KR20110107551A - 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1 층, 상기 제 1 층 상에 배치된 복수의 광원들 및 상기 복수의 광원들이 배치된 상기 제 1 층 상에 위치하는 제 2 층을 포함하며, 상기 복수의 광원들은, 복수의 리드 프레임을 포함하며, 캐비티가 형성된 몰드부, 상기 리드 프레임과 연결되며, 상기 캐비티에 실장된 발광 소자 및 상기 발광 소자가 실장된 캐비티에 채워진 봉지재를 포함하고, 상기 봉지재의 표면은 상기 캐비티의 상단에 대해 오목한 오목 렌즈 형상인 백라이트 유닛에 관한 것이다.

Description

백라이트 유닛 및 디스플레이 장치{backlight unit and display apparatus thereof}
본 발명은 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 소형, 경량화 및 저소비전력 등의 장점으로 노트북 PC 및 모니터 시장은 물론 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 액정패널 및 백라이트 유닛을 포함한다. 상기 백라이트 유닛은 액정패널에 빛을 제공하고, 이러한 빛은 액정패널을 투과하게 된다. 이때, 액정패널은 빛의 투과율을 조절하여 화상을 구현하게 된다.
백라이트 유닛은 광원이 배치된 형태에 따라 에지형과 직하형으로 구분될 수 있다. 에지형은 광원이 액정패널의 측면에 배치되고, 도광판이 액정패널의 배면에 배치되어 액정패널의 측면에서 제공된 빛을 액정패널의 배면으로 가이드할 수 있다. 그리고, 직하형은 액정패널 배면에 다수의 광원들을 구비하고 다수의 광원들로부터 발광된 빛이 직접적으로 액정패널의 배면으로 제공될 수 있다.
이러한 광원으로는 EL(electro luminescence), CCFL(cold cathode fluorescent lamp), HCFL(hot cathode fluorescent lamp), LED(light emitting diode) 등이 사용될 수 있다. 이 중 LED는 소비 전력이 낮으며 발광 효율이 뛰어난 장점을 가질 수 있다.
본 발명은 디스플레이 영상의 화질을 개선하고, 두께를 줄일 수 있는 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 제 1 층, 상기 제 1 층 상에 배치된 복수의 광원들 및 상기 복수의 광원들이 배치된 상기 제 1 층 상에 위치하는 제 2 층을 포함하며, 상기 복수의 광원들은, 복수의 리드 프레임을 포함하며, 캐비티가 형성된 몰드부, 상기 리드 프레임과 연결되며, 상기 캐비티에 실장된 발광 소자 및 상기 발광 소자가 실장된 캐비티에 채워진 봉지재를 포함하고, 상기 봉지재의 표면은 상기 캐비티의 상단에 대해 오목한 오목 렌즈 형상일 수 있다.
상기 제 2 층과 상기 봉지재는 서로 콘택할 수 있다.
상기 봉지재의 표면이 오목한 깊이는 상기 발광 소자의 상단부터 상기 캐비티의 상단까지의 깊이에 대해 1 내지 30%일 수 있다.
상기 봉지재의 표면이 오목한 깊이는 상기 발광 소자의 상단부터 상기 캐비티의 상단까지의 깊이에 대해 5 내지 15%일 수 있다.
상기 봉지재는 액상 수지 및 형광체 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 수평형 발광 소자 또는 수직형 발광 소자일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 제 1 층, 상기 제 1 층 상에 배치된 복수의 광원들 및 상기 복수의 광원들이 배치된 상기 제 1 층 상에 위치하는 제 2 층을 포함하며, 상기 복수의 광원들은 복수의 리드 프레임을 포함하며 캐비티가 형성된 몰드부, 상기 리드 프레임과 연결되며, 상기 캐비티에 실장된 발광 소자 및 상기 발광 소자가 실장된 캐비티에 채워진 봉지재를 포함하고, 상기 봉지재의 표면은 상기 캐비티의 상단에 대해 오목한 오목 렌즈 형상인 백라이트 유닛 및 상기 백라이트 유닛 상에 위치하는 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은 복수의 블록들로 분할되어, 상기 분할된 블록별로 구동 가능할 수 있다.
상기 디스플레이 패널은 복수의 영역들로 분할되며, 상기 복수의 영역들 각각의 그레이 레벨 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 상기 영역에 대응되는 상기 백라이트 유닛의 블록으로부터 방출되는 광의 휘도가 조절될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 디스플레이 장치의 두께를 감소시킬 수 있으며, 백라이트 유닛을 디스플레이 패널에 밀착시킴으로써 디스플레이 장치의 제조 공정을 단순화하는 동시에 외관을 개선할 수 있다.
또한, 복수의 광원들이 서로 다른 방향으로 광을 방출하도록 배치하고, 광원의 구조를 조절하여 백라이트 유닛에 형성함으로써, 균일한 휘도의 광을 디스플레이 패널로 제공할 수 있으며, 그에 따라 디스플레이 영상의 화질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면.
도 4는 백라이트 유닛 중 광원들이 위치하지 않은 영역의 단면 형상을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면.
도 7 내지 도 13은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 제 1 패턴의 배치를 나타낸 도면.
도 18 내지 도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 제 1 패턴의 형상을 나타낸 도면.
도 22 및 도 23은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면.
도 24 및 도 25는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면.
도 26은 백라이트 유닛에 구비되는 광원과 반사층의 위치 관계를 나타낸 도면
도 27 내지 도 32는 백라이트 유닛에 구비되는 광원의 구조를 나타낸 도면.
도 33은 백라이트 유닛에 구비되는 복수의 광원들의 구조에 나타낸 도면.
도 34 내지 도 38은 본 발명의 백라이트 유닛의 전면 형상을 나타낸 도면.
도 39 및 도 40은 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면.
도 41은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면.
도 42는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110), 백라이트 유닛(120), 커버(130), 하우징(135), 구동부(140) 및 후면 케이스(150)로 구성될 수 있다.
상기 디스플레이 패널(110)은 화상이 구현되는 부분으로, 액정층을 사이에 두고 설로 대향하여 합착된 제 1 기판(111) 및 제 2 기판(112)을 포함할 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, TFT 어레이 기판으로 불리는 제 1 기판(111)에는 다수의 스캔 라인과 데이터 라인이 매트릭스 형상으로 교차하여 복수의 화소가 정의될 수 있다. 각각의 화소에는 신호를 온/오프할 수 있는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되고, 박막 트랜지스터에 각각 연결된 화소전극이 위치할 수 있다.
그리고, 컬러필터 기판으로 불리는 제 2 기판(112)에는 복수의 화소에 각각 대응되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터 및 이들을 각각 둘러싸며 스캔 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등의 비표시소자를 가리는 블랙 매트릭스(black matrix)가 구비될 수 있다. 또한, 이들을 덮는 투명한 공통전극이 구비될 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(110)의 적어도 일 측에는 연성회로기판 또는 테이프캐리어패키지(Tape Carrier Package : TCP)와 같은 연결부재를 매개로 인쇄회로기판이 연결되어 모듈화 과정에서 하우징(135)의 배면으로 밀착 배치될 수 있다.
상기와 같은 구조의 디스플레이 패널(110)은 스캔 라인으로부터 전달되는 게이트 구동회로(113)의 온/오프 신호에 의해 각 스캔 라인 별로 선택된 박막 트랜지스터가 온(On)되면 데이터 구동회로(114)의 데이터 전압이 데이터 라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따라 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낼 수 있다.
한편, 본 발명의 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(110)의 배면에서 디스플레이 패널(110)로의 빛을 제공할 수 있는 백라이트 유닛(120)이 구비될 수 있다.
백라이트 유닛(120)은 광학 어셈블리(123) 및 광학 어셈블리(123) 상에 개재되는 복수의 광학시트(125)를 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(120)의 자세한 설명은 후술하기로 한다.
전술한 디스플레이 패널(110) 및 백라이트 유닛(120)은 커버(130) 및 하우징(135)을 통해 모듈화될 수 있다. 디스플레이 패널(110)의 전면에 위치하는 커버(130)는 탑커버일 수 있으며, 디스플레이 패널(110)의 상면 및 측면을 덮는 사각의 액자틀 형상으로, 커버(130)의 전면을 개구하여 디스플레이 패널(110)에서 구현되는 화상을 표시할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(120)의 후면에 위치하는 하우징(135)은 바텀 플레이트(135a) 및 서포팅 플레이트(135b)으로 구성될 수 있다. 바텀 플레이트(135a)는 바텀커버일 수 있으며, 디스플레이 패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 결합하여 디스플레이 장치에 기초가 되는 역할을 하는 것으로, 사각 모양의 하나의 판 형상으로 이루어질 수 있다. 서포팅 플레이트(135b)는 커버(130)와 바텀 플레이트(135a)가 결합될 수 있도록 서포팅하는 역할을 할 수 있다.
백라이트 유닛(120)의 후면에 위치하는 하우징(130)의 일면에는 구동부(140)가 배치될 수 있다. 구동부(140)는 구동 제어부(141), 메인보드(142) 및 전원공급부(143)를 포함할 수 있다. 구동 제어부(141)는 타이밍 컨트롤러로 일 수 있으며, 디스플레이 패널(110)의 각 구동회로에 동작 타이밍을 조절하는 구동부이고, 메인보드(142)는 타이밍 컨트롤러에 V싱크, H싱크 및 R, G, B 해상도 신호를 전달하는 구동부이며, 전원공급부(143)는 디스플레이 패널(110) 및 백라이트 유닛(120)에 전원을 인가하는 구동부이다.
상기 구동부(140)는 구동부 섀시(145)에 의해 백라이트 유닛(120)의 후면에 위치하는 하우징(130)의 일면에 구비될 수 있다. 그리고, 구동부(140)는 후면 케이스(150)에 의해 감싸질 수 있다.
이하, 전술한 백라이트 유닛에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 백라이트 유닛(200)은 제 1 층(210), 광원(220), 제 2 층(230) 및 반사층(240)을 포함할 수 있다.
제 1 층(210) 상에 복수의 광원들(220)이 형성되며, 제 1 층(210) 상에 제 2 층(230)이 배치되어 복수의 광원들(220)을 감싸도록 형성될 수 있다.
제 1 층(210)은 복수의 광원들(220)이 실장되는 기판일 수 있으며, 전원을 공급하는 어댑터(미도시)와 광원(220)을 연결하기 위한 전극 패턴(미도시)이 형성되어 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 기판의 상면에는 광원(220)과 어댑터(미도시)를 연결하기 위한 탄소나노튜브 전극 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
이러한 제 1 층(210)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 유리, 폴리카보네이트(PC) 또는 실리콘(Si) 등으로 이루어져 복수의 광원들(220)이 실장되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수 있으며, 필름 형태로 형성될 수 있다.
광원(220)은 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode) 칩 또는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩이 구비된 발광 다이오드 패키지 중 하나일 수 있다. 본 실시 예에서는 광원(220)으로서 발광 다이오드 패키지인 것을 예로 설명하기로 한다.
광원(220)을 구성하는 LED 패키지는 발광면이 향하는 방향에 따라 탑 뷰(Top View) 방식과 사이드 뷰(Side View) 방식으로 나뉠 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광원(220)은 발광면이 상측을 향해 형성되는 탑 뷰 방식의 LED 패키지 및 발광면이 측면을 향해 형성되는 사이드 뷰 방식의 LED 패키지 중 적어도 하나를 이용하여 구성될 수 있다.
본 실시 예에서 광원(220)이 사이드 뷰 방식의 LED 패키지인 경우를 설명하면, 복수의 광원들(220)은 각각 발광면이 측면에 배치되어, 측면 방향, 즉 제 1 층(210) 또는 반사층(240)이 연장된 방향으로 광을 방출할 수 있다. 따라서, 광원(220) 상에 형성된 제 2 층(230)의 두께(e)를 감소시켜 백라이트 유닛(200), 더 나아가 디스플레이 장치의 슬림화를 구현할 수 있다.
