KR20170062600A - 광원 장치 및 그를 포함하는 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛용 광원장치 및 그를 포함하는 표시장치에 관한 것으로서, 광원칩을 수용하는 광원칩 수용홈이 형성된 절곡형 광원 PCB와 그 광원칩 수용홈의 상면에 직접 표면실장되는 광원칩으로 구성된 광원 장치를 제공함으로써, 광원 하우징과 이격 패드를 제거할 수 있고, 광원장치의 두께를 감소시키고, 광원장치를 표시장치의 수직(Vertical)변 중 하나에 배치함으로써, 열에 의한 표시장치의 성능 약화를 방지하고, 표시장치의 스캐닝 성능을 향상시키며, 광원칩의 개수를 감소시킬 수 있다

Description

광원 장치 및 그를 포함하는 표시장치 {Light-Emitting Package and Display Device having the same}

본 발명은 백라이트 유닛용 광원 장치와 그를 포함하는 표시장치, 더 구체적으로는 표면실장형 광원칩을 광원칩 수용홈 내부에 실장할 수 있는 광원 PCB(Printed Circuit Board)를 포함하는 광원 장치와 그를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기전계발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device)와 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.

이러한 표시장치 중 액정 표시장치(LCD)는 화소영역 각각을 온(on)/오프(off) 제어하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정물질층을 포함하는 표시패널과, 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 구동부와, 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU) 등을 포함하여 구성되며, 화소 영역에 구비된 화소(Pixel; PXL) 전극 및 공통 전압(Vcom) 전극 사이에 인가되는 전계에 따라 액정층의 배열 상태가 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.

이러한 액정 표시장치의 경우에는 표시패널로 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛이 포함되며, 백라이트 유닛은 광원의 배치 및 광의 전달 형태에 따라서 엣지형(Edge-Type) 또는 직하형(Direct-Type) 등으로 구분될 수 있다.

그 중 엣지형 백라이트 유닛은 LED 등의 광원과 광원을 고정하기 위한 홀더 또는 하우징과 광원 구동 회로 등을 포함하는 광원 모듈 또는 광원 장치가 표시장치의 일측에 배치되며, 광을 패널 영역 전체로 확산시키기 위한 도광판(Light Guide Plate; LGP)과, 빛을 표시패널 방향으로 반사하기 위한 반사판과, 도광판 상부에 배치되어 휘도 향상, 광의 확산 및 보호 등의 용도로 배치되는 1 이상의 광학시트 등을 포함할 수 있다.

이러한 엣지형 백라이트 유닛에 사용되는 광원 장치는 LED 등의 광원칩을 포함하는 단위 광원으로서의 광원 패키지와, 다수의 광원 패키지를 길게 실장하고 그 구동을 위한 회로 소자 등을 포함하는 광원 PCB 등을 포함할 수 있다.

통상, 이러한 광원 장치는 표시장치의 하부 수평(Horizontal) 영역에 배치되며, 광원 장치를 지지하기 위한 광원 하우징(Light Housing) 등이 필요하다.

또한, 광원 패키지가 일정한 두께를 가지며, 광원패키지를 도광판의 팽창으로부터 보호하기 위하여 광원 PCB 상에는 일정 두께의 이격 패드(T-Pad 또는 U-Pad)가 사용되어야 한다.

한편, 최근 표시장치의 내로우 베젤(Narrow Bezel)의 요구가 증가되고 있는데, 일반적인 구조의 표시장치의 경우에는 수평 베젤영역에는 광원하우징, 광원 PCB, 광원 패키지 및 이격패드 등이 배치되므로 수평 베젤 영역이 증가하여 내로우 베젤 구현에 장애가 되고 있다.

또한, 일반적으로 표시패널에 데이터 신호를 인가하는 데이터 구동부(D-IC) 역시 표시장치의 하부 수평영역에 배치되는데, 전술한 광원장치와 D-IC로부터 방출될 열이 대류에 따라 상부로 집중 전파하므로, 하부 수평영역에 인접한 도광판이나 광학시트 등이 열에 변형되는 문제가 발생될 수 있다.

이에 따라, 내로우 베젤을 구현할 수 있으면서도 열에 의한 손상을 방지할 수 있는 광원 장치 또는 백라이트 유닛의 개발이 필요한 실정이다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은 표시장치의 내로우 베젤을 구현하고 표시장치 구동중에 발생되는 열에 의한 문제를 극복할 수 있는 광원장치와 그를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광원 PCB에 직접 표면실장되는 광원칩과, 1 이상의 광원칩을 수용하는 광원칩 수용홈이 형성된 절곡형 광원 PCB로 구성되어, 작은 두께를 가짐으로써, 표시장치의 내로우 베젤에 기여할 수 있는 광원장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광원 PCB에 직접 표면실장되는 광원칩과, 1 이상의 광원칩을 수용하는 광원칩 수용홈이 형성된 절곡형 광원 PCB로 구성된 광원장치를 표시장치의 수직(Vertical)변 중 하나에 배치함으로써, 열에 의한 표시장치의 성능 약화를 방지하고, 표시장치의 스캐닝 성능을 향상시키며, 광원칩의 개수를 감소시킬 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, 표시패널과; 상기 표시패널에 평행하게 연장되는 수평면 및 상기 수평면에 수직이면서 광원칩을 수용하기 위한 다수의 광원칩 수용홈이 배치된 수직면을 포함하는 절곡형 광원 PCB와, 상기 광원칩 수용홈의 상면에 접촉되어 실장되는 1 이상의 광원칩을 포함하는 광원장치와; 상기 광원장치의 출광방향으로 상기 광원 PCB와 일정 거리 이격되어 배치되는 도광판; 및 상기 광원장치, 도광판 및 표시패널 중 1 이상을 지지하기 위한 지지부;를 포함하는 표시장치를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예는 표시패널과 평행하게 연장되는 수평면과, 상기 수평면에 수직이면서 광원칩을 수용하기 위한 다수의 광원칩 수용홈이 배치된 수직면을 포함하는 절곡형 광원 PCB와; 상기 광원칩 수용홈의 상면에 접촉되어 실장되는 1 이상의 광원칩;을 포함하는 광원장치를 제공한다.

아래 설명할 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 광원칩을 수용하는 광원칩 수용홈이 형성된 절곡형 광원 PCB와 그 광원칩 수용홈의 상면에 직접 표면실장되는 광원칩으로 구성된 광원 장치를 제공함으로써, 광원 하우징과 이격 패드를 제거할 수 있고, 광원장치의 두께를 감소시켜 결과적으로 표시장치의 내로우 베젤에 기여할 수 있는 효과가 있다.

