KR20140005462A - 백라이트 유닛 - Google Patents

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KR20140005462A
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김승진
한규성
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 백라이트 유닛을 제공한다. 상기 백라이트 유닛은 광을 발광하는 복수개의 광원; 및 상기 광원의 전방에 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되며, 복수개의 슬릿을 포함하는 슬릿 바를 포함한다. 본 발명에 따라 백라이트 유닛의 슬릿 바는 백라이트 유닛에서 방출되는 광의 광도를 균일하게 하는 효과가 있다.

Description

백라이트 유닛{Backlight unit}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것이다.
전자기기 산업이 발전함에 따라 각종 표시장치들이 개발되고 있으며 이를 이용한 영상기기, 컴퓨터, 이동통신 단말기 등이 개발되고 있는 추세이다. 이러한 추세를 반영하여 등장한 액정표시장치(LCD)는 현재 모니터와 이동통신 단말기 등의 표시장치로서 각광받고 있다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는 액정의 전기·광학적 성질을 표시장치에 응용한 것으로 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전기소자이다. 동작전압이 낮아서 소비전력이 적고 휴대용으로 편리해 널리 사용하는 평판 디스플레이이다.
LCD는 스스로 빛을 내는 자기발광성이 없어 항상 모든 LCD에는 백라이트(Backlight)가 필요하다. 백라이트는 LCD의 광원역할을 하는데 액정모듈의 후면에서 빛을 조사시키기 위하여 광원자체를 포함하여 광원의 구동을 위한 전원 회로 및 균일한 평면광을 이루도록 해주는 일체의 부속물을 이루는 복합체를 백라이트 유닛(Backlight Unit: BLU)이라고 한다. 상기 LCD를 조명하기 위한 광원으로 근래에는 발광다이오드(LED)를 이용한 백라이트 유닛이 제안되었다. LED는 반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상을 이용하여 빛을 발생시키는 발광소자이다. 상기와 같은 LED는 종래의 광원에 비해 소형이고, 수명이 길며, 전기 에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 에너지 효율이 높음과 동시에 낮은 동작전압을 갖는다는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 액정표시장치는 통상 상부 섀시(10), 액정패널(20), 하부 섀시(30), 다수의 광학시트(70), 도광판(60), 광원부(40)를 포함한다. 여기에서, 다수의 광학시트(70), 도광판(60) 및 광원부(40)는 백라이트 유닛을 구성한다.
광원부(40)는 액정패널(20)에 시인성을 부여하기 위한 발광수단이다. 광원부(40)로부터의 발산된 광은 도광판(60)을 통해 액정패널(20)에 제공된다. 다수의 광학시트(70)는 광원부(40)로부터 방출되는 광의 효율을 증가시키기 위한 시트들이다.
광원부(40)는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)(50)상에 LED와 같은 복수개의 광원소자(42)가 탑재되어 형성된다. 예컨대, 광원부(40)는 인쇄회로기판(50) 상에 복수개의 광원소자(42)가 일정 간격으로 일렬로 실장됨으로써 형성된다. 이러한 광원소자의 광도 곡선은 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2는 일반적인 광원소자의 광도 곡선을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광원소자 예컨대, 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 패키지로부터 광은 LED 패키지의 정면을 향해 즉, 빛의 대부분이 90도의 방향(도 2(b)에서는 0도)으로 방출되기 때문에, 측면 방향으로는 광이 거의 진행하지 않았다. 따라서, 광원부(40)로부터 나오는 광은 광원소자(42)의 측면에 대해 광의 광도가 약하다. 광원부(40)는 광원소자(42)가 일정 간격으로 인쇄회로기판(50)에 일렬로 실장되므로, 따라서, 광원부(40)는 균일한 광도를 나타내지 않으며, 그에 따라, 종래 백라이트 유닛은 핫 스팟(hot spot)이 발생하고, 균일도(uniformity)가 낮은 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 균일한 광도를 나타내는 백라이트 유닛을 제공한다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유닛은 광을 발광하는 복수개의 광원; 및 상기 복수개의 광원의 전방에 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되며, 복수개의 슬릿을 포함하는 슬릿 바를 포함한다.