또한, 광원(220)은 적색, 청색, 녹색 등과 같은 컬러 중에서 적어도 한 컬러를 방출하는 유색 LED이거나 백색 LED로 구성될 수 있다. 또한, 상기 유색 LED는 적색 LED, 청색 LED 및 녹색 LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 발광 다이오드의 배치 및 방출 광은 다양하게 변경 및 적용 가능하다.
한편, 제 1 층(210) 상에 배치되어 복수의 광원들(220)을 감싸는 형태로 형성되는 제 2 층(220)은 광원(220)으로부터 방출되는 광을 투과시킴과 동시에 확산시켜, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 균일하게 디스플레이 패널(100)로 제공되도록 할 수 있다.
제 1 층(210) 상에는 광원(220)으로부터 방출되는 광을 반사시키는 반사층(240)이 위치할 수 있다. 반사층(240)은 제 1 층(210) 상의 광원(220)이 형성된 영역을 제외한 영역에 형성될 수 있다. 반사층(240)은 광원(220)으로부터 방출되는 광을 반사하고, 제 2 층(230)의 경계로부터 전반사되는 광을 다시 반사시켜 광이 보다 넓게 퍼지도록 할 수 있다.
반사층(240)은 반사 물질인 금속 또는 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Ag) 또는 이산화 티타늄(TiO2)과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 반사층(240)은 상기 금속 또는 금속 산화물을 제 1 층(210) 상에 증착 또는 코팅하여 형성할 수 있으며, 금속 잉크를 인쇄하여 형성할 수도 있다. 여기서, 증착하는 방법으로는 열증착법, 증발법 또는 스퍼터링법과 같은 진공증착법을 사용할 수 있고, 코팅 또는 인쇄하는 방법으로는 프린팅법, 그라비아 코팅법 또는 실크 스크린법을 사용할 수 있다.
한편, 제 1 층(210) 상에 위치한 제 2 층(230)은 광투과성 재질, 예를 들어 실리콘 또는 아크릴계 수지로 이루어질 수 있다. 그러나, 제 2 층(230)은 상기한 물질에 한정되지 않으며 다양한 수지(resin)로 이루어질 수 있다.
또한, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 확산되어 백라이트 유닛(200)이 균일한 휘도를 가지도록 하기 위해, 제 2 층(230)은 약 1.4 내지 1.6의 굴절율을 갖는 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 층(230)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리스틸렌(PS), 폴리에폭시(PE), 실리콘, 아크릴 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 재료로 형성될 수 있다.
그리고, 제 2 층(230)은 광원(220) 및 반사층(240)에 견고하게 밀착되도록 접착성을 가지는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 2 층(230)은 불포화 폴리에스터, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 노말부틸 메타크릴레이트, 노말부틸 메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시 에틸메타크릴레이트, 히드록시 프로필 메타크릴레이트, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 아크릴 아미드, 메티롤 아크릴 아미드, 글리시딜 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 노말부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 중합체 혹은 공중합체 혹은 삼원 공중합체 등의 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 및 멜라민계 등을 포함하여 구성될 수 있다.
제 2 층(230)은 액상 또는 겔(gel)상의 수지를 복수의 광원들(220) 및 반사층(240)이 형성된 제 1 층(210) 상에 도포한 후 경화시킴으로써 형성될 수 있으며, 또는 지지시트 상에 수지를 도포한 후 부분 경화하여 제 1 층(210) 상에 접착시켜 형성할 수도 있다.
그리고, 제 2 층(230) 상에는 광원들(220)로부터 방출된 광이 상부로 확산될 수 있도록 확산판(245)이 구비될 수 있다. 확산판(245)은 제 2 층(230)에 접착될 수 있으며, 부가적인 접착부재를 이용하여 접착될 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 백라이트 유닛(200)은 디스플레이 패널로 제공되는 광의 효율적인 이용을 위해 각각 두께 범위가 조절될 수 있다.
보다 자세하게는, 백라이트 유닛(200)의 전체 두께(a)는 1.7 내지 3.5mm로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 2.8mm로 이루어질 수 있다. 백라이트 유닛(200)을 구성하는 제 1 층(210)의 두께(b)는 0.2 내지 0.8mm로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 0.5mm로 이루어질 수 있다. 그리고, 제 1 층(210) 상에 형성된 반사층(240)의 두께(c)는 0.02 내지 0.08mm의 두께로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 0.05mm로 이루어질 수 있다.
또한, 제 1 층(210) 상에 배열된 광원(220)의 두께(d)는 0.8 내지 1.6mm로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 1.2mm로 이루어질 수 있다. 광원(220)을 덮는 제 2 층(230)의 두께(e)는 0.8 내지 2.4mm로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 1.3mm로 이루어질 수 있다. 그리고, 제 2 층(230) 상에 형성된 확산판(245)의 두께(f)는 0.7 내지 1.3mm로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 1.0mm로 이루어질 수 있다.
여기서, 제 2 층(230)의 두께(e)가 증가할수록, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 보다 넓게 확산되어 백라이트 유닛(200)으로부터 균일한 휘도의 광이 디스플레이 패널로 제공될 수 있다. 반면, 제 2 층(230)의 두께(e)가 증가함에 따라 제 2 층(230)에 흡수되는 광의 양이 증가할 수 있으며, 이로 인해 백라이트 유닛(200)으로부터 디스플레이 패널로 제공되는 광의 휘도가 전체적으로 감소할 수 있다.
따라서, 백라이트 유닛(200)으로부터 디스플레이 패널로 제공되는 광의 휘도를 크게 감소시키지 아니하면서 균일한 휘도의 광을 제공하기 위해, 제 2 층(230)의 두께(e)는 광원(220)의 두께(d)와 같거나, 광원(220)의 두께(d)의 1.5배 이하의 두께인 것이 바람직하다.
도 4는 백라이트 유닛(200) 중 광원들(220)이 위치하지 않은 영역의 단면 형상을 도시한 것으로, 도시된 백라이트 유닛(200)의 구성 중 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 백라이트 유닛(200) 중 광원들(220)이 위치하지 않는 영역에서는, 제 1 층(210)의 상측 면을 반사층(240)이 덮는 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 제 1 층(210) 상에는 반사층(240)이 형성되며, 반사층(240) 중 광원들(220)의 위치에 대응되는 영역들에는 광원들(220)이 삽입될 수 있는 홀들이 형성되며, 광원들(220)은 상기 반사층(240)의 홀들을 통해 상측으로 돌출되어 제 2 층(230)에 의해 감싸질 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다. 하기에서는 전술한 제 1 실시 예의 설명과 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 제 1 층(210) 상에 복수의 광원들(220)이 실장되고, 제 1 층(210) 상에는 제 2 층(230)이 배치될 수 있다. 한편, 제 1 층(210)과 제 2 층(230)사이, 보다 상세하게는 제 1 층(210)의 상면에는 반사층(240)이 형성될 수 있다.
제 2 층(230)은 복수의 산란 입자들(231)을 포함할 수 있으며, 산란 입자들(231)은 입사되는 광을 산란 또는 굴절시켜 광원(220)으로부터 방출되는 광이 보다 넓게 확산되도록 할 수 있다.
산란 입자(231)는 광원(220)으로부터 방출되는 광을 산란 또는 굴절시키기 위해, 제 2 층(230)을 구성하는 물질과 상이한 굴절율을 가지는 재질, 보다 상세하게는 제 2 층(230)을 구성하는 실리콘계 또는 아크릴계 수지보다 높은 굴절율을 가지는 재질로 구성될 수 있다.
예를 들어, 산란 입자(231)는 폴리 메틸 메타크릴레이트/스티렌 공중합체(MS), 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리 스티렌 (PS), 실리콘, 이산화 티타늄(TiO2), 이산화 실리콘(SiO2) 등으로 구성될 수 있으며, 상기와 같은 물질들을 조합하여 구성될 수도 있다.
한편, 산란 입자(231)는 제 2 층(230)을 구성하는 물질보다 낮은 굴절율을 가지는 물질로도 구성될 수 있으며, 예를 들어 제 2 층(230)에 기포(bubble)을 형성하여 구성될 수도 있다. 또한, 산란 입자(231)를 구성하는 물질은 상기한 바와 같은 물질들에 한정되지 아니하며, 그 이외에 다양한 고분자 물질 또는 무기 입자들을 이용하여 구성될수 있다.
그리고, 제 2 층(230)의 상측에는 광학 시트(250)가 배치될 수 있으며, 예를 들어 광학 시트(250)는 하나 이상의 프리즘 시트(251) 및/또는 하나 이상의 확산 시트(252)를 포함할 수 있다.
이 경우, 광학 시트(250)에 포함된 복수의 시트들은 서로 이격되지 않고 접착 또는 밀착된 상태로 제공되어, 광학 시트(250) 또는 백라이트 유닛(200)의 두께를 감소시킬 수 있다.
한편, 광학 시트(250)의 하측 면이 제 2 층(230)에 밀착되고, 광학 시트(250)의 상측 면이 디스플레이 패널(100)의 하측 면, 예를 들어 하부 편광판(140)에 밀착될 수 있다.
확산 시트(252)는 입사되는 광을 확산시켜 제 2 층(230)으로부터 나오는 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하여 광의 휘도를 보다 균일하게 할 수 있다. 또한, 프리즘 시트(251)는 확산 시트(252)로부터 나오는 광을 집광하여 디스플레이 패널(100)로 수직하게 광이 입사되도록 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기한 바와 같은 광학 시트(250), 예를 들어 프리즘 시트(251) 및 확산 시트(252) 중 적어도 하나가 제거될 수 있으며, 또는 프리즘 시트(251) 및 확산 시트(252) 이외에 다양한 기능층들을 더 포함하여 구성될 수도 있다.
또한, 반사층(240)에는 복수의 광원들(220)에 대응되는 위치에 복수의 홀들(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 홀들에 하측의 기판(210) 상에 실장된 복수의 광원들(220)이 삽입될 수 있다.
이 경우, 광원들(220)이 반사층(240)에 형성된 홀들을 통해 하측에서 삽입되어, 반사층(240)의 상측으로 적어도 일부가 돌출될 수 있다. 이와 같이, 반사층(240)의 홀들에 광원들(220)이 각각 삽입되는 구조를 이용하여 백라이트 유닛(200)을 구성함으로써, 광원들(220)이 실장된 기판(210)과 반사층(240) 사이의 고정성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다. 하기에서는 전술한 제 1 및 제 2 실시 예의 설명과 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들(220)은 각각 발광면이 측면에 배치되어, 측면 방향, 예를 들어 제 1 층(210) 또는 반사층(240)이 연장된 방향으로 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 복수의 광원들(220)은 사이드 뷰 방식의 LED 패키지를 이용하여 구성될 수 있으며, 그에 따라 광원(220)이 화면 상에서 핫 스팟(hot spot)으로 관찰되는 것을 감소시킬 수 있으며, 제 2 층(230)의 두께(a)를 감소시켜 백라이트 유닛(200), 더 나아가 디스플레이 장치의 슬림화를 구현할 수 있다.
이 경우, 광원(220)은 제 1 방향(x)을 중심으로 소정의 지향각(α), 예를 들어 90도 내지 150도의 지향각을 가지는 광을 방출할 수 있다. 이하에서는, 광원(220)으로부터 방출되는 광의 방향을 상기 제 1 방향(x)으로 표시하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제 2 층(230)의 상측에 패턴을 형성하여, 광원(220)으로부터 상측으로 방출되는 광을 반사하여 확산시킬 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 균일한 휘도의 광이 방출되도록 할 수 있다.
도 7 내지 도 13은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다. 하기에서는 전술한 제 1 내지 제 3 실시 예의 설명과 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다.
도 7 내지 도 13에 도시된 복수의 광원들(220)은 각각 도 6에 도시된 바와 같이 광원의 측면으로부터 측면 방향으로 광을 방출할 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 예를 들어 상측면으로부터 광을 방출할 수도 있다.
