KR20110084054A - 백라이트 유닛 및 이를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 백라이트 유닛은 도광판; 상기 도광판의 적어도 일 측면에 배치되어 상기 도광판에 빛을 제공하는 발광 모듈; 상기 도광판 및 발광 모듈을 수납하는 바텀 커버를 포함하며, 상기 발광 모듈은 다수의 관통홀을 포함하는 기판과, 상기 다수의 관통홀에 삽입되어 상기 도광판과 제1 거리 이격되는 다수의 발광 소자를 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 이용한 디스플레이 장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
실시예는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예는 신뢰성이 향상된 백라이트 유닛 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예에 따른 백라이트 유닛은 도광판; 상기 도광판의 적어도 일 측면에 배치되어 상기 도광판에 빛을 제공하는 발광 모듈; 상기 도광판 및 발광 모듈을 수납하는 바텀 커버를 포함하며, 상기 발광 모듈은 다수의 관통홀을 포함하는 기판과, 상기 다수의 관통홀에 삽입되어 상기 도광판과 제1 거리 이격되는 다수의 발광 소자를 포함한다.
실시예에 따른 디스플레이 장치는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일 측면에 배치되어 상기 도광판에 빛을 제공하는 발광 모듈과, 상기 도광판 및 발광 모듈을 수납하는 바텀 커버를 포함하며, 상기 발광 모듈은 다수의 관통홀을 포함하는 기판과, 상기 다수의 관통홀에 삽입되어 상기 도광판과 제1 거리 이격되는 다수의 발광 소자를 포함하는 백라이트 유닛; 및 상기 백라이트 유닛 상에 액정 패널을 포함한다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
실시예는 신뢰성이 향상된 백라이트 유닛 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도
도 2는 도 1의 백라이트 유닛의 분해 사시도
도 3은 도 1의 백라이트 유닛의 발광 모듈 및 도광판을 나타내는 도면
도 4는 도 3의 A 영역의 확대도
도 5는 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 발광 모듈 및 도광판을 나타내는 도면
도 6은 도 5의 B 영역의 확대도
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 대해 설명한다.
<제1 실시예>
도 1은 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도이고, 도 2는 도 1의 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도광판(200)과, 상기 도광판(200)의 적어도 일 측면에 접촉하도록 배치되어 상기 도광판(200)에 빛을 제공하는 발광 모듈(100)과, 상기 도광판(200) 아래에 반사 부재(300)와, 상기 도광판(200), 발광 모듈(100) 및 반사 부재(300)를 수납하는 바텀 커버(400)를 포함할 수 있다.
상기 도광판(200)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(200)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광 모듈(100)은 상기 도광판(200)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 상기 백라이트 유닛이 설치되는 디스플레이 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광 모듈(100)은 상기 도광판(200)과 접촉하도록 배치될 수 있다. 구체적으로는, 상기 발광 모듈(100)은 기판(120)과, 상기 기판(120)에 탑재된 다수의 발광 소자(110)를 포함하는데, 상기 기판(120)이 상기 도광판(200)과 접촉하도록 배치되게 된다.
그리고, 상기 다수의 발광 소자(110)는 상기 기판(120)에 형성된 다수의 관통홀에 삽입되어, 빛이 방출되는 발광면이 상기 도광판(200)과 제1 거리 이격되도록 탑재되게 된다. 이에 대해서는 자세히 후술한다.
상기 도광판(200) 아래에는 상기 반사 부재(300)가 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(300)는 상기 도광판(200)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(300)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(400)는 상기 도광판(200), 발광 모듈(100) 및 반사 부재(300) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(400)는 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(400)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.
이하, 상기 발광 모듈(100)에 대해 더 상세히 설명한다.
도 3은 상기 발광 모듈(100) 및 상기 도광판(200)을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 A 영역의 확대도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 발광 모듈(100)은 상기 기판(120)과, 상기 기판(120)에 형성된 관통홀(115)에 삽입되어 탑재된 다수의 발광 소자(110)를 포함한다.
