KR102177907B1 - Backlight unit comprising quantom dot light conversion photoluminescence - Google Patents

Backlight unit comprising quantom dot light conversion photoluminescence Download PDF

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Abstract

본 발명은 퀀텀 도트 광변환부를 포함하는 광원 패키지 및 백라이트 유닛에 관한 발명으로, 일 측면에서 본 발명은, 광원부의 광원의 빛을 퀀텀 도트 광변환부로 반사시키는 반사부와, 입사된 빛을 다른 파장 대역의 빛으로 변환하여 출사시키는 퀀텀 도트 광변환부를 포함하는 광원 패키지를 제공한다. The present invention relates to a light source package and a backlight unit including a quantum dot light conversion unit. In one aspect, the present invention provides a reflective unit for reflecting light of a light source from a light source unit to a quantum dot light conversion unit, and incident light at different wavelengths. It provides a light source package including a quantum dot light conversion unit that converts and emits light in a band.

Figure R1020140125951
Figure R1020140125951

Description

퀀텀 도트 광변환부를 포함하는 백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT COMPRISING QUANTOM DOT LIGHT CONVERSION PHOTOLUMINESCENCE}BACKLIGHT UNIT COMPRISING QUANTOM DOT LIGHT CONVERSION PHOTOLUMINESCENCE

본 발명은 퀀텀 도트 광변환부를 포함하는 광원 패키지 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a light source package and a backlight unit including a quantum dot light conversion unit.

일반적으로 발광 다이오드(light emitting diode, 이하 LED라 함)라 함은 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN 및 AlGaInP등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로써 다양한 색을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.In general, a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) refers to a variety of colors by configuring a light emitting source by changing the material of compound semiconductors such as GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN and AlGaInP. It refers to a semiconductor device.

이러한 LED 패키지는 액정표시장치(Liquid Crystal Display) 의 백라이트 유닛(back light unit)으로 사용될 수 있으며, 이외에도 조명장치, 헤드라이트 등에도 사용될 수 있다. LED 패키지와 같은 발광 패키지는 발광 효율이 중요하며, LED 패키지를 생산함에 있어서 발광 효율을 높이는 기술이 중요하게 요구되고 있다.Such an LED package may be used as a back light unit of a liquid crystal display, and may also be used for a lighting device and a headlight. In a light-emitting package such as an LED package, luminous efficiency is important, and a technology to increase luminous efficiency is importantly required in producing an LED package.

최근 액정표시장치의 색 재현율을 높이기 위해, 광원으로 통상의 백색 LED를 대체하여 청색 LED를 이용하고, 발광 효율을 높이기 위해 별도의 광 변환수단인 퀀텀 도트(quantum dot)를 포함하는 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치가 제시되고 있으나, 색 재현율을 높이기 위해 전술한 퀀텀 도트를 이용하는 경우, LED에서 발산하는 열에 의한 퀀텀 도트 부재의 열화가 발생하여 고휘도 구현에 불리하며, 제조비용이 증가하는 단점이 있어 이를 해결하기 위한 방안이 필요하다.Recently, in order to increase the color reproducibility of a liquid crystal display, a blue LED is used as a light source in place of a conventional white LED, and a backlight unit including a quantum dot, which is a separate light conversion means, is provided to increase luminous efficiency. One liquid crystal display device has been proposed, but when the above-described quantum dot is used to increase color reproduction, the quantum dot member is deteriorated due to heat emitted from the LED, which is disadvantageous in realizing high luminance and increases manufacturing cost. There is a need for a solution to this.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 백라이트 유닛을 구성하는 구성 요소 중에서 백색광으로 변환하는 퀀텀 도트 부재와 발광 다이오드를 이격시켜 퀀텀 도트 부재의 열화를 방지하고자 한다. Against this background, an object of the present invention is to prevent deterioration of the quantum dot member by separating the quantum dot member that converts into white light from the light emitting diode among the constituent elements constituting the backlight unit.

또한 백라이트 유닛을 구성하는 다수의 광원들의 열은 차단하되 이들 광원들의 빛이 퀀텀 도트 부재에 입사시키기 위한 반사부를 제공하는 데 있다. In addition, heat of a plurality of light sources constituting the backlight unit is blocked, but a reflection part is provided for allowing light from these light sources to enter the quantum dot member.

또한, 본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Further, the object of the present invention is not limited thereto, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 광원부의 광원의 빛을 퀀텀 도트 광변환부로 반사시키는 반사부와, 입사된 빛을 다른 파장 대역의 빛으로 변환하여 출사시키는 퀀텀 도트 광변환부를 포함하는 광원 패키지를 제공한다. In order to achieve the above object, in one aspect, the present invention provides a reflecting unit for reflecting light of a light source of a light source unit to a quantum dot light conversion unit, and a quantum dot light for converting incident light into light of a different wavelength band and emitting light. It provides a light source package including a conversion unit.

다른 측면에서, 본 발명은, 광원부의 광원의 빛을 퀀텀 도트 광변환부로 반사시키는 반사부와, 입사된 빛을 다른 파장 대역의 빛으로 변환하여 출사시키는 퀀텀 도트 광변환부, 퀀텀 도트 광변환부에서 출사된 백색 광을 액정 표시 패널로 조사하는 도광판을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
In another aspect, the present invention provides a reflective unit for reflecting light of a light source of a light source to a quantum dot light conversion unit, a quantum dot light conversion unit for converting incident light into light of a different wavelength band, and emitting light, and a quantum dot light conversion unit. It provides a backlight unit including a light guide plate for irradiating white light emitted from the liquid crystal display panel.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 백라이트 유닛을 구성하는 광원의 발광 효율을 높이는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, there is an effect of increasing the luminous efficiency of the light source constituting the backlight unit.