도 7을 참조하면, 광원들(220)을 포함하는 백라이트 유닛(200)의 제 2 층(230)의 상측에 복수의 제 1 패턴(232)들을 포함하는 패턴층이 형성될 수 있으며, 좀 더 구체적으로 상기 패턴층에 포함된 복수의 제 1 패턴들(232)은 광원들(220)이 배치된 위치에 각각 대응되도록 제 2 층(230) 상에 형성될 수 있다.
예를 들어, 제 2 층(230)의 상측에 형성된 제 1 패턴(232)은 광원(220)으로부터 방출되는 광의 적어도 일부를 반사시키는 반사 패턴일 수 있다.
제 2 층(230) 상에 제 1 패턴(232)을 형성하여 광원(220)에 인접한 영역에서 방출되는 광의 휘도를 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 균일한 휘도의 광이 방출되도록 할 수 있다.
즉, 제 1 패턴(232)은 복수의 광원들(220)이 배치된 위치에 대응되도록 제 2 층(230) 상에 형성되어, 광원(220)으로부터 상측으로 방출되는 광을 선택적으로 반사시켜 광원(220)에 인접한 영역에서 방출되는 광의 휘도를 감소시킬 수 있으며, 상기 반사된 광은 측면 방향으로 확산될 수 있다.
보다 상세하게는, 광원(220)으로부터 상측 방향으로 방출되는 광은 제 1 패턴(232)에 의해 측면 방향으로 확산됨과 동시에 하측 방향으로 반사되고, 상기 제 1 패턴(232)에서 반사된 광은 반사층(240)에 의해 다시 측면 방향으로 확산됨과 동시에 상측 방향으로 반사될 수 있다. 즉, 제 1 패턴(232)은 입사되는 광의 100%를 반사하거나, 또는 입사되는 광의 일부를 반사시키고 일부는 통과시킬 수 있다. 이와 같이, 제 1 패턴(232)의 특성은 제 2 층(230) 및 제 1 패턴(232)을 통한 광의 전달을 제어함에 의해 조정될 수 있다.
그에 따라, 광원(220)으로부터 방출되는 광이 상측으로 집중되지 않고 측면 방향 및 다른 방향들로 넓게 확산될 수 있으며, 그로 인해 백라이트 유닛(200)으로부터 보다 균일한 휘도의 광이 방출될 수 있다.
상기 제 1 패턴(232)은 금속 등과 같은 반사 물질을 포함하며, 예를 들어 알루미늄, 음 또는 금 등과 같은 90% 이상의 반사율을 가지는 금속을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 패턴(232)은 입사되는 전체 광의 약 10% 이하가 투과되고 나머지가 반사되도록 하는 물질 또는 형상으로 구성될 수 있다.
이 경우, 상기한 바와 같은 금속을 증착 또는 코팅하여 제 1 패턴(232)을 형성할 수 있으며, 또 다른 방법으로는 미리 정해진 패턴에 따라 금속을 포함하는 반사 잉크, 예를 들어 실버(silver) 잉크를 인쇄하여 제 1 패턴(232)을 형성할 수도 있다.
또한, 제 1 패턴(232)의 반사 효과를 향상시키기 위해, 제 1 패턴(232)의 색은 명도가 높은 색, 예를 들어 흰색에 가까운 색을 가질 수 있으며, 보다 상세하게는 제 2 층(230)보다 명도가 높은 색을 가질 수 있다.
한편, 제 1 패턴(232)은 금속 산화물을 포함하여 구성될 수도 있으며, 예를 들어 이산화 티타늄(TiO2)을 포함하여 구성될 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 이산화 티타늄(TiO2)을 포함하는 반사 잉크를 미리 정해진 패턴에 따라 인쇄하여 제 1 패턴(232)을 형성할 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 복수의 제 1 패턴들(232)을 광원들(220)의 위치에 각각 대응되도록 형성한다 함은, 도 7에 도시된 바와 같이 제 1 패턴(232)의 중심부가 그에 대응되는 광원(220)의 중심부와 일치하도록 형성하는 경우뿐 아니라, 제 1 패턴(232)의 중심부가 그에 대응되는 광원(220)의 중심부로부터 일정 간격만큼 이격되어 형성되는 경우도 포함할 수 있다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 패턴(232)의 중심부는 제 1 패턴(232)에 대응되는 광원(220)의 중심부와 일치하지 않을 수 있다.
예를 들어, 광원(220)의 발광면이 상측 방향이 아닌 측면 방향을 향하여 광이 측면 방향으로 방출되는 경우, 광원(220)의 측면으로부터 방출되는 광의 휘도는 도 8에 화살표로 표시된 방향으로 제 2 층(230)을 통해 진행하면서 감소할 수 있다. 그에 따라, 광원(220)의 발광면에 바로 인접한 제 1 영역은 광의 휘도가 주변에 비해 높을 수 있으나, 그에 반해 상기 발광면의 방향과 반대 방향으로 인접한 제 2 영역은 광의 휘도가 상기 제 1 영역에 비해 낮을 수 있다. 따라서, 제 1 패턴(232)은 광원(220)으로부터 광이 방출되는 방향으로 이동되어 형성될 수 있다.
그에 따라, 제 1 패턴(232)의 중심부는 그에 대응되는 광원(220)의 중심부 보다 광이 방출되는 방향으로 약간 치우친 위치에 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제 1 패턴(232)이 도 8에 도시된 경우보다 광이 방출되는 방향으로 더욱 치우친 위치에 형성될 수 있다.
즉, 제 1 패턴(232)의 중심부과 그에 대응되는 광원(220)의 중심부 사이의 간격이 도 8에 도시된 경우보다 더 증가할 수 있으며, 예를 들어 광원(220)의 발광면과 제 1 패턴(232)의 좌측 끝단 부분이 중첩되도록 형성될 수 있다.
한편, 도 10을 참조하면, 제 1 패턴(232)이 도 9에 도시된 경우보다 광이 방출되는 방향으로 더욱 치우친 위치에 형성될 수 있다. 즉, 제 1 패턴(232)이 형성된 영역과 그에 대응되는 광원(220)이 형성된 영역은 서로 중첩되지 않을 수 있으며, 그에 따라, 제 1 패턴(232)의 좌측 끝단 부분이 광원(220)의 발광면으로부터 일정 간격만큼 이격되어 형성될 수도 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1 패턴(232)은 제 2 층(230)의 내부에 형성될 수도 있다. 또한, 이 경우, 제 1 패턴(232)의 중심부 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 그에 대응되는 광원(220)의 중심부보다 광이 방출되는 방향으로 약간 치우친 위치에 형성될 수 있다.
또한, 도 12를 참조하면, 상기한 제 1 패턴(232)을 시트 형태로 제작할 수 있으며, 이 경우 복수의 제 1 패턴(232)들을 포함하는 패턴층이 제 2 층(230) 상에 형성될 수 있다.
예를 들어, 인쇄 등을 통해 투명 필름(260)의 일면에 복수의 제 1 패턴(232)들을 형성하여 패턴층을 구성한 후, 상기 투명 필름(260)을 포함하는 패턴층을 제 2 층(230) 상에 적층할 수 있다. 좀 더 구체적으로 제 1 패턴(232)은 투명 필름 상에 복수의 도트(dot)들을 인쇄함으로써 형성될 수 있다.
또한, 도 13을 참조하면, 전술한 도 3에 설명된 확산판(245)의 일면에 복수의 제 1 패턴(232)이 형성될 수 있다. 이 경우, 제 1 패턴(232)은 확산판(245)의 일면에 코팅되어 형성되고, 제 1 패턴(232)이 제 2 층(230)에 맞닿도록 확산판(245)을 제 2 층(230) 상에 형성할 수 있다.
한편, 제 1 패턴(232)이 형성된 영역의 비율이 증가할 수록 개구율이 감소하여 백라이트 유닛(200)으로부터 디스플레이 패널(100)로 제공되는 광의 전체적인 휘도가 감소할 수 있다. 여기서, 상기 개구율은 제 2 층(230) 중 제 1 패턴(232)이 형성되지 않은 영역의 양을 나타낼 수 있다.
따라서, 디스플레이 패널(100)로 제공되는 광의 휘도가 크게 감소되어 디스플레이 영상의 화질을 저하되는 것을 방지하기 위해, 제 1 패턴(232)이 형성된 패턴층의 개구율은 70% 이상인 것이 바람직하다. 즉, 제 2 층(230) 중 제 1 패턴(232)이 형성된 영역은 전체의 30% 이하인 것이 바람직하다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 백라이트 유닛에 형성되는 제 1 패턴의 배치를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 제 1 패턴(232)은 광원(220)의 위치에 대응되도록 형성될 수 있다.
도 14를 참조하면, 제 1 패턴(232)은 대응되는 광원(220)이 형성된 위치를 중심으로 원형 또는 타원형의 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한 바와 같이, 제 1 패턴(232)의 중심부는 그에 대응되는 광원(220)의 중심부와 일치하지 않는 위치에 형성될 수도 있다. 한편, 각각의 제 1 패턴(232)은 서로 다른 형상 또는 크기를 가질 수도 있다.
도 15를 참조하면, 제 1 패턴(232)은 광이 방출되는 방향, 즉 x 축 방향으로 이동되어 위치할 수 있으며, 그에 따라, 제 1 패턴(232)의 중심부는 그에 대응되는 광원(220)의 중심부가 형성된 위치를 기준으로 일정 간격만큼 광이 방출되는 방향으로 이격되어 위치할 수 있다.
도 16을 참조하면, 제 1 패턴(232)은 도 15에 도시된 경우보다 광이 방출되는 방향으로 더욱 이동되어 위치할 수 있으며, 그에 따라 광원(220)이 형성된 영역 중 일부 영역만이 제 1 패턴(232)이 형성된 영역과 중첩될 수 있다.
한편, 도 17을 참조하면, 제 1 패턴(232)은 도 16에 도시된 경우보다 광이 방출되는 방향으로 더욱 이동되어 광원(220)이 형성된 영역 외부에 위치할 수 있으며, 그에 따라 광원(220)이 형성된 영역과 제 1 패턴(232)이 형성된 영역은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
도 18 내지 도 21은 제 1 패턴(232)의 형상에 대한 실시예들을 도시한 것으로, 제 1 패턴(232)은 복수의 도트(dot)들 또는 영역들로 구성될 수 있으며, 각 도트 또는 영역은 반사 물질, 예를 들어 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 제 1 패턴(232)은 광원(220)이 형성된 영역을 중심으로 하여 원형의 형상(또는 마름모 형상 등과 같은 다른 형상을 가질 수도 있다)을 가질 수 있으며, 중심(234)에서 외곽으로 갈수록 반사율이 감소할 수 있다. 제 1 패턴(232)의 반사율은, 중심(234)에서 외곽 영역으로 갈수록 도시된 도트들의 수가 감소하거나 또는 제 1 패턴(232)을 구성하는 물질의 반사 특성이 감소함에 따라, 중심(234)에서 외곽 영역으로 갈수록 점진적으로 감소할 수 있다.
또한, 제 1 패턴(232)은 중심(234)에서 외곽으로 갈수록 광의 투과율 또는 개구율이 증가할 수 있다. 그에 따라, 광원(220)이 형성된 위치, 보다 상세하게는 광원(220)의 중심에 대응되는 제 1 패턴(232)의 중심부(234)에서 가장 높은 반사율(예를 들어, 거의 대부분의 빛이 투과되지 못하는) 및 가장 낮은 투과율 또는 개구율을 가지도록 할 수 있으며, 그로 인해 광원(220)이 형성된 영역에서 광이 집중되어 핫 스팟이 발생하는 것으로 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기와 같이 핫 스팟이 발생하는 것을 방지하기 위해서, 제 1 패턴(232) 중 광원(220)과 중첩되는 중심 영역의 개구율은 5% 이하인 것이 바람직하다.
