KR20110123901A - Ｌｅｄ 모듈, 백라이트 유닛, 및 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 LED 패키지 모듈은 일측 영역, 중심 영역, 및 타측 영역으로 구분되는 회로 기판, 및 상기 회로 기판의 일 측변을 따라 서로 이격하여 배열되는 다수의 LED 패키지들을 포함하며, 상기 일측 영역에 배치되는 제1 LED 패키지들 및 상기 타측 영역에 배치되는 제2 LED 패키지들 중 적어도 하나는 상기 중심 영역에 배치되는 제3 LED 패키지들과 다른 배치 각도를 갖는다. 이러한 LED 패키지 모듈은 휘도 및 색감의 균일성을 확보할 수 있다.

Description

ＬＥＤ 모듈, 백라이트 유닛, 및 디스플레이 장치{Light emitting diode module, back light unit and display device}
실시예는 휘도 균일성을 개선한 LED 모듈, 백라이트 유닛, 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
자체 발광원이 없는 수광형 소자인 액정표시장치는 화면 전체를 후면에서 조명할 수 있는 별도의 광원 장치가 필요하다. 이러한 액정표시장치용 조명 장치를 일반적으로 백라이트 유닛(Back Light Unit)이라 한다.
일반적으로 백라이트 유닛은 광원(예컨대, LED)이 배치되는 방식에 따라 에지-라이트 방식(Edge-light method)과 직하 방식(Direct lighting)으로 구별된다.
에지-라이트 방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 광원(예컨대, LED)이 배치되는 방식이다. 에지-라이트 방식은 데스크 탑 컴퓨터나 노트북용 모니터와 같이 비교적 소형 액정표시장치에 적용되며, 빛의 균일성이 좋고, 내구성이 우수하다.
직하 방식은 20인치 이상의 중·대형 표시장치에 사용되며, 액정 패널의 하부에 광원을 배열시켜 액정 패널의 전면을 직접 조명하는 방식이다.
일반적으로 백라이트 유닛은 바(bar) 형태의 회로 기판 상에 실장되는 발광 다이오드들(Light Emitting Diode, LED), 도광판(Light Guide Plate, LGP), 반사시트(Reflector Sheet), 및 광학 시트(Optical Sheet)를 포함한다.
실시예는 휘도 균일성을 개선할 수 있는 LED 모듈, 백라이트 유닛, 및 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
실시예에 따른 LED 패키지 모듈은 일측 영역, 중심 영역, 및 타측 영역으로 구분되는 회로 기판, 및 상기 회로 기판의 일 측변을 따라 서로 이격하여 배열되는 다수의 LED 패키지들을 포함하며, 상기 일측 영역에 배치되는 제1 LED 패키지들 및 상기 타측 영역에 배치되는 제2 LED 패키지들 중 적어도 하나는 상기 중심 영역에 배치되는 제3 LED 패키지들과 다른 배치 각도를 갖는다.
실시예에 따른 백라이트 유닛은 일측 영역, 중심 영역, 및 타측 영역으로 구분되는 회로 기판에 배치되어 광을 발생시키는 다수의 LED 패키지들을 구비하는 LED 모듈, 상기 다수의 LED 패키지들로부터 발생되는 광을 가이드하도록 상기 회로 기판의 일 측변에 인접하여 배치되는 도광판, 및 상기 도광판 상면에 배치되어 상기 도광판으로부터 출사되는 광을 소정 각도로 확산시키는 광학 시트를 포함하며, 상기 일측 영역에 배치되는 제1 LED 패키지들 및 상기 타측 영역에 배치되는 제2 LED 패키지들 중 적어도 하나는 상기 중심 영역에 배치되는 제3 LED 패키지들과 다른 배치 각도를 갖는다.