또한 본 발명에 의하면 청색광 발광 다이오드의 빛을 백색으로 변환하는 퀀텀 도트 부재를 발광 다이오드와 이격시켜 형성하여 퀀텀 도트 부재의 열화를 방지하여 신뢰성을 높이는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the quantum dot member for converting the light of the blue light emitting diode to white is formed to be spaced apart from the light emitting diode to prevent deterioration of the quantum dot member, thereby increasing reliability.

또한, 퀀텀 도트 부재를 표시장치의 전면에 부착하지 않고 발광 다이오드의 크기에 비례하여 형성하므로 퀀텀 도트 부재의 크기를 줄이면서도 백색광 변환 효과를 유지하여 제조 단가를 낮추는 효과가 있다. In addition, since the quantum dot member is not attached to the front surface of the display device and is formed in proportion to the size of the light emitting diode, it is possible to reduce the manufacturing cost by reducing the size of the quantum dot member while maintaining a white light conversion effect.

도 1은 실시예들에 따른 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device, 100)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예들에 따른 직하 방식과 에지 방식의 백라이트 유닛(120)을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 청색 LED와 QD 재료를 결합한 경우의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 이용되는 퀀텀 도트의 구조를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 이용되는 퀀텀 도트가 백라이트 유닛과 결합하는 구조를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 유닛에 장착된 광원 패키지를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 도 7의 광원 패키지의 단면도를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 단면도 상에서 빛의 경로를 검은 선으로 표시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 다각형의 반사부가 구성된 광원 패키지의 구성을 보여준다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 곡면 형상의 반사부가 구성된 광원 패키지의 구성을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 반사부에 돌출된 반사 돌기들이 형성된 광원 패키지의 구성을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 프리즘 형상의 반사부가 결합된 광원 패키지의 구성을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 투명 원형의 반사부가 결합된 광원 패키지의 구성을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 의한 광원 패키지 내의 온도를 도시한 도면이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 반사부의 각 실시예에 따라 휘도를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 18은 도 8과 같은 반사부를 사용하는 경우의 스크린 휘도를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 의한 광원부와 퀀텀 도트 광변환부의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a structure of a liquid crystal display device 100 according to exemplary embodiments.
2 is a diagram illustrating a backlight unit 120 of a direct type and an edge type according to embodiments.
3 is a view showing an emission spectrum when a blue LED and a QD material are combined according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a structure of a quantum dot used in an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams illustrating a structure in which a quantum dot used in an embodiment of the present invention is coupled to a backlight unit.
7 is a diagram illustrating a light source package mounted on a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a cross-sectional view of the light source package of FIG. 7 according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a path of light in a black line on the cross-sectional view of FIG. 8.
10 shows a configuration of a light source package including a polygonal reflector according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating a configuration of a light source package including a reflector having a curved shape according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating a configuration of a light source package in which reflective protrusions protruding from a reflector are formed according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a configuration of a light source package in which a prism-shaped reflector is combined according to another embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating a configuration of a light source package in which a transparent circular reflector is combined according to another embodiment of the present invention.
15 is a diagram showing a temperature in a light source package according to an embodiment of the present invention.
16 and 17 are diagrams showing results of measuring luminance according to each embodiment of the reflector of the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing a result of measuring screen luminance when a reflective unit as shown in FIG. 8 is used.
19 is a diagram showing a configuration of a light source unit and a quantum dot light conversion unit according to another embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, the same elements may have the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof may be omitted.

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.In addition, in describing the constituent elements of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, order, or number of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to that other component, but other components between each component It is to be understood that is "interposed", or that each component may be "connected", "coupled" or "connected" through other components.

도 1은 실시예들에 따른 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device, 100)의 구조를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a structure of a liquid crystal display device 100 according to exemplary embodiments.

도 1을 참조하면, 실시예들에 따른 액정 표시 장치(100)는, 화상을 표시하는 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display Panel, 110), 액정 표시 패널(110)로 광을 조사하는 백라이트 유닛(BLU: Backlight Unit, 120), 액정 표시 패널(110)을 구동하기 위한 구동회로 유닛(Driving Circuit Unit, 130) 및 각 구성 요소를 하나로 체결하기 위한 섀시 유닛(Chassis Unit, 140) 등을 포함한다. Referring to FIG. 1, a liquid crystal display device 100 according to embodiments includes a liquid crystal display panel 110 that displays an image, and a backlight unit (BLU) that irradiates light to the liquid crystal display panel 110. : A backlight unit 120, a driving circuit unit 130 for driving the liquid crystal display panel 110, and a chassis unit 140 for coupling each component into one.

전술한 액정 표시 패널(110)은, 간략하게 설명하면, 박막트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor, 이하, "TFT"라 함)가 형성된 TFT-어레이 기판(111)과 컬러필터(CF: Color Filter)가 형성된 컬러필터 기판(112)이 일정한 간격(Cell Gap)만큼 이격 되고, TFT-어레이 기판(111)과 컬러필터 기판(112) 사이에 액정이 주입된 구조로 되어 있다. The above-described liquid crystal display panel 110 is, briefly described, a TFT-array substrate 111 on which a thin film transistor (TFT, hereinafter referred to as "TFT") is formed, and a color filter (CF). The color filter substrate 112 on which is formed is spaced apart by a certain interval (Cell Gap), and a liquid crystal is injected between the TFT-array substrate 111 and the color filter substrate 112.

전술한 구동회로 유닛(130)은, 액정 표시 패널(110)을 동작시키기 위한 여러 개의 드라이버 집적회로(Driver IC)와 각종 회로 소자가 부착된 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 등으로 구성된다. The above-described driving circuit unit 130 is composed of a plurality of driver ICs for operating the liquid crystal display panel 110 and a printed circuit board (PCB) to which various circuit elements are attached. .