한편, 제 1 패턴(232)을 구성하는 복수의 도트들(233)은 중심(234)에서 외곽으로 갈수록 인접한 도트(233)들 사이의 간격이 증가할 수 있으며, 그에 따라 상기한 바와 같이, 제 1 패턴(232)은 중심(234)에서 외곽으로 갈수록 반사율이 감소하는 동시에 투과율 또는 개구율이 증가하도록 형성될 수 있다.
한편, 도 19를 참조하면, 제 1 패턴(232)은 타원형의 형상을 가질 수 있다. 또한, 제 1 패턴(232)의 중심부(234)는 그에 대응되는 광원(220)의 중심부와 일치하도록 위치할 수 있다. 이와 달리, 제 1 패턴(232)의 중심부(234)와 광원(220)의 중심부가 서로 일치하지 않는 위치에 형성될 수 있다.
즉, 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한 바와 같이, 제 1 패턴(232)의 중심부(234)가 광원(220)의 중심부보다 일방향, 예를 들어 광원(220)으로부터 광이 방출되는 방향으로 약간 치우친 위치에 형성될 수 있다.
이 경우, 제 1 패턴(232) 중 광원(220)의 중심부와 대응되는 부분(235)으로부터 외곽으로 갈수록 반사율이 감소하거나 또는 투과율이 증가할 수 있다. 즉, 제 1 패턴(232) 중 광원(220)의 중심과 대응되는 부분(235)은 중심부(234)에서 일방향으로 치우져 위치할 수 있으며, 제 1 패턴(232) 중 광원(220)의 중심과 대응되는 부분(235)에서 가장 높은 반사율 또는 가장 낮은 투과율을 가질 수 있다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 제 1 패턴(232)은 광원(220)이 형성된 영역을 중심으로 하여 사각형의 형상을 가질 수 있으며, 중심에서 외곽으로 갈수록 반사율이 감소하고, 투과율 또는 개구율은 증가할 수 있다. 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같은, 제 1 패턴(232)의 특징들은 도 20 및 도 21에 도시된 제 1 패턴(232)에도 동일하게 적용 가능하다.
이 경우에도, 상기와 같이 핫 스팟이 발생하는 것을 방지하기 위해서는, 제 1 패턴(232) 중 광원(220)과 중첩되는 중심 영역의 개구율은 5% 이하인 것이 바람직하다.
한편, 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 제 1 패턴(232)을 구성하는 복수의 도트들(233)은 중심에서 외곽으로 갈수록 인접한 도트(233)들 사이의 간격이 증가할 수 있다.
한편, 상기에서는 도 18 내지 도 21을 참조하여 제 1 패턴(232)이 복수의 도트들을 포함하여 구성되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 중심에서 외곽으로 갈수록 반사율이 감소하고, 투과율 또는 개구율이 증가하는 다양한 구조로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제 1 패턴(232)은 중심에서 외곽으로 갈수록 반사 물질, 예를 들어 금속 또는 금속 산화물의 농도가 감소할 수 있으며, 그에 따라 외곽으로 갈수록 반사율이 감소하고, 투과율 또는 개구율이 증가하여 광원(220)에 인접한 영역에서 광의 밀도가 집중되는 것을 감소시킬 수 있다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다. 하기에서는 전술한 제 1 내지 제 4 실시 예의 설명과 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다.
도 22를 참조하면, 제 1 패턴(232)은 광원(220) 방향으로 볼록한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어, 제 1 패턴(232)은 반구에 유사한 형상을 가질 수 있다. 제 1 패턴(232)의 단면 형상은 광원(220) 방향으로 볼록한 반원 또는 타원형의 형상을 가질 수 있다.
상기와 같이, 볼록한 형상을 가지는 제 1 패턴(232)은 입사되는 광을 다양한 각도로 반사할 수 있으며, 그에 따라 광원(220)으로 방출되는 광을 넓은 범위로 확산시켜, 제 2 층(230)으로부터 상측으로 방출되는 광의 휘도를 보다 균일하게 할 수 있다.
제 1 패턴(232)은 상기한 바와 같이 금속 또는 금속 산화물 등과 같은 반사 물질을 포함하여 구성될 수 있으며, 예를 들어 제 2 층(230)의 상측면에 음각으로 패턴을 형성한 후, 상기 반사 물질을 상기 음각 패턴에 채움으로써 형성될 수 있다. 또한, 제 1 패턴(232)은 필름(film) 형태의 시트에에 반사 물질을 인쇄하거나 비드 또는 금속 입자를 부착한 후, 상기 필름을 제 2 층(230) 상에 압착함으로써, 제 2 층(230)의 상측에 형성할 수도 있다.
한편, 제 1 패턴(232)의 단면 형상은 도 22에 도시된 바와 같은 반원에 유사한 형상 이외에, 광원(220) 방향으로 볼록한 다양한 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 도 23에 도시된 바와 같이, 제 1 패턴(232)의 단면 형상은 광원(220) 방향으로 볼록한 삼각형 형상을 가질 수 있으며, 이 경우, 제 1 패턴(232)은 피라미드 형상 또는 프리즘 형상을 가질 수 있다.
도 24 및 도 25는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다. 하기에서는 전술한 제 1 내지 제 5 실시 예의 설명과 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다.
도 24를 참조하면, 광원(220)으로부터 방출되는 광은 제 2 층(230)에 의해 확산되어 상측으로 방출될 수 있다. 또한, 제 2 층(230)은 복수의 산란 입자들(231)을 포함하여 상기 상측으로 방출되는 광을 산란 또는 굴절시켜 상측으로 방출되는 광의 휘도를 보다 균일하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제 2 층(230)의 상측에 제 3 층(235)이 배치될 수 있다. 제 3 층(235)은 제 2 층(230)과 동일하거나 또는 상이한 재질로 구성될 수 있으며, 제 2 층(230)으로부터 상측 방향으로 방출되는 광을 확산시켜 백라이트 유닛(200)의 광 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 3 층(235)은 제 2 층(230)을 구성하는 물질과 동일한 굴절율을 가지는 물질로 구성되거나, 또는 그와 상이한 굴절율을 가지는 물질로도 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 3 층(235)이 제 2 층(230)보다 높은 굴절율의 물질로 구성되는 경우, 제 2 층(230)으로부터 방출되는 광을 보다 넓게 확산시킬 수 있다. 반대로, 제 3 층(235)이 제 2 층(230)보다 낮은 굴절율의 물질로 구성되는 경우, 제 2 층(230)으로부터 방출되는 광이 제 3 층(235)의 하면에서 반사되는 반사율을 향상시킬 수 있으며, 그에 따라 광원(220)으로부터 방출되는 광이 제 2 층(230)을 따라 진행하는 것을 보다 용이하게 할 수 있다.
한편, 제 3 층(235)도 복수의 산란 입자들(236)을 포함할 수 있으며, 이 경우 제 3 층(235)에 포함된 산란 입자들(236)의 밀도는 제 2 층(230)에 포함된 산란 입자들(231)의 밀도보다 높을 수 있다.
상기와 같이, 제 3 층(235)에 보다 높은 밀도로 산란 입자들을 포함시킴으로써, 제 2 층(230)으로부터 상측으로 방출되는 광을 보다 넓게 확산시킬 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 휘도를 보다 균일하게 할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 제 2 층(230)과 제 3 층(235) 사이 또는 제 2 및 제 3 층(230, 235) 중 적어도 하나의 내부에는 전술한 제 1 패턴(232)이 형성될 수 있다.
또한, 도 24에 도시된 바와 같이, 제 3 층(235)의 상측에 또 다른 패턴층 즉, 복수의 제 2 패턴(265)들을 포함할 수 있다.
상기 제 3 층(235)의 상측의 제 2 패턴(265)은 제 2 층(230)으로부터 방출되는 광의 적어도 일부를 반사시키는 반사 패턴일 수 있으며, 그에 따라 제 3 층(235)으로부터 방출되는 광의 휘도를 균일하게 할 수 있다.
예를 들어, 제 3 층(235)으로부터 상측으로 방출되는 광이 특정 부분에 집중되어 화면 상에서 높은 휘도로 관찰되는 경우, 제 3 층(235)의 상측 면 중 상기 특정 부분에 대응되는 영역에 제 2 패턴(265)을 형성할 수 있으며, 그에 따라 상기 특정 부분에서의 광의 휘도를 감소시켜 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 휘도를 균일하게 할 수 있다.
제 3 층(235)의 상측에 형성되는 제 2 패턴(265)은 이산화 티타늄(TiO2)으로 구성될 수 있으며, 이 경우 제 3 층(235)으로부터 방출되는 광의 일부는 제 2 패턴(265)에서 하측 방향으로 반사되고 상기 광의 나머지 일부는 투과될 수 있다.
도 25를 참조하면, 제 2 층(230)의 두께(h1)는 광원(220)의 높이(h3)보다 작을 수 있다. 그에 따라, 제 2 층(230)은 광원(220)의 하측 일부분을 감싸고, 제 3 층(235)은 광원(220)의 상측 일부분을 감싸도록 형성될 수 있다.
제 2 층(230)은 접착력이 높은 수지로 구성될 수 있으며, 예를 들어 제 3 층(235)보다 접착력이 높을 수 있다. 그에 따라, 광원(220)의 발광면이 제 2 층(230)에 보다 강하게 접착되어, 광원(220)의 발광면과 제 2 층(230) 사이에 공간이 발생하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 실시 예로서, 제 2 층(230)은 접착력이 높은 실리콘 계열의 수지로 구성되고, 제 3 층(235)은 아크릴 계열의 수지로 구성될 수 있다. 이 경우, 제 2 층(230)의 굴절율이 제 3 층(230)의 굴절율보다 클 수 있으며, 제 2 층(230) 및 제 3 층(230) 은 각각 1.4 내지 1.6의 굴절율을 가질 수 있다. 또한, 제 3 층(235)의 두께(h2)도 광원(220)의 높이(h3)보다 작을 수 있다.
도 26은 백라이트 유닛에 구비되는 광원(220)과 반사층(240)의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 26을 참조하면, 광원(220)의 측면에 반사층(240)이 배치됨에 따라, 광원(220)으로부터 측면으로 방출되는 광 중 일부는 반사층(240)으로 입사되어 손실될 수 있다.
상기 광원(220)으로부터 방출되는 광의 손실은 제 2 층(230)으로 입사되어 진행되는 광의 량을 감소시키며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 디스플레이 패널(100)에 제공되는 광의 량이 감소되어 디스플레이 영상의 휘도가 감소 할 수 있다.
상기 광원(220)은 빛이 방출되는 발광부(222)를 포함하며, 발광부(222)는 제 1 층(210)의 표면으로부터 일정 높이(c)에 위치할 수 있다.
여기서, 반사층(240)의 두께(c)는 발광부(222)의 높이(g)와 같거나 또는 그보다 작을 수 있으며, 그에 따라 광원(220)이 반사층(240)보다 상측에 위치할 수 있다.
따라서, 반사층(240)의 두께(c)는 0.02mm 내지 0.08nm이하로 이루어질 수 있다. 여기서, 반사층(240)의 두께(c)가 0.02mm 이상이면, 반사층(240)은 신뢰성을 가지는 범위의 광 반사율을 이룰 수 있고, 반사층(240)의 두께(c)가 0.08mm 이하이면, 광원(220)의 발광부(222)를 가리게 되어, 광원(220)으로부터 발출하는 광이 손실되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
따라서 반사층(240)이 광원(220)으로부터 방출되는 광의 입사 효율을 향상시킴과 동시에 광원(220)으로부터 입사되는 광의 대부분을 반사시킬 수 있도록 하기 위해, 반사층(240)의 두께(c)는 10nm 내지 100㎛로 형성될 수 있다.
도 27 내지 도 32는 백라이트 유닛에 구비되는 광원의 구조를 나타낸 도면이다. 도 27은 측면에서 바라본 광원의 구조이며, 도 29는 정면에서 바라본 광원의 헤드부의 구조를 나타낸 것이다.