또한, 그러한 광원장치를 표시장치의 수직(Vertical)변 중 하나에 배치함으로써, 열에 의한 표시장치의 성능 약화를 방지하고, 표시장치의 스캐닝 성능을 향상시키며, 광원칩의 개수를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 표시장치의 평면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 의한 표시장치의 입광부측 단면도와, 도 1에 의한 표시장치에 사용되는 광원 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2와 같은 광원장치에 사용될 수 있는 광원 패키지의 일 예를 도시한다.
도 4는 도 2와 같은 표시장치에 사용되는 백라이트 유닛의 두께와, 도 2와 같은 표시장치에서의 열전달 상태를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 표시장치의 평면도와 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 광원장치의 사시도 및 종방향 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 광원장치에 사용되는 등가회로와, 그와 관련된 광원칩의 배치 상태를 도시한다.
도8은 본 발명의 실시예에 의한 광원장치에 사용될 수 있는 광원칩의 세부 구조와, 방열부재를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 표시장치의 반입광부측 단면도와, 반입광부에 사용되는 도광판 지지부재를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시에에 의한 표시장치가 가지는 효과를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 엣지형(Edge-type) 백라이트 유닛을 포함하는 표시장치의 평면도이다.

도 1과 같이, 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 표시장치는 다수의 게이트 라인(GL)과, 다수의 데이터 라인(DL)이 배치되고, 그 라인들의 교차영역으로 정의되는 픽셀(P)을 포함하는 액정 표시패널(10)과, 표시패널의 일측 외부 또는 내부에 배치되어 게이트 라인으로 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부(20)와, 표시장치의 하부 수평영역의 외측에 배치되어 게이트 구동부를 구동함과 동시에 데이터 라인으로 영상 신호(데이터 신호)를 인가하는 데이터 구동부(Data Driver; 30; 이하 'D-IC'라 함)를 포함하여 구성된다.

또한, 이러한 액정 표시장치에서는 표시패널로 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛이 포함되며, 백라이트 유닛은 광원의 배치 및 광의 전달 형태에 따라서 엣지형(Edge-Type) 또는 직하형(Direct-Type) 등으로 구분될 수 있다.

그 중에서 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 것은 엣지형 백라이트 유닛이며, 이러한 엣지형 백라이트 유닛은 광원패키지와 같은 광원부와, 그 광원부를 지지하고 광원 회로소자 등이 포함된 광원 PCB로 이루어지는 광원 장치를 포함한다.

엣지형 백라이트 유닛에서는 광원장치(40)가 표시장치의 4개 변 중에서 하나 이상의 변에 배치되며, 표시패널 후면에 전체적으로 배치되는 도광판 등에 의하여 광원장치로부터의 광을 표시장치 전체로 제공한다.

도 1에서와 같이, 광원장치(40)는 일반적으로 표시장치의 하부 수평(Horizontal)변에 배치되는 것이 일반적이며, 광원장치가 배치된 변을 입광부, 그에 대향하는 변을 반입광부로 표시할 수 있다.

도 2는 도 1의 I-I'을 따라 절단한 의한 표시장치의 입광부측 단면도와, 도 1에 의한 표시장치에 사용되는 광원 장치의 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 표시장치의 입광부측에는, LED 패키지 등과 같은 광원부(128)와 광원부를 지지하는 긴 바(Bar) 형태의 광원 PCB(127)를 포함하는 광원장치가 배치된다.

또한, 광원장치를 지지하기 위하여 L자 또는 'ㄷ'자 형태의 광원 하우징(Light Housing; 129)과, 광원장치로부터의 광을 표시패널 영역 전체로 확산시키기 위한 도광판(123; Light Guide Plate; LGP)과, 빛을 표시패널 방향으로 반사하기 위한 반사판(122)과, 도광판 상부에 배치되어 휘도 향상, 광의 확산 및 보호 등의 용도로 배치되는 1 이상의 광학시트(124) 등이 배치될 수 있다.

이 때, 광원부(128)과 광원 PCB(127)를 광원장치로 표현할 수 있으며, 광원장치와, 광원하우징(129), 도광판(123), 반사판(122) 및 광학시트(124) 등을 포함한 어셈블리가 백라이트 유닛으로 표현될 수 있다.

또한, 백라이트 유닛 및 표시패널을 지지하기 위한 구조로서, 백라이트 유닛을 지지하고 표시장치의 후면 전체에 걸쳐 연장되는 금속 또는 플라스틱 재질의 커버 버텀(Cover Bottom; 110)과, 커버버텀(110) 측면을 둘러싸고 상부에서는 표시패널(140)을 지지하기 위한 가이드 패널(Guide Panel; 130)과, 가이드 패널의 측면을 둘러싸되 표시패널의 전면부 일부까지 연장되어 배치되는 케이스탑(Case Top; 150) 등을 추가로 포함할 수 있다.

도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 광원장치는 긴 바 형태의 광원 PCB(127)에 패키지 형태의 광원부(128)가 일정 간격으로 다수 배치되어 구성된다.

한편, 광원장치의 광원부(128)들 사이에는 열에 의한 도광판의 팽창으로부터 광원부를 보호하기 위하여 이격 패드(125)가 사용된다.

도 2의 (a)와 같은 백라이트 유닛이 동작하게 되면, 광원부(128)로부터 열이 방출되어 도광판(123)으로 전달된다.

일반적으로 도광판(123)은 플라스틱 재질로 형성되기 때문에 열에 노출되는 경우 열팽창을 하게 되어, 결과적으로 도광판의 입광부측 단면이 광원부쪽으로 접근하게 된다.

따라서, 광원장치와 도광판 사이의 일정한 광학갭을 유지함과 동시에, 도광판의 열팽창에 의하여 광원부(128)가 손상되는 것을 방지하기 위하여, 광원 PCB(127) 상의 광원부(128) 사이사이에는 일정한 두께(Tt)를 가지는 이격 패드(125)가 사용된다.

이러한 이격패드(125)는 광원부의 두께(Tp)보다 큰 두께를 가지는 T자 형상 또는 U 자 형상의 돌출구조물로서, T-패드 또는 U-패드로 불리기도 한다.

이러한 엣지형 백라이트 유닛에서는 광원장치의 광원부(128)로부터의 광이 도광판(123)의 입광부측 단면인 인입부로 입사된 후, 도광판에서 전반사되면서 표시장치의 전면으로 퍼지면서 표시패널 방향으로 출광하게 된다.