여기서, 여러 개의 드라이버 집적회로는, 적어도 하나의 게이트 드라이버 집적회로(Gate Driver IC)와 적어도 하나의 데이터 드라이버 집적회로(Data Driver IC)를 포함한다. Here, the plurality of driver integrated circuits include at least one gate driver integrated circuit (Gate Driver IC) and at least one data driver integrated circuit (Data Driver IC).

이러한 여러 개의 드라이버 집적회로는 TFT-어레이 기판(111)에 연결된다. 드라이버 집적회로를 TFT-어레이 기판(111)에 연결하는 방법으로서, 드라이버 집적회로가 필름(Film) 위에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 기술을 이용하는 TCP(Tape Carrier Package) 실장 방식, 드라이버 집적회로가 TFT-어레이 기판(111)에 형성된 본딩 패드(Bonding Pad) 직접 연결되는 COG(Chip On Glass) 실장 방식 등이 있고, 이뿐만 아니라, 드라이버 집적회로와 TFT-어레이 기판(111)를 전기적으로 연결해주기만 하면 그 어떠한 방식도 가능하다. These several driver integrated circuits are connected to the TFT-array substrate 111. As a method of connecting the driver integrated circuit to the TFT-array substrate 111, the driver integrated circuit is mounted on a film, and the TCP (Tape Carrier Package) mounting method using TAB (Tape Automated Bonding) technology, and the driver integrated circuit are used. There is a COG (Chip On Glass) mounting method, which is directly connected to the bonding pad formed on the TFT-array substrate 111, and only electrically connects the driver integrated circuit and the TFT-array substrate 111. If so, any way is possible.

전술한 구동회로 유닛(130)은 여러 개의 드라이버 집적회로를 제어하기 위한 전기신호를 생성하고 외부로부터 입력된 디지털 데이터 신호를 제어하는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller) 등을 포함한다. The above-described driving circuit unit 130 includes a timing controller or the like that generates electric signals for controlling a plurality of driver integrated circuits and controls digital data signals input from the outside.

전술한 백라이트 유닛(120)은, 광원장치(Light Source Device)를 이용하여 밝기가 균일한 면광원을 형성하고 이를 액정 표시 패널(110)로 제공해준다. The above-described backlight unit 120 forms a surface light source having uniform brightness using a light source device and provides it to the liquid crystal display panel 110.

본 명세서에 기재한 실시예들에서 광원장치는, 일 예로, 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode, 이하 "LED"라 함) 칩을 광원으로서 이용한다. In the embodiments described herein, the light source device uses, for example, a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode, hereinafter "LED") chip as a light source.

전술한 백라이트 유닛(120)은, 광원장치의 설치 방법에 따라, 직하(Direct) 방식 BLU(Backlight Unit)일 수도 있고, 에지(Edge) 방식의 BLU일 수도 있다.The above-described backlight unit 120 may be a direct type backlight unit (BLU) or an edge type BLU according to an installation method of the light source device.

도 2는 실시예들에 따른 직하 방식과 에지 방식의 백라이트 유닛(120)을 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating a backlight unit 120 of a direct type and an edge type according to embodiments.

도 2의 291을 참조하면, 백라이트 유닛(120)이 직하 방식 BLU인 경우, 백라이트 유닛(120)에서 광원장치(200)는 액정 표시 패널(110)의 아래 쪽에 촘촘하게 위치하여 액정 표시 패널(110)로 빛을 조사해준다. Referring to 291 of FIG. 2, when the backlight unit 120 is a direct type BLU, the light source device 200 in the backlight unit 120 is densely positioned under the liquid crystal display panel 110 so that the liquid crystal display panel 110 And irradiate the light.

도 2의 292를 참조하면, 백라이트 유닛(120)이 에지 방식의 BLU인 경우, 백라이트 유닛(120)은, 광원장치(200)가 액정 표시 패널(110)의 측면에 위치하며, 도광판(LGP: Light Guide Panel, 210) 및 반사판(220)을 포함한다. 액정 표시 패널(110)의 측면에 위치한 광원장치(200)에서 입사된 빛은 도광판(210)을 따라 반사판(220)에 의해 반사되면서 액정 표시 패널(110)로 조사된다. Referring to 292 of FIG. 2, when the backlight unit 120 is an edge type BLU, the backlight unit 120 includes a light source device 200 located on a side surface of the liquid crystal display panel 110, and a light guide plate (LGP: It includes a Light Guide Panel 210 and a reflector 220. Light incident from the light source device 200 located on the side of the liquid crystal display panel 110 is reflected by the reflector 220 along the light guide plate 210 and is irradiated to the liquid crystal display panel 110.

한편, 실시예들에 따른 백라이트 유닛(120)의 광원장치(200)는 광원으로서 LED 칩을 포함한다. Meanwhile, the light source device 200 of the backlight unit 120 according to the embodiments includes an LED chip as a light source.

실시예들에 따른 백라이트 유닛(120)의 광원장치(200)는, LED 칩을 사용할 수 있는데, 이 경우 고색 재현을 위해 퀀텀 도트(Quantum dot, 양자점, 이하 QD라 함) 부재를 사용하여 빛을 확산시킬 수 있다. The light source device 200 of the backlight unit 120 according to the embodiments may use an LED chip. In this case, light is emitted using a quantum dot (quantum dot, hereinafter referred to as QD) member for high color reproduction. Can diffuse.