도 27을 참조하면, 광원(220)은 복수의 리드 프레임들(321, 322)을 포함하며, 캐비티(cavity, 323)가 형성된 몰드부(324), 상기 리드 프레임(321, 322)과 연결되며, 상기 캐비티(323)에 실장된 발광 소자(325) 및 발광 소자(325)가 실장된 캐비티(323)에 채워진 봉지재(326)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(325)는 발광 다이오드 칩(LED chip)일 수 있으며, 상기 발광 다이오드 칩은 블루 LED 칩 또는 자외선 LED 칩으로 구성되거나 또는 레드 LED 칩, 그린 LED 칩, 블루 LED 칩, 엘로우 그린(Yellow green) LED 칩, 화이트 LED 칩 중에서 적어도 하나 또는 그 이상을 조합한 패키지 형태로 구성될 수도 있다.
여기서, 발광 소자(325)는 구조에 따라 수평형과 수직형으로 구분될 수 있다.
도 28은 발광 소자(325)의 수평형 구조(a)와 수직형 구조(b)를 나타낸 도면이다.
도 28을 참조하면, 수평형 구조의 발광 소자(a)는 기판(340)이 위치할 수 있다. 기판(340)은 사파이어, 스피넬, 탄화규서, 산화아연, 산화마그네슘, GaN, AlGaN, AlN, NGO(NdGaO3), LGO(LiGaO2), LAO(LaAlO3) 등으로 이루어진 단결정 기판일 수 있다.
기판(340) 상에 n형 반도체층(341)이 위치할 수 있으며, n형 반도체층(341)은 예를 들어, n-GaN으로 이루어질 수 있다. n형 반도체층(341) 상에 활성층(342)이 위치할 수 있으며, 활성층(342)은 예를 들어, InGaN으로 이루어질 수 있다. 그리고, 활성층(342) 상에 p형 반도체층(343)이 위치할 수 있으며, p형 반도체층(343)은 예를 들어, p-GaN으로 이루어질 수 있다.
그리고, p형 반도체층(343) 상에 p형 전극(344)이 위치할 수 있으며, p형 전극(344)은 예를 들어, 크롬, 니켈 또는 금 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, n형 반도체층(341) 상에는 n형 전극(345)이 위치할 수 있으며, n형 전극(345)은 예를 들어, 크롬, 니켈 또는 금 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 수직형 구조의 발광 소자(b)는 p형 전극(345), p형 반도체층(343), 활성층(342), n형 반도체층(341) 및 n형 전극(345)이 순차적으로 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
이와 같은 발광 소자는 p형 전극(345)과 n형 전극(345)에 전압이 인가되면, 활성층(342)에서 정공과 전자가 결합하면서, 전도대와 가전대의 높이차(에너지 갭)에 해당하는 빛 에너지를 방출하는 원리로 작동될 수 있다.
다시 도 27을 참조하면, 발광 소자(325)는 광원(220)의 몸체를 구성하는 몰드부(324)에 패키징되며, 그를 위해 몰드부(324)의 중앙 일측에 캐비티(323)가 형성될 수 있다. 한편, 몰드부(324)는 프레스(Cu/Ni/Ag 기판)에 PPA(고강화플라스틱) 등의 수지 재질로 사출 성형될 수 있으며, 몰드부(324)의 캐비티(323)는 반사컵 기능을 수행할 수 있다. 상기 몰드부(324)의 형상이나 구조는 변경될 수 있으며, 이에 한정하지는 않는다.
복수의 리드 프레임들(321, 322)은 몰드부(324)의 장축 방향으로 관통되고, 각 일단(327, 328)이 외측으로 노출될 수 있다. 여기서, 몰드부(324)는 발광 다이오드 칩(325)이 배치되는 캐비티(323)의 바닥면에서 볼 때 길이가 긴 방향의 대칭축을 장축이라 하고, 길이가 짧은 방향의 대칭축을 단축이라고 한다.
상기 캐비티(323)의 내부에는 발광 소자(325)와 함께, 수광 소자, 보호 소자 등의 반도체 소자가 리드 프레임(321, 322) 상에 선택적으로 실장될 수 있다. 즉, 리드 프레임(321, 322) 상에는 발광 소자(325) 뿐만 아니라, 발광 소자(325)를 정전기 등으로부터 보호(ESD: electro static discharge)하기 위한 제너 다이오드 등과 같은 보호 소자가 함께 실장될 수도 있다.
상기 발광 소자(325)는 캐비티(323)의 바닥면에 위치한 어느 한 리드 프레임(322)에 접착된 후 와이어 본딩(wire bonding) 또는 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 등의 방식으로 연결될 수 있다.
또한, 캐비티(323)의 내부에는 발광 소자(325)가 연결된 후 그 실장 영역으로 봉지재(326)가 채워지는데, 봉지재(326)는 액상 수지(326a) 및 형광체(326b)를 포함할 수 있다. 여기서, 액상 수지(326a)는 실리콘 또는 에폭시 재질일 수 있으며, 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 그리고, 형광체(326b)는 발광 소자(325)에서 발광하는 광의 색상과 연관되는데, 예를 들어, 발광 소자(325)가 청색을 발광할 경우에 형광체(326b)는 노란색일 수 있다.
그리고, 캐비티(323)의 적어도 한 측면은 경사지게 형성되며, 상기 측면은 입사되는 광을 선택적으로 반사하기 위한 반사면(미도시) 또는 반사층으로 기능될 수도 있다. 캐비티(323)의 외 형상은 다각형 형태로 형성될 수 있으며, 다각형 형상 이외의 다른 형상으로도 형성될 수 있다.
도 29를 참조하면, 광원(220) 중 광이 방출되는 부분인 헤드부(331)는 실제로 광이 발출되는 발광면(332)과 그 이외의 부분인 광이 방출되지 않는 비발광면(333)을 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 광원(220)의 헤드부(331) 중 광이 방출되는 상기 발광면(332)은 몰드부(324)에 의해 형성되어 발광 소자(325)가 배치되는 캐비티(323)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 몰드부(324)의 캐비티(323)에 발광 소자(325)가 배치되어, 발광 소자(325)로부터 방출되는 광은 몰드부(324)에 의해 둘러싸인 상기 발광면을 통해 방출될 수 있다. 또한 광원(220)의 헤드부(331) 중 비발광면(333)은 몰드부(324)가 형성되어 광이 방출되지 않는 부분일 수 있다.
또한, 광원(220)의 헤드부(331) 중 발광면(332)은 가로 길이가 세로 길이보다 긴 형상을 가질 수 있다. 그러나, 헤드부(331)의 발광면(332) 형상은 이에 한정되지 아니하며, 예를 들어 광원(220)의 발광면(332)은 직사각형 형상을 가질 수도 있다.
그리고, 광원(220)의 헤드부(331) 중 발광면(332)의 상측, 하측, 좌측 또는 우측에 광을 방출하지 않는 비발광면(333)이 위치할 수 있다.
한편, 리드 프레임들(321, 322)의 일단(327, 328)은 몰딩부(324)의 외측까지 연장되어 1차 포밍(forming)되고, 몰딩부(324)의 일측 홈으로 2차 포밍되어 제 1 및 제 2 리드 전극(329, 330)으로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 포밍 횟수는 변경될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
리드 프레임들(321, 322)의 제 1 및 제 2 리드 전극(329, 330)은 몰딩부(324)의 저면 양측에 형성된 홈에 수납되는 형태로 포밍될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 리드 전극(329, 330)은 소정 형상의 판 구조로 형성되어, 표면 실장시 솔더 본딩이 용이한 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된, 본 발명의 광원(220)은 백라이트 유닛(200) 상에 배치될 수 있다.
도 30은 광원을 포함하는 백라이트 유닛(200)을 나타낸 도면이다.
도 30을 참조하면, 전술한 제 1 층(210) 상에 광원(220)이 위치하고, 제 1 층(210) 상에 광원(220)이 형성된 영역을 제외한 영역에 반사층(230)이 위치하며, 이들을 모두 덮도록 제 2 층(230)이 위치할 수 있다.
상기 제 1 층(210) 상에 형성된 광원(220)은 복수의 리드 프레임들(321, 322)을 포함하며, 캐비티(cavity, 323)가 형성된 몰드부(324), 상기 리드 프레임(321, 322)과 연결되며, 상기 캐비티(323)에 실장된 발광 소자(325) 및 발광 소자(325)가 실장된 캐비티(323)에 채워진 봉지재(326)를 포함할 수 있다.
특히, 봉지재(326)의 표면(326c)은 캐비티(323)의 상단에 대해 오목한 오목 렌즈 형상으로 형성될 수 있다.
봉지재(326)는 액상 수지(326a)와 형광체(326b)를 포함하는 것으로, 캐비티(323) 내에 위치하며, 발광 소자(325)를 보호하고, 발광 소자(325)로부터 방출되는 광의 색을 변환시키는 역할을 할 수 있다.
여기서, 봉지재(326)의 표면(326c)은 캐비티(323)의 상단에 대해 오목한 오목 렌즈 형상으로 이루어질 수 있다. 봉지재(326)의 표면(326c)은 발광 소자(325)로부터 방출되는 광이 봉지재(326)의 밖으로 출사되는 영역으로, 봉지재(326)의 표면(326c)의 형상에 따라 발광 소자(325)로부터 방출되는 광의 굴절 정도가 달라질 수 있다.
본 발명에서는 봉지재(326)의 표면(326c)이 캐비티(323)의 상단에 대해 오목한 오목 렌즈 형상으로 형성함으로써, 발광 소자(325)로부터 확산되는 광이 봉지재(326)의 표면(326c)에서 굴절되어 제 1 층(210)과 나란하게 방출되도록 조절할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛(200)에는 복수의 광원(220)들이 배치되어, 인접한 광원(220)들에 광이 도달해야 한다. 전술한 도 3을 참조하면, 하나의 광원(220)으로부터 방출되는 광은 광이 방출되는 방향에 인접한 다른 광원(220)까지 도달해야 백라이트 유닛(200)의 휘도가 균일해질 수 있다.
따라서, 본 발명은 발광 소자(325)로부터 방출되는 광이 봉지재(326)의 표면(326c)에서 굴절되어 제 1 층(210)과 나란하게 방출되도록 함으로써, 인접한 광원(220)까지 광이 도달하여 백라이트 유닛(200)의 휘도를 균일하게 할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 봉지재(326)의 표면(326c)의 오목한 깊이는 광학적 특성에 따라 일정 범위로 이루어질 수 있다. 즉, 봉지재(326)의 표면(326c)이 오목한 깊이(j)는 발광 소자(325)의 상단부터 캐비티(323)의 상단까지의 깊이(k)에 대해 1 내지 30%로 이루어질 수 있다.
여기서, 봉지재(326)의 표면(326c)이 오목한 깊이(j)는 발광 소자(325)의 상단부터 캐비티(323)의 상단까지의 깊이(k)에 대해 1% 이상이면, 발광 소자(325)로부터 방출되는 광이 봉지재(326)의 표면(326c)에서 굴절되어 제 1 층(210)과 나란하게 방출되도록 함으로써, 인접한 광원(220)까지 광이 도달하여 백라이트 유닛(200)의 휘도를 균일하게 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 봉지재(326)의 표면(326c)이 오목한 깊이(j)는 발광 소자(325)의 상단부터 캐비티(323)의 상단까지의 깊이(k)에 대해 30% 이하이면, 발광 소자(325)로부터 방출되는 특정 색의 광이 형광체(326b)에 의해 특정 색으로 충분히 변환될 수 있는 버퍼역할을 함으로써, 광의 색이 충분히 구현될 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 발광 소자(325)에서 청색 광이 방출되고 형광체(326b)가 노란색일 경우, 청색 광과 노란색 형광체(326b)에 의해 백색 광이 광원(220)으로부터 방출될 수 있다.