도 3은 도 2와 같은 광원장치에 사용될 수 있는 광원 패키지의 일 예를 도시한다.

한편, 도 2와 같은 광원장치에 포함되는 광원부(128)는 표면 실장 기술에 의하여 광원 PCB에 직접 실장되는 칩일 수도 있으나, 도 3과 같이 광원칩과 몰드구조물 및 리드프레임(Lead Frame) 등을 포함하는 하나의 패키지 형태인 것이 더 일반적이다.

즉, 백라이트 유닛에 사용되는 광원부는 LED와 같은 광원칩과 그 주변 구조물 등을 포함하는 하나의 패키지를 포함할 수 있으며, 이러한 패키지를 광원 패키지 또는 LED 패키지로 표현할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 광원 패키지는 LED칩인 광원칩(224)과, 금속 재질로 구성되며 광원칩의 칩전극과 전기적으로 연결되는 리드 프레임(226)과, 리드프레임 상에 사출 성형되며 광원칩을 둘러싸도록 형성되는 몰드구조물(222) 등을 포함하여 구성된다.

몰드 구조물(222)은 일반적으로 불투명한 재질의 수지로 광원칩의 저면과 측면을 둘러싸도록 사출 성형되며, 몰드 구조물(222) 내부에는 청색광을 적색, 황색 또는 녹색광으로 변환하는 광변환 물질인 형광체층(225)이 포함될 수 있다.

리드프레임(226)의 양측에 형성된 금속 패드는 광원칩(224)의 양 전극과 본딩 와이어(223) 등에 의하여 전기적으로 연결되어 있으며, 리드프레임의 금속 패드가 광원 PCB(210)에 형성된 PCB 전극에 솔더링(Soldering)됨으로써, 광원 PCB에 연결된다.

또한, 도 3과 같은 광원 패키지에서는 광원칩(224)이 청색 LED칩인 경우에는 청색광을 적색, 황색 또는 녹색광으로 변환하는 광변환 물질인 형광체층(225)이 형성되어 있으며, 광원칩(224)에서 발광된 청색광이 몰드구조물(222)에서 반사된 후 형광체층(225)에서 R, G, Y 등의 광으로 변환됨으로써 최종적으로 화이트(White)광이 방출된다.

물론, 광원칩(224)가 백색광을 방출하는 백색 LED 등인 경우에는 전술한 형광체층이 필요없을 것이다.

도 4는 도 2와 같은 표시장치에 사용되는 백라이트 유닛의 두께와, 도 2와 같은 표시장치에서의 열전달 상태를 도시한다.

도 2에 의한 구조의 표시장치에서는, 백라이트 유닛의 두께가 커지는 문제가 있다.

즉, 도 4의 (a)와 같이, 도광판 인입부까지의 백라이트 유닛의 총 두께는 광원하우징(129)의 두께(Th)와, 광원 PCB(127)의 두께(Tc)와, 이격패드(125)의 높이(또는 두께) Tt의 합으로 결정된다.

또한, 표시장치의 하부 수평영역에서는 전술한 백라이트 유닛의 총 두께 이외에, 도 2에 도시된 커버버텀(110), 가이드 패널(130) 및 케이스탑(150)의 두께까지 더해진다.

따라서, 표시장치의 하부 수평영역의 비표시영역의 두께가 커지므로, 내로우 베젤을 구현하는데 장애가 된다.

또한, 전술한 바와 같이, 백라이트 유닛의 동작 중에 도광판(123)이 열팽창하여 광원장치쪽으로 접근함에 따라, 이격패드(125)가 파손되거나 밀리는 현상이 발생할 수 있고, 그러한 경우 광원부(128)의 손상까지 초래할 수 있다.

또한, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 표시장치의 하부 수평영역에 D-IC(30)와 광원장치가 모두 배치되고, 양 부품에서는 동작중 열이 발생되는데, 이 때의 열은 대류현상에 의하여 자연스럽게 표시장치의 상부로 전달된다.

즉, 광원장치(40)에서 발생된 열 H1과 D-IC(30)에서 발생된 열 H2가 대류 현상에 의하여 모두 표시패널의 상부로 전달되므로, 입광부측에는 강한 열에 노출된다.

이에 따라, 입광부측에 인접해 있는 도광판이나 그에 부착된 반사판 및 광학시트 등의 시트 구조물들이 열에 의하여 휘어지는 주름현상(Sheet Wrinkle)이 발생할 수 있다.

이러한 시트의 주름은 수평방향에서 비스듬히 관찰하는 수평시야각 방향에서 용이하게 시인되기 때문에, 도 4와 같은 구조에서는 열에 의한 시트 주름이 시인되는 표시 불량을 야기할 수 있다.

또한, 표시패널의 주사방향인 게이트 신호의 입력방향은 가로(수평) 방향이고 영상신호인 데이터 신호의 입력방향을 세로(수직)방향인데, 백라이트 유닛으로부터의 광은 수평방향에서 제공됨으로써, 동영상 응답속도(Motion Picture Response Time; MDRT) 효과 구현을 위한 스캐닝 효과가 저하되는 문제도 발생한다.

또한, 통상적으로 TV, 모니터 등의 표시장치는 가로(수평) 방향의 길이가 세로(수직)방향의 길이보다 크기 때문에, 도 4와 같이 광원장치가 표시장치의 수평변에 배치되는 경우 필요한 광원부(광원패키지)의 개수가 증가한다는 문제도 있다.

이에 본 발명의 실시예에서는, 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 이격 패드와 광원하우징을 제거함으로써 광원장치의 두께를 감소시키고, 열에 의한 손상이나 스캐닝 효과 저하 등을 방지할 수 있는 새로운 구조의 광원장치 및 표시장치를 제공하고자 한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 표시장치의 평면도와 측단면도이다.

또한, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 광원장치의 사시도 및 종방향 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참고로, 본 발명의 실시예에 의한 광원장치와 그를 포함하는 표시장치의 상세 구성에 대하여 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 표시장치(1000)는 표시패널(1140)과, 표시패널의 일측에 배치되는 광원장치(500)와, 광원장치의 광원부로부터의 광을 표시장치 전체로 도광하는 도광판(630) 및 이들을 지지하는 지지부 등을 포함하여 구성된다.