상기 기판(120)은 일면이 상기 도광판(200)과 접촉하도록 배치될 수 있다. 상기 기판(120)의 두께는 전 영역에 대해 비교적 균일하게 형성되게 되므로, 일면의 전 영역이 상기 도광판(200)과 접촉될 수 있다.
상기 기판(120)은 절연층(121)과, 상기 절연층(121)의 적어도 일면에 형성된 회로패턴(122)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(120)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 기판(120)에는 상기 관통홀(115)이 다수 개 형성될 수 있다. 상기 관통홀(115)은 상기 기판(120)의 절연층(121)의 상면과 하면을 관통하도록 형성될 수 있다. 상기 관통홀(115)은 상기 다수의 발광 소자(110)가 탑재될 수 있도록, 상기 발광 소자(110)의 크기 및 형태에 대응하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 관통홀(115)의 형성 위치 또한 상기 다수의 발광 소자(110)들의 배치에 따라 결정될 수 있다.
상기 다수의 발광 소자(110)들은 상기 기판(120)의 상기 관통홀(115)에 삽입될 수 있다. 이때, 상기 다수의 발광 소자(110)의 전극(31,32)은 상기 기판(120)의 양면 중 상기 도광판(200)과 마주보지 않는 면에 형성된 회로패턴(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 다수의 발광 소자(110)는 상기 회로패턴(122)을 통해 전달되는 전원에 의해 빛을 생성할 수 있다.
상기 다수의 발광 소자(110)는 상기 관통홀(115) 내에 상기 도광판(200)과 제1 거리(h)를 유지하도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 다수의 발광 소자(110)의 발광면이 상기 도광판(200)과 제1 거리(h) 이격되도록 배치될 수 있다.
이를 위해, 상기 다수의 발광 소자(110)는 상기 관통홀(115)의 깊이보다 얇은 두께를 가지거나, 일부 영역이 상기 기판(120)의 배면으로 돌출되도록 탑재될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 거리(h)는 예를 들어, 0.05mm 내지 0.5mm, 바람직하게는 0.05mm 내지 0.15mm 일 수 있다.
상기 다수의 발광 소자(110)들이 상기 도광판(200)과 상기 제1 거리(h) 이격됨으로써, 상기 다수의 발광 소자(110)들에서 방출되는 빛이 왜곡 없이 상기 도광판(200) 내에 효과적으로 확산될 수 있다.
또한, 상기 다수의 발광 소자(110)들이 상기 도광판(200)과 접촉함으로써, 상기 도광판(200)으로부터 전해지는 열, 압력 등에 의해 상기 다수의 발광 소자(110)가 열화되는 것이 방지될 수 있다.
이하에서는, 상기 발광 소자(100)에 대해 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 상기 발광 소자(100)는 몸체(10)와, 상기 몸체(10)에 설치된 복수의 전극(31,32)과, 상기 몸체(10)에 설치되어 상기 복수의 전극(31,32)과 전기적으로 연결되는 발광칩(20)과, 상기 발광칩(20)을 밀봉하는 봉지재(40)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(10)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 몸체(10)의 상면의 형상은 상기 발광 소자(100)의 용도 및 설계에 따라 사각형, 다각형, 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 몸체(10)에는 상부가 개방되도록 캐비티(cavity)(15)가 형성될 수 있다. 상기 캐비티(15)는 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 상기 캐비티(15)의 내측면은 바닥에 대해 수직한 측면이거나 경사진 측면이 될 수 있다. 또한, 상기 캐비티(15)를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있다.
상기 복수의 전극(31,32)은 서로 전기적으로 분리되도록 이격되어 상기 몸체(10)에 설치된다. 상기 복수의 전극(31,32)은 상기 발광칩(20)에 전기적으로 연결되어, 상기 발광칩(20)에 전원을 공급할 수 있다.
