KR20110133847A - 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 백 라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
실시 예에 따른 백 라이트 유닛은, 바텀 커버; 상기 바텀 커버 위에 배치된 도광판; 상기 도광판의 적어도 한 측면에 대응되는 복수의 발광 다이오드; 및 상기 복수의 발광 다이오드가 탑재되며 상기 바텀 커버의 바닥면에 대해 수직한 모듈 기판을 포함하는 발광 모듈; 상기 모듈 기판의 배면에 결합된 제1플레이트; 및 상기 도광판과 상기 모듈 기판 사이에 상기 발광 다이오드보다 상기 도광판 방향으로 더 돌출된 복수의 스페이서를 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY APPRATUS HAVING THE SAME}
실시 예는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
정보처리 기술이 발달함에 따라서, LCD, PDP 및 AMOLED 등과 같은 표시장치들이 널리 사용되고 있다. 이러한 표시장치들 중 LCD는 영상을 표시하기 위해서, 광을 발생시킬 수 있는 백라이트 유닛을 필요로 한다.
실시 예는 에지 타입의 발광 다이오드를 보호할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시 예는 도광판과 모듈 기판 사이에 스페이서를 배치한 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 백 라이트 유닛은, 바텀 커버; 상기 바텀 커버 위에 배치된 도광판; 상기 도광판의 적어도 한 측면에 대응되는 복수의 발광 다이오드; 및 상기 복수의 발광 다이오드가 탑재되며 상기 바텀 커버의 바닥면에 대해 수직한 모듈 기판을 포함하는 발광 모듈; 상기 모듈 기판의 배면에 결합된 제1플레이트; 및 상기 도광판과 상기 모듈 기판 사이에 상기 발광 다이오드보다 상기 도광판 방향으로 더 돌출된 복수의 스페이서를 포함한다.
실시 예에 따른 표시 장치는, 바텀 커버; 상기 바텀 커버 위에 배치된 도광판; 상기 도광판 아래에 배치된 반사시트; 상기 도광판의 적어도 한 측면에 대응되는 복수의 발광 다이오드; 및 상기 복수의 발광 다이오드가 탑재되며 상기 바텀 커버의 바닥면에 대해 수직한 모듈 기판을 포함하는 발광 모듈; 상기 모듈 기판의 배면에 결합된 금속 플레이트; 상기 도광판과 상기 모듈 기판 사이에 상기 발광 다이오드보다 상기 도광판 방향으로 더 돌출된 복수의 스페이서; 상기 도광판 위에 배치된 광학 시트; 및 상기 광학 시트 위에 배치된 표시 패널을 포함한다.
실시 예는 에지 타입의 백라이트 유닛에서의 발광 다이오드를 보호할 수 있다.
실시 예는 에지 타입의 백라이트 유닛에서의 도광판의 열 팽창에 따른 모듈 기판 등이 밀리는 문제를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 도광판과 모듈 기판 사이에 제1스페이서를 배치하고, 상기 모듈 기판과 금속 프레이트 사이, 상기 금속 플레이트와 바텀 커버의 측면부 사이에 다른 스페이서를 더 배치하여 충격을 최대한 흡수하여, 도광판에 의한 다른 구성 요소의 밀림을 방지할 수 있도록 할 수 있다.
실시 예는 에지 타입의 백라이트 유닛에서의 광 손실을 줄여줄 수 있다.
실시 예는 에지 타입의 도광판과 그 에지 둘레에 상부 커버를 배치하여 새로운 결합 구조를 갖는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
실시 예는 발광 모듈의 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 다이오드의 열적 문제를 제거할 수 있다.
실시 예는 백라이트 유닛의 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 다이오드를 나타낸 측 단면도이다.
도 3은 도 2의 백라이트 유닛의 부분 결합 측 단면도.
도 4는 도 3의 발광 모듈의 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 도 3의 변형 예이다.
도 8은 제2실시 예에 따른 백라이트 유닛의 측 단면도이다.
도 9 및 도 10은 도 3의 다른 변형 예이다.
도 11 및 도12는 스페이서의 다른 예이다.
도 13 내지 도 15는 제1플레이트를 이용한 스페이서의 변형 예들을 나타낸 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 반사 시트한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시 예에 따른 표시 장치를 보여주는 분해 사시도이다.
도 1를 참조하면, 표시 장치(1)는 영상이 디스플레이되는 표시 패널(10)과, 상기 표시 패널(10)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(20)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(20)은 상기 표시 패널(10)에 면 광원을 제공하는 도광판(22)과, 누설 광을 반사하는 반사 시트(23)와, 에지 영역에서 광을 제공하는 발광 모듈(30), 및 표시 장치(1)의 하측 외관을 형성하는 바텀 커버(40)를 포함한다.