실시 예에 따른 디스 플레이 장치는 액정 패널, 및 상기 액정 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 백라이트 유닛은 일측 영역, 중심 영역, 및 타측 영역으로 구분되는 회로 기판 상에 배치되어 광을 발생시키는 다수의 LED 패키지들을 구비하는 LED 모듈, 상기 다수의 LED 패키지들로부터 발생되는 광을 가이드하도록 상기 회로 기판의 장변들 중 어느 하나에 인접하여 배치되는 도광판, 및 상기 도광판 상면에 배치되어 상기 도광판으로부터 출사되는 광을 상기 액정 패널로 확산시키는 광학 시트를 포함하며, 상기 일측 영역에 배치되는 제1 LED 패키지들 및 상기 타측 영역에 배치되는 제2 LED 패키지들 중 적어도 하나는 상기 도광판의 입광면과 평행한 배치 각도를 갖는 상기 중심 영역에 배치되는 제3 LED 패키지들과 다른 배치 각도를 갖는다.
실시 예에 따른 LED 모듈, 백라이트 유닛, 및 디스플레이 장치는 휘도 및 색감의 균일성을 확보할 수 있고, 광 지향각이 좁아지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1는 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸다.
도 2는 실시예에 따른 LED 모듈 및 도광판의 확대도를 나타낸다.
도 3은 일반적인 백라이트 유닛의 발광 다이오드들이 실장되는 회로 기판의 휨을 나타낸다.
도 4는 실시예에 따른 백라이트 유닛의 회로 기판에 실장되는 LED 패키지들을 나타낸다.
이하, 실시예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 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 발광 소자, 그 제조 방법, 및 발광 소자 패키지에 대해 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 샤시(chassis, 110), 백라이트 유닛(Back Light Unit, 120), 액정 패널(130), 및 차광 테이프(140)를 포함한다.
샤시(110)는 백라이트 유닛(220) 및 액정 패널(230)을 수납 및 고정한다.
백라이트 유닛(120)은 샤시(110) 내측에 배치되며, 광을 발생시켜 액정 패널(130)을 향하여 출사한다. 백라이트 유닛(120)은 LED 모듈(121), 도광판(Light Guide Plate, 123), 반사 시트(Reflector Sheet, 124), 및 광학 시트(Optical Sheet, 125)를 포함한다.
LED 모듈(121)은 회로 기판(161), 및 LED 패키지들(165)을 포함한다. LED 패키지들(165)은 바 형태(bar type)의 회로 기판(161)의 일 측면을 따라 일렬로 회로 기판(161) 상에 실장된다. LED 패키지들(165)은 광을 발생시켜 도광판(123)의 입광면을 향하여 출사한다. 균일한 광을 조사하기 위해서는 LED 모듈(121)에 실장되는 LED 패키지들(165)이 도광판(123)의 입광면에 대하여 모두 수평이 되도록 배열되어야 한다.
회로 기판(161)에 휨이 발생하기 때문에 회로 기판에 실장되는 LED 패키지들의 배치 각도를 다르게 하여 도광판의 입광면에 입광되는 광의 입사각을 동일하게 한다.
이를 위하여 LED 패키지들(165) 중 적어도 하나는 도광판(123)의 입광면과 이루는 각도가 다르도록 회로 기판(161)에 배치된다. 회로 기판(161)의 중심 부분은 휨 정도가 작으나, 회로 기판(161)의 양측 부분은 휨 정도가 상대적으로 크다.
회로 기판(161)의 중심 부분에 배치되는 LED 패키지들은 도광판(123)의 입광면과 수평이 되도록 실장되며, 기판(161)의 양측 부분에 배치되는 LED 패키지들은 중심 부분의 LED 패키지들과는 다른 각도로 실장된다.
이렇게 기판(161)의 양측 부분에 배치되는 LED 패키지들이 중심 부분의 LED 패키지들과는 다른 각도로 실장됨에 따라 휘도 및 색감의 균일성을 확보할 수 있고, 광 지향각이 좁아지는 것을 방지할 수 있다.
도광판(123)은 입광면이 LED 패키지들(165)과 대향하도록 샤시(110) 내측에 배치되며, LED 패키지들(165)로부터 출사되는 광을 수광하여 액정 패널(130) 방향으로 가이드한다.