상기 복수의 전극(31,32)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 전극(31,32)은 상기 몸체(10)의 배면에 노출되며, 상기 기판(120)의 회로패턴(122)에 전기적으로 연결되어 전원을 제공받을 수 있다.
상기 발광칩(20)은 상기 복수의 전극(31,32) 중 어느 하나 위에 설치되거나 상기 몸체(10) 위에 설치될 수 있으며, 상기 복수의 전극(31,32)에 전기적으로 연결되어 전원을 공급받음으로써 빛을 생성할 수 있다.
상기 발광칩(20)은 예를 들어, 적어도 하나의 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)를 포함할 수 있으며, 상기 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 유색 발광 다이오드 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 다이오드일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광칩(20)은 도시된 것과 같이 와이어 본딩(wire bonding) 방식에 의해 상기 복수의 전극(31,32)과 전기적으로 연결되거나, 플립 칩(flip chip), 다이 본딩(die bonding) 방식 등으로 상기 복수의 전극(31,32)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 몸체(10)의 캐비티(15) 내에는 상기 발광칩(20)을 밀봉하여 보호하도록 상기 봉지재(40)가 형성될 수 있으며, 상기 봉지재(40)는 형광체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 봉지재(40)의 상면은 상기 발광칩(20)에서 생성된 빛이 방출되는 발광면을 이룰 수 있다.
상기 봉지재(40)는 실리콘 또는 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 상기 봉지재(40) 내에 첨가되어, 상기 발광칩(20)에서 방출되는 제1빛에 의해 여기되어 제2빛을 생성할 수 있다.
<제2 실시예>
이하, 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대해 설명한다. 다만, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 생략하거나 간략히 설명한다.
도 5는 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛의 발광 모듈 및 도광판을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5의 B 영역의 확대도이다.
제2 실시예에 따른 백라이트 유닛은 제1 실시예에 따른 백라이트 유닛에 비해 발광 모듈의 형태 및 상기 발광 모듈과 도광판 사이의 배치 관계를 제외하고는 동일하다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛에 발광 모듈(100B)은 도광판(200)의 적어도 일 측면에 접촉하도록 배치된다.
상기 발광 모듈(100B)은 기판(120)과, 상기 기판(120)의 관통홀(115)에 삽입되어 탑재된 다수의 발광 소자(110B)를 포함한다.
상기 다수의 발광 소자(110B)의 복수의 전극(31B,32B)은 상기 기판(120)의 상면에 형성된 회로패턴(122)과 전기적으로 연결되어 전원을 전달받을 수 있다.
한편, 상기 복수의 전극(31B,32B)은 상면에 상기 도광판(200)과 접촉하여 상기 발광 모듈(100B)을 고정시키는 접합층(35)을 포함할 수 있다.
상기 접합층(35)은 예를 들어, 솔더(solder), 에폭시 수지 등과 같이 접합력이 강한 금속 또는 수지 재질일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 접합층(35) 및 상기 복수의 전극(31B,32B)은 상기 발광 소자(110B)의 발광면이 상기 도광판(200)과 제1 거리(h)를 이격되도록 하여, 상기 다수의 발광 소자(110B)들에서 방출되는 빛이 왜곡 없이 상기 도광판(200) 내에 효과적으로 확산될 수 있게 하는 한편, 상기 다수의 발광 소자(110B)들이 상기 도광판(200)으로부터 전해지는 열, 압력 등에 의해 열화되는 것을 방지할 수 있다.
실시예에 따른 백라이트 유닛 상에 광학시트 및 액정 패널 등을 배치하고, 이들을 수용 및 지지하도록 서포트 메인 및 탑 케이스를 배치하여 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.
상기 광학시트는 상기 백라이트 유닛 상에 배치되며, 예를 들어, 광을 확산시키는 확산 시트와, 확산된 광을 집광시키는 집광 시트와, 상기 집광 시트 상에 형성된 패턴들을 보호하기 위한 보호 시트 등을 포함할 수 있다.