도시하지 않았으나, 상기 표시 장치(1)는 상기 표시 패널(10)을 하측에서 지지하는 패널 서포터와, 상기 표시 장치(1)의 테두리를 형성하며 상기 표시 패널(1)의 둘레를 감싸서 지지하는 탑 커버를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(10)은 상세히 도시되지는 않았지만, 일례를 들면, 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 하부 기판(12) 및 상부 기판(11)과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다. 상기 하부 기판(12)에는 다수의 게이트 라인과 상기 다수의 게이트 라인과 교차하는 다수의 데이터 라인이 형성되며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)가 형성될 수 있다. 상기 상부 기판(11)에는 컬러필터들이 형성될 수 있다. 상기 표시 패널(10)의 구조는 이에 한정되지는 않으며, 상기 표시 패널(10)은 다양한 구조를 가질 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 하부 기판(12)은 박막 트랜지스터뿐만 아니라 컬러필터를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 표시 패널(10)은 상기 액정층을 구동하는 방식에 따라 다양한 형태의 구조로 형성될 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 표시 패널(10)의 가장자리에는 게이트 라인에 스캔신호를 공급하는 게이트 구동 PCB(gate driving printed circuit board)와, 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 PCB(data driving printed circuit board)가 구비될 수 있다.
상기 표시 패널(10)의 위 및 아래 중 적어도 한 곳에는 편광 필름(미도시)이 배치될 수도 있다. 상기 표시 패널(10)의 아래에는 광학 시트(21)가 배치되며, 상기 광학 시트(21)는 상기 백 라이트 유닛(20)에 포함될 수 있으며, 적어도 한 장의 프리즘 시트 또는/및 확산 시트를 포함할 수 있다. 상기 광학 시트(21)는 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 확산 시트는 입사된 광을 고르게 확산시켜 주며, 상기 확산된 광은 프리즘 시트에 의해 표시 패널로 집광될 수 있다. 여기서, 상기 프리즘 시트는 수평 또는/및 수직 프리즘 시트, 한 장 이상의 조도 강화 시트 등을 이용하여 선택적으로 구성할 수 있다. 상기 광학 시트(21)의 종류나 개수 등은 실시 예의 기술적 범위 내에서 추가 또는 삭제될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 백라이트 유닛(20)은 에지형 백라이트 타입으로서, 도광판(22), 상기 도광판(22)의 아래에 반사 시트(23), 상기 도광판 아래에 제2플레이트(60), 상기 도광판 에지측 제1플레이트(35), 상기 도광판(22)의 에지측 발광모듈(30)을 포함한다.
상기 발광모듈(30)은 바텀 커버(40)의 내측 중 적어도 한 측면에 배치될 수 있다. 상기 발광모듈(30)은 상기 바텀 커버(40)의 양 측면 또는 모든 측면에 배치될 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 발광모듈(30)은 모듈 기판(32)과, 상기 모듈 기판(32)의 전면에 어레이된 복수의 발광 다이오드(34)를 포함한다. 상기 발광 다이오드(34)는 패키지 몸체를 이용한 도 2와 같은 구조이거나, LED 칩이 모듈 기판(32) 상에 탑재된 후 패키징된 구조를 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 다이오드(34)는 소정 피치(Pitch)로 배열되며, 적어도 하나는 적어도 한 컬러 예컨대, 백색, 적색, 녹색, 및 청색 중 적어도 하나를 발광하게 된다. 실시 예는 적어도 한 컬러의 광을 발광하는 발광 다이오드를 이용하거나 복수의 컬러를 발광하는 발광 다이오드들을 조합하여 이용할 수 있다.
상기 발광 다이오드(34)는 3족-5족 화합물 반도체를 이용한 LED 칩과 상기 LED 칩을 보호하는 몰딩 부재를 포함할 수 있다. 상기 몰딩 부재에는 적어도 한 종류의 형광체가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 LED 칩은 가시 광선 대역의 파장을 발광하거나, 자외선 대역의 광을 발광할 수 있다.
상기 발광 다이오드(34)는 적어도 한 열로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 모듈 기판(32) 상에 실장되는 발광 다이오드(34)들은 일정한 간격으로 배열될 수도 있고, 불규칙한 간격으로 배열될 수도 있다.
상기 모듈 기판(32)의 전면에는 상기 발광 다이오드(34)들이 탑재된다. 상기 모듈 기판(32)은 FR-4 기판, 금속 기판(MCPCB: Metal Core PCB), 세라믹 기판, 연성인쇄회로기판 등을 선택적으로 사용할 수 있다. 상기 모듈 기판(32)은 긴 바(bar) 형태로 이루어질 수 있다.
상기 모듈 기판(32)은 상기 바텀 커버(40)의 바닥면에 대해 수직한 방향으로 세워지고, 상기 발광 다이오드(34)는 상기 모듈 기판(32)의 전면에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 모듈 기판(32)은 상기 바텀 커버(40)의 바닥면에 평행하게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(22)은 면 광원이 발생되는 상면, 상면의 반대측 하면, 적어도 네 개의 측면들을 포함하는 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 다이오드(34)들은 상기 도광판(22)의 적어도 한 측면과 대향되게 배치된다.
