KR20220106250A - 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛이 개시된다. 상기 백라이트 유닛은 회로기판 및 회로기판 상에 실장되는 다수의 엘이디 칩을 포함하는 광원부; 상기 엘이디 칩 각각에 대응하는 위치에 형성되어 상기 다수의 엘이디 칩을 수용하는 다수의 엘이디 칩수용홀을 포함하는 반사판층; 상기 각각의 엘이디 칩을 덮도록 상기 각각의 엘이디 칩수용홀에 채워지는 다수의 몰딩부; 상기 반사판층 전체를 덮도록 상기 반사판층 상에 적층되고, 상기 각각의 몰딩부에 대응하는 위치에 볼록한 형태의 돌출형패턴이 구비되는 형상 필름층; 상기 형상 필름층과 일정 거리 이격되어 배치되는 확산층; 및 상기 확산층 위로 배치되는 광학층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 구비하는 디스플레이 장치{BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광의 확산 효율을 증가시키고, 전체적인 두께를 감소시킬 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
영상을 표시하는 장치의 한 종류인 디스플레이 장치는 디스플레이 패널을 이용하여 영상을 표시하는 장치로서 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 스마트폰, 각종 스마트 패드 등과 같은 각종 장치에 사용된다.
하지만, 일반적인 디스플레이 장치는 자체적으로 발광하지 못하기 때문에 백라이트 유닛과 같은 별도의 광원을 필요로 하며, 이러한 백라이트 유닛은 디스플레이 패널의 후방에 배치되는 것이 일반적이다.
백라이트 유닛은 광원으로부터 조사된 광을 디스플레이 패널로 균일하게 인도하는 도광판(LGP, Light Guide Panel)이 필요한 에지형 방식과 도광판이 필요하지 않는 직하형 방식으로 분류될 수 있다.
직하형 타입의 백라이트 유닛의 경우 확산판의 배면에서 다수의 엘이디 칩이 발광하여 확산판에 광이 전달되고, 확산판은 광을 패널 방향으로 확산시키는 구조를 갖는다.
그런데 직하형 타입의 경우, 광 효율을 개선하기 위해 많은 엘이디 칩이 사용되어야 하므로 많은 엘이디 칩의 구비에 따른 제조 단가가 상승하며, 엘이디 칩의 좁은 지향각으로 인해 확산판과 충분한 간격이 유지되어야 하므로 백라이트 유닛의 전체적인 두께가 두꺼워지는 문제가 있었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광의 확산 효율이 증가되고, 전체적인 두께를 감소시킬 수 있도록 한 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 회로기판 및 회로기판 상에 실장되는 다수의 엘이디 칩을 포함하는 광원부; 상기 엘이디 칩 각각에 대응하는 위치에 형성되어 상기 다수의 엘이디 칩을 수용하는 다수의 엘이디 칩수용홀을 포함하는 반사판층; 상기 각각의 엘이디 칩을 덮도록 상기 각각의 엘이디 칩수용홀에 채워지는 다수의 몰딩부; 상기 반사판층 전체를 덮도록 상기 반사판층 상에 적층되고, 상기 각각의 몰딩부에 대응하는 위치에 볼록한 형태의 돌출형패턴이 구비되는 형상 필름층; 상기 형상 필름층과 일정 거리 이격되어 배치되는 확산층; 및 상기 확산층 위로 배치되는 광학층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 각각의 돌출형패턴은 구면 또는 비구면을 갖도록 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 각각의 돌출형패턴의 굴절률은 공기의 굴절률보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 형상 필름층은, 상기 반사판을 덮는 전체 면이 투명한 재질의 수지층으로 구성되고, 상기 각각의 돌출형패턴은 상기 수지층의 상면에 인쇄되어 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 각각의 몰딩부는 투명한 실리콘 재질로 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 확산층은 상면 또는 하면 중 적어도 하나의 면에 형성되는 다수의 인쇄패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 확산층은 글라스(glass), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(acrylic)로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나의 광학용 플라스틱 재질로 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인쇄패턴은 