KR20210084995A - 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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윤혁준
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Abstract

본 발명의 실시예들은, 기판 상에 배치되고 각각 플립칩구조를 갖는 복수의 발광소자, 복수의 발광소자들 사이에 배치되고, 상면에 소정의 홈이 형성되어 있는 리플렉터 및 리플렉터와 발광소자 상에 배치되고, 발광소자와 인접한 면의 반대면에 복수의 발광소자와 각각 중첩되는 위치에 중심영역의 두께가 외곽영역의 두께보다 더 두꺼운 광경로변경패턴이 배치되어 있는 투명시트를 포함하는 백라이트유닛 및 그를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.

Description

백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치{BACK LIGHT UNIT AND DIPLAY INCLUDING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라, 화상을 표시하는 표시장치에 대한 요구가 증가하고 있으며, 액정 표시장치, 유기발광 표시장치 등과 같은 다양한 유형의 표시장치가 활용되고 있다.
또한, 표시장치는 백라이트유닛을 포함하고, 백라이트 유닛에서 발광하는 광에 대응하여 영상을 표시할 수 있다. 이러한 표시장치는 백라이트 유닛의 광원으로 발광다이오드(Light Emitting Diode: 발광다이오드), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCLF(Hot Cathode Fluorescent Lamp) 등이 사용된다. 최근에는 광효율이 우수하고 색재현율이 높은 발광다이오드가 백라이트 유닛의 광원으로 널리 사용되고 있다.
백라이트유닛은 광원의 배치 및 광의 전달형태에 따라서 엣지형(Edge-Type) 또는 직하형(Direct-Type)으로 구분될 수 있다. 그 중 직하형 백라이트 유닛은 LED 등의 광원이 표시장치의 배면에 배치될 수 있다. 이러한 직하형 백라이트 유닛에 사용되는 광원장치는 발광다이오드와, 발광다이오드를 실장하고 그 구동을 위한 회로소자 등을 포함하는 기판을 포함할 수 있다.
최근에는 스마트폰, 테블릿 PC 등에 채용된 표시장치는 가볍고 소비전력이 적으며 광효율이 높아지는 것에 대한 요구가 높아지고 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은 화질을 개선할 수 있는 백라이트유닛 및 그를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들의 다른 목적은 광효율이 높은 백라이트유닛 및 그를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
일측면에서 본 발명의 실시예들은, 기판 상에 배치되고 각각 플립칩구조를 갖는 복수의 발광소자, 복수의 발광소자들 사이에 배치되고, 상면에 소정의 크기를 갖는 홈이 형성되어 있는 리플렉터 및 리플렉터와 발광소자 상에 배치되고, 발광소자와 인접한 면의 반대면에 복수의 발광소자와 각각 중첩되는 위치에 중심영역의 두께가 외곽영역의 두께보다 더 두꺼운 광경로변경패턴이 배치되어 있는 투명시트를 포함하는 백라이트유닛을 제공하는 것이다.
다른 일측면에서 본 발명의 실시예들은, 디스플레이 패널, 디스플레이 패널의 하부에 배치되고 디스플레이 패널에 광을 조사하는 백라이트유닛을 포함하되, 백라이트유닛은, 기판 상에 배치되고 각각 플립칩구조를 갖는 복수의 발광소자, 복수의 발광소자들 사이에 배치되고, 상면에 소정의 크기를 갖는 홈이 형성되어 있는 리플렉터 및 리플렉터와 발광소자 상에 배치되고, 발광소자와 인접한 면의 반대면에 복수의 발광소자와 각각 중첩되는 위치에 중심영역의 두께가 외곽영역의 두께보다 더 두꺼운 광경로변경패턴이 배치되어 있는 투명시트를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 화질을 개선할 수 있는 백라이트유닛 및 그를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 광효율이 높은 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타내는 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 발광소자와 리플렉터가 배치되어 있는 기판을 나타내는 단면도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다. 도 6은 백라이트 유닛의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 7과 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 2에 도시된 백라이트 유닛을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 구성 요소들을 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 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. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것일 뿐이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 특징들(구성들)이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 또는 분리 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예는 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(10)는, 액티브 영역(A/A)과 논-액티브 영역(N/A)을 포함하는 디스플레이 패널(100)과, 디스플레이 패널(100)을 구동하기 위한 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 및 컨트롤러(140) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100)에는, 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)이 배치되고, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 서브픽셀(SP)이 배치될 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(100)은 액정패널일 수 있다. 액정패널은 화소전극, 공통전극 및 화소전극과 공통전극 사이에 배치되는 액정층을 포함할 수 있고, 액정층은 화소전극과 공통전극에 인가되는 전압에 대응하여 분자배열이 변형됨으로써 광을 차단 또는 투과시켜 영상을 표시할 수 있다.