반사 시트(124)는 도광판(123)의 후면(또는 하면)에 배치되며, 도광판(123)의 후면으로 출사되는 빛을 반사시켜 도광판(123)으로 재입사시킨다.
광학 시트(125)는 도광판(123)의 전면(또는 상면)에 배치되며, 도광판(123)으로부터 출사되는 빛을 소정 각도로 확산시킨다. 예컨대, 광학 시트(125)는 도광판(123)에 의해 인도된 빛을 액정 패널(130)로 균일하게 조사되도록 한다.
광학 시트(125)는 다수의 광학 시트들(예컨대, 확산 시트, 프리즘 시트, 및 보호 시트)이 적층된 구조이거나, 마이크로 렌즈 어레이를 사용할 수도 있다. 광학 시트는 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지 또는 실리콘 수지 등과 같은 투명 수지로 이루어질 수 있다.
액정 패널(130)은 광학 시트(125) 전면에 구비된다. 액정 패널(130)은 유리 기판 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리 기판에 올린 상태로 되어 있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다. 액정 패널(230)의 전면에는 컬러 필터(미도시)가 구비될 수 있다.
차광 테이프(140)는 양면 흑색 테이프로 구성될 수 있으며, 액정 패널(130)과 샤시(110) 사이에 부착되어, 발광 영역(101)이 아닌 영역으로 누설되는 광을 차단한다.
도 2는 실시예에 따른 LED 모듈(121)을 나타낸다. 도 2를 참조하면, LED 모듈(121)은 바 형태(bar type, 예컨대, 직사각형)의 회로 기판(161), 및 LED 패키지들(210-1, 210-2, 220-1 내지 220-M, 230-1 내지 230-3)을 포함한다.
회로 기판(161)은 동을 입힌 동박적층판(copper clad laminate)일 수 있다. 회로 기판(161)의 기초재료는 수지(resin, 예컨대, 에폭시, 페놀, 또는 폴리이미드 등)일 수 있고, 강도를 증가시키기 위하여 유리 섬유, 종이 등의 보강 기재가 추가될 수 있다.
LED 패키지들(210-1, 210-2, 220-1 내지 220-M, 230-1 내지 230-3)은 회로 기판(161)의 일 측변(예컨대, 일측 장변)을 따라 회로 기판(161) 상에 일렬로 배치된다. 도 1에 도시된 도광판(123)은 회로 기판(161)에 일렬로 배치되는 LED 패키지들에 인접 배치된다.
회로 기판(161)은 일측 영역(A), 중심 영역(B), 및 타측 영역(C)으로 구분된다. 여기서 일측 영역(A)은 회로 기판(161)의 일측 단변(201)으로부터 제1 거리(X1) 이내의 영역을 의미하고, 타측 영역(C)은 회로 기판(162)의 타측 단변(203)으로부터 제2 거리(X2) 이내의 영역을 의미하고, 중심 영역(B)은 일측 영역(A)과 타측 영역(C) 사이의 영역을 의미한다. 이때 X1 및 X2는 회로 기판(161)의 휨 정도를 고려하여 결정될 수 있다. 장변은 회로 기판의 4개의 측변들 중 길이가 상대적으로 긴 2개의 측변을 의미한다.
다수의 LED 패키지들(210-1, 210-2, 220-1 내지 220-M, 230-1 내지 230-3, M>1인 자연수)은 일측 영역(A), 중심 영역(B), 및 타측 영역(C)에 서로 이격하여 일렬로 배열된다.
이하 중심 영역(B) 내에 배열되는 LED 패키지들(220-1 내지 220-M)을 제1 LED 패키지들이라 하고, 일측 영역(A) 내에 배열되는 LED 패키지들(예컨대, 210-1,210-2)을 제2 LED 패키지들이라 하고, 타측 영역(C) 내에 배열되는 LED 패키지들(예컨대, 230-1 내지 310-3)을 제3 LED 패키지들이라 한다.