색재현율을 올리기 위한 백라이트 유닛 기술의 핵심은 백라이트 유닛의 분광 스펙트럼(Spectrum)의 적/녹/청 색(Red/Green/Blue) 피크(Peak)에 해당하는 스펙트럼 반치폭(full width at half maximum, FWHM)을 줄이는 것이다. QD 재료는 나노 크기(Nano Scale)의 재료 입자이기 때문에 종래의 LED 무기물 형광체 보다 발광(Emission) 스펙트럼의 반치폭을 대폭 줄일 수 있다. 즉 녹색의 경우 반치폭이 30nm, 적색의 경우 반치폭 40nm 수준이 될 수 있으며 고색재현 구현이 용이하다. The key to the backlight unit technology to increase the color gamut is the full width at half maximum (FWHM), which corresponds to the Red/Green/Blue peak of the spectral spectrum of the backlight unit. ) To reduce. Since the QD material is a nano-scale material particle, the half width of the emission spectrum can be significantly reduced compared to the conventional LED inorganic phosphor. That is, in the case of green, the half-width can be 30nm, and in the case of red, the half-width can be 40nm, and high color reproduction is easy to implement.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 청색 LED와 QD 재료를 결합한 경우의 발광 스펙트럼을 도시한 도면이다. 310은 청색 LED로부터 발광한 스펙트럼의 피크를 지시하며, 320은 녹색 QD를 통하여 발광한 스펙트럼의 피크를 지시하며, 330은 적색 QD를 통하여 발광한 스펙트럼의 피크를 지시한다. 3 is a view showing an emission spectrum when a blue LED and a QD material are combined according to an embodiment of the present invention. 310 indicates the peak of the spectrum emitted from the blue LED, 320 indicates the peak of the spectrum emitted through the green QD, and 330 indicates the peak of the spectrum emitted through the red QD.

도 4는 본 발명의 실시예에 이용되는 퀀텀 도트의 구조를 도시한 도면이다. 퀀텀 도트는 코어(core)-쉘(shell) 구조로 CdSe/ZnS 나노입자를 사용할 수 있으며, 쉘 외부에 유기 리간드(organic ligand)가 형성된다. 퀀텀 도트의 일 실시예로 코어(410), 쉘(420), 리간드(430)의 구조이며 코어는 CdSe, 쉘은 ZnS, 리간드는 유기 리간드이다. 4 is a diagram showing a structure of a quantum dot used in an embodiment of the present invention. Quantum dots can use CdSe/ZnS nanoparticles in a core-shell structure, and an organic ligand is formed outside the shell. In one embodiment of the quantum dot, the structure of the core 410, the shell 420, and the ligand 430 is CdSe, the shell is ZnS, and the ligand is an organic ligand.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 이용되는 퀀텀 도트가 백라이트 유닛과 결합하는 구조를 도시하는 도면이다. 5 and 6 are diagrams illustrating a structure in which a quantum dot used in an embodiment of the present invention is coupled to a backlight unit.

QD 부재를 백라이트 유닛에 적용하는 방식은 앞서 도 2의 291 및 292구조로 나누어 살펴볼 수 있다.The method of applying the QD member to the backlight unit can be divided into 291 and 292 structures of FIG. 2 above.

도 5는 도 2의 291과 같은 백라이트 유닛에 적용 가능한 QD 시트(Quantum dote sheet) 방식을 도시한 도면이다. QD 시트(510)는 QD 재료를 레진에 합착하여 백라이트 유닛에 결합하는 광학 시트의 형태로 만들고, 단파장의 청색 LED 광을 이용하여 QD를 여기(Excite)시켜 백색광을 생성할 수 있다.5 is a diagram illustrating a QD sheet (Quantum dote sheet) method applicable to the backlight unit 291 of FIG. 2. The QD sheet 510 may form an optical sheet that bonds a QD material to a resin to be bonded to a backlight unit, and excites the QD using a short wavelength blue LED light to generate white light.

도 6은 도 2의 292와 같은 백라이트 유닛에 적용 가능한 QD 레일(Quantum dote rail) 방식을 도시한 도면이다. QD 레일(610)은 QD 재료를 글래스 튜브(Glass Tube)안에 넣어 봉지(Sealing)시킨 QD 레일을 청색 LED 어레이(Blue LED Array) 대향면에 위치시켜서 백색광을 생성할 수 있다. 6 is a diagram illustrating a quantum dote rail (QD) method applicable to the backlight unit 292 of FIG. 2. The QD rail 610 may generate white light by placing a QD rail in which a QD material is sealed by putting it in a glass tube on a surface opposite to a blue LED array.

전술한 QD 시트는 고비용이며 QD 레일은 광원에 가까이 있어 열화될 소지가 있다. 즉, QD 시트는 대면적의 표시장치에 백라이트 유닛 시트로 제작 시 표시장치의 크기에 비례하여 가격이 상승한다. 한편, QD 레일은 LED 소자에 가까이 있는 경우 LED 광원으로부터 빛뿐만 아니라 열 에너지를 받게 되며, 이로 인한 QD 재료의 열화가 발생한다. 따라서 QD에 열이 가해질 경우 도 4에 도시한 퀀텀의 코어와 쉘 간의 열팽창의 차이로 인해서 QD 격자가 파괴되며, QD 재료의 열화로 인하여 백라이트 유닛의 휘도 감소 및 색 좌표 변화가 발생할 수 있다.The aforementioned QD sheet is expensive, and the QD rail is close to the light source and may be deteriorated. That is, when the QD sheet is manufactured as a backlight unit sheet for a large-area display device, the price increases in proportion to the size of the display device. On the other hand, when the QD rail is close to the LED element, it receives not only light but also heat energy from the LED light source, resulting in deterioration of the QD material. Therefore, when heat is applied to the QD, the QD grid is destroyed due to the difference in thermal expansion between the core and the shell of the quantum shown in FIG. 4, and the luminance of the backlight unit may decrease and color coordinates may change due to deterioration of the QD material.