상기 도광판(22)의 측면에는 광이 입사된다. 상기 도광판(22)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판(22)은 압출 성형법에 의해 형성될 수 있으며, 이에 대해 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(22)의 상면 또는/및 하면에는 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 패턴은 소정의 패턴 예컨대, 반사 패턴 또는/및 프리즘 패턴으로 이루어져 입사되는 광을 반사 또는/및 난반사 시킴으로써, 광은 상기 도광판(22)의 전 표면을 통해 균일하게 조사될 수 있다. 상기 도광판(22)의 하면은 반사 패턴으로 형성될 수 있으며, 상기 상면은 프리즘 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 도광판(22)의 내부에는 산란제가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(22)의 하부에는 반사 시트(23)가 구비될 수 있다. 상기 반사 시트(23)은 상기 도광판(22)의 하부로 진행하는 광을 표시 패널 방향으로 반사시켜 주게 된다. 상기 반사 시트(23)는 상기 도광판(22)의 하부로 누설된 광은 상기 도광판(22)에 재 입사시켜 주므로 광 효율의 저하, 광 특성의 저하 및 암부 발생 등의 문제를 방지할 수 있다.
상기 바텀 커버(40)는 상측이 개방되며, 그 내부에는 상기 광학 시트(21), 상기 도광판(22) 및 상기 반사 시트(23)가 수납될 수 있다. 상기 바텀 커버(40)는 방열 효율이 높은 금속 예컨대, 스테인레스 재질과 같은 물질로 형성될 수 있으며, 이러한 금속 물질로 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(40)의 바닥면에는 복수의 돌출부(41)가 배치될 수 있으며, 상기 복수의 돌출부(41) 사이에는 오목부(42)가 각각 배치된다. 상기 복수의 돌출부(41)의 배열 방향은 상기 발광 다이오드(34)가 배열되는 방향으로 형성될 수 있다. 상기 돌출부(41)는 상기 발광 다이오드(34)로부터 방출된 광의 축 방향 또는 바텀 커버(40)의 한 측면으로부터 수직한 축 방향에 대해 소정 각도로 경사지게 배치될 수 있다.
상기 바텀 커버(40)의 바닥면에는 오목부(42) 및 돌출부(41)가 교대로 배치되며, 상기 돌출부(41)는 상기 바텀 커버(40)의 바닥면 즉, 상기 오목부(42)의 상면에 대해 상 방향으로 돌출된 구조이다.
상기 돌출부(41) 사이에 배치된 상기 오목부(42)의 폭은 상기 제2플레이트(60)의 폭과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 바텀 커버(40)의 돌출부(41)는 어느 한쪽으로 치우치게 형성될 수 있으며, 여기서, 표시 장치를 세워 장착할 때, 복수의 오목부(42)는 횡 방향에 대해 상기 발광 모듈 위치부터 점차 위로 올라가는 형태 예컨대, 상 방향으로 올라가는 형태로 경사지며, 인접한 오목부(42) 간의 간격은 일정한 간격으로 이격될 수 있다.
상기 바텀 커버(40)와 상기 반사 시트(23) 사이에는 상기 제1플레이트(35) 및 상기 제2플레이트(60)가 배치된다.
상기 바텀 커버(40)의 바닥면 위에는 제2플레이트(60)가 배치되며, 상기 제2플레이트(60)의 일부 위에는 제1플레이트(35)가 배치된다.
상기 제2플레이트(60)는 상기 바텀 커버(40)의 바닥면에 형성된 오목부(42) 각각에 배치되어, 경사진 구조로 설치된다. 상기 제1플레이트(35)은 상기 제1플레이트(35)의 일부와 면 접촉하는데, 예컨대 상기 제1플레이트(35)는 상기 제2플레이트(60)의 상면 또는/및 하면과 접촉될 수 있으며, 바람직하게 상기 제2플레이트(60)의 상면과 접촉되는 구조로 설명하기로 한다. 상기 제1플레이트(35)는 열 전도율이 높은 금속 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 제2플레이트(60)는 히트 파이프를 포함하며, 상기 제1플레이트(35)로부터 전도된 열을 효과적으로 방열하게 된다. 상기 금속 플레이트의 재질은 알루미늄, 금, 은, 텅스텐, 구리, 니켈, 백금, 철 등을 포함할 수 있다.
상기 제1플레이트(35)는 다단 절곡된 형상을 포함하며, 그 내부에는 상기 모듈 기판(32)이 끼워져 고정될 수 있다. 이때 상기 모듈 기판(32)의 배면은 상기 제1플레이트(35)의 전면에 배치되고, 그 하면은 상기 제1플레이트(35)의 바닥면에 밀착될 수 있다.
상기 제1플레이트(35)는 상기 발광 모듈(30)의 모듈 기판(32)에 면 접촉되며, 상기 모듈 기판(32)로부터 발생된 열의 일부를 방열하고 대부분은 상기 제2플레이트(60)로 전도하게 되며, 상기 제2플레이트(60)는 상기 제1플레이트(35)로부터 전도된 열을 자체적으로 방열하거나 바텀 커버(40)를 통해 방열할 수 있다. 이에 따라 발광 다이오드(34)는 안정적으로 동작할 수 있다.
상기 제2플레이트(60)는 상기 바텀 커버(40)의 오목부(42)에 경사지게 각각 결합된다.
상기 바텀 커버(40)의 돌출부(41)에는 지지 홈(43)이 각각 형성되며, 상기 지지 홈(43)에는 고정 플레이트(45)가 결합된다. 상기 지지 홈(43) 및 상기 고정 플레이트(45)에는 나사 구멍(54)이 형성되며, 상기 고정 플레이트(45)는 나사를 이용하여 바텀 커버(40)에 체결된다. 상기 고정 플레이트(45)는 상기 오목부(42)에 결합된 복수의 제2플레이트(60)를 고정시켜 주고 유동을 방지해 준다.