본 명세서에서의 표시장치(1000)는 가로(수평) 방향으로 길고 세로(수직)방향으로 짧은 것으로 가정하며, 이 때 본 실시예에 의한 광원장치(500)는 표시장치의 4개 변 중에서 세로(수직)변 중 하나 이상에 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 표시장치에 사용되는 광원장치(500)는 L자 형태의 절곡된 광원 PCB(510)를 포함하며, 광원칩(520)은 광원 PCB에 형성된 광원칩 수용홈(516) 내부에 직접 실장되는 형태이다.

더 구체적으로, 본 실시예에 의한 광원장치(500)에 포함되는 광원 PCB(510)는 표시패널(1140)과 평행하게 연장되는 수평면(512)와, 수평면에 수직인 수직면(514)를 포함하는 절곡형 기판으로서, 수직면(514)에는 1 이상의 광원칩(520)을 수용하기 위한 다수의 광원칩 수용홈이 형성되어 있다.

광원칩(520)은 광원 PCB의 수직면(514)에 형성된 광원칩 수용홈(516)의 상면에 직접 접촉되어 실장된다.

이러한 광원칩(520)은 도 3 등에서 도시한 형태의 광원 패키지일 수도 있으나, 도 8에서 설명할 바와 같이 표면실장기술(Surface Mount Technology; SMT)에 의하여 광원칩 수용홈(516)의 상면에 배치되는 PCB 전극(미도시) 상에 직접 실장되는 칩스케일 패키지(Chip Scale Package) 타입의 LED 칩 또는 측면 발광이 가능한 플립칩(Flip Chip) 타입의 LED 칩인 것이 바람직하다.

이러한 광원칩(520)의 세부 구성에 대해서는 도 8을 참고로 아래에서 더 상세하게 설명한다.

또한, 광원칩(520)이 청색광을 방출하는 청색 광원칩인 경우에는, 백색광 구현을 위하여, 광원칩 수용홈(516)의 수용공간에는 청색광을 적색 적색(R), 황색(Y), 녹색(G)광 등으로 변환하는 형광체가 충진된 형광체층(522)이 더 형성될 수 있다.

형광체층(522)에 사용되는 형광체 재료 중 황색형광체(Y)는 530 ~ 570nm파장을 주파장으로 하는 세륨(Ce)이 도핑된 이트륨(Y) 알루미늄(Al) 가넷인 YAG:Ce(T3Al5O12:Ce)계열 형광체를 사용하거나 실리케이트(silicate)계열의 재료일 수 있다.

적색(R)의 형광체는 611nm 파장을 주파장으로 하는 산화이트륨(Y2O3)과 유로피움(EU)의 화합물로 이루어진 YOX(Y2O3:EU)계열 형광체이며, 녹색(G)의 형광체는 544nm 파장을 주파장으로 하는 인산(Po4)과 란탄(La)과 테르븀(Tb)의 화합물인 LAP(LaPo4:Ce,Tb)계열 형광체이며, 청색(B)의 형광체는 450nm 파장을 주파장으로 하는 바륨(Ba)과 마그네슘(Mg)과 산화알루미늄 계열의 물질과 유로피움(EU)의 화합물인 BAM blue(BaMgAl10O17:EU)계열 형광체가 사용될 수 있다.

또한, 질화물이나 산질화물 결정을 호스트로 하여 광학 활성인 희토류 이온을 활성화시킨 질화물(Nitride) 계열 또는 산화 질화물(Oxynitride) 계열의 형광체 재료가 사용될 수 있으며, 이러한 질화물 계열 형광체로는 α-사이알론 형광체, CaAlSiN2 형광체, β-사이알론 형광체, AlN 형광체 등이 포함될 수 있다. 또한, 색재현율과 발광효율이 우수한 Mn4+ 활성제 형광체인 불화물 화합물 KSF(K₂SiF₆) 형광체(이하, 'KSF 형광체"라 함)가 사용될 수도 있다.

물론, 광원칩(520)이 백색광을 방출하는 백색 LED인 경우에는 형광체층(522)는 제외될 수 있으며, 이 때 광원칩 수용홈(516) 내부의 공간은 비어있을 수 있다.

광원 PCB(510)은 FR4와 같은 절연재료로 구성되는 두께 T의 판상 기판 부재로서, 수평면(512)과 수직면(514)은 가지는 L자형태의 절곡 형태이다. 아래에서 설명할 바와 같이, 광원 PCB(510)의 (512)과 수직면(514)의 외측면은 각각 표시장치의 지지부를 구성하는 커버버텀(Cover Bottom; 1110)의 내면과 접촉 결합될 수 있다.

광원 PCB(510)의 재료로 사용되는 FR4는 글래스-강화 에폭시 적층(glass-reinforced epoxy laminate)된 시트, 튜브, 로드 또는 인쇄회로 기판으로서, 에폭시 레진 바인더를 포함하는 직조된 유리섬유 재료일 수 있다.

또한, 이러한 광원 PCB(510) 상에는 광원장치의 구동에 필요한 각종 회로소자들과 그들을 연결하는 회로배선이 형성되어 있다.

광원 PCB(510)의 수직면(514)의 높이 Hp는 약 1.1mm 이하인 것이 바람직하다.

한편, 광원 PCB(510)의 수직면(514)의 내면측에는 광원 PCB의 종방향으로 길게 형성되는 광원칩 수용홈(516)이 일정 거리 이격되어 형성되어 다수개 형성되어 있으며, 광원칩 수용홈(516) 사이에는 이격부(517)가 형성된다.

각 광원칩 수용홈(516) 내부에는 1 이상의 광원칩(520)이 수용되며, 광원칩(520)의 칩전극이 광원칩 수용홈(516)의 상면에 형성된 PCB 전극(미도시)에 솔더링되어 결합된다.

이 때, 1개의 광원칩 수용홈(516) 내부에는 광원 구동을 위한 등가회로상에서 1개의 스트링(String)에 포함되어 서로 직렬연결되는 다수의 광원칩(520)이 배치될 수 있다. 이에 대해서는 도 7을 참고로 아래에서 더 상세하게 설명한다.

도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 광원칩 수용홈(516)의 내면에는 은(Ag) 또는 주석(Tin) 박막인 반사층(518)이 코팅되어 있을 수 있다.

이러한 은 또는 주석으로 코팅된 반사층(518)은 광원칩(520)으로부터의 광을 반사시켜 광원 PCB(510)의 수직면(514)에 대한 수직방향으로 집광시킴으로써, 도광판(630)의 입광면으로 입사되는 광효율을 증가시키는 기능을 한다.

도 5의 (b)에서와 같이, 광원 PCB(510)의 수직면(514)과 일정 광학갭(Optical Gap)만큼 이격되어 도광판(630)이 배치된다.