적외선 잉크(IR Ink) 또는 자외선 잉크(UV Ink) 중 어느 하나를 사용하여 인쇄되고, 상기 인쇄패턴의 반사율은 60% 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 확산층 및 상기 광학층 사이에 적층되는 색변환층을 더 포함하고, 상기 다수의 엘이디 칩은 청색에 해당하는 파장범위의 광을 방출하도록 구성되고, 상기 색변환층은 상기 다수의 엘이디 칩 각각으로부터의 청색광을 백색광으로 변환시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 백라이트 유닛; 및 상기 백라이트 유닛에 결합되는 디스플레이 패널을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 회로기판 및 회로기판 상에 실장되는 다수의 엘이디 칩을 포함하는 광원부; 상기 엘이디 칩 각각에 대응하는 위치에 형성되어 상기 다수의 엘이디 칩을 수용하는 다수의 엘이디 칩수용홀을 포함하는 반사판층; 상기 각각의 엘이디 칩을 덮도록 상기 각각의 엘이디 칩수용홀에 채워지는 다수의 몰딩부; 상기 반사판층 전체를 덮도록 상기 반사판층 상에 적층되고, 상기 각각의 몰딩부에 대응하는 위치에 볼록한 형태의 돌출형패턴이 구비되는 형상 필름층; 상기 형상 필름층과 일정 거리 이격되어 배치되는 확산층; 및 상기 확산층 위로 배치되는 광학층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛에 의하면 핫 스팟 현상을 방지하고, 광 지향각을 넓혀 광의 확산 효율이 증대되고, 전체적인 두께가 감소할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 형상 필름층의 돌출형패턴의 다른 예를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구성을 나타낸 부분 확대 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광원부(110), 반사판층(120), 다수의 몰딩부(130), 형상 필름층(140), 확산층(150) 및 광학층(170)을 포함할 수 있다.
광원부(110)는 회로기판(111) 및 회로기판(111) 상에 실장되는 다수의 엘이디 칩(LED)(112)를 포함할 수 있다.
반사판층(120)은 다수의 엘이디 칩(112) 각각에서 출사되는 빛을 확산층(150) 방향으로 반사시킨다. 반사판층(120)은 상기 다수의 엘이디 칩(112) 각각에 대응하는 위치에 형성되어 다수의 엘이디 칩(112)를 수용하는 다수의 엘이디 칩수용홀(121)을 포함할 수 있다.
다수의 몰딩부(130)는 다수의 엘이디 칩(112) 각각을 덮도록 상기 엘이디 칩수용홀(121)에 채워질 수 있고, 이때 각각의 엘이디 칩(112)의 위치에 개별적으로 몰딩될 수 있다.
형상 필름층(140)은 반사판층(120) 전체를 덮도록 반사판층(120) 상에 적층되고, 각각의 몰딩부(130)에 대응하는 위치에 볼록한 형태의 돌출형패턴(141)이 구비될 수 있다. 형상 필름층(140)은 반사판층(120)을 덮는 전체 면이 투명한 재질의 수지층으로 구성되고, 각각의 돌출형패턴(141)은 상기 수지층의 상면에 인쇄되어 형성될 수 있다.
각각의 돌출형패턴(141)은 구면 또는 비구면을 가질 수 있다. 일 예로, 돌출형패턴(141)은 상부가 구 형상일 수 있고, 다른 예로, 돌출형패턴(141)은 상부가 V자 단면 형상으로 오목한 형상일 수 있다. 이러한 돌출형패턴(141)의 구면 또는 비구면은 엘이디 칩(112)로부터 출사되는 광의 광 지향각을 넓혀서 광을 더 넓게 확산시킬 수 있다. 또한, 돌출형패턴(141)은 공기의 굴절률보다 큰 굴절률을 가질 수 있다.
확산층(150)은 형상 필름층(140), 즉 돌출형패턴(141)의 구면 또는 비구면과 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 확산층(150)은 돌출형패턴(141)의 구면 또는 비구면을 투과하여 출사되는 광을 확산층(150)의 면을 따라 확산시킬 수 있다.
또한, 상기 확산층(150)은 상면 또는 하면 중 적어도 하나의 면에 다수의 인쇄패턴(151)이 형성될 수 있다. 각각의 인쇄패턴(151)은 각각의 돌출형패턴(141)에 대응될 수 있고, 돌출형패턴(141)의 구면 또는 비구면을 투과하여 출사되는 광을 확산시켜서, 출사되는 광이 각각의 돌출형패턴(141)의 위치에서 집중되지 않고 넓게 확산될 수 있다. 일 예로, 각각의 인쇄패턴(151)은 확산층(150)의 하면에 형성되어 각각의 돌출형패턴(141)과 마주할 수 있고, 적외선 잉크(IR Ink) 또는 자외선 잉크(UV Ink) 중 어느 하나를 사용하여 인쇄될 수 있다.