상기 제1플레이트(35)의 소정 영역에는 나사 구멍(51)이 형성되며, 상기 제1플레이트(35)는 나사를 이용하여 바텀 커버(40)에 체결된다. 여기서, 실시 예는 체결 부재로서 나사를 예로 설명하였으나, 후크, 리벳 등 다양한 체결 수단을 이용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 나사에 의해 상기 제1플레이트(35) 및 상기 제2플레이트(60)의 오버랩 부분의 결합을 견고하게 할 수 있다.
상기 제2플레이트(60)에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 제2플레이트(60)는 예컨대, 히트 파이프로 구성될 수 있다. 상기 히트 파이프는 그 내부에 채워진 유체를 포함한다. 상기 히트 파이프는 횡 방향의 길이가 종 방향보다 더 긴 사각형 형태의 판형으로 이루어질 수 있다. 여기서, 횡 방향이라고 함은 상기 표시 장치를 정 위치에 배치하였을 때 가로 방향이고, 종 방향이라고 함은 세로 방향이라고 할 수 있다. 상기 히트 파이프들은 냉각 흐름이 효율적으로 이루어질 수 있도록 경사지게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 히트 파이프들은 상기 세로 중앙선을 기준으로 좌, 우 대칭되게 형성되며 경사지게 배치된다. 상기 히트 파이프는 열 전도성이 좋은 재질로서, 금속 재료 예컨대, 구리 또는 스테인레스 등으로 사용할 수 있다. 상기 유체는 전도된 열에 의해 기화되고 압력차에 의해 상기 히트 파이프의 반대측 방향으로 이동하게 된다. 상기 유체는 증류수, 에탄올, 메탄올 등을 사용할 수 있으며, 상기 유체 재료는 작동 온도에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 히트 파이프의 반대측은 진공 상태로 유지되며, 상기 기체의 열을 방출한 후, 다시 응축의 과정을 거쳐 상기 유체로 귀환시켜 준다. 즉, 상기 히트 파이프는 응축 및, 기화를 반복하면서 히트 파이프의 표면을 통해 방열(또는 증발)을 수행하게 된다. 상기 유체는 중력 장에 의해 귀환될 수 있으며, 이를 위해 상기 히트 파이프가 소정의 기울기로 배치된다. 즉, 제2플레이트(60)는 대류 열 전달 요소로 이용할 수 있으며, 별도의 전력을 이용하지 않고 자연 대류 방식으로 상기 발광 다이오드(34)로부터 발생된 열을 방열시켜 줄 수 있다.
이와 같은 구조를 가지는 제2플레이트(60)에 의하여, 상기 발광모듈(30)에서 발생된 열은 다수의 히트 파이프들로 전달된다. 상기 히트 파이프들로 전달된 열은 상기 히트 파이프를 따라 상기 바텀 커버(40)의 평면 방향으로 방열이 이루어진다.
한편, 도 2는 발광 다이오드의 일 예를 나타낸 측 단면도이다. 도 2를 참조하면, 발광 다이오드(34)는 몸체(111)와, 상기 몸체(111)에 설치된 제1 리드전극(112) 및 제2 리드전극(113)과, 상기 몸체(111)에 설치되어 상기 제1 리드전극(112) 및 제2 리드전극(113)에 전기적으로 연결되는 LED 칩(115)과, 상기 LED 칩(115)를 포위하는 몰딩 부재(117)를 포함한다.
상기 몸체(111)는 실리콘 재질, PPA와 같은 합성수지 재질, 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 세라믹 기판과 같은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 LED 칩(115)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.
상기 제1 리드전극(112) 및 제2 리드전극(113)은 상기 몸체(111)에 배치되며 서로 전기적으로 분리되며, 상기 LED 칩(115)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 리드전극(112) 및 제2 리드전극(113)은 상기 LED 칩(115)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 LED 칩(115)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 LED 칩(115)의 광 추출 효율을 개선시켜 주기 위해, 상기 몸체(111)에는 캐비티가 형성되며, 상기 캐비티의 바닥면에는 제1리드 전극(112) 및 제2리드 전극(113)이 배치되고, 상기 제1리드 전극(112) 위에 상기 LED 칩(115)가 탑재된다. 상기 LED 칩(115)는 상기 몸체(111) 상에 설치될 수 있다. 상기 제1 리드전극(112) 및 제2 리드전극(113)은 타단은 상기 몸체(111)의 바닥면에 배치되거나, 상기 몸체(111)의 측면을 따라 다른 측면으로 연장될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 LED 칩(115)는 3족-5족 원소의 화합물 반도체 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0 ≤x ≤1, 0 ≤y ≤1, 0 ≤x+y ≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등을 포함하는 반도체층으로 형성될 수 있으며, PN 접합, NP접합, PNP 접합, NPN 접합 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 LED 칩(115)는 가시 광선 대역의 파장 또는 자외선 대역의 파장을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 LED 칩(115)는 와이어(116)를 통해 상기 제1 리드전극(112) 및 제2 리드전극(113)과 전기적으로 연결되는 와이어 방식으로 도시되었으나, 이에 대해 한정하지는 않으며, 예를 들어, 상기 LED 칩(115)는 상기 제1 리드전극(112) 및 제2 리드전극(113)과 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 상기 LED 칩(115)는 상기에 개시된 수평형 전극 구조 또는 수직형 전극 구조를 갖는 다이오드일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩부재(117)는 투과성을 갖는 실리콘 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 상기 LED 칩(115)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(117)에는 형광체가 포함되어 상기 LED 칩(115)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 상기 몰딩 부재(117) 위에는 렌즈가 배치될 수 있으며, 상기 렌즈는 오목 렌즈, 볼록 렌즈, 오목과 볼록이 혼합된 렌즈 형상을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(34)는 광 출사면(118) 즉, 상기 몰딩 부재(117)의 표면(118)이 플랫하거나, 오목하거나, 볼록한 표면으로 형성될 수 있다.