상기 액정 패널은 상기 광학시트 상에 배치되며, 예를 들어, 다수의 박막 트랜지스터(TFT : thin film transitor)로 이루어진 박막 트랜지스터 기판과, 상기 박막 트랜지스터 기판 상에 배치되는 컬러필터 기판과, 이들 사이에 개재된 액정 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터 기판의 일단에는 집적 회로 칩(IC CHIP : integrated circuit chip)을 포함될 수 있다. 상기 집적 회로 칩은 액정표시장치를 구동하기 위한 화상 신호와 주사 신호, 그리고 이들 신호들을 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시키고, 화상 신호와 주사 신호를 액정 패널(220)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가한다.
상기 서포트 메인 및 상기 탑 케이스는 상기 백라이트 유닛 등을 수용하고 지지할 수 있다.
상기 디스플레이 장치에 대한 더 자세한 설명은 당업자가 용이하게 이해할 수 있으므로 생략한다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 발광 모듈 110: 발광 소자
115: 관통홀 120: 기판
200: 도광판

Claims (16)

  1. 도광판;
    상기 도광판의 적어도 일 측면에 배치되어 상기 도광판에 빛을 제공하는 발광 모듈; 및
    상기 도광판 및 발광 모듈을 수납하는 바텀 커버를 포함하며,
    상기 발광 모듈은 다수의 관통홀을 포함하는 기판과, 상기 다수의 관통홀에 삽입되어 상기 도광판과 제1 거리 이격되는 다수의 발광 소자를 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 거리는 0.05mm 내지 0.5mm인 백라이트 유닛.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 절연층과, 상기 절연층에 형성된 상기 다수의 관통홀과, 상기 절연층의 적어도 일면에 형성된 회로패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 다수의 발광 소자의 복수의 전극은 상기 절연층의 양면 중 상기 도광판과 마주보지 않는 면에 형성된 회로패턴과 전기적으로 연결되는 백라이트 유닛.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 기판의 절연층은 상기 도광판과 접촉하는 백라이트 유닛.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 발광 소자의 발광면이 상기 도광판과 제1 거리 이격된 백라이트 유닛.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 발광 소자의 복수의 전극은 상기 절연층의 양면 중 상기 도광판과 마주보는 면에 형성된 회로패턴과 전기적으로 연결된 백라이트 유닛.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 복수의 전극은 상면에 접합층을 포함하며, 상기 접합층이 상기 도광판과 접촉되는 백라이트 유닛.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 접합층은 솔더 또는 에폭시 수지인 백라이트 유닛.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 몸체와, 상기 몸체에 설치된 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 하나 위에 형성되며, 상기 제1 전극 및 제2 전극에 전기적으로 연결되는 발광칩과, 상기 발광칩을 밀봉하는 봉지재를 포함하며, 상기 봉지재의 상면은 상기 발광 소자의 발광면을 이루는 백라이트 유닛.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 발광칩은 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 일반 인쇄회로기판, 연성 인쇄회로기판 또는 메탈 코어 인쇄회로기판 중 어느 하나인 백라이트 유닛.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 관통홀의 깊이보다 얇은 두께를 갖는 백라이트 유닛.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 일부 영역이 상기 기판의 배면으로 돌출되는 백라이트 유닛.
  15. 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일 측면에 배치되어 상기 도광판에 빛을 제공하는 발광 모듈과, 상기 도광판 및 발광 모듈을 수납하는 바텀 커버를 포함하며,
    상기 발광 모듈은 다수의 관통홀을 포함하는 기판과, 상기 다수의 관통홀에 삽입되어 상기 도광판과 제1 거리 이격되는 다수의 발광 소자를 포함하는 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛 상에 액정 패널을 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제1 거리는 0.05mm 내지 0.5mm인 디스플레이 장치.
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