KR20130029558A - 광원 유닛, 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

광원 유닛, 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 색 균일도를 향상시킬 수 있는 광원 유닛이 개시된다.
개시된 본 발명의 광원 유닛은 홈부를 가지는 패키지 본체와, 홈부로부터 노출되고 대칭되는 경사면을 가지는 제1 리드 프레임과, 제1 리드 프레임으로부터 측면으로 이격된 제2 및 제3 리드 프레임 및 제1 리드 프레임의 서로 대칭되는 경사면에 각각 실장된 제1 및 제2 발광 칩을 포함하고, 제1 및 제2 발광 칩은 순수한 백색 광의 타겟 영역으로부터 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 백색 광을 발광한다.

Description

광원 유닛, 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치{LIGHT SOURCE UNIT, BACKLGIHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE THE SAME}
본 발명은 광원 유닛에 관한 것으로, 색 균일도를 향상시킬 수 있는 광원 유닛, 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 경량화, 박형화, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 사용자의 요구에 부응하여 대면적화, 박형화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있다.
일반적인 액정표시장치는 박막 트랜지스터를 포함하여 게이트 라인, 데이터 라인, 화소전극 등의 패턴이 형성되는 하부기판과, 블랙 매트릭스 및 컬러필터 등의 패턴이 형성되는 상부기판이 액정층을 사이에 두고 합착된 액정표시패널을 포함한다.
상기 액정표시장치는 CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로, 액정표시패널의 배면에는 화상을 시각적으로 표현하기 위해 광을 제공하는 별도의 광원을 포함한 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 구비된다.
상기 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 에지방식과 직하방식으로 구분된다.
에지방식의 백라이트 유닛은 측면에 배치된 광원으로부터의 광을 도광판을 이용하여 면광으로 변환하여 액정표시패널에 제공하는 구조를 가진다.
직하방식의 백라이트 유닛은 액정표시패널의 하부애 복수의 광원이 배치되어 상기 액정표시패널의 직하에서 광을 제공하는 구조를 가진다.
일반적인 에지방식의 백라이트 유닛은 광원으로 램프 또는 발광 다이오드가 사용된다.
최근들어 광원은 저소비 전력 및 박형화에 유리한 발광 다이오드가 주로 사용되고 있다.
일반적인 백라이트 유닛은 백색 광을 발광하는 타겟 색도 랭크의 발광 다이오드가 사용된다.
상기 색도 랭크는 백색 색좌표에 있어서, 순수 백색을 발광하는 타겟 영역을 기준으로 서로 대칭되는 황색을 띤(Y: Yellowish) 백색 광을 발광하는 발광 다이오드와 푸른색을 띤(B: Bluish) 백색 광을 발광하는 발광 다이오드의 조합으로 이루어질 수 있다.
즉, 일반적인 발광 다이오드는 제조 특성상 순수 백색 광을 발광하는 발광 다이오드만을 사용하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 순수 백색 광을 발광하는 발광 다이오드는 높은 비용을 가진다.
일반적인 백라이트 유닛은 황색을 띤 백색 광을 발광하는 발광 다이오드와 푸른색을 띤 백색 광을 발광하는 발광 다이오드를 조합함으로써, 순수 백색 광을 구현하여 저 비용으로 제조할 수 있는 장점을 가진다.
그러나, 일반적인 백라이트 유닛은 황색을 띤 백색 광을 발광하는 발광 다이오드와 푸른색을 띤 백색 광을 발광하는 발광 다이오드로부터의 황색 또는 푸른색을 띤 백색 광에 의해 발광 다이오드가 배치된 영역과 인접한 영역에서 순수 백색의 균일도가 어려운 문제가 있었다. 즉, 에지방식의 백라이트 유닛은 발광 다이오드가 배치된 측면에서 황색 및 푸른색이 육안으로 보이는 문제가 있고, 직하방식의 백라이트 유닛은 발광 다이오드가 배치된 영역과 배치되지 않은 영역 간에 황색, 푸른색 및 백색이 교번되는 형태로 육안으로 보이는 문제가 있었다.
본 발명은 색 균일도를 향상시킬 수 있는 광원 유닛, 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치에 그 목적이 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광원 유닛은,
홈부를 가지는 패키지 본체; 상기 홈부로부터 노출되고, 대칭되는 경사면을 가지는 제1 리드 프레임; 상기 제1 리드 프레임으로부터 측면으로 이격된 제2 및 제3 리드 프레임; 및 상기 제1 리드 프레임의 서로 대칭되는 경사면에 각각 실장된 제1 및 제2 발광 칩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광 칩은 순수한 백색 광의 타겟 영역으로부터 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 백색 광을 발광한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
홈부를 가지는 패키지 본체와, 상기 홈부로부터 노출되고, 대칭되는 경사면을 가지는 제1 리드 프레임과, 상기 제1 리드 프레임으로부터 측면으로 이격된 제2 및 제3 리드 프레임 및 상기 제1 리드 프레임의 서로 대칭되는 경사면에 각각 실장된 제1 및 제2 발광 칩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광 칩은 순수한 백색 광의 타겟 영역으로부터 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 백색 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드; 및 상기 발광 다이오드와 나란하게 배치된 도광판을 포함한다.