실시 예의 발광 소자는 탑뷰 형태로 도시하고 설명하였으나, 사이드 뷰 방식으로 구현하여 상기와 같은 방열 특성, 전도성 및 반사 특성의 개선 효과가 있으며, 이러한 탑뷰 또는 사이드 뷰 방식의 발광 소자는 상기와 같이 수지층으로 패키징한 후, 렌즈를 상기 수지층 위에 형성하거나, 접착할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 3은 도 1의 백라이트 유닛의 결합 측 단면도이며, 도 4는 도 3의 발광 모듈의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 바텀 커버(40)에는 상기 발광 모듈(30)과 대응되는 측면이나 다른 측면에 복수의 보스(80)를 포함하며, 상기 복수의 보스(80)는 상기 바텀 커버(40)에 결합된 상기 광학 시트(21), 상기 도광판(22) 및 상기 반사 시트(23)에 결합된다. 여기서, 도 1과 같이, 상기 광학 시트(21), 상기 도광판(22) 및 상기 반사 시트(23)에는 오목부(14)가 형성되며, 상기 오목부(14)는 상기 광학 시트(21), 상기 도광판(22) 및 상기 반사 시트(23)의 타 측면에 반구 형상으로 형성될 수 있다. 상기 오목부(14)는 홀 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 오목부(14)는 상기 보스(45)와 소정 갭을 갖고 결합되며, 이러한 갭은 상기 도광판(22)이 열팽창 전과 열 팽창 후의 길이 차이에 해당되는 값으로서, 예컨대 0.6~1.2mm로 이격될 수 있으며, 이러한 값은 공차 값이 될 수 있다. 상기 오목부(14) 및 상기 돌출부(80)는 실질적으로 도광판(22)과 상기 광학 시트(21)의 정렬 및 고정을 위한 기능을 수행하게 된다.
상기 모듈 기판(32)에는 스페이서(71)가 결합되며, 상기 스페이서(71)는 하나 또는 복수개로 배치되며, 상기 복수개의 스페이서(71)는 1열 또는 2열로 배열될 수 있다. 상기 스페이서(71)는 도 4와 같이 상기 모듈 기판(32)의 좌/우 양측에 각각 형성될 수 있으며, 2열로 배치된 경우 수직 상/하 방향으로 배치될 수 있다. 상기 스페이서(71)는 고무 재질로 형성될 수 있으며, 수직 방향으로 가해지는 힘(F)에 대해 소정의 탄성 반발력을 제공하여, 도광판(22)에 의한 밀림을 방지할 수 있다.
상기 스페이서(71) 간의 간격(D2)은 상기 도광판(22)의 두께(D1)보다는 적어도 좁게 배치될 수 있다. 상기 스페이서(71)의 두께(T3)는 상기 발광 다이오드(34)의 두께보다는 더 두껍게 형성될 수 있으며, 상기 발광 다이오드(34)의 두께보다 예컨대 0.5~1mm 정도의 범위로 더 두껍게 형성될 수 있다.
도 3의 구조에서 A 부분이 하 방향이고, B 부분이 상 방향으로 배치된 경우, 발광 다이오드(34)가 동작하게 되면 상기 도광판(22)은 발생된 열에 의해 압축과 신장을 반복하게 된다.
상기 스페이서(71)는 상기 발광 소자(34)의 광 출사면(도 2의 118)과 상기 도광판(22) 사이의 갭으로서, 예컨대 0.5~1mm 정도의 범위로 이격시켜 줄 수 있다. 상기 스페이서(71)는 상기 도광판(122)의 입광 면(122)과 상기 발광 소자(34)의 광 출사면 사이를 이격시켜 주기 때문에, 상기 도광판(22)이 열 팽창에 의해 F1 방향으로 신장하더라도, 상기 스페이서(71)가 받쳐주기 때문에, 상기 발광 소자(34)와 상기 도광판(22)의 입광 면(122)은 일정한 간격으로 유지될 수 있으며, 결과적으로 발광 소자(34)를 안전하게 보호할 수 있다.