게이트 구동 회로(120)는, 컨트롤러(140)에 의해 제어되며, 디스플레이 패널(100)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 출력하여 다수의 서브픽셀(SP)의 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 게이트 구동 회로(120)는, 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC, Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있으며, 구동 방식에 따라 디스플레이 패널(100)의 일 측에만 위치할 수도 있고 양 측에 위치할 수도 있다. 각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 디스플레이 패널(100)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 디스플레이 패널(100)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 디스플레이 패널(100)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)는, 디스플레이 패널(100)과 연결된 필름 상에 실장되는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터 구동 회로(130)는 컨트롤러(140)로부터 영상 데이터를 수신하고, 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환할 수 있다. 데이터 구동 회로(130)는 게이트 라인(GL)을 통해 스캔 신호가 인가되는 타이밍에 맞춰 데이터 전압을 각각의 데이터 라인(DL)으로 출력하여 각각의 서브픽셀(SP)이 영상 데이터에 따른 밝기를 표현할 수 있다. 데이터 구동 회로(130)는, 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC, Source Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 시프트 레지스터, 래치 회로, 디지털 아날로그 컨버터, 출력 버퍼를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 테이프 오토메티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 디스플레이 패널(100)의 본딩 패드에 연결되거나, 디스플레이 패널(100)에 직접 배치될 수 있으며, 경우에 따라, 디스플레이 패널(100)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 칩 온 필름(COF) 방식으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 각 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)는, 디스플레이 패널(100)에 연결된 필름 상에 실장되고, 필름 상의 배선들을 통해 디스플레이 패널(100)과 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(140)는 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)로 각종 제어 신호를 공급하며, 게이트 구동 회로(120)와 데이터 구동 회로(130)의 동작을 제어할 수 있다. 컨트롤러(140)는 인쇄 회로 기판, 가요성 인쇄 회로 등 상에 실장되고, 인쇄 회로 기판, 가요성 인쇄 회로 등을 통해 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러(140)는 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 게이트 구동 회로(120)가 스캔 신호를 출력하도록 하며, 외부에서 수신한 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 변환하여 변환된 영상 데이터를 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다. 컨트롤러(140)는 영상 데이터와 함께 수직 동기 신호(VSYNC), 수평 동기 신호(HSYNC), 입력 데이터 인에이블 신호(DE, Data Enable), 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호를 외부(예, 호스트 시스템)로부터 수신할 수 있다.
컨트롤러(140)는 외부로부터 수신한 각종 타이밍 신호를 이용하여 각종 제어 신호를 생성하고 게이트 구동 회로(120) 및 데이터 구동 회로(130)로 출력할 수 있다. 예들 들면, 컨트롤러(140)는, 게이트 구동 회로(120)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP, Gate Start Pulse), 게이트 시프트 클럭(GSC, Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE, Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS)를 출력할 수 있다. 여기서, 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 구동 회로(120)를 구성하는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)의 동작 스타트 타이밍을 제어할 수 있다. 게이트 시프트 클럭(GSC)은 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서, 스캔 신호의 시프트 타이밍을 제어할 수 있다. 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적 회로(GDIC)의 타이밍 정보를 지정할 수 있다.
또한, 컨트롤러(140)는 데이터 구동 회로(130)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP, Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC, Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE, Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS)를 출력할 수 있다. 여기서, 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동 회로(130)를 구성하는 하나 이상의 소스 드라이버 집적 회로(SDIC)의 데이터 샘플링 스타트 타이밍을 제어할 수 있다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 소스 드라이버 집적 회로(SDIC) 각각에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호일 수 있다. 소스 출력 인에이블 신호(SOE)는 데이터 구동 회로(130)의 출력 타이밍을 제어할 수 있다.
이러한 디스플레이표시장치(10)는 디스플레이 패널(100), 게이트 구동 회로(120), 데이터 구동 회로(130) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나, 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 전원 관리 집적 회로를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에서 발광소자와 리플렉터가 배치되어 있는 기판을 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시장치(10)는, 디스플레이 패널(100)과, 디스플레이 패널(100)의 하부에 배치되고 디스플레이 패널(100)로 광을 공급하는 백라이트 유닛(200)을 포함할 수 있다.
표시장치(10)는 백라이트 유닛(200)과 디스플레이 패널(100) 사이에는 배치되는 여러 구조물을 포함할 수 있으며, 일 예로, 가이드 패널(400)과 폼 패드(500)를 포함할 수 있다. 가이드 패널(400)과 폼패드(500)에 의해 백라이트 유닛(200) 상에 디스플레이 패널(100)이 배치될 수 있다.