이러한 확산층(150)은 글라스(Glass), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(acrylic)로 이루어진 그룹 중 선택되는 하나의 광학용 플라스틱 재질로 구비될 수 있다.
광학층(170)은 확산층(150)의 위로 배치되고, 확산층(150)에서 확산된 빛을 집광하여 확산층(150)과 멀어지는 방향으로 진행하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 색변환층(160)을 더 포함할 수 있고, 광원부(110)의 엘이디 칩(112)이 청색에 해당하는 파장범위의 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
색변환층(160)은 확산층(150) 및 광학층(170) 사이에 적층되며, 광원부(110)의 각각의 엘이디 칩(112)으로부터 방출되는 청색에 해당하는 파장범위의 광, 즉 청색광을 백색광으로 변환하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 상기 광원부(110), 다수의 몰딩부(130), 형상 필름층(140), 확산층(150), 광학층(170), 색변환층(160)을 내부에 수용하여 보호하는 커버바텀(181) 및 커버바텀(181)의 측면에 결합되고 디스플레이 패널(190)의 하부를 지지하는 가이드패널(182)을 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 확산 경로를 살펴보면, 광원부(110)의 다수의 엘이디 칩(112) 각각에서 출사되는 광은 청색광으로 출사될 수 있고, 광은 먼저 각각의 엘이디 칩(112)을 덮는 각각의 몰딩부(130)를 투과한 후 형상 필름층(140)의 돌출형패턴(141)으로 입사되고, 이어서 돌출형패턴(141)의 구면 또는 비구면을 투과하면서 광 지향각이 넓어져서 확산층(150) 방향으로 확산된다.
이어서, 각각의 돌출형패턴(141)의 구면 또는 비구면을 투과하여 확산층(150) 방향으로 진행되는 광은 확산층(150)의 면을 따라 확산된다. 이때, 각각의 돌출형패턴(141)의 구면 또는 비구면에 마주하는 인쇄패턴(151)에 의해 각각의 돌출형패턴(141)의 위치에서 광이 집중되지 않고 확산층(150)의 면을 향해 확산될 수 있다.
이어서, 확산층(150)의 면을 따라 확산된 광은 색변환층(160)을 투과하면서 백색광으로 변환될 수 있다.
마지막으로, 백색광으로 변환된 광은 광학층(170)에서 집광되어 확산층(150)과 멀어지는 방향으로 진행된다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광원부(110)의 각각의 엘이디 칩(112)을 덮도록 각각의 엘이디 칩(112)의 위치에 개별적으로 몰딩되는 몰딩부(130) 및 각각의 몰딩부(130)의 위치에서 각각의 몰딩부(130)의 위로 배치되는 돌출형패턴(141)을 구비하고, 각각의 돌출형패턴(141)은 구면 또는 비구면을 갖도록 하여 각각의 엘이디 칩(112)으로부터 출사되는 광의 광 지향각이 넓어지도록 하고, 이에 따라 광의 확산 효율을 증가시켰다.
또한, 각각의 돌출형패턴(141)에 대응하는 위치에 각각의 돌출형패턴(141)과 마주하는 인쇄패턴(151)을 갖는 확산층(150)을 구비하여, 인쇄패턴(151)에 의해 각각의 돌출형패턴(141)의 위치에서 광이 집중되는 현상을 방지하며, 이에 따라 광의 확산 효율이 더욱 증대되도록 하였다.
또한, 각각의 엘이디 칩(112)을 청색에 해당하는 파장범위의 광을 방출하는 것으로 구성하고 청색광을 백색광으로 변환하도록 구성되는 색변환층(160)을 구비하여, 광원부(110)를 구성하는 다수의 엘이디 칩(112) 사용에 따른 비용을 절감시켰다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 제작 비용이 절감되며, 핫 스팟(hot spot) 현상을 방지하고, 광 지향각을 넓혀 광의 확산 효율이 증대될 수 있는 이점이 있다.