본 발명의 제3 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
홈부를 가지는 패키지 본체와, 상기 홈부로부터 노출되고, 대칭되는 경사면을 가지는 제1 리드 프레임과, 상기 제1 리드 프레임으로부터 측면으로 이격된 제2 및 제3 리드 프레임 및 상기 제1 리드 프레임의 서로 대칭되는 경사면에 각각 실장된 제1 및 제2 발광 칩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광 칩은 순수한 백색 광의 타겟 영역으로부터 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 백색 광을 발광하는 다수의 발광 다이오드; 및 상기 다수의 발광 다이오드 상에 배치된 광학 시트들을 포함한다.
본 발명의 제4 다른 실시예에 따른 액정표시장치는
홈부를 가지는 패키지 본체와, 상기 홈부로부터 노출되고, 대칭되는 경사면을 가지는 제1 리드 프레임과, 상기 제1 리드 프레임으로부터 측면으로 이격된 제2 및 제3 리드 프레임 및 상기 제1 리드 프레임의 서로 대칭되는 경사면에 각각 실장된 제1 및 제2 발광 칩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광 칩은 순수한 백색 광의 타겟 영역으로부터 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 백색 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드; 및 상기 복수의 발광 다이오드로부터 제공된 백색 광을 이용하여 영상을 디스플레이하는 액정표시패널을 포함한다.
본 발명의 발광 다이오드는 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 제1 및 제2 발광 칩을 포함하여 단위 발광 다이오드로부터 순수한 백색 광이 출사됨으로써, 색 균일도를 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 광원 유닛은 타겟 영역으로부터 황색을 띤 랭크 영역과 푸른색을 띤 랭크 영역으로 멀리 떨어진 색좌표를 가지는 제1 및 제2 발광 칩을 조합할 수 있는 구조로써, 전체 휘도가 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 광원 유닛은 제1 리드 프레임의 서로 대칭되는 경사면에 각각 제1 및 제2 발광 칩이 구비되어 상기 제1 리드 프레임의 구조적인 특징으로 발광 다이오드로부터 출사되는 광의 집광 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 발광 다이오드를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 백색 발광 다이오드에 대한 색좌표를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 및 제2 발광 칩의 타겟 색도의 랭크를 나타낸 도면이다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예는 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술 사상을 기초로 다른 실시예들은 얼마든지 추가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 발광 다이오드를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 백색 발광 다이오드에 대한 색좌표를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 및 제2 발광 칩의 타겟 색도의 랭크를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치(100)는 영상이 디스플레이되는 액정표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부 가장자리를 지지하는 패널 가이드(115)를 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 액정표시패널(110)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정 층을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판을 상세히 설명하면, 상기 박막 트랜지스터 기판은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT : thin flim transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소전극과 일대일 대응되어 연결된다. 상기 컬러필터 기판은 각 픽셀에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스를 포함한다.
상기 액정표시패널(110)의 가장자리에는 게이트 라인 및 데이터 라인으로 구동신호를 공급하는 구동 PCB(미도시)가 구비될 수 있다.
상기 구동 PCB(미도시)는 COF(Chip on film) 또는 TCP(Tape Carrier Package)에 의해 액정표시패널(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
액정표시패널(110)의 하부에 배치된 백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 바텀커버(180)와, 상기 바텀커버(180) 상에 구비된 반사시트(170)와, 상기 반사시트(170) 상에 구비된 도광판(140)과, 상기 도광판(140) 상부에 배치되어 도광판(140)으로부터 조사되는 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(130)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(120)은 상기 도광판(140)의 일측면에 구비된 복수의 발광 다이오드(150)와, 상기 복수의 발광 다이오드(150)가 실장되는 인쇄회로기판(160)을 더 포함한다. 상기 발광 다이오드(150)는 광원 유닛으로 정의할 수 있다.
상기 광학 시트들(130)은 확산 시트(133), 집광 시트(132) 및 보호 시트(131)를 포함한다. 여기서, 상기 광학 시트들(130)은 한 장의 확산 시트와 두 장의 집광 시트로 구성될 수도 있고, 두 장의 확산 시트와 한 장의 집광 시트로 구성될 수도 있다.