또한, 표시장치(10)는 백라이트 유닛(200)을 수납하는 커버버텀(300)을 포함할 수 있다. 커버버텀(300) 상에 기판(210)가 배치되고, 기판(210) 상에 복수의 발광소자(211)가 배치될 수 있다.
기판(210)은 인쇄회로기판일 수 있다. 기판(210)에는 반사막이 코팅되어 있을 수 있다. 반사막은 백색안료를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 반사막은 기판(210)으로 조사되는 광을 디스플레이 패널(100) 또는 후술할 투명시트(213) 방향으로 반사시켜 백라이트 유닛(200)의 광효율이 더 높아지게 할 수 있다.
발광소자(211)는, 일 예로, 발광다이오드(LED)일 수 있으며, 소형의 미니 발광다이오드(Mini LED)나 초소형의 마이크로 발광다이오드(μLED)일 수도 있다. 그리고, 발광소자(211)는 플립칩 구조를 갖는 것일 수 있다.
플립칩 구조의 발광소자(211)는 칩 형태의 발광소자(211)가 기판(210) 상에 실장되는 형태로 배치될 수 있어, 백라이트 유닛(200)의 두께를 감소시켜줄 수 있고 조사각이 넓고 광효율이 높은 광원으로 제공될 수 있다.
발광소자(211)는, 백색 파장 대역의 광을 발산할 수도 있고, 경우에 따라, 특정 파장 대역(예, 청색 파장 대역)의 광을 발산할 수도 있다.
또한, 기판(210) 상에는 리플렉터(212)가 배치될 수 있다. 리플렉터(212)는 발광소자(211)에서 조사되는 광을 반사시켜 광효율이 더 높아지게 할 수 있다. 리플렉터(212)는 도 3에 도시된 것과 같이 상면에 소정의 크기를 갖는 홈(212g)이 형성될 수 있다. 홈(212g)의 깊이는 적어도 50μm 일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 리플렉터(212)는 백색의 PET(Polyethylene terephthalate)일 수 있다.
리플렉터(212)는 인접 인접한 발광소자(211)에 대응하는 끝단으로부터 투명시트(213) 방향으로 돌출된 복수 개의 돌출부를 포함하고, 홈(212g)은 돌출부들 사이에 위치할 수 있다.
그리고, 복수의 발광소자(211)가 배치되어 있는 기판(210)상에 투명시트(213)가 배치될 수 있다. 투명시트(213)는 복수의 발광소자(211)을 보호할 수 있으며, 발광소자(211)로부터 출사된 광을 확산시켜주는 기능을 제공할 수 있다. 투명시트(213)는 PMMA(Polymethyl methacrylate), PC(polycarbonate), 또는 유리를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 투명시트(213)의 상면에는 광경로변경패턴(213R)이 배치될 수 있다. 광경로변경패턴(213R)은 발광소자(211)와 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 광경로변경패턴(213R)은 발광소자(211)에서 조사되는 광의 일부를 반사시킬 수 있다. 발광소자(211)에서 조사되는 광의 다른 일부는 광경로변경패턴(213R)에서 흡수되거나 광경로변경패턴(213R)을 투과할 수 있다.
광경로변경패턴(213R)에 의해 발광소자(211)에서 조사되는 광을 반사시켜 수직으로 조사되는 광에 의해 백라이트 유닛(200)에 핫스팟이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200)에 핫스팟이 발생되는 것이 억제됨으로 인해, 백라이트 유닛(200)에서 발광소자(211)의 주변 영역에 화면의 특성이 균일하지 않고 얼룩진 상태와 같은 무라(mura)가 발생되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛(200)에서 조사되는 광의 휘도는 균일해질 수 있다.
또한, 발광소자(211)에서 조사된 광은 광경로변경패턴(213R)에 의해 반사되어 기판(210) 방향으로 광 경로가 변환 된 후, 리플렉터(212)에서 다시 반사되어 디스플레이 패널(100) 방향으로 진행하게 될 수 있다. 이때, 광경로변경패턴(213R)에서 반사된 광은 리플렉터(212)에 사선 방향으로 입사되기 때문에 광경로변경패턴(213R)에 의해 리플렉터(212)에 조사되고 다시 반사되는 광은 발광소자(211)와 멀리 떨어진 부분에서 투명시트(213)를 통과할 수 있다.
따라서, 백라이트 유닛(200)에서 기판(210) 상에 배치된 발광소자(211)의 수가 적어 발광소자(211) 간의 간격이 크더라도 광경로변경패턴(213R)에 의해 발광소자(211)와 발광소자(211) 사이의 영역에 광이 조사되는 양이 증가됨으로써, 백라이트 유닛(200)의 휘도 균일도가 일정하게 될 수 있다.
상기와 같은 이유로 백라이트 유닛(200)에서 발광소자(211)의 수는 적게 배치될 수 있어, 백라이트 유닛(200)의 제조비용은 절감될 수 있다.