상기 복수개의 슬릿은 상기 슬릿 바 상에서 상기 각 광원의 중심에 대응한 영역에서는 성기게(non-densely) 위치하고, 상기 광소자로부터 멀어질수록 조밀하게(densely) 위치한다.
상기 슬릿 바는 폴리카보네이트(PC) 재료로 이루어질 수 있다.
상기 슬릿의 크기는 상기 각 광원으로부터의 거리에 따라 결정될 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 상기 광원들이 실장되는 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 L자형 구조를 가질 수 있다.
상기 슬릿 바는 상기 인쇄회로기판과 일체형 구조를 가질 수 있다.
상기 슬릿 바는 상기 인쇄회로기판과 조립형 구조를 가질 수 있다.
상기 슬릿 바는 상기 백라이트 유닛의 하부 플레이트와 일체형 구조를 가질 수 있다.
종래 액정표시장치의 베젤이 감소하는 추세에서 광원으로부터 충분한 광학적 길이(optical length)를 확보하지 못할 경우 핫 스팟이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛의 슬릿 바에 의해 백라이트 유닛 광도가 균일하게 되는 효과가 있다. 또한, 슬릿 바의 제조 비용이 낮기 때문에, 백라이트 유닛 또는 인쇄회로기판의 제조비용을 거의 증가시키지 않는다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 단면도이다.
도 2는 일반적인 광원소자의 출력 광의 광도 특성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 백라이트 유닛의 슬릿 바의 부분 확대도이다.
도 5는 도 4의 슬릿 바에 의한 광량의 제어를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 조명 부재에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 백라이트 유닛을 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 백라이트 유닛의 슬릿 제공부의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 영상이 디스플레이되는 액정 표시패널(110)과, 상기 액정표시패널(110)의 하부에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
액정표시패널(110)의 하부에 배치된 백라이트 유닛(120)은 상면이 개구된 사각 박스 형상의 바텀커버(180)와, 상기 바텀커버(170)의 일측 내부면에 구비된 인쇄회로기판(151)과, 상기 인쇄회로기판(151) 상에 실장된 복수의 광원 즉, 광소자(153)를 포함한다. 또한, 백라이트 유닛(120)은 상기 인쇄회로기판(151)과 유사한 형상을 가지며 인쇄회로기판(151) 상에 실장된 복수개의 광소자(153)의 전방에 배치되는 슬릿 바(170)을 포함한다.
인쇄회로기판(151) 상에 실장된 복수개의 광소자(153)는 액정표시패널(110)의 측면에서 광을 액정표시패널(110)의 중심을 향해 광을 방출한다. 이를 위해, 백라이트 유닛(120)은 액정표시패널(110) 하부로 진행하는 광을 액정표시패널(110) 방향으로 반사시키는 반사 시트(160)와, 상기 반사 시트(160) 상부에 배치되어 복수개의 광소자(153)으로부터 조사되는 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트(130)를 더 포함할 수 있다.
광학 시트(130)는 광을 확산시키는 확산 시트또는 확산된 광을 집광시키는 집광 시트를 포함할 수 있다. 광소자(153)는 SMT(surface mounted type) 또는 COB(chip on board)로 이루어질 수 있다.
광소자들(153)은 인쇄회로기판(151)의 길이 방향을 따라 미리 결정된 간격만큼 이격되어 실장되어 있다. 광소자(153)는 액정표시패널(110)의 일측에 배치된 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 액정표시패널(110)의 적어도 2개 이상의 측면에 배치될 수도 있다.
인쇄회로기판(151)는 또한, 광소자(153)로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열하기 위해 L자형 구조를 가질 수 있다. 이 경우, L자 형 인쇄회로기판은 평면의 인쇄회로기판을 굽힘 가공에 의해 절곡하여 형성될 수 있다. 그에 따라, L자형 인쇄회로기판은 넓은 면적을 가지면서도 그 실장 영역을 줄일 수 있다. 이러한 L자형 인쇄회로기판은 광소자(153)로부터 발생되는 열을 넓은 영역을 통해 발산하여 방열 효율을 증가시킨다.