만약, 상기 발광 소자(34)와 상기 도광판(22)과의 간격을 유지시켜 주는 나사(34)와 같은 스페이서(71)가 없는 경우, 상기 도광판(22)의 신장으로 인해 상기 발광 소자(34)에 소정의 F1 방향으로 압력을 가하게 되며, 이에 따라 상기 발광 소자(34)의 광 분포는 균일하지 않고, 상기 발광 소자(34)의 몰딩 부재 및 몸체 등이 파손되어 불량 원인이 될 수 있다.
상기 제1플레이트(35)는 모듈 기판(32)의 배면에 접촉되며, 바텀 고정부(37), 열 전도부(38) 및 상부 고정부(36A)를 포함한다.
상기 제1플레이트(35)는 상기 모듈 기판(32)의 둘레를 커버하는 형상으로서, 상기 바텀 커버(40)의 바닥면부(40A)에 대해 수직하게 배치되며, 그 전면에 모듈 기판(32)의 배면이 부착된다. 상기 모듈 기판(32)은 상기 제1플레이트(35)의 전면에 접착제 또는 접착 테이프 등과 같은 접착 재료와 나사, 리벳 등의 체결 부재 등을 선택적으로 사용하여 고정될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 상기 모듈 기판(32)은 다른 고정 방법으로서, 상기 제1플레이트(35)의 내측에 끼워 고정될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판 고정부(36)는 상기 바텀 커버(40)의 측면부(40B)으로부터 이격될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 고정부(37)는 상기 기판 고정부(36)의 하부에서 상기 도광판 하 방향으로 연장되도록 절곡된다. 상기 바텀 고정부(37)의 하면은 상기 바텀 커버(40)의 바닥면에 접촉될 수 있으며, 그 접촉 영역을 통해 방열이 이루어질 수 있다. 상기 바텀 고정부(37)의 하면은 상기 바텀 커버(40)의 바닥면부(40A)에 접착제, 접착 테이프, 나사 등으로 고정될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 열 전도부(38)는 상기 바텀 고정부(37)로부터 상기 도광판 방향 즉, 상기 모듈 기판 반대 방향으로 더 연장된다. 상기 열 전도부(38)는 예컨대 상기 바텀 커버(40)의 바닥면부(40A)과 이격되는 단차 구조로 절곡되어, 상기 제2플레이트(60)의 상면에 접촉된다. 상기 제1플레이트(35)의 열 전도부(38)는 상기 제2플레이트(60)의 위에 오버랩되게 배치되며, 접착부재(75)에 의해 상기 제2플레이트(60)와 접착될 수 있다. 상기 접착부재(75)는 열 전도성이 높은 접착제로서, 열 전도 구리스 또는 열 전도성 테이프를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 상부 고정부(36A)는 상기 제1플레이트(35)의 상단에서 상기 바텀 커버(40)의 측면부(40B) 방향으로 절곡되고, 상기 바텀 커버(40)의 측면에 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 5는 도 3의 변형 예이며, 제1플레이트(35)와 상기 바텀 커버(40)의 측면부(40B)은 소정의 갭(G1)으로 이격되며, 이때 상기 제1플레이트(35)는 상기 도광판(22)의 신장에 의해 전달되는 충격을 자체 탄성에 의해 상기 바텀 커버(40)의 측면부(40B) 방향으로 탄성 이동하게 되며, 다시 복원하게 되어, 제1플레이트(35)가 밀리는 문제를 없앨 수 있다. 즉, 상기 도광판(22) 및 스페이서(71)로 전달되는 충격을 상기 제1플레이트(35)의 자체 탄성력에 의해 상기 갭(G1)만큼 이동된 후, 다시 원 상태로 복원되도록 할 수 있다.
도 6은 도 3의 변형 예로서, 제1플레이트(35)는 상부에 도광판 방향으로 절곡된 상부 커버(39)를 포함하며, 상기 상부 커버(39)는 빛샘 현상을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1플레이트(35)와 상기 바텀 커버(40)의 측면부(40B) 사이에 제2스페이서(73)를 배치하고, 상기 제1플레이트(35)와 상기 바텀 커버(40)의 측면부(40B)를 나사(74)로 체결하여 고정시켜 준다. 상기 제2스페이서(73)는 링 형상, 바 형상 등의 고무 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 이러한 제2스페이서(73)는 제1스페이서(71)로 가해지는 도광판(22)의 열 팽창력을 흡수하게 된다.
도 7은 도 3의 변형 예로서, 모듈 기판(32)과 제1플레이트(35) 사이에 제2스페이서(73A)를 배치하고, 상기 제2스페이서(73A)는 접착제 또는 점착 테이프를 포함하며, 상기 모듈 기판(32)을 고정시켜 준다. 상기 도광판(22)에 의해 제1스페이서(71)에 가해지는 힘(F)은 상기 모듈 기판(32)을 통해 전달될 때, 상기 제2스페이서(73A)가 흡수하게 된다. 이에 따라 상기 발광 다이오드(34)와 상기 도광판(22) 사이의 접촉을 방지하거나, 접촉하더라도 발광 다이오드(34)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 도 3의 변형 예로서, 도광판(22)의 양 측에 발광 모듈(30,31)을 배치하고, 상기 발광 모듈(30,31)의 모듈 기판(32)에 스페이서(71)를 배치할 수 있으며, 상기 스페이서(71)는 상기 도광판(22)의 양 측면에 대응되고, 상기 도광판(22)의 열 팽창에 따라 상기 발광 다이오드 방향으로 가해지는 힘을 각각 흡수하게 된다.