투명시트(213) 상에는 하부에서 입사되는 광을 확산시켜주기 위한 확산판(214)이 배치될 수 있다. 그리고, 확산판(214) 상에 하나 이상의 광학시트(215)가 배치될 수 있다. 투명시트(213) 상에 배치되는 것은 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 투명시트(213) 상에 접착필름이 배치될 수 있다. 접착필름은 OCA(Optical Clear adhesive)필름일 수 있다. 접착필름에 의해 투명시트(213) 상에 확산판(214)이 고정될 수 있다.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다. 또한, 도 6은 백라이트 유닛의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 기판(210) 상에 배치되고 각각 플립칩구조를 갖는 복수의 발광소자(211), 복수의 발광소자들(211) 사이에 배치되고, 상면에 소정의 크기를 갖는 홈(212g)이 형성되어 있는 리플렉터(212) 및 리플렉터(212)와 발광소자(211) 상에 배치되고, 복수의 발광소자(211)와 각각 중첩되는 위치에 중심영역의 두께가 외곽영역의 두께보다 더 두꺼운 광경로변경패턴(213R)이 배치되어 있는 투명시트(213)를 포함할 수 있다.
그리고 도 4에 도시된 바와 같이 광경로변경패턴(213R)은 발광소자(211)에 인접한 면이 아닌 확산판(214)에 인접한 면에 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 리플렉터(212)는 상면에 배치된 홈(212g)에 배치되는 리플렉터 보강부(212R)를 포함할 수 있다. 또한, 리플렉터 보강부(212R)는 레진을 포함할 수 있다. 리플렉터 보강부(212R)에 의해 리플렉터(212)의 높이는 일정해질 수 있다. 홈(212g)의 깊이(D1)는 적어도 50μm 일 수 있다. 또한, 리플렉터 보강부(212R)는 굴절율이 1.4~1.6의 범위를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 리플렉터(212)의 상면에 배치된 홈(212g)에는 레진으로 형성될 수 있는 리플렉터 보강부(212R) 대신 공기층이 배치될 수 있다.
투명시트(213)는 PMMA(Polymethyl methacrylate), PC(polycarbonate), 또는 유리를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광소자(211)에서 방출된 제1경로를 갖는 광(ⅰ)은 투명시트(213)를 통과하여 광경로변경패턴(213R)에서 기판(211) 방향으로 반사되어 제2경로를 갖는 광(ⅱ)이 될 수 있다. 광경로변경패턴(213R)은 중심영역의 두께가 외곽영역의 두께보다 더 두꺼운 형상을 가지게 됨으로써, 광경로변경패턴(213R)에서 반사된 제2경로를 갖는 광(ⅱ)은 리플렉터(212)에 사선으로 입력되게 될 수 있다.
제2경로를 갖는 광(ⅱ)은 투명시트(213)의 하면에서 반사되는 제3경로를 갖는 광(ⅲ)과, 리플렉터(212)의 홈에 배치된 리플렉터 보강부(212R)을 통해 리플렉터(212)와 리플렉터 보강부(212R)의 경계면에서 반사되는 제4경로를 갖는 광(ⅳ)이 될 수 있다.
제4경로를 갖는 광(ⅳ)은 리플렉터(212)에 배치된 리플렉터 보강부(212R)를 통과한 후 리플렉터(212)의 리플렉터(212)와 리플렉터 보강부(212R)의 경계면에서 반사되기 때문에, 제3경로를 갖는 광(ⅲ)이 반사되는 반사지점(P1) 보다 제4경로를 갖는 광(ⅳ)이 반사되는 반사지점(P2)이 발광소자(211)와의 거리가 더 멀어지게 될 수 있다. 이로 인해, 광이 발광소자(211)와 거리가 먼 곳까지 진행하게 될 수 있다.
따라서, 발광소자(211) 간의 간격이 크더라도 광경로변경패턴(213R)에 의해 발광소자(211)와 발광소자(211) 사이의 영역에 광이 조사되는 양이 증가하게 되어, 백라이트 유닛(200)의 휘도 균일도는 일정하게 될 수 있다.
또한, 투명시트(213)와 리플렉터(212) 사이에 스페이서(250)가 배치되어 투명시트(213)와 리플렉터(212) 간의 간격이 일정 거리 이상 유지되게 할 수 있다.
광경로변경패턴(213R)은 도 5에 도시된 것과 같이 투명시트(213)에 반구형의 음각의 홈이 형성될 수 있고 홈에 반사율이 높은 고반사 물질을 채워 형성될 수 있다. 따라서, 광경로변경패턴(213R)은 중심영역에서 외곽영역까지의 두께의 변화가 일정한 곡률에 대응될 수 있다. 고반사물질은 산화티타늄(TiO2)가 포함된 백색 계열의 자외선 경화 타입 또는 열경화 타입의 잉크일 수 있다. 하지만, 고반사물질은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 고반사물질의 반사율은 95% 이상일 수 있다.