보다 바람직하게는, 봉지재(326)의 표면(326c)이 오목한 깊이(j)는 발광 소자(325)의 상단부터 캐비티(323)의 상단까지의 깊이(k)에 대해 5 내지 15%로 이루어질 수 있다. 따라서, 발광 소자(325)로부터 방출하는 광이 인접한 광원까지 멀리 도달하여 백라이트 유닛의 휘도가 균일해질 수 있고, 발광 소자(325)로부터 형광체(326b)에 의해 변환된 광이 백색으로 충분히 변환될 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 30을 참조하면, 광원(220) 상에는 광원(220)을 포함하도록 제 2 층(230)이 형성될 수 있다. 특히, 광원(220)의 봉지재(326)의 표면(326c)은 제 2 층(230)과 콘택될 수 있다.
상기 제 2 층(230)은 수지(resin)로 이루어져 일정 접착력을 가질 수 있다. 여기서, 광원(220)의 봉지재(326)의 표면(326c)이 오목 렌즈 형상으로 이루어지면, 봉지재(326)의 표면(326c)이 제 2 층(230)과 접착할 수 있는 유효 면적이 넓어질 수 있다. 따라서, 수지로 이루어진 제 2 층(230)과 봉지재(326)의 표면(326c)과의 접착 유효 면적이 향상됨에 따라, 제 2 층(320)과 봉지재(326)의 접착력이 향상될 수 있는 이점이 있다.
도 31을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 광원(220)은 캐비티(323) 내에 발광 소자(325)가 실장되어 있고, 발광 소자(325)를 포함하는 캐비티(323)에 봉지재(326)가 채워질 수 있다.
봉지재(326)는 형광체(326b)를 더 포함할 수 있는데, 형광체(326b)는 도 31에 도시된 바와 같이, 발광 소자(325)의 상단까지 덮혀 있는 형상일 수 있다. 형광체(326b)는 발광 소자(325)로부터 방출되는 광의 색을 변환시키기 위해, 적어도 발광 소자(325)를 덮도록 위치할 수 있다.
여기서, 형광체(326b)는 일정 두께로 이루어질 수 있는데, 발광 소자(325)가 위치하지 않은 캐비티(323) 바닥면으로부터 형광체(326b) 표면까지의 두께(T1)와, 발광 소자(325)가 위치한 발광 소자(325)의 표면으로부터 형광체(326b) 표면까지의 두께(T2)를 이룰 수 있다.
특히, 발광 소자(325)가 위치하지 않은 캐비티(323) 바닥면으로부터 형광체(326b) 표면까지의 두께(T1)는 발광 소자(325)의 표면으로부터 형광체(326b) 표면까지의 두께(T2)보다 두꺼울 수 있다.
예를 들면, 발광 소자(325)로부터 방출되는 광이 청색이고, 형광체(326b)가 노란색일 경우, 형광체(326b)에서 청색 광을 백색으로 변환시켜 백색의 광이 방출될 수 있다.
여기서, 발광 소자(325)가 위치하지 않은 캐비티(323) 바닥면으로부터 형광체(326b) 표면까지의 두께(T1)가 발광 소자(325)의 표면으로부터 형광체(326b) 표면까지의 두께(T2)보다 두껍게 형성되면, 형광체(326b)에 의해 변환된 백색 광이 균일도(uniformity)를 가지면서 넓게 퍼져 방출될 수 있다. 특히, 발광 소자(325)의 측면에서 광이 잘 퍼지게 하기 위해서는, 발광 소자(325)가 위치하지 않은 영역에서 형광체(326b)의 두께가 두꺼워야 한다.
따라서, 본 발명에서는 발광 소자(325)가 위치하지 않은 캐비티(323) 바닥면으로부터 형광체(326b) 표면까지의 두께(T1)를 발광 소자(325)의 표면으로부터 형광체(326b) 표면까지의 두께(T2)보다 두껍게 형성함으로써, 발광 소자(325)의 측면에서 방출되는 광이 넓게 퍼지도록 하고, 전체적인 백색 변환 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛에 구비된 광원은 봉지재의 표면을 오목 렌즈 형상으로 형성함으로써, 광원으로부터 방출되는 광이 인접한 광원까지 도달할 수 있도록 광의 직진성을 향상시킬 수 있다. 또한, 봉지재와 제 2 층 간의 접착 유효 면적을 향상시켜, 봉지재와 제 2 층 간의 접착력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 32를 참조하면, 광원(220)의 구조는 LED 칩의 패키징 형태에 따라 Lead형, SMD형 및 Flip chip형으로 나눠질 수 있다. 본 발명의 광원(220)의 구조는 전술한 도 28, 도 30 및 도 31에 한정되지 않고, 도 32에 도시된 Lead형, SMD형 또는 Flip chip형의 구조로도 이루어질 수 있다.
도 33은 백라이트 유닛에 구비된 복수의 광원들의 구조에 나타낸 도면이다.
도 33을 참조하면, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들 중 제 1 광원(220)과 제 2 광원(225)은 서로 다른 방향으로 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 제 1 광원(220)은 측면 방향으로 광을 방출하며, 그를 위해 사이드 뷰 방식의 LED 패키지를 이용하여 구성될 수 있다. 한편, 제 2 광원(225)은 상측 방향으로 광을 방출하며, 그를 위해 탑 뷰 방식의 LED 패키지를 이용하여 구성될 수 있다. 백라이트 유닛(200)에서, 복수의 광원들(220)은 탑 뷰 방식의 LED 패키지 및 사이드 뷰 방식의 LED 패키지가 혼합되어 구성될 수도 있다.
상기와 같이, 서로 다른 방향으로 광을 방출하는 2 이상의 광원들을 조합하여 백라이트 유닛(200)을 구성함으로써, 특정 영역에 광이 집중되거나 또는 약화되는 것을 방지할 수 있으며, 그로 인해 백라이트 유닛(200)이 디스플레이 패널(100)로 균일한 휘도의 광을 제공하도록 할 수 있다.
한편, 도 33에서는 측면 방향으로 광을 방출하는 제 1 광원(220)과 상측 방향으로 광을 방출하는 제 2 광원(225)이 서로 인접하여 배치된 것을 예로 들어 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 예를 들어 사이드 뷰 방식의 광원들이 서로 인접하거나 또는 탑 뷰 방식의 광원들이 서로 인접하도록 배치되는 구성도 가능하다.
도 34 내지 도 38은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 전면 형상을 나타낸 도면이다.
도 34를 참조하면, 백라이트 유닛(200)에 포함된 복수의 광원들(220, 221)은 복수의 어레이들, 예를 들어 제 1 광원 어레이(A1) 및 제 2 광원 어레이(A2)로 나뉘어 배치될 수 있다.
한편, 제 1 광원 어레이(A1) 및 제 2 광원 어레이(A2)는 각각 광원들이 이루는 복수의 광원 라인들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 광원 어레이(A1)는 2 이상의 광원들을 각각 포함하는 복수의 라인들(L1)으로 구성되고, 제 2 광원 어레이(A2)는 2 이상의 광원들을 각각 포함하는 복수의 라인들(L2)으로 구성될 수 있다.
상기 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 광원 라인들과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 광원 라인들은, 디스플레이 패널(100)의 표시 영역에 대응되도록, 서로 교번적으로 배치될 수 있다.
본 발명에 또 다른 실시 예로서, 제 1 광원 어레이(A1)는 복수의 광원들이 이루는 복수의 광원 라인들 중 상측으로부터 홀수번째 광원 라인들을 포함하여 구성되고, 제 2 광원 어레이(A2)는 상측으로부터 짝수번째 광원 라인들을 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원 라인(L1)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 2 광원 라인(L2)이 상하로 인접하게 배치되며, 상기 제 1 광원 라인(L1)과 제 2 광원 라인(L2) 서로 교번적으로 배치되어 백라이트 유닛(200)을 구성할 수 있다.
또한, 상기 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 광원(220)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 광원(221)은 동일한 방향으로 광을 방출하거나, 또는 서로 다른 방향으로 광을 방출할 수 있다.
도 35를 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 서로 다른 방향으로 광을 방출하는 2 이상의 광원들을 포함할 수 있다.
즉, 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 광원들(220)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 광원(221)은 서로 다른 방향으로 광을 방출할 수 있으며, 그를 위해 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 광원들(220)의 발광면이 향하는 방향과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 광원들(221)의 발광면이 향하는 방향이 서로 다를 수 있다.
보다 자세하게, 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원(220)의 발광면과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 2 광원(221)의 발광면이 서로 반대 방향을 향하도록 형성될 수 있으며, 그에 따라, 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원(220)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 2 광원(221)이 서로 반대 방향으로 광을 방출할 수 있다.
이 경우, 백라이트 유닛(200)에 구비된 광원들은 각각 측면 방향으로 광을 방출할 수 있으며, 그를 위해 사이드 뷰 방식의 LED 패키지를 이용하여 구성될 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들은 2 이상의 행들을 형성하며 배치될 수 있으며, 동일한 행에 배치된 2 이상의 광원들은 동일한 방향으로 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 제 1 광원(220)에 좌우로 인접한 광원들도 제 1 광원(220)과 동일한 방향, 즉 x축 방향과 반대 방향으로 광을 방출하고, 제 2 광원(221)에 좌우로 인접한 광원들도 제 2 광원(221)과 동일한 방향, 즉 x축 방향으로 광을 방출할 수 있다.
상기와 같이, y축 방향으로 인접하게 배치된 광원들, 예를 들어 제 1 광원(220)과 제 2 광원(221)의 광 방출 방향을 서로 반대 방향으로 형성시킴으로써, 백라이트 유닛(200)의 특정 영역에서 광의 휘도가 집중되거나 또는 약화되는 현상을 감소시킬 수 있다.
즉, 제 1 광원(220)으로부터 방출되는 광은 인접한 광원으로 진행함에 따라 약화될 수 있으며, 그에 따라 제 1 광원(220)으로부터 멀리 떨어질 수록 해당 영역에서 디스플레이 패널(100) 방향으로 방출되는 광의 휘도가 약화될 수 있다.
따라서, 제 1 광원(220) 및 제 2 광원(221) 각각으로부터 광이 방출되는 방향을 반대로 함으로써, 광원에 인접한 영역에서 광의 휘도가 집중되고 광원으로부터 멀리 떨어진 영역에서 광의 휘도가 약화되는 것을 서로 보상하도록 할 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 휘도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원 라인(L1)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 2 광원 라인(L2)은 광원들의 좌우 위치가 일치하지 않고, 서로 엇갈인 형태로 배치될 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
즉, 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 2 광원(221)은 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원(220)과 대각선 방향으로 인접하도록 배치될 수 있다.
도 36을 참조하면, 제 1 광원 어레이(A1) 및 제 2 광원 어레이(A2)에 각각 포함되어 상하로 인접하게 형성된 두 광원 라인들, 예를 들어 제 1 광원 라인(L1)과 제 2 광원 라인(L2)은 일정 간격(d1)만큼 이격될 수 있다.
즉, 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 제 1 광원(220)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 2 광원(221)은 광이 방출되는 방향인 x 축과 수직한 y축 방향을 기준으로 일정 간격(d1)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
제 1 및 제 2 광원 라인(L1, L2) 사이의 간격(d1)이 증가함에 따라, 제 1 광원(220) 또는 제 2 광원(221)로부터 방출되는 광이 도달하지 못하는 영역이 발생할 수 있으며, 그에 따라 상기 영역에서 광의 휘도가 매우 약화될 수 있다.
한편, 제 1 및 제 2 광원 라인(L1, L2) 사이의 간격(d1)이 감소함에 따라, 제 1 광원(220) 및 제 2 광원(221)로부터 방출되는 광 사이의 간섭 현상이 발생할 수 있으며, 이 경우 광원들의 분할 구동 효율이 저하될 수 있다.
따라서, 광원들 사이의 간섭을 감소시키는 동시에 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 휘도를 균일하게 하기 위하여, 광이 방출되는 방향과 교차하는 방향으로 인접한 광원 라인들, 예를 들어 제 1 및 제 2 광원 라인(L1, L2) 사이의 간격(d1)은 5 내지 22mm일 수 있다.