도광판(630)은 플라스틱 시트로부터 다이 커팅되거나, 압출되거나, 사출 성형된 직사각형의 투명한 플라스틱(clear plastic) 시트로 형성될 수 있으며, 광원칩(520)에서 출사된 백색광이 도광판(630)의 가장자리면, 즉 입광면으로 입광된 후 도광판 내부에서 전반사되면서 표시패널의 배면을 가로질러 확산되며, 도광판의 평탄한 상면을 통해 출사되는 광이 표시패널의 백라이트로서 기능한다.

도광판(630)을 구성하는 재료로는, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate:PMMA), MS(methlystylene)수지, 폴리스티렌(polystyrene:PS), 폴리프로필렌(Polypropylene:PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate:PET) 및 폴리카보네이트(polycarbonate:PC) 중 선택된 1종 이상의 광투과성 재료일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.

한편, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 광원칩 수용홈(516)의 깊이 D는 광원칩의 높이 Hc보다 큰 것이 바람직하다.

백라이트 유닛이 동작되는 동안 전술한 도광판(630)은 광원칩(520)으로부터 열을 받아 열팽창 할 수 있으며 그로 인하여 도광판의 입광면이 광원장치쪽으로 접근하게 된다.

이 때, 광원칩 수용홈(516)의 깊이 D는 광원칩의 높이 Hc보다 크기 때문에, 도광판의 입광면은 광원칩 수용홈(516)의 사이에 형성되는 이격부(517)에 접촉하여 더 이상 진행하지 못하게 되므로, 그 내부에 수용된 광원칩(520)과 접촉할 수 없다. 따라서, 도광판의 팽창에 의하여 광원칩(520)이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 수용 광원칩 수용홈(516)의 사이에 형성되는 이격부(517)는 일정한 폭 S을 가지며, 이격부는 광이 전달되지 않는 암부를 형성하기 때문에, 이격부의 폭 S는 최대한 작은 것이 바람직하다.

한편, 도광판 하부에 배치되어, 도광판으로부터의 광을 표시패널(1140)측으로 반사시키는 반사판(640)과, 도광판 상부에 배치되어 도광판으로부터의 출사되는 광을 집광 또는 확산시키기 위한 광학시트부(650)를 더 포함할 수 있다.

반사판(640)은 도광판(630)의 배면에 위치하여, 도광판의 배면을 통과한 광을 표시패널(1140) 쪽으로 반사시킴으로써 광의 휘도를 향상시키는 기능을 한다.

도광판(630) 상부에 배치되는 광학시트부(650)는 광을 집광하여 표시패널(1140)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 하는 것으로서, 1 이상의 개별 광학시트들이 조합되어 구성될 수 있다.

이러한 광학시트부(650)는 집광 기능을 하는 집광시트 또는 프리즘 시트(Prism Sheet; PS)와, 광을 확산시키는 확산시트(Diffusing Sheet; DS)와, DBEF(dual brightness enhancement film)라 불리는 반사형 편광필름 등 각종 기능성 시트 들이 조합되어 구성될 수 있다.

이러한 광원 PCB(510)와 광원칩(520)을 포함하는 광원장치(500)와, 도광판(630), 반사판(640) 및 광학시트부(650)가 결합되어 백라이트 유닛을 구성할 수 있다.

한편, 본 실시예에 의한 표시장치는 백라이트 유닛 및 표시패널 등을 지지하기 위한 구조로서, 표시장치의 후면 및 측면 일부를 커버하는 금속 또는 플라스틱 재질의 백커버인 커버 버텀(Cover Bottom; 1110)과, 표시패널을 하부에서 지지하는 가이드 패널(Guide Panel; 1130)과, 표시장치의 최외곽 측면과 표시패널의 상면 가장자리를 커버하는 케이스탑(Case Top; 1150) 등이 추가로 구비될 수 있다.

표시장치의 지지부를 구성하는 커버 버텀(1110)은 금속재질 또는 플라스틱 재질의 판상 부재로서, 표시장치 후면 전체를 지지하는 후면부와 그로부터 연장되어 백라이트 유닛의 측면 일부를 커버하는 측면부를 포함할 수 있다.

특히, 본 실시예에 의한 커버버텀(1110)은 L자형으로 절곡된 판상 부재로서, 광원 PCB(510)의 수평면(512) 및 수직면(514)의 외측을 둘러싸도록 배치된다.

본 명세서에서의 커버 버텀(Cover Bottom; 1110)은 백라이트 유닛 또는 표시패널 중 1 이상을 지지하는 모든 형태의 지지구조를 포함하는 것으로서, 베이스 프레임(Base Frame), 메탈 프레임(Metal Frame), 메탈 샤시(Metal Chassis), 샤시 베이스(Chassis Base) 등 다른 표현으로 사용될 수 있다.

가이드패널(1130)은 커버 버텀(1110)과 결합되고, 백라이트 유닛의 전면 일부를 커버하면서 상측에서 표시패널(1140)을 부착하기 위한 플라스틱 구조물이다.

더 구체적으로, 가이드 패널(Guide Panel; 1130)은 커버 버텀(1110)의 측면과 고정되어 백라이트 유닛과 표시패널(1140)을 연결하는 구조인 플라스틱 재질의 부재로서, 서포트 메인으로 표현되기도 한다. 가이드 패널(1130)의 수평 연장부의 상면에는 양면 테이프가 부착되고 그 상부에 표시패널(1140)이 배치됨으로써 표시패널이 고정 장착될 수 있다.

이러한, 표시장치의 지지부로서의 커버버텀 및 가이드패널은 본 실시에에 의한 광원장치를 포함하는 백라이트 유닛을 지지하면서 표시패널과 유기적으로 결합함으로써, 아래에서 설명할 바와 같이, 표시장치 전체의 베젤을 감소시키는 기능을 한다.

케이스탑(1150)은 커버 버텀(1110) 또는 가이드 패널(1130)의 측면부를 덮어서 표시패널의 전면 일부까지 절곡 연장되어 표시패널의 전면 가장자리를 보호하는 기능을 한다.