또한, 광경로변경패턴은 도 6에 도시된 것과 같이 투명시트(213)에 형성된 홈은 일정한 기울기를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 투명시트(213)에 형성된 홈에 반사율이 높은 고반사 물질을 채워 형성되는 광경로변경패턴(213R)은 중심영역에서 외곽영역까지의 두께의 변화가 일정하게 될 수 있다.
투명시트(213)에 형성된 음각의 홈의 최대 깊이(D2)는 1.5~1mm 사이일 수 있고, 홈의 반지름(R)은 발광소자와 투명시트(213)까지의 거리에 tan 60°를 곱한 값으로 결정될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 백라이트 유닛(200)은 리플렉터(212) 사이에서 발광소자들(211)과 중첩되게 배치되는 컬러레진(240)을 더 포함할 수 있다. 컬러레진(240)은 도 6에 도시된 것과 같이 원형의 형상을 가질 수 있다. 발광소자(211)가 조사한 광은 발광소자(211)와 중첩되는 위치에 배치된 컬러레진(240)을 통과하게 될 수 있다.
컬러레진(240)은 레진과 형광체를 포함할 수 있다. 컬러레진(240)에 포함된 레진은 UV 경화레진 또는 열경화레진일 수 있다. 형광체는 입사되는 광을 여기시켜 특정 파장 대역의 광이 발산되게 할 수 있다. 이로 인해, 컬러레진(240)을 통과한 광은 컬러레진(240)에 포함된 특정 색 또는 특정 색과 혼합된 색이 될 수 있다. 예를 들면, 발광소자(211)가 제1파장 대역의 광(예, 청색 광)을 발산하는 경우, 컬러레진(240)은 입사되는 광에 반응하여 제2파장 대역의 광(예, 녹색 광) 및 제3 파장 대역의 광(예, 적색 광)을 발산할 수 있다. 따라서, 발광소자(211)이 청색광을 발광하는 경우 발광소자(211)에서 방출된 광이 컬러레진(240)을 통과하게 되면 백색광으로 변환되어 발산될 수 있다.
또한, 컬러레진(240)에 포함된 형광체는 옐로우(Yellow) 또는 그린레드(GR_GreenRed) 또는 옐로우 레드(YellowRed) 일 수 있다.
그리고, 투명시트(213) 상에는 하부에서 입사되는 광을 확산시켜주기 위한 확산판(214)이 배치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들은, 발광소자(211)와 대응되는 위치에 배치되는 광경로변경패턴(213R)을 포함하는 투명시트(216)와, 여러 광학 소자들을 포함함으로써, 백라이트 유닛(200)의 두께를 감소시키면서 디스플레이 패널(100)의 나타내는 화상 품위를 개선할 수 있다.
도 7과 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 기판(210) 상에 배치되고 각각 플립칩구조를 갖는 복수의 발광소자(211), 복수의 발광소자들 사이에 배치되고, 상면에 소정의 홈이 형성되어 있는 리플렉터(212) 및 리플렉터와 발광소자(211) 상에 배치되고, 발광소자(211)와 인접한 면의 반대면에 복수의 발광소자(211)와 각각 중첩되는 위치에 중심영역의 두께가 외곽영역의 두께보다 더 두꺼운 광경로변경패턴(213R)이 배치되어 있는 투명시트(213)를 포함할 수 있다.
또한, 리플렉터(212)는 상면에 배치된 홈(212g)에 배치되는 리플렉터 보강부(212R)를 포함할 수 있다. 리플렉터 보강부(212R)은 레진을 포함할 수 있다. 리플렉터 보강부(212R)에 의해 리플렉터(212)의 높이는 일정해질 수 있다. 홈의 깊이(D1)는 적어도 50μm 일 수 있다. 또한, 리플렉터 보강부(212R)는 굴절율이 1.4~1.6의 범위를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 리플렉터(212)의 상면에 배치된 홈(212g)에는 레진으로 형성될 수 있는 리플렉터 보강부(212R) 대신 공기층이 배치될 수 있다.
투명시트(213)는 PMMA(Polymethyl methacrylate), PC(polycarbonate), 또는 유리를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광소자(211)에서 방출된 제1경로를 갖는 광(ⅰ)은 투명시트(213)를 통과하여 광경로변경패턴(213R)에서 기판(211) 방향으로 반사되어 제2경로를 갖는 광(ⅱ)이 될 수 있다. 광경로변경패턴(213R)은 중심영역의 두께가 외곽영역의 두께보다 더 두꺼운 형상을 가지게 될 수 있다. 광경로변경패턴(213R)에서 반사된 제2경로를 갖는 광(ⅱ)은 리플렉터(212)에 사선으로 입력되게 될 수 있다.