또한, 제 3 광원(222)은 제 1 광원 어레이(A1)의 제 1 광원 라인에 포함되어 광이 방출되는 방향으로 제 1 광원(220)과 인접하게 배치될 수 있으며, 제 1 광원(220)과 제 3 광원(222)은 일정 간격(d2)을 가지고 이격될 수 있다.
한편, 광원으로부터의 광 지향각(θ)과 제 2 층(230) 내에서의 광 지향각(θ')은 스넬(snell)의 법칙에 의해 다음의 수학식 1과 같은 관계를 가질 수 있다.
Figure pat00001
한편, 광원으로부터 광이 방출되는 부분이 공기층(굴절율(n1)이 '1')이고, 일반적으로 광원으로부터 방출되는 광의 지향각(θ)이 60도인 것을 고려하면, 상기 수학식 1에 따라 제 2 층(230) 내에서의 광 지향각(θ')은 다음의 수학식 2와 같은 값을 가질 수 있다.
Figure pat00002
또한, 제 2 층(230)이 PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열로 구성되는 경우 약 1.5의 굴절율을 가지므로, 상기 수학식 2에 따라 제 2 층(230) 내에서의 광 지향각(θ')은 약 35.5도 일 수 있다.
상기 수학식 1, 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 제 2 층(230) 내에서의 광원으로부터 광이 방출되는 지향각(θ') 45도 미만일 수 있으며, 그로 인해 광원으로부터 광이 방출되는 광이 y축 방향으로 진행하는 범위는 x축 방향에 비해 작을 수 있다.
따라서, 광이 방출되는 방향과 교차하는 방향으로 인접한 두 광원, 즉 제 1 광원(220)과 제 2 광원(221) 사이의 간격(d1)은 광이 방출되는 방향으로 인접한 두 광원, 즉 제 1 광원(220)과 제 3 광원(222) 사이의 간격(d2)보다 작게 형성될 수 있으며, 그에 따라 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 휘도가 균일할 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 범위를 가지는 서로 인접한 광원 라인들 사이의 간격(d1)을 고려하면, 광원들 사이의 간섭을 감소시키는 동시에 백라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광의 휘도를 균일하게 하기 위하여, 광이 방출되는 방향으로 인접한 두 광원, 즉 제 1 광원(220)과 제 3 광원(222) 사이의 간격(d2)은 9 내지 27mm일 수 있다.
제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 제 2 광원(221)은 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 서로 인접한 제 1 광원(220)과 제 3 광원(222) 사이의 위치에 대응되도록 배치될 수 있다.
즉, 제 2 광원(221)은 제 1 광원(220) 및 제 3 광원(222)과 y축 방향으로 인접하게 배치되며, 제 1 광원(220)과 제 3 광원(222) 사이를 지나는 직선(ℓ) 상에 배치될 수 있다.
이 경우, 제 2 광원(221)이 배치된 상기 직선(ℓ)과 제 1 광원(220) 사이의 간격(d3)은 상기 직선(ℓ)과 제 3 광원(222) 사이의 간격(d4)보다 클 수 있다.
제 2 광원(221)으로부터 방출되는 광은 제 3 광원(222)의 광 방출 방향과 반대 방향으로 진행하고, 그에 따라 제 3 광원(222)에 인접한 영역에서 디스플레이 패널(100) 방향으로 방출되는 광의 휘도가 약화될 수 있다.
따라서, 상기와 같이 제 2 광원(221)을 제 1 광원(220)보다 제 3 광원(222)에 인접하도록 배치함으로써, 제 3 광원(222)에 인접한 영역에서 광의 휘도가 약화되는 것을 제 2 광원(221)에 인접한 영역에서 집중되는 광의 휘도를 이용하여 보상할 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들(220) 중 적어도 하나는 수평한 방향, 즉 x 축 방향과 약간 비스듬한 방향으로 광을 방출할 수도 있다.
예를 들어, 도 37을 참조하면, 광원들(220, 221)의 발광면이 향하는 방향이 x 축 방향을 기준으로 일정 각도만큼 상측 또는 하측으로 비스듬하게 형성될 수 있다.
또한, 도 38을 참조하면, 광원 라인들(L1, L2, L3)에 포함된 광원들(220, 221, 224)이 서로 엇갈리게 배치될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 광원 어레이(A1)의 라인 L1, L3 및 L2에 포함된 광원들은 제 2 광원 어레이(A2)의 라인 L2, L1 및 L3에 포함된 광원들과 엇갈리게 배치될 수 있다.
그에 따라, 제 1 광원 어레이(A1)에 포함된 라인들(L1, L3 및 L2)과 제 2 광원 어레이(A2)에 포함된 라인들(L2, L1 및 L3)이 서로 교번적으로 배치될 수 있다.또한, 광원들(220, 221, 222, 224 등)은 동일한 광원일 수 있으나, 서로 다른 방향으로 광을 방출하거나, 또는 필요한 경우 서로 다른 타입 또는 크기 또는 방향 등의 다른 특성을 가지는 광원일 수도 있다.
도 39 및 도 40은 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다. 하기에서는 전술한 제 1 내지 제 6 실시 예의 설명과 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다.
도 39를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 반사층(240) 상에 광원(220)으로부터 방출되는 광이 인접한 광원(225)까지 진행되는 것을 용이하게 하기 위한 복수의 확산패턴들(241)이 형성될 수 있다. 복수의 확산패턴들(241)은 광원(220)으로부터 방출된 광을 확산 또는 굴절시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 40을 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 서로 다른 방향으로 광을 방출하는 둘 이상의 광원들을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(200)은 x축과 평행한 방향 즉, 동일한 방향으로 광을 측면 방출하는 제 1 광원(225) 및 제 2 광원(226)을 포함할 수 있으며, 제 1 광원(225)과 제 2 광원(226)은 광이 방출되는 x축 방향으로 서로 인접하게 배치될 수 있다.
그리고, 제 1 광원(225) 및 제 2 광원(226)이 배열된 x축 방향과 수직하게 배열되며, 상기 제 1 광원(225) 및 제 2 광원(226)과는 반대 방향으로 광을 방출하는 제 3 광원(227) 및 제 4 광원(228)이 배치될 수 있다. 즉, 제 1 광원(225)과 제 2 광원(226)이 배열된 행들과, 제 3 광원(227) 및 제 4 광원(228)이 배열된 행들이 교차되어 배열될 수 있다.
따라서, 제 1 광원(225) 및 제 2 광원(226)과, 제 3 광원(227) 및 제 4 광원(228)의 광 방출 방향을 서로 반대 방향으로 형성시킴으로써, 백라이트 유닛(200)의 특정 영역에서 광의 휘도가 집중되거나 또는 약화되는 현상을 감소시킬 수 있다.
이 경우, 제 1 광원(225)으로부터 방출되는 광은 제 2 광원(226)으로 진행함에 따라 약화될 수 있으며, 이에 따라 제 1 광원(225)으로부터 멀리 떨어질수록 해당 영역에서 디스플레이 패널 방향으로 방출되는 광의 휘도가 약화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 7 실시 예에서는, 제 1 광원(225)과 제 2 광원(226) 사이에 복수의 확산패턴들(241)을 배치할 수 있다. 복수의 확산패턴들(241)은 제 1 광원(225)으로부터 방출되는 광을 확산 또는 굴절시켜 백라이트 유닛(200)으로부터 균일한 휘도의 광이 방출되도록 할 수 있다.
복수의 확산패턴들(241)은 반사 물질인 금속 또는 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Ag) 또는 이산화 티타늄(TiO2)과 같이 높은 반사율을 가지는 금속 또는 금속 산화물을 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 복수의 확산패턴들(241)은 상기 금속 또는 금속 산화물을 제 1 층(210) 상에 증착 또는 코팅하여 형성할 수 있으며, 금속 잉크를 인쇄하여 형성할 수도 있다. 여기서, 증착하는 방법으로는 열증착법, 증발법 또는 스퍼터링법과 같은 진공증착법을 사용할 수 있고, 코팅 또는 인쇄하는 방법으로는 프린팅법, 그라비아 코팅법 또는 실크 스크린법을 사용할 수 있다.
또한, 복수의 확산패턴들(241)의 확산 또는 굴절의 효과를 향상시키기 위해, 복수의 확산패턴들(241)의 색은 명도가 높은 색, 예를 들어 흰색에 가까운 색을 가질 수 있다.
그리고, 복수의 확산패턴들(241)들은 상기 재료를 각각 포함하는 복수의 도트(dot)들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 확산패턴들(241)들은 각각의 평면 형상이 원형의 도트로 이루어질 수 있으며, 타원형 또는 다각형으로 이루어질 수도 있다.
이러한 복수의 확산패턴들(241)은 제 1 광원(225)으로부터 제 2 광원(226)으로 갈수록 밀도가 증가할 수 있다. 이에 따라, 제 1 광원(225)으로부터 멀리 떨어진 영역 즉, 제 2 광원(226) 후면 영역에서 상측으로 방출되는 광의 휘도가 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 그로 인해 백라이트 유닛(200)으로부터 제공되는 광의 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.
예를 들어, 도트로 이루어진 복수의 확산패턴들(241)은 제 1 광원(225)의 발광면으로부터 제 2 광원(226)으로 갈수록 인접한 두 확산패턴 사이의 간격이 증가할 수 있으며, 이에 따라 제 1 광원(225)으로부터 방출된 광이 제 2 광원(226)으로 갈수록 확산 또는 굴절되어 휘도가 균일하게 유지될 수 있다.
특히, 복수의 확산패턴들(241)은 제 1 광원(225)과 인접한 영역에는 거의 존재하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제 1 광원(225)으로부터 방출되는 광은 확산패턴들(241)이 존재하지 않는 영역에서 하부의 반사층(240)에 의해 전반사되어 이동하게 되고, 확산패턴들(241)이 존재하는 영역에서는 확산 또는 굴절되어 제 2 광원(226)에 인접한 영역을 포함하는 전 영역의 휘도가 균일하게 유지될 수 있다.
한편, 제 1 광원(225) 및 제 2 광원(226)과 반대 방향으로 광을 방출하는 제 3 광원(227) 및 제 4 광원(228) 사이에도 복수의 확산패턴들(241)이 배치될 수 있다.
전술한 바와 동일하게, 제 3 광원(227)의 발광면으로부터 제 4 광원(228)으로 갈수록 복수의 확산패턴들(241)의 밀도는 증가할 수 있다. 또한, 제 3 광원(227)과 제 4 광원(228) 사이에 배치된 복수의 확산패턴들(241) 중 인접한 두 확산패턴(241) 사이의 간격은 제 3 광원(227)의 발광면으로부터 제 4 광원(228)으로 갈수록 감소할 수 있다.
그리고, 제 3 광원(227)은 제 1 광원(225)의 발광면 방향으로 대각선 상에 위치하며, 상기 대각선 상에 복수의 확산패턴들(241)이 일렬 배치될 수 있다. 이로 인해, 제 1 광원(225)에서 방출되는 광과 제 3 광원(227)에서 방출되는 광의 방향이 서로 상반되기 때문에, 제 1 광원(225)의 광과 제 3 광원(227)의 광이 서로 중첩되어 중첩된 영역에서 휘도가 증가될 수 있다. 따라서, 제 1 광원(225)과 제 3 광원(227)의 대각선 상에 복수의 확산패턴들(241)이 위치하여, 광의 중첩 영역에서 휘도가 증가되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 도 40에 도시된 바와 같이, 제 1 광원(225)과 제 2 광원(226) 사이에 배치된 복수의 확산패턴들(241)이 이루는 평면 형상은 제 3 광원(227)과 제 4 광원(228) 사이에 배치된 복수의 확산패턴들(241)이 이루는 평면 형상과 서로 대칭으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 제 1 광원(225)과 제 2 광원(226) 사이 또는 제 3 광원(227)과 제 4 광원(228) 사이에 배치된 복수의 확산패턴들(241)이 이루는 평면 형상은 부채꼴 형상으로 이루어질 수 있다.