도 9는 도 2의 다른 예를 나타낸 도면으로서, 스페이서를 제거한 구조이다.
도 9를 참조하면, 바텀 커버(40)의 바닥면부(40A) 위에 반사 시트(23) 및 도광판(22)를 배치하고, 상기 도광판(22)의 입사측 면은 오목부(22A)를 포함하며, 상기 오목부(22A)는 상기 도광판(22)의 입사측 면을 기준으로 상기 발광 다이오드(34)의 반대 방향으로 오목한 반구 형상을 갖는다.
상기 도광판(22)의 오목부(22A)는 상기 발광 다이오드(34)가 수납되며, 상기 도광판(22)의 입사측 면은 상기 모듈 기판(32)의 전면에 밀착될 수 있다.
상기 모듈 기판(32)과 상기 제1플레이트(35)는 소정 갭(G2)을 갖고 결합되며, 상기 제1플레이트(35)와 상기 모듈 기판(32)은 적어도 하나의 나사(74)에 의해 고정될 수 있다. 이때 나사(74)의 위치는 발광 다이오드(34) 사이이거나, 상기 복수의 발광 다이오드(34)가 배열되는 연장 선상보다 아래 또는 위에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1플레이트(35)의 바텀 고정부(37A)는 상기 도광판(22)의 반대측 방향으로 절곡되며, 상기 바텀 커버(40)의 바닥면부(40A)에 나사(74A)로 체결되어 고정된다.
상기 제1플레이트(35)는 상기 도광판(22)이 신장될 경우, 모듈 기판(32)로 전달되는 힘에 대해 자체 탄성력으로 흡수하고 소정의 탄성 반발력을 제공하여 상기 모듈 기판(32)을 지지하게 된다.
도 10은 도 9의 변형 예로서, 도광판(22)의 입사측 면에 삼각형 형상의 오목부(22B)를 형성하고, 상기 오목부(22B) 내에 모듈 기판(32)의 발광 다이오드(34)를 대응되게 배치할 수 있다.
상기 모듈 기판(32)에는 스페이서(76)이 배치되며, 상기 스페이서(76)는 상기 모듈 기판(32)의 배면에서 그 전면 방향으로 돌출된다. 상기 스페이서(76)는 고무 재질 또는 수지 재질을 이용한 나사 구조로 형성되며, 상기 도광판(22)의 입사측 면에 접촉된다. 이때 상기 스페이서(76)는 상기 도광판(22)를 상기 발광 다이오드(34)로부터 이격시켜 줄 수 있도록 상기 모듈 기판(32)의 전면으로부터 소정 거리(T3)로 돌출될 수 있다. 상기 T3는 도 3의 설명을 참조하기로 한다.
상기 모듈 기판(32)은 나사(74)에 의해 제1플레이트(35)에 체결되어 고정될 수 있다. 상기 스페이서(76)는 상기 도광판(22)로부터 가해지는 힘을 일차적으로 흡수하고, 또한 제1플레이트(35)에 의해 2차적으로 흡수하여 상기 도광판(22)의 신장에 의한 문제를 제거할 수 있다.
도 11는 스페이서의 변형 예로서, (a)와 같이 스페이서(71A)는 기판 전면(32)에 헤드부를 배치하고, 고정부를 나사 구멍(32A)에 배치할 수 있다. (b)와 같이 상기 스페이서(71A)는 모듈 기판(32)의 발광 다이오드(34) 양측에 상기 발광 다이오드 간격보다 더 긴 길이를 갖고 서로 평행하게 형성되며, 상기 서로 평행한 스페이서(71A)를 서로 연결해 주는 수직 스페이서(71C)를 더 포함할 수 있다.
다른 스페이서를 예를 보면, 도 12의 (a)와 같이, 스페이서(72)를 하나의 수평한 스페이서와 수직한 스페이서가 서로 연결되는 구조로 형성될 수 있으며, 예컨대 T자 형상을 포함할 수 있다. (b)와 같이 일자형 형상의 스페이서(72A)를 상기 발광 다이오드(34) 사이에 배치할 수 있으며, 다각형 예컨대 삼각형 형상의 스페이서(72B)를 발광 다이오드(34) 사이의 어느 일측에 형성할 수 있다.