제2경로를 갖는 광(ⅱ)은 투명시트(213)의 하면에서 반사되는 제3경로를 갖는 광(ⅲ)과, 리플렉터(212)의 홈에 배치된 리플렉터 보강부(212R)을 통해 리플렉터(212)와 리플렉터 보강부(212R)의 경계면에서 반사되는 제4경로를 갖는 광(ⅳ)이 될 수 있다.
제4경로를 갖는 광(ⅳ)은 리플렉터(212)에 배치된 리플렉터 보강부(212R)를 통과한 후 리플렉터(212)와 리플렉터 보강부(212)의 경계면에서 반사되기 때문에, 제3경로를 갖는 광(ⅲ)이 반사되는 반사지점(P1)보다 제4경로를 갖는 광(ⅳ)이 반사되는 반사지점(P2)이 발광소자(211)와의 거리가 더 멀어지게 될 수 있다. 이로 인해, 광이 발광소자(211)와 거리가 먼 곳까지 진행하게 될 수 있다.
따라서, 발광소자(211) 간의 간격이 크더라도 광경로변경패턴(213R)에 의해 발광소자(211)와 발광소자(211) 사이의 영역에 광이 조사되는 양이 증가하게 됨으로써, 백라이트 유닛(200)의 휘도 균일도는 일정하게 될 수 있다.
또한, 투명시트(213)와 리플렉터(212) 사이에 스페이서(250)가 배치되어 투명시트(213)와 리플렉터(212) 간의 간격이 일정 거리 이상 유지되게 할 수 있다.
광경로변경패턴(213R)은 도 7에 도시된 것과 같이 투명시트(213)에 반구형의 음각의 홈이 형성되고 홈에 발광소자(211)에서 방출하는 제1파장을 갖는 광을 반사하는 반사필터가 배치됨으로써 형성될 수 있다. 따라서, 반사필터는 중심영역에서 외곽영역까지의 두께의 변화가 일정한 곡률에 대응될 수 있다. 반사필터는 제1파장을 갖는 광을 반사시키는 고반사 물질이 반구형의 음각의 홈에 적층될 수 있다. 반사필터는 복수의 고반사 물질을 포함하는 반사레이어가 적층될 수 있다. 고반사 물질은 PET(Polyethylene terephthalate)를 포함할 수 있다. 또한, 반사레어어는 PET를 포함할 수 있고, 반사필터는 PET를 포함하는 반사레어어가 적층되어 형성될 수 있다.
또한, 발광소자(211)에서 방출된 제1파장을 갖는 광은 일부가 첫번째 반사레이어에서 반사되고 다른 일부가 첫번째 반사레이어를 통과할 수 있다. 첫번째 반사레이어를 통과한 광은 일부가 두번째 반사레이어에서 반사되고 다른 일부는 두번째 반사레이어를 통과할 수 있다. 최종적으로 반사필터는 발광소자(211)에서 방출된 제1파장을 갖는 광을 리플렉터(212) 방향으로 반사되게 할 수 있다.
이때, 반사필터에 적층되어 배치된 복수의 반사레이어의 두께와 굴절율은 서로 같거나 또는 다를 수 있다. 또한, 고반사물질은 PC(Poly carbonate), PMMA(Poly methyl methacrylate)을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 광경로변경패턴(213R)은 도 8에 도시된 것과 같이 투명시트(213)에 형성된 홈은 일정한 기울기를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 투명시트(213)에 형성된 홈에 제1파장을 갖는 광을 반사시키는 고반사 물질이 적층되어 형성된 광경로변경패턴(213R)은 중심영역에서 외곽영역까지의 두께의 변화가 일정하게 될 수 있다.
투명시트(213)에 형성된 홈의 최대 깊이(D2)는 0.5~1mm 사이일 수 있고, 홈의 반지름(R)은 발광소자와 투명시트(213)까지의 거리에 tan 60°를 곱한 값으로 결정될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 투명시트(213) 상에는 형광체 시트(241)가 배치될 수 있다. 형광체 시트(241)는 형광체를 포함할 수 있다. 그리고, 형광체는 발광소자(211)에서 방출된 광에 의해 여기되어 광을 방출할 수 있다. 발광소자(211)에서 방출된 광과 형광체 시트(241)의 형광체에서 방출된 광이 혼합되어 백색광이 될 수 있다. 예를 들면, 발광소자(211)가 제1파장 대역의 광(예, 청색 광)을 발산하는 경우, 형광체 시트(241)는 입사되는 광에 반응하여 제2파장 대역의 광(예, 녹색 광) 및 제3 파장 대역의 광(예, 적색 광)을 발산할 수 있다. 따라서, 발광소자(211)이 청색광을 발광하는 경우 발광소자(211)에서 방출된 광이 형광체 시트(241)를 통과하게 되면 백색광으로 변환되어 발산될 수 있다.