한편, 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛에 디스플레이 패널을 결합하여 디스플레이 장치를 구성할 수 있으며, 이러한 경우 상기 백라이트 유닛의 이점들과 같이 백라이트 유닛의 개선된 광 확산 효율로서 화질이 개선된 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 회로기판 및 회로기판 상에 실장되는 다수의 엘이디 칩을 포함하는 광원부;
    상기 엘이디 칩 각각에 대응하는 위치에 형성되어 상기 다수의 엘이디 칩을 수용하는 다수의 엘이디 칩수용홀을 포함하는 반사판층;
    상기 각각의 엘이디 칩을 덮도록 상기 각각의 엘이디 칩수용홀에 채워지는 다수의 몰딩부;
    상기 반사판층 전체를 덮도록 상기 반사판층 상에 적층되고, 상기 각각의 몰딩부에 대응하는 위치에 볼록한 형태의 돌출형패턴이 구비되는 형상 필름층;
    상기 형상 필름층과 일정 거리 이격되어 배치되는 확산층; 및
    상기 확산층 위로 배치되는 광학층을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 돌출형패턴은 구면 또는 비구면을 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는,
    백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 돌출형패턴의 굴절률은 공기의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는,
    백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 형상 필름층은,
    상기 반사판을 덮는 전체 면이 투명한 재질의 수지층으로 구성되고,
    상기 각각의 돌출형패턴은 상기 수지층의 상면에 인쇄되어 형성되는 것을 특징으로 하는,
    백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 몰딩부는 투명한 실리콘 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는,
    백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 확산층은 상면 또는 하면 중 적어도 하나의 면에 형성되는 다수의 인쇄패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 확산층은 글라스(glass), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 아크릴(acrylic)로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나의 광학용 플라스틱 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는,
    백라이트 유닛.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 인쇄패턴은 적외선 잉크(IR Ink) 또는 자외선 잉크(UV Ink) 중 어느 하나를 사용하여 인쇄되고,
    상기 인쇄패턴의 반사율은 60% 이상인 것을 특징으로 하는,
    백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 확산층 및 상기 광학층 사이에 적층되는 색변환층을 더 포함하고,
    상기 다수의 엘이디 칩은 청색에 해당하는 파장범위의 광을 방출하도록 구성되고,
    상기 색변환층은 상기 다수의 엘이디 칩 각각으로부터의 청색광을 백색광으로 변환시키는 것을 특징으로 하는,
    백라이트 유닛.
  10. 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛에 결합되는 디스플레이 패널을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    회로기판 및 회로기판 상에 실장되는 다수의 엘이디 칩을 포함하는 광원부;
    상기 엘이디 칩 각각에 대응하는 위치에 형성되어 상기 다수의 엘이디 칩을 수용하는 다수의 엘이디 칩수용홀을 포함하는 반사판층;
    상기 각각의 엘이디 칩을 덮도록 상기 각각의 엘이디 칩수용홀에 채워지는 다수의 몰딩부;
    상기 반사판층 전체를 덮도록 상기 반사판층 상에 적층되고, 상기 각각의 몰딩부에 대응하는 위치에 볼록한 형태의 돌출형패턴이 구비되는 형상 필름층;
    상기 형상 필름층과 일정 거리 이격되어 배치되는 확산층; 및
    상기 확산층 위로 배치되는 광학층을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 각각의 돌출형패턴은 구면 또는 비구면을 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 형상 필름층은,
    상기 반사판을 덮는 전체 면이 투명한 재질의 수지층으로 구성되고,
    상기 각각의 돌출형패턴은 상기 수지층의 상면에 인쇄되어 형성되는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 확산층은 상면 또는 하면 중 적어도 하나의 면에 형성되는 인쇄패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 인쇄패턴은 적외선 잉크(IR Ink) 또는 자외선 잉크(UV Ink) 중 어느 하나를 사용하여 인쇄되고,
    상기 인쇄패턴의 반사율은 60% 이상인 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 확산층 상에 적층되는 색변환층을 더 포함하고,
    상기 다수의 엘이디 칩은 청색에 해당하는 파장범위의 광을 방출하도록 구성되고,
    상기 색변환층은 상기 다수의 엘이디 칩 각각으로부터의 청색광을 백색광으로 변환시키는 것을 특징으로 하는,
    디스플레이 장치.

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