이에, 본 발명에서는 빛을 변환하는 QD 재료를 LED 광원과 이격시켜 형성한 광원 패키지 및 광원 패키지가 장착된 백라이트 유닛을 제시한다.Accordingly, in the present invention, a light source package formed by spaced apart a QD material for converting light from an LED light source and a backlight unit equipped with the light source package are provided.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 유닛에 장착된 광원 패키지를 도시한 도면이다. 7 is a diagram illustrating a light source package mounted on a backlight unit according to an embodiment of the present invention.

광원 패키지(700)는 광원부(710), 반사부(720), 퀀텀 도트 광변환부(730)로 구성된다. 광원부(710)에는 복수의 광원들로 구성되어 있으며, 백라이트 유닛으로 빛을 제공한다. 반사부(720)는 광원부에서 방출되는 빛을 반사시켜 퀀텀 도트 광변환부(730)로 입사시킨다. 퀀텀 도트 광변환부(730)는 반사부(720)로부터 입사된 특정 파장 대역의 빛(제1파장 대역의 빛)을 다른 파장 대역의 빛(제2파장 대역 또는 제3파장 대역의 빛 중 어느 하나 이상의 대역의 빛)으로 변화하여 출사한다. 앞서 살펴본 QD 레일과 같이 막대 형태가 될 수도 있고, QD 시트와 같이 시트의 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광원부(710)에서 청색광을 발산할 경우, 이 빛은 반사부(720)를 통하여 퀀텀 도트 광변환부(730)로 반사되어 입사된다. 그리고 다시 퀀텀 도트 광변환부(730)에서는 반사되어 입사된 청색광을 녹색광과 적색광으로 변환하여 출사한다. 그 결과 청색광, 녹색광, 적색광을 통하여 백색광이 백라이트 유닛으로 들어가도록 한다. 백색광 발광 다이오드보다 청색광 발광 다이오드를 구비하고 청색광을 적색과 녹색의 파장 대역으로 퀀텀 도트 광변환부(730)를 통하여 백색광으로 변환할 경우 에너지 효율 및 제조 단가 대비 성능비를 높일 수 있다. The light source package 700 includes a light source unit 710, a reflective unit 720, and a quantum dot light conversion unit 730. The light source unit 710 is composed of a plurality of light sources, and provides light to a backlight unit. The reflecting unit 720 reflects light emitted from the light source unit and makes it incident on the quantum dot light conversion unit 730. The quantum dot light conversion unit 730 converts light of a specific wavelength band (light of the first wavelength band) incident from the reflector 720 into light of a different wavelength band (light of the second wavelength band or the third wavelength band). Light in more than one band) and emits. Like the QD rail discussed above, it can be in the form of a rod, or can be configured in the form of a sheet like a QD sheet. For example, when blue light is emitted from the light source unit 710, the light is reflected to the quantum dot light conversion unit 730 through the reflecting unit 720 and incident. In addition, the quantum dot light conversion unit 730 converts the reflected blue light into green light and red light, and emits it. As a result, white light enters the backlight unit through blue light, green light, and red light. When a blue light emitting diode is provided rather than a white light emitting diode, and the blue light is converted into white light through the quantum dot photoconversion unit 730 in a wavelength band of red and green, energy efficiency and a performance ratio to manufacturing cost can be increased.

청색광, 녹색광, 적색광의 파장 대역은 표시장치에 따라 설정할 수 있다. 일 예로는 도 3에서 제시된 바와 같이 가장 310, 320, 330의 각 피크인 그래프의 가장 낮은 지점을 기준으로 파장 대역을 설정할 수 있다. 도 3을 기준으로 할 경우, 청색광의 파장은 400nm~482nm, 녹색광은 482nm~575nm, 적색광은 575nm~700nm가 될 수 있다. 또 다른 실시예로 각 색상 간의 간섭을 제거하고 보다 명확한 파장 대역을 구현하기 위해 청색광을 400nm~460nm의 파장 대역으로 한정하고, 녹색광을 490nm~560nm의 파장 대역으로 한정하며, 적색광을 551nm~660nm의 파장 대역으로 한정할 수 있다. The wavelength bands of blue light, green light, and red light can be set according to the display device. As an example, as shown in FIG. 3, the wavelength band may be set based on the lowest point of the graph, which is the highest peak of each of 310, 320, and 330. 3, the wavelength of blue light may be 400nm to 482nm, green light may be 482nm to 575nm, and red light may be 575nm to 700nm. In another embodiment, in order to eliminate interference between colors and implement a more clear wavelength band, blue light is limited to a wavelength band of 400 nm to 460 nm, green light is limited to a wavelength band of 490 nm to 560 nm, and red light is limited to 551 nm to 660 nm. It can be limited to the wavelength band.

각 파장 대역에 대한 정의는 표시장치 및 백라이트 유닛의 특성에 따라 다양하게 설정될 수 있다. The definition of each wavelength band may be variously set according to the characteristics of the display device and the backlight unit.