또한, 형광체 시트(241)에 포함된 형광체는 옐로우(Yellow) 또는 그린레드(GR_GreenRed) 또는 옐로우 레드(YellowRed) 일 수 있다.
또한, 형광체 시트(241)는 경우에 따라, 확산판(214) 상의 일부 영역에 배치될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들은, 발광소자(211)와 대응되는 위치에 배치되는 광경로변경패턴(213R)을 포함하는 투명시트(216)와, 여러 광학 소자들을 포함함으로써, 백라이트 유닛(200)의 두께를 감소시키면서 백라이트 유닛(200)이 나타내는 화상 품위를 개선할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 도 2에 도시된 백라이트 유닛을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 기판(210) 상에 복수의 발광소자(211)가 배치될 수 있다. 기판(210) 상에 코팅된 반사막이 배치될 수도 있다. 코딩된 반사막은 백색의 안료를 포함할 수 있다. 즉, 기판(210)의 표면은 백색일 수 있다.
그리고, 기판(210) 상에서 발광소자(211)가 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 리플렉터(212)가 배치될 수 있다.
이러한 리플렉터(212)는, 발광소자(211)와 대응되는 영역이 개구된 형태로 제작되고 기판(210) 상에 안착되어 배치될 수 있다. 그리고, 리플렉터(212)는, 발광소자(211)로부터 출사되는 광을 백라이트 유닛(200)의 전면으로 반사시켜 백라이트 유닛(200)의 광 효율이 높아지게 할 수 있다.
여기서, 발광소자(211)가 칩 형태로 배치되는 경우, 리플렉터(212)의 높이는 발광소자(211)의 높이보다 클 수 있다.
따라서, 발광소자(211)의 측 방향으로 출사되는 광이 리플렉터(212)의 측면에서 반사되어 백라이트 유닛(200)의 전면으로 출사될 수 있으며, 이를 통해 백라이트 유닛(200)의 광 효율이 더욱 높이질 수 있다.
리플렉터(212)는 상면에 홈이 형성될 수 있다. 또한, 리플렉터(212)의 상면에 형성된 홈(212g)에 레진(212R)이 배치될 수 있다.
그리고, 복수의 발광소자(211) 및 리플렉터(212) 상에 투명시트(213)가 배치될 수 있다. 투명시트(213)는 PMMA(Polymethyl methacrylate), PC(polycarbonate), 또는 유리를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
투명시트(213)에는 발광소자(211)와 중첩되는 위치에 광경로변경패턴(213R)이 배치될 수 있다. 광경로변경패턴(213R)에 의해 백라이트 유닛(200)에 핫스팟이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
투명시트(213)는 기판(210) 상에 배치된 복수의 발광소자(211)을 보호하는 기능을 하며, 발광소자(211)로부터 출사된 광을 확산시켜 도광판의 기능을 제공할 수도 있다. 투명시트(213)에 의해 발광소자(211)로부터 출사된 광은 투명시트(213)의 상면으로 최대한 고르게 퍼져나갈 수 있다. 이때, 리플렉터(212)가 투명시트(213) 등에 의해 광이 퍼져나가는 방향을 조절해주더라도, 발광소자(211)의 수직 방향으로 출사되는 광의 세기가 클 수 있으며, 이에 따라 화상의 균일도가 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 투명시트(213) 상면에서 발광소자(211)와 대응되는 위치에 광경로변경패턴(213R)이 배치되도록 함으로써, 백라이트 유닛(200)의 두께를 감소시키면서 디스플레이 패널(100)의 화상의 균일도를 개선할 수 있도록 한다.
투명시트(213) 상면에 광경로변경패턴(213R)이 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 광경로변경패턴(213R)이 투명시트(213)의 하면에 배치될 수 있다. 그리고, 투명시트(213)와 리플렉터(212)사이에 스페이서(250)가 배치될 수 있다.
투명시트(213)의 하면 또는 상면에 배치된 복수의 광경로변경패턴(213R)은 각각은 기판(210) 상에 배치된 복수의 발광소자(211) 각각과 대응되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 광경로변경패턴(213R)은 적어도 일부분이 발광소자(211)와 중첩되도록 배치될 수 있으며, 광의 확산 특성을 고려할 때, 발광소자(211)가 배치된 영역을 포함하는 영역에 중첩되도록 배치될 수 있다.
