록(20a,20b)보다 더 짧은 길이를 가지도록 하는 것도 가능하다.

도 4b에서와 같이, 상기 열 내에서 분할된 각 도광판(10a,10b)의 길이는 서로 상이하며, 상기 각 도광판(10a,10b)의 길이는 일정한 길이를 가지는 상기 광원(20)의 각 블록(20a~20d)의 길이와 각각 상이한 길이를 가지도록 할 수도 있다.

또한, 도 4c에서와 같이 상기 열 내에서 분할된 각 도광판(10a,10b)의 길이는 일정하며, 상기 각 도광판(10a,10b)의 길이는 서로 상이한 길이를 가지는 상기 광원(20)의 각 블록(20a,20b)의 길이와 각각 상이한 길이를 가지도록 할 수도 있다.

이와 같이 광원(20)의 각 블록의 길이를 상이한 길이로 형성하거나 각 도광판(10)의 길이를 상이한 길이로 형성하는 경우 액정표시장치의 사이즈 변경에 따른 설계변경에 대응하기가 용이하다는 장점을 가진다.

다만, 이러한 경우에 있어서도 각 도광판의 분할면(13)과 각 블록의 분할면(23)은 서로 일치하지 않고 어긋나도록 배치하는 것이 중요하다.

한편, 도 5 및 도 6을 참조하여 상기 발광소자 패키지의 구조에 대해 상세히 설명한다.

도 5a는 도 1의 발광소자 패키지의 정면을 나타내는 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 발광소자 패키지의 후면을 나타내는 사시도이며, 도 6은 도 5의 발광소자 패키지가 수직하게 실장된 구조의 광원을 나타내는 사시도이다.

도면에서와 같이, 상기 발광소자 패키지(22)는 실리콘 또는 세라믹으로 이루어지는 본체(24)가 직육면체 형상을 가지며, 상기 본체(24)의 정면인 상부면(22a)에는 외부로 개방된 수용공간이 형성되어 상기 발광소자(25)를 내부에 장착할 수 있다.

상기 수용공간에는 상기 발광소자(25)를 보호하도록 투명한 밀봉부재(27)가 충진될 수 있으며, 상기 밀봉부재(27)는 상기 발광소자(25)에서 방출되는 빛의 파장을 변환시키도록 형광체를 함유할 수 있다.

상기 발광소자(25)가 장착되는 상기 수용공간의 바닥면에는 상기 본체(24)를 관통하는 히트 싱크(28)를 구비하는 한편, 상기 히트 싱크(28)는 상기 본체(24)의 하부면(22b)을 통해 외부로 노출되도록 한다. 따라서, 상기 발광소자(25)에서 발생되는 열은 상기 히트 싱크(28)를 통해 직접적으로 외부로 방출되어 방열효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 상기 발광소자(25)와 상기 회로 배선(미도시)을 전기적으로 연결하는 리드 단자(26)를 상기 본체(24)의 측면을 따라 구비한다.

구체적으로 상기 리드 단자(26)는 상기 본체(24)의 바닥면인 하부면(22b)과 수평하게 상기 본체(24)의 단축방향 측면으로부터 각각 돌출되는 제1 리드(26a)와, 상기 제1 리드(26a)의 단부로부터 수직하게 절곡되어 상기 본체(24)의 상부면(22a)을 향해 연장되며, 그 일단부가 상기 본체(24)의 장축방향 측면을 향해 수직하게 절곡되어 형성되는 제2 리드(26b)를 포함한다.

그리고, 상기 제2 리드(26b)는 상기 제1 리드(26a)와 일체를 이루며, 상기 본체(24)의 단축방향 측면 및 장축방향 측면과 평행하도록 형성되어 전체적으로 'L'자 형상의 구조를 가질 수 있다.

따라서, 상기 리드 단자(26)가 구비되는 측면(24), 구체적으로는 상기 제2 리드(26b)가 구비되는 장축방향 측면이 상기 기판(21)을 향하도록 실장됨으로써 상기 발광소자 패키지(22)는 상기 측면을 통해 상기 기판(21)에 수직하게 실장되는 것이다.

이때, 상기 제2 리드(26b)가 구비되는 상기 본체(24)의 장축방향 측면에는 상기 히트 싱크(28)가 외부로 돌출되어 상기 제2 리드(26b)와 함께 상기 본체(24)의 장축방향 측면에 수평하게 구비될 수 있다.

따라서, 상기 본체(24)를 기판(21)상에 실장할 때 상기 제2 리드(26b)와 함께 상기 히트 싱크(28)가 상기 기판(21)과 접촉함으로써 보다 넓은 실장면적을 제공하여 안정적인 실장구조를 가지며, 상기 히트 싱크(28)를 통해 발광소자(25)에서 발생되는 열을 기판(21)으로 전달할 수 있어 열 방출효율이 증대되는 효과를 추가적으로 얻을 수 있다.

1........ 백라이트 유닛 10....... 도광판
11....... 입광면 12....... 측단면
20....... 광원 21....... 기판
22....... 발광소자 패키지 30....... 샤시
31....... 바닥면 32....... 측벽

Claims (10)

1. 장축방향을 따라 복수개로 분할되어 열을 이루며, 복수개의 열이 반복 배치되는 복수개의 도광판; 및
   상기 도광판과 교대로 배치되어 상기 도광판의 입광면으로 빛이 입사되도록 빛을 방출하는 복수개의 광원;
   을 포함하고,
   상기 광원은 상기 도광판의 장축방향을 따라서 복수개의 블록으로 분할되며, 상기 분할된 각 도광판은 그 분할면이 상기 광원의 각 블록 범위 내에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원의 각 블록의 길이와 상기 분할된 각 도광판의 길이는 일정하며, 상기 블록의 길이와 상기 도광판의 길이는 서로 상이한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 열 내에서 분할된 각 도광판의 길이는 서로 상이하며, 상기 각 도광판의 길이는 일정한 길이를 가지는 상기 광원의 각 블록의 길이와 각각 상이한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 열 내에서 분할된 각 도광판의 길이는 일정하며, 상기 각 도광판의 길이는 서로 상이한 길이를 가지는 상기 광원의 각 블록의 길이와 각각 상이한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 광원은,
   상기 도광판의 하부면을 따라 수평하게 배치되고, 회로 배선을 구비하는 기판; 및
   발광면이 상기 도광판의 입광면을 향하도록 상기 기판상에 수직하게 실장되는 본체를 구비하는 복수개의 발광소자 패키지;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 발광소자 패키지는 상기 회로 배선과 전기적으로 연결되는 리드 단자를 상기 본체의 측면을 따라 구비하여 상기 측면을 통해 상기 기판상에 실장되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 리드 단자는 상기 본체의 바닥면과 수평하게 상기 본체의 단축방향 측면으로부터 각각 돌출되는 제1 리드와, 상기 제1 리드의 단부로부터 수직하게 절곡되어 상기 본체의 상부면을 향해 연장되며, 그 일단부가 상기 본체의 장축방향 측면을 향해 수직하게 절곡되어 형성되는 제2 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 리드는 상기 본체의 단축방향 측면 및 장축방향 측면과 평행하도록 형성되어 전체적으로 'L'자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 도광판은 상기 입광면과 대향하는 측단면에 반사층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 광원과 상기 도광판을 수납하는 샤시를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

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