도 7과 같이 구성하면 광원부(710)와 퀀텀 도트 광변환부(730) 사이에 이격되어 있으며, 광원부(710)의 빛은 퀀텀 도트 광변환부(730)로 반사되어 입사하며, 광원부(710)의 열은 퀀텀 도트 광변환부(730)로 전달되지 않으므로, 퀀텀 도트 광변환부(730)는 광원부(710)의 열로부터 보호되어 퀀텀 도트 광변환부(730)의 손상을 방지할 수 있다. 도 7과 같은 구성에서 복수의 광원이 구비된 광원부(710)의 빛은 반사부(720)에서 반사되어 퀀텀 도트 광변환부(730)로 반사되어 입사되며 이 과정에서 광원부(710)의 제1파장 대역의 빛이 퀀텀 도트 광변환부(730)를 통과하면서 제2파장 대역 또는 제3파장 대역의 빛으로 변환하여 출사한다. 또한 광원부(710)의 열이 퀀텀 도트 광변환부(730)에 직접 전달되지 않고 빛이 반사되는 구성이므로 퀀텀 도트 광변환부(730)의 신뢰성을 보장한다. 7, the light source unit 710 and the quantum dot light conversion unit 730 are separated from each other, and the light from the light source unit 710 is reflected by the quantum dot light conversion unit 730 and enters the light source unit 710 Since the heat of is not transferred to the quantum dot photoconversion unit 730, the quantum dot photoconversion unit 730 is protected from the heat of the light source unit 710 to prevent damage to the quantum dot photoconversion unit 730. In the configuration as shown in FIG. 7, light from the light source unit 710 provided with a plurality of light sources is reflected by the reflecting unit 720 and reflected by the quantum dot light conversion unit 730 to enter the light source unit 710 in this process. The light of the wavelength band passes through the quantum dot light conversion unit 730 and is converted into light of the second wavelength band or the third wavelength band, and then emitted. In addition, since the heat of the light source unit 710 is not directly transferred to the quantum dot photoconversion unit 730 and light is reflected, the reliability of the quantum dot photoconversion unit 730 is guaranteed.

도 7의 광원 패키지는 전술한 도 1, 도 5 및 도 6에서 살펴본 도광판(210)과 결합하여 백라이트 유닛을 구성한다.The light source package of FIG. 7 is combined with the light guide plate 210 shown in FIGS. 1, 5 and 6 to form a backlight unit.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 도 7의 광원 패키지의 단면도를 도시한 도면이다. 광원부(710)에서 출사된 빛은 반사부(720)에서 반사하여 퀀텀 도트 광변환부(730)로 입사한다. 광원부(710)와 퀀텀 도트 광변환부(730) 사이에는 열을 차단하는 열차단부(750)가 형성되어 광원부(710)로부터의 열 전달을 차단한다. 열차단부(750)의 재질로는 비금속 물질이 될 수 있다. 퀀텀 도트 광변환부(730)에서 변환된 광은 도광판(210)으로 전달되고, 액정 표시 패널로 입사한다. 한편 퀀텀 도트 광변환부(730)를 보다 상세히 살펴보면 다수의 퀀텀 도트가 분산하여 위치하는 퀀텀 도트층(735)와 퀀텀 도트 상에 위치하며 퀀텀 도트를 공기와 차단시키는 보호층(739)으로 이루어져있다. 보호층(739)는 빛을 변환 없이 투과시키며, 퀀텀 도트층(735)이 공기 또는 열에 노출되지 않도록 하여 퀀텀 도트층(735)의 빛 변환 성능은 유지하며 퀀텀 도트층(735)의 신뢰성은 유지한다. 8 is a view showing a cross-sectional view of the light source package of FIG. 7 according to an embodiment of the present invention. The light emitted from the light source unit 710 is reflected by the reflecting unit 720 and incident on the quantum dot light conversion unit 730. A heat shield 750 is formed between the light source unit 710 and the quantum dot light conversion unit 730 to block heat to block heat transfer from the light source unit 710. The material of the heat shield 750 may be a non-metallic material. The light converted by the quantum dot light conversion unit 730 is transmitted to the light guide plate 210 and is incident on the liquid crystal display panel. On the other hand, looking at the quantum dot photoconversion unit 730 in more detail, it is composed of a quantum dot layer 735 in which a plurality of quantum dots are distributed and located, and a protective layer 739 that is located on the quantum dots and blocks the quantum dots from air. . The protective layer 739 transmits light without conversion, and prevents the quantum dot layer 735 from being exposed to air or heat, thereby maintaining the light conversion performance of the quantum dot layer 735 and maintaining the reliability of the quantum dot layer 735 do.

도 8을 정리하면, 도광판(210) 하단부에 광원부(710)를 위치시키고 광원부(710)는 금속기구물(790)에 부착된다. QD 부재를 일 실시예로 하는 퀀텀 도트 광변환부(730)는 도광판(210)의 일 측면에 부착되며 퀀텀 도트 광변환부(730)와 광원부 사이에는 비금속을 일 실시예로 하는 열차단부(750)가 형성되어 있다. 광원에서 출광된 광은 2개 이상의 경사면이 있는 반사부에서 반사되어 퀀텀 도트 광변환부(730)로 입광된다. 입광된 빛은 퀀텀 도트 광변환부(730)에서 변환되어 도광부(210)로 출사한다. 8, the light source unit 710 is positioned at the lower end of the light guide plate 210, and the light source unit 710 is attached to the metal fixture 790. The quantum dot photoconversion unit 730 using the QD member as an embodiment is attached to one side of the light guide plate 210, and between the quantum dot photoconversion unit 730 and the light source unit, a heat shield unit 750 made of a non-metal as an embodiment. ) Is formed. The light emitted from the light source is reflected by a reflecting unit having two or more inclined surfaces, and is incident on the quantum dot light conversion unit 730. The incident light is converted by the quantum dot light conversion unit 730 and emitted to the light guide unit 210.

도 9는 도 8의 단면도 상에서 빛의 경로를 선으로 표시한 도면이다. 광원부(710)에서 형성된 빛은 반사부(720) 내에서 높은 밀도로 반사하며 반사된 빛은 다시 퀀텀 도트 광변환부(730)로 입사한다. 퀀텀 도트 광변환부(730)는 입사된 빛을 다른 파장 대역으로 변환한 후 도광판(210)으로 출사시킨다.9 is a diagram illustrating a path of light in a line on the cross-sectional view of FIG. 8. The light formed by the light source unit 710 is reflected in the reflective unit 720 with high density, and the reflected light is incident again to the quantum dot light conversion unit 730. The quantum dot light conversion unit 730 converts the incident light into a different wavelength band and then emits it to the light guide plate 210.