또 다른 스페이서의 예를 보면, 도 13의 (a)(b)와 같이, 모듈 기판(32)의 상부에 오목부(132)를 형성하고, 상기 오목부(132)에 제1플레이트(35)의 상부에 도광판 방향으로 돌출된 스페이서(136)를 결합시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 스페이서(136)는 제1플레이트(35)의 자체 탄성력에 의해 도광판에 의해 전달되는 신장력을 흡수할 수 있다. 상기 오목부(132) 및 상기 스페이서(136)는 복수개 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 14의 (a)(b)와 같이, 모듈 기판(32)의 상부 및 하부에 오목부(232)를 형성하고, 상기 오목부(232)에 제1플레이트(35)의 상부 및 하부에 도광판 방향으로 돌출된 스페이서(236)를 각각 결합시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 스페이서(236)는 제1플레이트(35)의 자체 탄성력에 의해 도광판에 의해 전달되는 신장력을 흡수하거나 지지할 수 있다. 상기 오목부(232) 및 상기 스페이서(236)는 복수개 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 15의 (a)(b)와 같이, 모듈 기판(32)의 중심부에 오목부(332)를 형성하고, 상기 오목부(332)에 제1플레이트(35)의 중심부에 도광판 방향으로 돌출된 스페이서(336)를 결합시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 스페이서(336)는 제1플레이트(35)의 자체 탄성력에 의해 도광판에 의해 전달되는 신장력을 흡수하거나 지지할 수 있다. 상기 오목부(332) 및 상기 스페이서(336)는 복수개 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예는 도광판의 열 팽창에 따라 발광 다이오드에 가해지는 충격을 흡수하고, 발광 다이오드를 보호할수 있는 스페이서를 배치할 수 있다. 또한 스페이서를 통해 도광판의 열 팽창에 따른 뒤틀림 문제를 해결할 수 있다.
상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
1:표시장치, 10: 표시 패널, 20:백라이트 유닛, 21:광학 시트, 22:도광판, 23: 반사 시트, 30:발광 모듈, 32: 기판, 34: 발광 다이오드, 36:제1플레이트, 41:돌출부, 42:오목부, 45:고정 플레이트, 60:제2플레이트, 71,71A,72,72A,72B,73,73A,136,236,336: 스페이서

Claims (14)

  1. 바텀 커버;
    상기 바텀 커버 위에 배치된 도광판;
    상기 도광판의 적어도 한 측면에 대응되는 복수의 발광 다이오드; 및 상기 복수의 발광 다이오드가 탑재되며 상기 바텀 커버의 바닥면에 대해 수직한 모듈 기판을 포함하는 발광 모듈;
    상기 모듈 기판의 배면에 결합된 제1플레이트; 및
    상기 도광판과 상기 모듈 기판 사이에 상기 발광 다이오드보다 상기 도광판 방향으로 더 돌출된 복수의 제1스페이서를 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 제1스페이서는 상기 모듈 기판 내에서 인접한 발광 다이오드의 사이, 위 또는 아래 중 적어도 한 위치에 배치되는 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1스페이서는 고무 재질을 포함하는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 모듈 기판과 상기 제1플레이트 사이에 제2스페이서를 포함하는 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1플레이트와 상기 바텀 커버의 측면부 사이에 배치된 제3스페이서를 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1플레이트는 상기 바텀 커버의 바닥면에 수평하게 절곡된 바텀 고정부를 포함하며, 상기 바텀 고정부는 상기 바텀 커버의 바닥면부에 접착제, 점착제, 나사 중 적어도 하나로 고정되는 백라이트 유닛.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1플레이트와 상기 모듈 기판 사이의 갭을 유지시켜 주고 서로 결합시켜 주는 나사를 포함하는 백라이트 유닛.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도광판의 입사측 면에 상기 발광 다이오드가 배치된 반대 방향으로 오목한 오목부를 포함하며,
    상기 오목부에는 상기 발광 다이오드의 적어도 일부가 삽입되는 백라이트 유닛.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1스페이서는 서로 평행한 스페이서, 수직한 스페이서, 다각형 스페이서, 상기 스페이서들이 혼합된 스페이서중 적어도 하나를 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 제1항에 있어서, 상기 모듈 기판은 상부, 하부 및 중앙부 중 적어도 하나에 상기 모듈 기판에 관통되는 형상의 오목부를 포함하며,
    상기 제1플레이트는 상기 제1스페이서를 포함하며, 상기 제1스페이서는 상기 제1플레이트로부터 상기 오목부를 통해 돌출되는 백라이트 유닛.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1플레이트는 금속 플레이트인 백라이트 유닛.
  12. 제1항에 있어서, 상기 바텀 커버 위에 제2플레이트를 포함하며, 상기 제2플레이트는 복수의 히트 파이프를 포함하며,
    상기 제1플레이트의 하부는 상기 도광판 하면 방향으로 단차지게 연장되어 상기 히트 파이프에 접촉되는 열 전도부를 포함하는 백라이트 유닛.
  13. 제12항에 있어서, 상기 도광판과 상기 제2플레이트 사이에 반사 시트를 포함하는 백라이트 유닛.
  14. 바텀 커버;
    상기 바텀 커버 위에 배치된 도광판;
    상기 도광판 아래에 반사 시트;
    상기 도광판의 적어도 한 측면에 대응되는 복수의 발광 다이오드; 및 상기 복수의 발광 다이오드가 탑재되며 상기 바텀 커버의 바닥면에 대해 수직한 모듈 기판을 포함하는 발광 모듈;
    상기 모듈 기판의 배면에 결합된 금속 플레이트; 및
    상기 도광판과 상기 모듈 기판 사이에 상기 발광 다이오드보다 상기 도광판 방향으로 더 돌출된 복수의 스페이서;
    상기 도광판 위에 광학 시트; 및
    상기 광학 시트 위에 표시 패널을 포함하는 표시장치.
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