이러한 케이스 탑(1150)은 표시패널의 전면 가장자리와 표시장치 측면을 커버하여 보호하기 위한 "ㄱ"자 형태의 금속 판상 부재로서, 본 명세서에서의 케이스 탑(Case Top)은 표시장치의 측면에서 전면 일부까지 연장 형성되어 표시패널의 전면 일부를 보호하기 위한 모든 형태의 커버, 프레임 등을 포함하는 개념이며, 반드시 케이스 탑이라는 용어에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 의한 광원장치 및 그를 포함하는 백라이트 유닛에 의하여 광을 제공받는 표시패널(1140)은 액정 표시패널인 경우에는 다시 다수의 게이트 라인과 데이터 라인 및 그 교차 영역에 정의되는 픽셀(Pixel)과, 각 픽셀에서의 광투과도를 조절하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정물질층을 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 실시예에 의한 표시패널(1140)은 이러한 액정표시패널에 한정되는 것은 아니며, 백라이트 유닛이 필요한 다른 형태의 표시장치까지 포함할 수 있을 것이다.

한편, 본 실시예에 의한 표시장치는 광원 PCB(510)의 수평면(512)과 도광판(630) 또는 반사판(640)사이에 배치되는 방열부재(660)를 더 포함할 수 있다.

도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 방열부재(660)는 알루미늄(Al) 등의 열전도성 재료로 형성되는 긴 바(Bar) 형태의 금속부재로서, 상면은 백라이트 유닛의 하부, 더 구체적으로는 도광판(630) 또는 반사판(640)의 저면과 접촉하고, 하면은 광원 PCB(510)의 수평면(512)의 상면 또는 커버버텀(1110)의 내면과 접촉한다.

본 실시예에 의한 백라이트 유닛에서는 동작 과정에서 광원 PCB(510)에 배치된 광원회로 소자들로부터 열이 방출되며, 광원칩(520)으로부터도 열이 방출되어 도광판(630)쪽으로 전달될 수 있다. 이때, 특히 도광판의 입광면 부근에 열이 집중될 수 있다.

따라서, 위와 같이 배치된 방열부재(660)은 도광판(630)의 입광면 부근의 저면과 광원 PCB의 수평면(512)에 접촉배치되기 때문에, 도광판 및 광원 PCB의 열을 흡수함으로써, 회로소자의 손상을 방지함과 동시에 도광판의 열팽창을 억제할 수 있게 된다.

한편, 도 5의 (b)와 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 방열부재(660)은 고정볼트(662)에 의하여 광원 PCB(510) 및 커버버텀(1110)과 고정 결합될 수 있다.

이러한 방열부재(660)는 방열기능을 극대화하기 위하여, 광원장치의 종방향에 걸쳐 전체적으로 연장 배치될 수 있다. 즉, 방열부재(660)은 긴 바(Bar) 타입으로 형성되어 표시장치의 수직변 전체에 걸쳐 배치될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 의한 광원장치와 그를 포함하는 표시장치에 의하면, 광원 PCB를 L자 형태로 형성하고 그 수직면에 광원칩으 배치함으로써 일반적으로 사용되던 광원 하우징을 제거할 수 있다.

또한, 광원 PCB의 광원칩 수용홈 내부에 광원칩을 실장하여 보호함으로써, 기존에 사용되던 T-패드 또는 U-패드 등과 같은 도광판 이격부재를 제거할 수 있다.

결과적으로, 도 10에서 더 설명할 바와 같이, 표시장치의 베젤방향 두께를 감소함으로써, 내로우 베젤의 구현에 유리하게 된다.

또한, 광원장치를 표시장치의 수직(Vertical) 영역에 배치함으로써, 열에 의한 표시장치의 성능 약화를 방지하고, 표시장치의 스캐닝 성능을 향상시키며, 광원칩의 개수를 감소시킬 수 있는 바, 이에 대해서는 아래에서 도 10을 참고로 더 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 광원장치에 사용되는 등가회로와, 그와 관련된 광원칩의 배치 상태를 도시한다.

일반적으로 광원장치를 구동하기 위해서는 다수의 발광소자가 사용되며, 그 광원구동회로를 등가회로로 표시하면 도 7의 (a)와 같이 될 수 있다.

즉, 광원모듈을 구성하는 등가회로는 전원과, 그 전원 사이에 총 k개의 발광소자의 스트링(String)이 병렬로 연결되어 구성될 수 있으며, 각 발광소자 스트링은 i개의 발광소자가 직렬 연결되어 구성될 수 있다.

이러한 등가회로를 용이하게 구현하기 위하여, 본 실시예에 의한 광원장치(500)에서는 광원칩 수용홈(516) 1개당 배치되는 광원칩(520)의 개수는 i개이고, 광원 PCB의 수직면에 배치되는 광원칩 수용홈의 개수는 총 k개인 것이 바람직하다.

즉, 도 7의 (b)에서와 같이, 첫번째 광원칩 수용홈(516) 내에는 총 i개의 광원칩(D1, D2,…, Di)가 직렬 연결되어 배치되어 첫번째 발광소자 스트링(S1)을 구성한다.

마찬가지로, 두번째 광원칩 수용홈(516') 내지 마지막 k번째 광원칩 수용홈(516") 내에도 각각 총 i개의 광원칩이 직렬 연결되어 배치되어 각각 두번째 내지 k번째 발광소자 스트링(S2,…, Sk)을 구성한다.

이와 같이 구성하면, 도 7의 (b)와 같이, 1개의 광원칩 수용홈에 배치되는 광원칩의 칩전극끼리는 직렬로 연결하면 되기 때문에 광원칩 수용홈 내부의 배선이 용이해진다.

또한, 각 광원칩 수용홈 내에 포함된 첫번째 광원칩들의 제1전극들을 연결하는 제1배선과, 마지막 i번째 광원칩들의 제2전극들을 연결하는 제2배선을 전원부에 연결함으로써, 도 7의 (a)와 같은 등가회로를 구현할 수 있게 된다.

결과적으로, 위와 같이, 광원칩 수용홈의 개수를 발광소자 스트링의 개수만큼 형성하고, 각 광원칩 수용홈 내에는 각 스트링에 포함되는 광원칩들을 직렬배치함으로써, 광원 등가회로 구성을 위한 배선을 단순하게 할 수 있는 이점이 있다.

도 8의 (a)는 본 발명의 실시예에 의한 광원장치에 사용될 수 있는 광원칩의 세부 구조를 도시한다.

본 발명의 실시예에 사용되는 광원칩(520)은 광원칩 수용홈(516)의 상면에 직접 실장되는 칩스케일 패키지(Chip Scale Package; CSP) 타입의 LED 칩 또는 측면 발광이 가능한 플립칩(Flip Chip) 타입의 LED 칩일 수 있다.