상기 발광 다이오드(150)는 광을 발광하는 제1 및 제2 발광 칩(155, 157), 발광된 광의 손실을 줄이기 위한 패키지 본채(151)와, 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)이 실장되는 제1 리드 프레임(152)과, 상기 제1 리드 프레임(152)의 양측에 구비된 제2 및 제3 리드 프레임(153, 154)을 포함한다.
상기 발광 다이오드(150)는 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)을 보호하는 투명한 보호층(159)을 더 포함한다.
상기 패키지 본체(151)는 일정크기의 홈부를 가지는 플라스틱 수지 구조물로 이루어진다.
상기 제1 리드 프레임(152)은 서로 대칭되는 경사면을 가지며, 서로 대칭되는 경사면 각각에 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)이 실장된다.
즉, 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)은 서로 대칭되는 상기 제1 리드 프레임(152)의 경사면에 구비된다.
상기 제1 리드 프레임(152)은 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)을 구동시키기 위한 제1 구동 전압이 공급된다.
상기 제2 및 제3 리드 프레임(153, 154)은 상기 제1 리드 프레임(152)으로부터 일정 간격 이격되어 분리된다.
상기 제2 및 제3 리드 프레임(153, 154)은 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)을 구동시키기 위한 제2 구동 전압이 공급된다.
즉, 상기 제1 및 제2 구동 전압은 서로 상이한 전압레벨을 가지거나, 서로 상이한 극성의 전압일 수 있다.
상기 제1 발광 칩(155)은 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 광을 발광시키는 것으로서, 금속소재로 이루어진 제1 금속 와이어(155a)를 매개로 상기 제1 리드 프레임(152)과 전기적으로 연결되고, 금속소재로 이루어진 제2 금속 와이어(155b)를 매개로 상기 제2 리드 프레임(153)과 전기적으로 연결된다.
상기 제2 발광 칩(157)은 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 광을 발광시키는 것으로서, 금속소재로 이루어진 제3 금속 와이어(157a)를 매개로 상기 제1 리드 프레임(152)과 전기적으로 연결되고, 금속소재로 이루어진 제4 금속 와이어(157b)를 매개로 상기 제3 리드 프레임(154)과 전기적으로 연결된다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157) 상에는 청색 광을 백색 광으로 변환시키는 황색 형광층(미도시)을 더 포함한다.
상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)은 서로 대칭되는 색도 랭크를 가질 수 있다.
상기 색도 랭크는 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)의 광 특성을 색좌표 또는 파장 등의 기준으로 세분화하여 분류되는 영역으로 정의할 수 있다. 즉, 상기 색도 랭크는 백색 광을 발광하는 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)의 백색 색좌표에 있어서, 순수 백색을 발광하는 타겟 영역(T)을 기준으로 서로 대칭되는 영역의 조합으로 구비될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)은 황색을 띤(Y: Yellowish) 백색 광을 발광하는 발광 다이오드와 푸른색을 띤(B: Bluish) 백색 광을 발광하는 발광 다이오드의 조합으로 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명의 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)은 제1 영역(a1)과 제2 영역(b1)의 조합으로 이루어지거나, 제3 영역(a2) 및 제4 영역(b2)의 조합으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드(150)는 상기 황색을 띤(Y) 랭크 영역과 푸른색을 띤(B) 랭크 영역의 상기 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)의 조합에 있어서, 서로 대칭되도록 배열함으로써, 단위 발광 다이오드(150)로부터 출사되는 최종 광은 순수 백색 광으로 정의할 수 있는 타겟 영역(T)의 색좌표를 가질 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드(150)는 타겟 영역(T)으로부터 황색을 띤(Y) 랭크 영역과 푸른색을 띤(B) 랭크 영역으로 각각 최대한 멀리 떨어진 색좌표를 가지는 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)의 조합으로 이루어질 수도 있다.
여기서, 타겟 영역(T)으로부터 황색을 띤(Y) 랭크 영역과 푸른색을 띤(B) 랭크 영역으로 멀리 떨어진 색좌표를 가지는 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)을 조합할수록 전체 휘도가 향상될 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드(150)는 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)을 포함하여 단위 발광 다이오드(150)로부터 순수한 백색 광이 출사됨으로써, 색 균일도를 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
구체적으로 에지방식의 백라이트 유닛(120)은 발광 다이오드(150)가 배치된 측면을 따라 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)에 의해 순수한 백색 광을 발광함으로써, 저 비용으로도 순수한 백색을 구현할 수 있다.