이러한 부채꼴 형상은 광원에서 방출되는 광의 지향각이 약 120도인 것에 대응하도록 배치되어, 광원으로부터 방출되는 광을 효율적으로 전달 및 확산시킴으로써, 백라이트 유닛의 전체적인 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.
도 41은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 41을 참조하면, 도 2 내지 도 26 및 도 33 내지 40을 참조하여 설명한 바와 같은 제 1 층(210), 제 1 층(210) 상에 배치된 복수의 광원들(220), 복수의 광원들(220)을 감싸는 제 2 층(230), 제 1 층(210) 상에 배치된 반사층(240) 및 반사층(240) 상에 배치된 복수의 확산패턴들(241)은 하나의 광학 어셈블리로 구성될 수 있으며, 백라이트 유닛(200)은 상기와 같은 광학 어셈블리를 복수 개 배치하여 구성될 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광학 어셈블리(10)들은 x축 및 y축 방향으로 각각 N개 및 M개(N,M은 1 이상의 자연수)로 행렬 형태로 배치될 수 있다.
도 41에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(200)은 21개의 광학 어셈블리(10)들이 7×3 배열로 배치될 수 있다. 그러나, 도 41에 도시된 구성은 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 설명하기 위한 예에 불과하므로, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 디스플레이 장치의 화면 크기 등에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 47인치 크기의 디스플레이 장치의 경우, 상기한 바와 같은 광학 어셈블리(10)를 24×10 배열로 240개를 배치함으로써 백라이트 유닛(200)을 구성할 수 있다.
각 광학 어셈블리(10)들은 독립적인 어셈블리로 제작될 수 있으며, 근접 배치됨으로써 모듈형 백라이트 유닛을 형성할 수 있다. 이와 같은 모듈형 백라이트 유닛은 백라이트 수단으로서 디스플레이 패널(100)에 광을 제공할 수 있다.
상기한 바와 같이, 백라이트 유닛(200)은 전체 구동 방식 또는 로컬 디밍(local dimming), 임펄시브(impulsive) 등과 같은 부분 구동 방식으로 구동될 수 있다. 상기 백라이트 유닛(200)의 구동 방식은 회로 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이로써, 실시예는 색대비비가 증대되고 화면상의 밝은 부분과 어두운 부분에 대한 이미지를 선명하게 표현할 수 있어 화질 이 향상되는 효과가 있다.
즉, 백라이트 유닛(200)은 복수의 분할 구동 영역으로 구분되어 동작되며, 상기 분할 구동 영역의 휘도를 영상 신호의 휘도와 연계하여 영상의 검은색 부분은 휘도를 감소시키고 밝은 부분은 휘도를 증가시킴으로써, 명암비 및 선명도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 복수의 광학 어셈블리(10)들 중 일부만이 독립적으로 구동하여 광을 상측으로 방출시킬 수 있으며, 그를 위해 각 광학 어셈블리들(10)에 포함된 광원들(220)이 각각 독립하여 제어될 수 있다.
한편, 하나의 광학 어셈블리(10)에 대응되는 디스플레이 패널(110)의 영역이 2 이상의 블록으로 분할될 수 있으며, 디스플레이 패널(100) 및 백라이트 유닛(200)은 상기 블록 단위로 분할 구동될 수도 있다.
상기와 같인 복수의 광학 어셈블리(10)들을 조립하여 백라이트 유닛(200)을 구성함에 의해, 백라이트 유닛(200)의 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 제조 공정 에서 발생할 수 있는 로스(loss)를 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(200)은 광학 어셈블리(10)를 표준 규격화하여 대량 생산함으로써 다양한 사이즈의 백라이트 유닛에 적용할 수 있는 효과가 있다.
한편, 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광학 어셈블리(10)들 중 어느 하나에 불량이 발생할 경우 전체의 백라이트 유닛(200)을 교체할 필요 없이 불량이 발생한 광학 어셈블리만 교체하면 되므로 교체 작업이 용이하고 부품 교체 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 42는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 단면도로 도시한 것으로, 도시된 디스플레이 장치의 구성 중 도 1 내지 도 41을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 42를 참조하면, 제 1 기판(111), 제 2 기판(112), 상부 편광판(160a) 및 하부 편광판(160b)을 포함하는 디스플레이 패널(110)과, 제 1 층(210), 복수의 광원들(220) 및 제 2 층(230)을 포함하는 백라이트 유닛(200)은 서로 밀착되어 형성될 수 있다.
예를 들어, 백라이트 유닛(200)과 디스플레이 패널(110) 사이에 접착층(170)이 형성되어, 백라이트 유닛(200)이 디스플레이 패널(110)의 하측면에 접착되어 고정될 수 있다.
좀 더 구체적으로, 접착층(170)을 이용하여 백라이트 유닛(200)의 상측 면이 하부 편광판(160b)의 하측 면과 접착될 수 있다. 백라이트 유닛(200)은 제 2 층(230) 상에 확산판(245)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 확산판(245)과 접착층(170) 사이에는 복수의 광학 시트(미도시)들이 구비될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200)의 하측에는 바텀 플레이트(135a)가 배치될 수 있으며, 바텀 플레이트(135a)는 제 1 층(210)의 하측면에 밀착되어 형성될 수 있다.
한편, 디스플레이 장치는 디스플레이 모듈, 보다 상세하게는 디스플레이 패널(110) 및 백라이트 유닛(200)에 구동신호 및 전원을 공급하기 위한 구동부를 포함할 수 있으며, 예를 들어 백라이트 유닛(200)에 구비된 복수의 광원들(220)은 구동부로부터 공급되는 전압을 이용해 구동하여 광을 방출할 수 있다.
구동부는 구동 제어부(141), 전원공급부(143) 및 메인보드(미도시)를 포함할 수 있으며, 구동부가 안정적으로 지지 및 고정되기 위해, 구동부는 바텀 플레이트(135a) 상에 배치된 구동부 섀시(145) 상에 배치되어 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 층(210)의 후면에 제 1 커넥터(connecter, 310)가 형성될 수 있으며, 그를 위해 바텀 플레이트(135a)에는 제 1 커넥터(310)가 삽입되기 위한 홀(350)이 형성되어 있을 수 있다.
제 1 커넥터(310)는 광원(220)과 전원공급부(143)를 전기적으로 연결하여, 전원공급부(143)로부터 광원(220)으로 구동 전압이 공급될 수 있도록 한다.
예를 들어, 제 1 커넥터(310)는 제 1 층(210)의 하측 면에 형성되고, 제 1 케이블(410)을 이용해 전원공급부(143)와 연결되어, 제 1 케이블(421)을 통해 전원공급부(143)로부터 공급되는 구동 전압을 광원(220)으로 전달할 수 있다.
제 1 층(210)의 상면에는 전극 패턴(미도시), 예를 들어 탄소 나노 튜브 전극 패턴이 형성될 수 있으며. 상기 제 1 층(210)의 상측 면에 형성된 전극은 광원(220)에 형성된 전극과 접촉되어 제 1 커넥터(310)와 광원(220)을 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100) 및 백라이트 유닛(200)의 구동을 제어하기 위한 구동 제어부(141)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 구동 제어부(141)는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)일 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러는 디스플레이 패널(100)의 구동 타이밍을 제어하며, 보다 상세하게는 디스플레이 패널(100)에 구비된 데이터 구동부(미도시), 감마 전압 생성부(미도시) 및 게이트 구동부(미도시)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호를 생성하여 디스플레이 패널(100)로 공급할 수 있다.
한편, 상기 타이밍 컨트롤러는 디스플레이 패널(100)의 구동에 동기되어 백라이트 유닛(200), 보다 상세하게는 광원들(220)이 동작하도록, 광원들(220)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호를 백라이트 유닛(200)으로 공급할 수 있다.
도 42에 도시된 바와 같이, 구동 제어부(141)가 안정적으로 지지 및 고정되기 위해, 구동 제어부(141)는 바텀 플레이트(135a) 상에 배치된 구동부 섀시(145) 상에 고정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 기판(210) 상에 제 2 커넥터(320)가 형성될 수 있으며, 그를 위해 바텀 플레이트(135a)에는 제 2 커넥터(320)가 삽입되기 위한 홀(350)이 형성되어 있을 수 있다.
제2 커넥터(320)는 제 1 층(210)과 구동 제어부(141)를 전기적으로 연결하여, 구동 제어부(141)로부터 출력되는 제어 신호가 제 1 층(210)으로 공급되도록 할 수 있다.
예를 들어, 제 2 커넥터(320)는 제 1 층(210)의 하측 면에 형성되고, 제 2 케이블(420)을 이용해 구동 제어부(141)와 연결되어, 제 2 케이블(420)을 통해 구동 제어부(141)로부터 공급되는 제어 신호를 제 1 층(210)으로 전달할 수 있다.
한편, 제 1 층(210)에는 광원 구동부(미도시)가 형성되어 있을 수 있으며, 광원 구동부(미도시)는 제 2 커넥터(320)를 통해 구동 제어부(141)로부터 공급되는 제어 신호를 이용하여 광원들(220)을 구동시킬 수 있다.
그리고, 전술한 전원공급부(143)와 구동 제어부(141)는 후면 케이스(150)로 감싸져 외부로부터 보호될 수 있다.
도 42에 도시된 디스플레이 장치의 구성은 본 발명의 일 실시 예에 불과하며, 그에 따라 전원 공급부(143), 구동 제어부(141), 제 1 및 제 2 커넥터(310, 320) 및 제 1 및 제 2 케이블(410, 420)의 위치 또는 개수 등은 필요에 따라 변경 가능하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 제 1 층;
    상기 제 1 층 상에 배치된 복수의 광원들; 및
    상기 복수의 광원들이 배치된 상기 제 1 층 상에 위치하는 제 2 층을 포함하며,
    상기 복수의 광원들은,
    복수의 리드 프레임을 포함하며, 캐비티가 형성된 몰드부;
    상기 리드 프레임과 연결되며, 상기 캐비티에 실장된 발광 소자; 및
    상기 발광 소자가 실장된 캐비티에 채워진 봉지재를 포함하고,
    상기 봉지재의 표면은 상기 캐비티의 상단에 대해 오목한 오목 렌즈 형상인 백라이트 유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 층과 상기 봉지재는 서로 콘택하는 백라이트 유닛.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 봉지재의 표면이 오목한 깊이는 상기 발광 소자의 상단부터 상기 캐비티의 상단까지의 깊이에 대해 1 내지 30%인 백라이트 유닛.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 봉지재의 표면이 오목한 깊이는 상기 발광 소자의 상단부터 상기 캐비티의 상단까지의 깊이에 대해 5 내지 15%인 백라이트 유닛.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 봉지재는 액상 수지 및 형광체 중 적어도 하나 이상을 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 수평형 발광 소자 또는 수직형 발광 소자인 백라이트 유닛.
  7. 제 1 층, 상기 제 1 층 상에 배치된 복수의 광원들 및 상기 복수의 광원들이 배치된 상기 제 1 층 상에 위치하는 제 2 층을 포함하며, 상기 복수의 광원들은 복수의 리드 프레임을 포함하며 캐비티가 형성된 몰드부, 상기 리드 프레임과 연결되며, 상기 캐비티에 실장된 발광 소자 및 상기 발광 소자가 실장된 캐비티에 채워진 봉지재를 포함하고, 상기 봉지재의 표면은 상기 캐비티의 상단에 대해 오목한 오목 렌즈 형상인 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛 상에 위치하는 디스플레이 패널을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은 복수의 블록들로 분할되어, 상기 분할된 블록별로 구동 가능한 디스플레이 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 복수의 영역들로 분할되며, 상기 복수의 영역들 각각의 그레이 레벨 피크값 또는 색 좌표 신호에 따라 상기 영역에 대응되는 상기 백라이트 유닛의 블록으로부터 방출되는 광의 휘도가 조절되는 디스플레이 장치.
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