슬릿 바(170)는 인쇄회로기판(151)과 유사한 형상을 갖는 플레이트에 복수개의 슬릿(172)을 형성함으로써 생성된다. 여기에서, 플레이트는 반사율이 좋은 폴리카보네이트(PC) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 슬릿 바(170)는 광소자(153)으로부터 미리 결정된 간격을 갖도록 즉, 미리 결정된 간격만큼 이격되어 광소자(153)의 전방에 배치된다. 즉, 슬릿 바(170)는 광소자(153)로부터 미리 결정된 간격만큼 이격되어 있다.
슬릿 바(170)의 부분 확대도는 도 4에 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 슬릿 바(170) 상에서, 복수개의 슬릿(172)은 각 광소자(153)의 중심에 대응한 영역에서는 성기게(non-densely) 위치하고, 광소자(153)로부터 멀어질수록 조밀하게(densely) 위치한다. 다시 말해, 광소자(153)의 중심으로부터 거리가 멀어질 수록 슬릿들(172)간 거리는 좁아진다. 또한, 슬릿들(172)은 광소자(153)의 중심을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다. 여기에서, 슬릿(172)의 크기는 각 광소자(153)으로부터의 거리에 따라 다르게 결정될 수 있다. 예컨대, 백라이트 유닛으로부터 방출되는 광의 광도가 광원, 즉, 광소자의 위치에 관계없이 균일하도록 슬릿(172)의 크기가 결정될 수 있다.
슬릿 바(170)는 광소자(13)을 실장하는 인쇄회로기판(151)과 일체형 구조를 가질 수도 있고, 반사 시트(160) 또는 하부 플레이트(도시 생략)과 조립되는 구조를 가질 수 있다. 슬릿 바(170)는 당업자에 의해 도출 가능한 어떠한 형태로든 인접한 구성요소들과 일체형으로 형성되거나 조립되는 구조를 가질 수 있다.
이러한 슬릿 바(170)에 의한 광량의 제어를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 슬릿 바(170)에서, 복수개의 슬릿(172)은 광소자(153)의 중심에 대응한 영역에서는 성기게(non-densely) 형성되고, 광소자(153)로부터 멀어질수록 조밀하게(densely) 형성된다. 슬릿 바(170)는 광소자(153)의 전방에 미리 결정된 간격만큼 이격되어 위치된다. 그에 따라, 광소자(153)으로부터 발광되는 광은 광소자(153)의 전방에 배치된 슬릿 바(170)의 슬릿(172)를 통과하여 진행한다. 이 때, 슬릿(172)를 통과하는 광은 빛의 회절 및 간섭을 통해 광원 즉, 광소자(153)로부터 거리 d의 직선 상 광도(intensity)는 균일하게 된다.
이에 따라, 액정표시장치의 베젤이 감소하는 추세에서 광원으로부터 충분한 광학적 길이(optical length)를 확보하지 못할 경우 핫 스팟이 발생하는 문제점이 있다. 본 발명에 따라 백라이트 유닛의 슬릿 바는 광도를 균일하게 하므로, 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 슬릿 바(172)의 제조 비용이 낮기 때문에, 백라이트 유닛 또는 인쇄회로기판의 제조비용을 거의 증가시키지 않는다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
120: 백라이트 유닛 120: 광학 시트
151: 인쇄회로기판 153: 광소자
160: 반사판 170: 슬릿 바

Claims (9)

  1. 광을 발광하는 복수개의 광원; 및
    상기 복수개의 광원의 전방에 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되며, 복수개의 슬릿을 포함하는 슬릿 바를 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 슬릿은 상기 슬릿 바 상에서 상기 각 광원의 중심에 대응한 영역에서는 성기게(non-densely) 위치하고, 상기 광소자로부터 멀어질수록 조밀하게(densely) 위치하는 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿 바는 폴리카보네이트(PC) 재료로 이루어진 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿의 크기는 상기 각 광원으로부터의 거리에 따라 결정되는 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원들이 실장되는 인쇄회로기판을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 L자형 구조를 갖는 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿 바는 상기 인쇄회로기판과 일체형 구조를 가지는 백라이트 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿 바는 상기 인쇄회로기판과 조립형 구조를 가지는 백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿 바는 상기 백라이트 유닛의 하부 플레이트와 일체형 구조를 가지는 백라이트 유닛.
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