광경로변경패턴(213R)은 발광소자(211)로부터 출사된 광을 반사시킬 수 있다. 또한, 광경로변경패턴(213R)은 발광소자(211)로부터 수직 방향으로 출사된 광을 반사시키고 리플렉터(212)에 의해 다시 반사되도록 하여 발광소자(211) 사이의 영역으로 광이 출사되도록 할 수도 있다.
이와 같이, 발광소자(211)로부터 출사된 광은 광경로변경패턴(213R)과 리플렉터(212)에 의해 반사됨으로써, 백라이트 유닛(200)의 화상 품위를 개선해줄 수 있다.
또한, 리플렉터(212) 사이에서 발광소자(211)와 중첩되는 위치에 컬러레진(212R)이 배치될 수 있다. 컬러레진(212R)은 발광소자(211)에서 방출된 광을 백색광이 되게 할 수 있다.
투명시트(213) 상에 확산판(214)이 배치될 수 있다. 또한, 투명시트(213)와 확산판(217) 사이에 형광체 시트(241)가 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체 시트(241)는 확산판(214) 상에 배치될 수 있다.
형광체 시트(241)은 특정 색을 갖는 형광체를 포함하고, 입사되는 광을 여기시켜 특정 파장 대역의 광이 발산되게 할 수 있다. 이로 인해, 형광체 시트(241)을 통과한 광은 형광체 시트(241)에 포함된 특정 색 또는 특정 색과 혼합된 색이 될 수 있다. 예를 들면, 발광소자(211)가 제1파장 대역의 광(예, 청색 광)을 발산하는 경우, 형광체 시트(241)은 입사되는 광에 반응하여 제2파장 대역의 광(예, 녹색 광) 및 제3 파장 대역의 광(예, 적색 광)을 발산할 수 있다. 따라서, 발광소자(211)이 청색광을 발광하는 경우 발광소자(211)에서 방출된 광이 형광체 시트(241)을 통과하게 되면 백색광으로 변환되어 발산될 수 있다.
그리고, 형광체 시트(241) 상에 하나 이상의 광학시트(215)가 배치될 수 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.
10: 표시장치
100: 디스플레이 패널
200: 백라이트유닛
210: 기판
211: 발광소자
212: 리플렉터
213: 투명시트
214: 확산판
215: 광학시트
240: 컬러레진
241: 형광체 시트
300: 커버버텀

Claims (12)

  1. 기판 상에 배치되고 각각 플립칩구조를 갖는 복수의 발광소자;
    상기 복수의 발광소자들 사이에 배치되고, 상면에 소정의 크기를 갖는 홈이 형성되어 있는 리플렉터; 및
    상기 리플렉터와 상기 발광소자 상에 배치되고, 상기 발광소자와 인접한 면의 반대면에 상기 복수의 발광소자와 각각 중첩되는 위치에 중심영역의 두께가 외곽영역의 두께보다 더 두꺼운 광경로변경패턴이 배치되어 있는 투명시트를 포함하는 백라이트유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리플렉터는 상기 홈에 배치되는 레진을 포함하는 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리플렉터는 인접 인접한 상기 발광소자에 대응하는 끝단으로부터 상기 투명시트 방향으로 돌출된 복수 개의 돌출부를 포함하고, 상기 홈은 상기 돌출부들 사이에 위치하는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광경로변경패턴은 상기 투명시트 상에 상기 발광소자와 중첩되는 위치에 형성된 중심영역의 두께가 외곽영역의 두께보다 더 깊은 홈에 배치되는 백색잉크를 포함하는 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광경로변경패턴은, 상기 투명시트 상에 상기 발광소자와 중첩되는 위치에 형성된 중심영역의 두께가 외곽영역의 두께보다 더 깊은 홈에 배치되고 상기 발광소자에서 방출하는 제1파장을 갖는 광을 반사하는 반사필터를 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반사필터는 복수의 고반사 물질을 포함하는 반사레어어를 포함하고, 각 반사레이어의 두께는 서로 같거나 다른 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광경로변경패턴은 상기 중심영역에서 상기 외곽영역까지의 두께의 변화가 일정한 곡률에 대응하는 백라이트유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광경로변경패턴은 상기 중심영역에서 상기 외곽영역까지의 두께의 변화가 일정한 백라이트유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 리플렉터 사이에서 상기 발광소자들과 중첩되게 배치되는 컬러레진을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 투명시트 상에 배치되는 형광체시트와 상기 형광체 시트 상에 배치되는 광학시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 투명시트와 상기 리플렉터 사이에 스페이서가 배치되는 백라이트 유닛.
  12. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되고 상기 디스플레이 패널에 광을 조사하는 백라이트유닛을 포함하되,
    상기 백라이트 유닛은 상기 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 의한 표시장치.
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