또한, 직하방식의 백라이트 유닛은 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 제1 및 제2 발광 칩에 의해 발광 다이오드로부터 순수한 백색 광을 발광함으로써, 발광 다이오드가 배치된 영역과 배치되지 않은 영역 사이에서 발생하는 색 편차를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 광원 유닛은 타겟 영역(T)으로부터 황색을 띤(Y) 랭크 영역과 푸른색을 띤(B) 랭크 영역으로 멀리 떨어진 색좌표를 가지는 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)을 조합할 수 있는 구조로써, 전체 휘도가 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 광원 유닛은 제1 리드 프레임(152)의 서로 대칭되는 경사면에 각각 제1 및 제2 발광 칩(155, 157)이 구비되어 상기 제1 리드 프레임(152)의 구조적인 특징으로 발광 다이오드(150)로부터 출사되는 광의 집광 효율이 향상될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
150: 발광 다이오드 152: 제1 리드 프레임
153: 제2 리드 프레임 154: 제3 리드 프레임
155: 제1 발광 칩 157: 제2 발광 칩

Claims (12)

  1. 홈부를 가지는 패키지 본체;
    상기 홈부로부터 노출되고, 대칭되는 경사면을 가지는 제1 리드 프레임;
    상기 제1 리드 프레임으로부터 측면으로 이격된 제2 및 제3 리드 프레임; 및
    상기 제1 리드 프레임의 서로 대칭되는 경사면에 각각 실장된 제1 및 제2 발광 칩을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 발광 칩은 순수한 백색 광의 타겟 영역으로부터 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 백색 광을 발광하는 광원 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광 칩은 황색을 띤(Yellowish) 백색 광을 발광하고, 상기 제2 발광 칩은 푸른색을 띤(Bluish) 백색 광을 발광하는 광원 유닛.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 발광 칩은 청색 광을 백색 광으로 변환하는 형광층을 포함하는 광원 유닛.
  4. 홈부를 가지는 패키지 본체와, 상기 홈부로부터 노출되고, 대칭되는 경사면을 가지는 제1 리드 프레임과, 상기 제1 리드 프레임으로부터 측면으로 이격된 제2 및 제3 리드 프레임 및 상기 제1 리드 프레임의 서로 대칭되는 경사면에 각각 실장된 제1 및 제2 발광 칩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광 칩은 순수한 백색 광의 타겟 영역으로부터 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 백색 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드; 및
    상기 발광 다이오드와 나란하게 배치된 도광판을 포함하는 백라이트 유닛.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 발광 칩은 황색을 띤(Yellowish) 백색 광을 발광하고, 상기 제2 발광 칩은 푸른색을 띤(Bluish) 백색 광을 발광하는 백라이트 유닛.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 발광 칩은 청색 광을 백색 광으로 변환하는 형광층을 포함하는 백라이트 유닛.
  7. 홈부를 가지는 패키지 본체와, 상기 홈부로부터 노출되고, 대칭되는 경사면을 가지는 제1 리드 프레임과, 상기 제1 리드 프레임으로부터 측면으로 이격된 제2 및 제3 리드 프레임 및 상기 제1 리드 프레임의 서로 대칭되는 경사면에 각각 실장된 제1 및 제2 발광 칩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광 칩은 순수한 백색 광의 타겟 영역으로부터 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 백색 광을 발광하는 다수의 발광 다이오드; 및
    상기 다수의 발광 다이오드 상에 배치된 광학 시트들을 포함하는 백라이트 유닛.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 발광 칩은 황색을 띤(Yellowish) 백색 광을 발광하고, 상기 제2 발광 칩은 푸른색을 띤(Bluish) 백색 광을 발광하는 백라이트 유닛.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 발광 칩은 청색 광을 백색 광으로 변환하는 형광층을 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 홈부를 가지는 패키지 본체와, 상기 홈부로부터 노출되고, 대칭되는 경사면을 가지는 제1 리드 프레임과, 상기 제1 리드 프레임으로부터 측면으로 이격된 제2 및 제3 리드 프레임 및 상기 제1 리드 프레임의 서로 대칭되는 경사면에 각각 실장된 제1 및 제2 발광 칩을 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광 칩은 순수한 백색 광의 타겟 영역으로부터 서로 대칭되는 색도 랭크를 가지는 백색 광을 발광하는 복수의 발광 다이오드; 및
    상기 복수의 발광 다이오드로부터 제공된 백색 광을 이용하여 영상을 디스플레이하는 액정표시패널을 포함하는 액정표시장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 발광 칩은 황색을 띤(Yellowish) 백색 광을 발광하고, 상기 제2 발광 칩은 푸른색을 띤(Bluish) 백색 광을 발광하는 액정표시장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 발광 칩은 청색 광을 백색 광으로 변환하는 형광층을 포함하는 액정표시장치.
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