도 9에서 반사부는 2개 이상의 경사각을 가질 수 있다. 즉, 상하 대각선으로 두 개의 반사판과 세로의 반사판을 결합한 반사부(720)는 2 개의 경사각을 가질 수 있으며, 이는 반사 성능을 높이기 위하여 더 많은 수의 반사판을 결합하여 반사부를 형성할 수 있다.In FIG. 9, the reflector may have two or more inclination angles. That is, the reflector 720, which combines the two reflectors and the vertical reflectors diagonally up and down, may have two inclination angles, which may form a reflector by combining a larger number of reflectors in order to increase reflective performance.

도 7 내지 도 9와 같이 본 발명을 적용할 경우, 백색 변환 PL(White Conversion photoluminescence) 재료인 QD 형광체를 광원의 열로부터 보호하여 QD 형광체의 신뢰성을 확보하면서 표시장치의 전면에 QD 시트를 장착시키는 도 5의 경우와 비교할 때, 가격 경쟁력을 가지는 고색재현 표시장치의 백라이트 유닛을 구현할 수 있다. When the present invention is applied as shown in FIGS. 7 to 9, the QD phosphor, which is a white conversion photoluminescence (PL) material, is protected from the heat of the light source to secure the reliability of the QD phosphor and a QD sheet is mounted on the front of the display device. Compared with the case of FIG. 5, a backlight unit of a high-color reproduction display device having price competitiveness can be implemented.

도 7 내지 도 9에서는 반사부의 구성으로 두 개의 반사판으로 이루어진 형상을 살펴보았다. 그러나 반사부의 구성은 광원의 빛을 보다 효과적으로 퀀텀 도트 광변환부에 입사시킬 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다. In FIGS. 7 to 9, the configuration of the reflector was examined in a shape consisting of two reflecting plates. However, the configuration of the reflector may have various shapes that allow light from a light source to be more effectively incident on the quantum dot light conversion unit.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 다각형의 반사부가 구성된 광원 패키지의 구성을 보여준다. 반사부는 다수 개의 경사각을 가질 수 있다. 반사부(720a)는 5개의 반사판으로 이루어져 있다. 이는 광원부(710)의 빛을 손실없이 짧은 광 경로를 가지고 퀀텀 도트 광변환부(730)로 입사시키기 위함이다. 반사부(720a)의 반사판들이 형성하는 각도는 광원부(710)의 개수, 광원부(710)의 각도 등에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 또한 퀀텀 도트 광변환부(730)의 퀀텀 도트의 밀도와 퀀텀 도트 광변환부(730)의 크기 등에 따라 반사판들의 개수와 각도 역시 결정될 수 있다.10 shows a configuration of a light source package including a polygonal reflector according to an embodiment of the present invention. The reflector may have a plurality of tilt angles. The reflective part 720a is composed of five reflecting plates. This is to cause light from the light source unit 710 to enter the quantum dot light conversion unit 730 with a short light path without loss. The angle formed by the reflecting plates of the reflecting unit 720a may be variously determined according to the number of light source units 710 and the angle of the light source unit 710. In addition, the number and angles of reflectors may also be determined according to the density of the quantum dots of the quantum dot light conversion unit 730 and the size of the quantum dot light conversion unit 730.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 곡면 형상의 반사부가 구성된 광원 패키지의 구성을 도시한 도면이다. 반사부(720b)는 곡면으로 된 반사판으로 이루어져 있다. 이는 광원부(710)의 빛을 손실없이 짧은 광 경로를 가지고 퀀텀 도트 광변환부(730)로 입사시키기 위함이다. 반사부(720b)의 반사판의 곡률은 광원부(710)의 개수, 광원부(710)의 각도 등에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 또한 퀀텀 도트 광변환부(730)의 퀀텀 도트의 밀도와 퀀텀 도트 광변환부(730)의 크기 등에 따라 곡면인 반사판과 평면인 반사판을 결합시킬 수 있으며, 이들의 각도 역시 다양한 방식으로 결정될 수 있다.11 is a diagram illustrating a configuration of a light source package including a reflector having a curved shape according to an embodiment of the present invention. The reflective part 720b is made of a reflector having a curved surface. This is to cause light from the light source unit 710 to enter the quantum dot light conversion unit 730 with a short light path without loss. The curvature of the reflecting plate of the reflecting unit 720b may be variously determined according to the number of light source units 710 and the angle of the light source unit 710. In addition, depending on the density of the quantum dots of the quantum dot light conversion unit 730 and the size of the quantum dot light conversion unit 730, a curved reflector and a flat reflector may be combined, and their angles may also be determined in various ways. .

도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 반사부에 돌출된 반사 돌기들이 형성된 광원 패키지의 구성을 도시한 도면이다. 반사부(720c)에는 다수의 반사 돌기(1210)들이 형성되어 광원부(710)의 빛이 퀀텀 도트 광변환부(730)로 입사되도록 한다. 반사 돌기(1210)의 위치와 형상은 광원부(710)와 퀀텀 도트 광변환부(730)의 위치 및 구성에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 반사 돌기(1210)가 형성되면 광원부(710)의 빛이 보다 다양한 경로와 다양한 각도로 퀀텀 도트 광변환부(730)에 입사될 수 있다. 12 is a diagram illustrating a configuration of a light source package in which reflective protrusions protruding from a reflector are formed according to an embodiment of the present invention. A plurality of reflective protrusions 1210 are formed on the reflective part 720c so that the light from the light source part 710 is incident on the quantum dot light conversion part 730. The location and shape of the reflective protrusion 1210 may be variously formed according to the location and configuration of the light source unit 710 and the quantum dot light conversion unit 730. When the reflective protrusion 1210 is formed, light from the light source unit 710 may be incident on the quantum dot photoconversion unit 730 at various paths and angles.