이러한 광원칩(520)은 제작을 위하여, 우선 광투과 특성을 가지는 사파이어 재료 등으로 구성되는 성장 기판 상에 SMT 기법에 의하여 제1전극층(522), 발광층(523), 및 제2전극층(524)을 각각 형성한다. 성장 기판은 광원칩이 제조된 이후에 제거될 수도 있고, 제거되지 않고 광원칩에 포함되는 일정 두께의 광투과층(525)을 형성할 수도 있다.

제1전극층(522)는 발광층(523) 및 제2전극층(524)을 관통하는 컨택홀을 통해 광원칩 하면에 형성되는 제1전극단자(522')과 전기적으로 연결되며, 제2전극층(524)은 역시 광원칩의 하면에 형성되는 제2전극단자(524')와 전기적으로 연결된다. 제1전극층(522)와 제1전극단자(522')은 제1전극부를 이루며, 제2전극층(524)와 제2전극(524')은 제2전극부를 구성하게 된다.

광투과층(525)을 이루는 성장 기판은 사파이어를 포함하는 투명한 재료를 이용하여 형성되며, 사파이어 외에도 징크 옥사이드(zinc oxide : ZNO), 갈륨 나이트라이드(hallium nitride : GaN), 실리콘 카비이드(silicon carbide : SiC) 및 알루미늄 나이트라이드(AlN) 등으로 형성될 수도 있다.

제1전극층(522) 및 제2전극층(524)는 각각 p형 반도체층과 n형 반도체층으로 형성되며, 제1전극단자(522') 및 제2전극단자(524')는 각각 p형 전극 및 n형 전극으로 구성될 수 있다.

n형 반도체층인 제2전극층(524)과 제2전극단자(524')은 n형 도전형 불순물이 도핑된 GaN 또는 GaN/AlGaN으로 이루어질 수 있으며, n형 도전형 불순물로는 일예로 Si, Ge 및 Sn 등을 사용하고, 바람직하게는 Si를 주로 사용한다.

또한, p형 반도체층인 제1전극층(522) 및 제1전극단자(522')은 p형 도전형 불순물이 도핑된 GaN 또는 GaN/AlGaN으로 이루어질 수 있으며, p형 도전형 불순물로는 일예로 Mg, Zn 및 Be 등을 사용하고, 바람직하게는 Mg를 주로 사용한다.

이러한 광원칩의 제작 공정에서 n형 반도체층인 제2전극층(524)의 일부가 노출되도록 p형 반도체층인 제1전극층(522) 및 발광층(523)의 일부가 메사식각(mesa etching)으로 제거되는데, 이에 따라 p형 반도체층인 제1전극층(522)과 활성층으로서의 발광층(523)이 n형 반도체층인 제2전극층(524) 상의 일부분에 형성된다.

이 때, n형 전극인 제2전극단자(524')은 노출된 제2전극층(524)의 일 모서리에 구성되며, p형 전극인 제1전극단자(522')은 제1전극층(522) 상에 구성되는 "Top-Top"방법으로 전극이 배치되는, 수평형 LED칩을 이루게 된다.

발광층(523)은 GaN 계열 단일 양자 우물구조(single quantum well : SQW)나 다중 양자 우물구조(multi quantum well : MQW)일 수 있으며 또한 이들의 초격자(supper lattice : SL) 등의 양자구조로, 이와 같은 발광층(523)의 양자구조는 GaN 계열의 다양한 물질을 조합하여 이루어질 수 있고 일예로 AlGaN, AlNGaN, InGaN 등이 사용될 수 있다.

이러한 발광층(523)에 전계가 인가되었을 때, 전자-정공 쌍의 결합에 의하여 빛이 발생하게 된다.

따라서, 이러한 광원칩은 제1전극층(522)과 제2전극층(524) 사이에 전압이 인가되면, P형 반도체층인 제1전극층(522)과 n형 반도체층인 제2전극층(524)으로 각각 정공과 전자가 주입되고, 발광층(523)에서 정공과 전자가 재결합하면서 여분의 에너지가 광으로 변환되어 광투과층(525)을 통하여 외부로 방출하게 된다.

그러나, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 구조의 광원칩만으로 한정되는 것은 아니며, 광원칩 수용홈 상면에 직접 표면실장될 수 있는 한 기타 다른 구조의 광원칩 또는 광원패키지가 사용되어도 무방하다.

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 표시장치의 반입광부측 단면도와, 반입광부에 사용되는 도광판 지지부재를 도시한다.

도 9의 (a)와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 표시장치의 반입광부에는 광원장치(500)가 없는 점을 제외하면, 입광부측과 유사한 구조를 가진다.

다만, 입광부에서는 방열부재(660)에 도광판(630)이 커버버텀(1110)과 일정 거리 이격배치되는데, 그러한 도광판의 수평상태를 유지하기 위하여 반입광부측에는 도광판 지지부재(570)가 배치될 수 있다.

이러한 도광판 지지부재(570)는 짧은 블록 형상의 플라스틱 부재로서, 커버 버텀(1110) 상면과 도광판(630) 또는 반사판(640)의 저면 사이에 배치되어 도광판을 지지하는 기능을 한다.

이러한 도광판 지지부재(570)는 표시장치의 한 변을 따라 길게 배치될 필요는 없으며, 모서리 또는 1변의 일정 위치에 국부적으로 배치될 수 있다.

이와 같이, 반입광부측에 배치되는 도광판 지지부재(570)를 이용함으로써, 입광부에 배치되는 방열부재와 관련하여 도광판의 수평상태를 유지할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시에에 의한 표시장치가 가지는 효과를 설명하기 위한 도면이다.

도 10에서는 본 실시예에 의한 표시장치의 입광부 구성 중, 표시장치의 지지부인 커버버텀, 가이드 패널, 케이스탑 등을 제외한 구성만을 도시한다.

도 10의 (a)는 도 2와 같이 광원 하우징(129)과, 이격 패드(125) 등이 사용되는 일반적인 구조의 백라이트 유닛에 대한 것이고, 도 10의 (b)는 본 발명의 실시예와 같이 절곡형 광원 PCB와 광원칩을 포함하는 백라이트 유닛을 도시한다.

일반적인 백라이트 유닛의 경우 베젤방향 두께는 광원하우징(129)의 두께 Th와, 광원 PCB(127)의 두께 Tc 및 이격 패드(125)의 높이 또는 두께 Tt의 합으로서 큰 값이 된다.

반면, 본 발명의 실시예가 사용되는 경우, 기존의 광원하우징과 이격 패드가 제거될 뿐 아니라, 광원칩도 광원 PCB의 광원칩 수용홈 내부에 수용되어 배치되기 때문에, 베젤방향 두께는 광원 PCB(510)의 두께인 Tc와 동일해진다.