제1 LED 패키지들(예컨대, 220-1 내지 220-M, M>1인 자연수)은 제1 배치 각도로 배열된다. 여기서 제1 배치 각도는 제1 LED 패키지들(220-1 내지 220-M)이 회로 기판(161)의 중심 영역(B)에 속한 장변 부분과 수평이 되도록 배치되는 각도를 의미한다. 예컨대, 회로 기판(161)의 중심 영역(B)은 휨 정도가 작기 때문에 제1 LED 패키지들은 회로 기판(161)의 중심 영역(B)의 장변 부분과 수평이 되도록 배치될 수 있다.
이하, 도광판의 입광면 또는 중심 영역(B)의 장변과 수평이 되는 선을 기준선으로 하고, 기준선과 LED 패키지들이 이루는 각도를 배치 각도(θ, 0 °≤θ <90)라 한다. 예컨대, 제1 LED 패키지들(220-1 내지 220-M)의 제1 배치 각도는 0°일 수 있다.
제2 LED 패키지들(210-1, 210-2) 및 제3 LED 패키지들(230-1 내지 230-3)은 제1 배치 각도와 다른 배치 각도를 갖도록 회로 기판(161) 상에 배치된다. 예컨대, 제2 LED 패키지들(210-1, 210-2) 및 제3 LED 패키지들(230-1 내지 230-3)은 제1 배치 각도와 2°~ 3°차이가 나도록 배치될 수 있다.
이때 제2 LED 패키지들(210-1, 210-2) 각각은 서로 동일한 배치 각도를 갖도록 배치될 수 있다(θ1=θ2). 이와 달리 다른 실시예에서는 제2 LED 패키지들(210-1, 210-2) 각각은 서로 다른 배치 각도를 갖도록 배치될 수 있다(예컨대, θ1≠θ2).
제3 LED 패키지들(230-1 내지 230-3) 각각은 서로 동일한 배치 각도를 갖도록 배치될 수 있다(예컨대,θ30=θ31=θ32). 이와 달리 다른 실시예에서는 제3 LED 패키지들(230-1 내지 230-3) 각각은 서로 다른 배치 각도를 갖도록 배치될 수 있다(θ30≠θ31≠θ32).
제2 LED 패키지들(210-1, 210-2) 및 제3 LED 패키지들(230-1 내지 230-3)은 제1 LED 패키지들(220-1 내지 220-M)을 기준으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 LED 패키지들(210-1, 210-2) 및 제3 LED 패키지들(230-1 내지 230-3)의 수 및 배치 각도가 제1 LED 패키지들(220-1 내지 220-M)을 기준으로 서로 대칭적일 수 있다.
도 3은 일반적인 백라이트 유닛의 발광 다이오드들이 실장되는 회로 기판의 휨을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 도광판(320)은 일렬로 실장되는 LED 패키지들(315)의 일 측에 배치되며, LED 패키지들(315)은 도광판(320)의 광입사면(340)으로 광을 출사한다.
LED 패키지들이 실장되는 회로 기판은 상대적으로 길이가 긴 장변 및 길이가 짧은 단변을 가지며, 판이 휘어지기 쉬운 구조이다. 또한 액정 패널의 대형화 추세에 따라 회로 기판의 장변의 길이가 길어짐에 따라 다수의 회로 부품(예컨대, LED packages)이 실장된 회로 기판은 제조 과정 및 취급 과정에서 휘어질 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 회로 기판(310)이 휘어질 경우 이에 실장된 LED 패키지들(315)도 도광판의 입광면(340)에 대하여 광입사각이 틀어지게 되어 휘도 및 균일성이 떨어질 수 있다.