따라서, 본 발명의 실시예에 의한 광원장치(500)를 이용하면 베젤의 두께 또는 폭을 획기적으로 감소시킬 수 있으며, 결과적으로 표시장치의 내로우 베젤을 용이하게 구현할 수 있게 된다.

또한, 광원칩 수용홈 내부에 광원칩이 배치되고 광원칩 수용홈 사이의 이격부가 도광판의 팽창에 의한 접근을 차단함으로써, 기존의 이격 패드의 밀림이나 그로 인한 광원칩의 손상 등이 원천적으로 발생되지 않게 된다.

뿐만 아니라, 방열부재(660)에 의하여 광원 PCB 및 도광판 입광부에서 발생되는 열을 효과적으로 방출함으로써, 회로소자의 손상을 방지함과 동시에 도광판의 열팽창을 억제할 수 있게 된다.

도 10의 (c)는 본 발명의 실시예에 의한 광원장치가 표시장치의 수직(Vertical) 영역에 배치됨으로써 나타나는 효과를 설명하기 위한 것이다.

본 실시예에 의한 광원장치는 표시장치의 짧은 변인 수직변 중 하나 이상에 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 가지는 경우, 광원장치(500)에서 발생된 열(H3)이 하부 수평영역에 배치되는 D-IC(30)에서 발생된 열(H2)과 더해지지 않음으로써 열의 집중을 방지하여 열에 의한 여러가지 단점이 감소될 수 있다.

또한, 도 10의 (c)에서와 같이 수직으로 배치된 광원장치(500)에서 발생된 열(H3)은 대류현상에 의하여 표시패널의 가장자리를 따라 상부로 전달되므로, 표시패널 내부에 미치는 영향이 최소화될 수 있다.

또한, 입광부측에 인접해 있는 도광판이나 그에 부착된 반사판 및 광학시트 등의 시트 구조물들이 열에 의하여 휘어지는 주름현상(Sheet Wrinkle)이 발생할 수 있지만, 그러한 주름은 수평 시야각에서 주로 시인되는 관계로, 본 실시예에 의하여 발생되는 수직방향의 시트 주름에 의한 표시불량이 최소화될 수 있다.

또한, 표시패널의 주사방향인 게이트 신호의 입력방향과 광의 인가 방향이 모두 수평방향으로 동일해짐으로써, 동영상 응답속도(Motion Picture Response Time; MDRT) 효과 구현을 위한 스캐닝 효과를 최대화할 수 있다.

부가적인 효과로서, 상대적으로 짧은 수직(세로) 방향으로 광원장치를 배치함으로써, 필요한 광원칩의 개수를 감소시킬 수 있는 장점도 있다.

이상과 같은 본 발명의 실시예를 이용하면, 광원칩을 수용하는 광원칩 수용홈이 형성된 절곡형 광원 PCB와 그 광원칩 수용홈의 상면에 직접 표면실장되는 광원칩으로 구성된 광원 장치를 제공함으로써, 광원 하우징과 이격 패드를 제거할 수 있고, 광원장치의 두께를 감소시켜 결과적으로 표시장치의 내로우 베젤에 기여할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 구성과 같은 광원장치를 표시장치의 수직(Vertical)변 중 하나에 배치함으로써, 열에 의한 표시장치의 성능 약화를 방지하고, 표시장치의 스캐닝 성능을 향상시키며, 광원칩의 개수를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

500 : 광원장치 510 : 광원 PCB
520 : 광원칩 512 : 수평면
514 : 수직면 516 : 광원칩 수용홈
660 : 방열부재 670 : 도광판 지지부재
630 : 도광판

Claims (12)

1. 표시패널;
   상기 표시패널에 평행하게 연장되는 수평면 및 상기 수평면에 수직이면서 광원칩을 수용하기 위한 다수의 광원칩 수용홈이 배치된 수직면을 포함하는 절곡형 광원 PCB와, 상기 광원칩 수용홈의 상면에 접촉되어 실장되는 1 이상의 광원칩을 포함하는 광원장치;
   상기 광원장치의 출광방향으로 상기 광원 PCB와 일정 거리 이격되어 배치되는 도광판;
   상기 광원장치, 도광판 및 표시패널 중 1 이상을 지지하기 위한 지지부;
   를 포함하는 표시장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원장치는 상기 표시장치의 수직변 중 하나 이상에 배치되는 표시장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 광원 PCB의 수평면과 상기 도광판 사이에 배치되는 방열부재를 더 포함하는 표시장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 광원 PCB의 수평면 및 수직면 외측을 둘러싸는 커버버텀과, 상기 커버버텀과 결합되고 상부에서 상기 표시패널을 지지하는 가이드 패널을 포함하는 표시장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 광원장치가 배치되는 수직변에 대향하는 반입광부에는, 상기 커버 버텀 상면과 상기 도광판 사이에 배치되어 상기 도광판을 지지하는 도광판 지지부재를 더 포함하는 표시장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 광원장치에 광을 공급하는 등가회로는 각각이 i개의 광원칩이 직렬 연결된 스트링(String) k개가 병렬 연결되며,
   상기 광원칩 수용홈 1개당 배치되는 광원칩의 개수는 i개이고,
   상기 광원 PCB의 수직면에 배치되는 광원칩 수용홈의 개수는 k개인 표시장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 광원칩 수용홈의 상부 표면에는 은 또는 주석으로 코팅된 반사층을 더 포함하는 표시장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 광원칩 수용홈의 깊이(D)는 상기 광원칩의 높이(H)보다 큰 표시장치.
9. 표시패널과 평행하게 연장되는 수평면과, 상기 수평면에 수직이면서 광원칩을 수용하기 위한 다수의 광원칩 수용홈이 배치된 수직면을 포함하는 절곡형 광원 PCB;
   상기 광원칩 수용홈의 상면에 접촉되어 실장되는 1 이상의 광원칩;
   을 포함하는 광원장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 광원장치에 광을 공급하는 등가회로는 각각이 i개의 광원칩이 직렬 연결된 스트링(String) k개가 병렬 연결되며,
    상기 광원칩 수용홈 1개당 배치되는 광원칩의 개수는 i개이고,
    상기 광원 PCB의 수직면에 배치되는 광원칩 수용홈의 개수는 k개인 광원장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 광원칩 수용홈의 상부 표면에는 은 또는 주석으로 코팅된 반사층을 더 포함하는 광원장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 광원칩 수용홈의 깊이(D)는 상기 광원칩의 높이(H)보다 큰 광원장치.

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