그러나 실시예에 다른 LED 모듈은 회로 기판의 휨 정도를 고려하여 회로 기판의 위치에 따라 LED 패키지들이 배치되는 각도를 조절함으로써 회로 기판이 휘더라도 도광판의 입광면에 대한 광입사각이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 백라이트 유닛의 회로 기판에 실장되는 LED 패키지들을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 실시예에서는 회로 기판의 휨 정도를 고려하여 회로 기판의 일측 영역, 중심 영역, 및 타측 영역에 LED 패키지들이 배치되는 각도를 미리 조절하여 LED 패키지들을 실장하기 때문에 회로 기판(161)이 휘더라도 도광판의 입광면에 대한 LED 패키지들의 광입사각은 균일하다. 따라서 실시예는 회로 기판이 휨으로써 휘도 및 색감의 균일성이 나빠지는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 디스플레이 장치, 110: 샤시, 120: 백라이트 유닛,
121: LED 모듈, 123,320: 도광판, 124: 반사 시트, 125: 광학 시트,
161,310: 회로 기판, 130: 액정 패널, 140: 차광 테이프,
210-1, 210-2, 220-1 내지 220-M, 230-1 내지 230-3: LED 패키지들.

Claims (11)

  1. 일측 영역, 중심 영역, 및 타측 영역으로 구분되는 회로 기판; 및
    상기 회로 기판의 일 측변을 따라 서로 이격하여 배열되는 다수의 LED 패키지들을 포함하며,
    상기 일측 영역에 배치되는 제1 LED 패키지들 및 상기 타측 영역에 배치되는 제2 LED 패키지들 중 적어도 하나는 상기 중심 영역에 배치되는 제3 LED 패키지들과 다른 배치 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3 LED 패키지들은,
    상기 일 측변 중 상기 중심 영역에 속한 부분과 평행한 제1 배치 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 LED 패키지들 및 상기 제2 LED 패키지들은,
    상기 제1 배치 각도와 다른 배치 각도를 갖도록 상기 회로 기판에 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 LED 패키지들 각각은,
    서로 동일한 배치 각도를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 LED 패키지들 각각은,
    서로 다른 배치 각도를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 LED 패키지들과 상기 제2 LED 패키지들은,
    서로 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 LED 패키지들 각각은,
    서로 동일한 배치 각도를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 LED 패키지들 각각은,
    서로 다른 배치 각도를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 모듈.
  9. 일측 영역, 중심 영역, 및 타측 영역으로 구분되는 회로 기판에 배치되어 광을 발생시키는 다수의 LED 패키지들을 구비하는 LED 모듈;
    상기 다수의 LED 패키지들로부터 발생되는 광을 가이드하도록 상기 회로 기판의 일 측변에 인접하여 배치되는 도광판; 및
    상기 도광판 상면에 배치되어 상기 도광판으로부터 출사되는 광을 소정 각도로 확산시키는 광학 시트를 포함하며,
    상기 일측 영역에 배치되는 제1 LED 패키지들 및 상기 타측 영역에 배치되는 제2 LED 패키지들 중 적어도 하나는 상기 중심 영역에 배치되는 제3 LED 패키지들과 다른 배치 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제3 LED 패키지들은,
    상기 도광판의 입광면과 평행한 배치 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 액정 패널; 및
    상기 액정 패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 백라이트 유닛은,
    일측 영역, 중심 영역, 및 타측 영역으로 구분되는 회로 기판 상에 배치되어 광을 발생시키는 다수의 LED 패키지들을 구비하는 LED 모듈;
    상기 다수의 LED 패키지들로부터 발생되는 광을 가이드하도록 상기 회로 기판의 장변들 중 어느 하나에 인접하여 배치되는 도광판; 및
    상기 도광판 상면에 배치되어 상기 도광판으로부터 출사되는 광을 상기 액정 패널로 확산시키는 광학 시트를 포함하며,
    상기 일측 영역에 배치되는 제1 LED 패키지들 및 상기 타측 영역에 배치되는 제2 LED 패키지들 중 적어도 하나는 상기 도광판의 입광면과 평행한 배치 각도를 갖는 상기 중심 영역에 배치되는 제3 LED 패키지들과 다른 배치 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 디스 플레이 장치.
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