지금까지 살펴본 반사부는 반사판으로 이루어지며, 반사판의 개수, 반사판이 평면인지 혹은 곡면인지 등 다양한 형상을 가지고 있었다. 이하, 반사부의 또다른 실시예로 프리즘과 같은 광학 부재로 형성된 도면을 살펴본다. The reflecting part examined so far is made of a reflecting plate, and has various shapes such as the number of reflecting plates and whether the reflecting plate is flat or curved. Hereinafter, a drawing formed of an optical member such as a prism will be described as another embodiment of the reflective unit.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 프리즘 형상의 반사부가 결합된 광원 패키지의 구성을 도시한 도면이다. 반사부(720d)는 반사면(721)을 가지는 투명한 재질의 프리즘(Prism)형 광학 부재를 사용하여 광원부(710)에서 출광된 빛을 퀀텀 도트 광변환부(730)로 입광 시키는 구조이다. 반사부(720d)는 광원이 입광되는 입광부, 광원이 출광되는 출광부 이외 구간은 반사율이 90% 이상인 구조가 될 수 있다. 13 is a diagram illustrating a configuration of a light source package in which a prism-shaped reflector is combined according to another embodiment of the present invention. The reflective part 720d is a structure to receive light emitted from the light source part 710 to the quantum dot light conversion part 730 by using a prism-type optical member made of a transparent material having a reflective surface 721. The reflective part 720d may have a structure having a reflectance of 90% or more in a section other than the light-incident part through which the light source is incident and the light-exit part through which the light source is emitted.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 투명 원형의 반사부가 결합된 광원 패키지의 구성을 도시한 도면이다. 반사부(720e)는 투명한 재질을 이용한 곡면을 가진 기둥을 이용하는 구조로 곡면(722)은 구면 또는 비구면으로 구성되어 있으며 곡면부는 반사율이 90% 이상인 구조이다. 14 is a diagram illustrating a configuration of a light source package in which a transparent circular reflector is combined according to another embodiment of the present invention. The reflective part 720e is a structure using a column having a curved surface made of a transparent material, and the curved surface 722 is composed of a spherical or aspherical surface, and the curved part has a reflectance of 90% or more.

도 13 및 도 14와 같이 반사판이 아니라 빛을 굴절시키고 반사시키는 프리즘형의 광확 부재로 반사부가 형성될 경우, 후술할 도 17에서 살펴본 바와 같이 휘도가 증가함을 알 수 있다. As shown in FIGS. 13 and 14, when the reflector is formed of a prismatic optical diffusing member that refracts and reflects light rather than a reflector, it can be seen that the luminance increases as described in FIG. 17 to be described later.

지금까지 살펴본 반사부와 퀀텀 도트 광변환부가 결합된 광원 패키지는 광원에서 출사된 특정한 파장 대역의 빛, 예를 들어 청색광을 퀀텀 도트 광변환부를 투과시켜 백색광을 출사시킨다. The light source package in which the reflecting unit and the quantum dot light conversion unit, as described so far, are combined, transmits light of a specific wavelength band, for example, blue light emitted from the light source, through the quantum dot light conversion unit to emit white light.

즉, 본 발명은 광원부와 도광판으로 구성된 액정 표시장치의 백라이트 유닛 구조에 있어서, 광원부는 도광판의 하단부에 위치하고, 광원부의 상단 도광판의 일 측면에 QD부재를 일 실시예로 하는 퀀텀 도트 광변환부가 위치하여 광원부 정면에서 출광된 광을 퀀텀 도트 광변환부로 반사시키는 반사부를 포함한다. 광원부(발광다이오드)에서 출광된 광을 반사부에서 반사시켜 퀀텀 도트 광변환부로 입광하면 퀀텀 도트를 여기(Excite)시켜 백색 변환(White Conversion)을 시킨다. 본 발명을 적용할 경우, 광원(LED)의 수량을 50% 절감하더라도 핫 스팟(Hotspot)이 발생하지 않아 고효율 패키지(Flip Chip 패키지)등을 고전류 사용하여 LED 수량 감소 시 최적의 솔루션을 제공한다.That is, in the structure of a backlight unit of a liquid crystal display device comprising a light source unit and a light guide plate, the light source unit is located at a lower end of the light guide plate, and a quantum dot light conversion unit having a QD member as an embodiment is located on one side of the upper light guide plate of the light source unit Thus, it includes a reflecting unit for reflecting the light emitted from the front of the light source unit to the quantum dot light conversion unit. When the light emitted from the light source unit (light emitting diode) is reflected by the reflecting unit and received by the quantum dot light conversion unit, the quantum dot is excited to perform white conversion. In the case of applying the present invention, even if the number of light sources (LEDs) is reduced by 50%, hot spots do not occur, so a high-efficiency package (Flip Chip package) is used to provide an optimal solution when the number of LEDs is reduced.

도 15는 본 발명의 실시예에 의한 광원 패키지 내의 온도를 도시한 도면이다. 동일한 온도 지점을 연결하였으며, 광원이 있는 지점(710)이 가장 온도가 높으며 외곽부로 나아갈수록 온도가 내려간다. 즉, 광원에서 멀어질수록 온도가 내려간다. 15 is a diagram showing a temperature in a light source package according to an embodiment of the present invention. The same temperature points are connected, and the point 710 where the light source is located has the highest temperature, and the temperature decreases as it moves toward the outer part. In other words, the further away from the light source, the lower the temperature.

1510은 종래의 QD 레일 방식을 사용하는 경우의 온도를 측정하는 경우이다. QD 레일(610)은 광원(710)과 인접하여 있다. 동일한 온도를 선으로 표시하였으며, 광원(710)을 중심으로 외부로 나아갈수록 온도가 내려간다. 가장 높은 지점인 광원(710)의 온도는 63.1도이며, QD 레일(610)의 온도는 54.1도가 된다. 1510에서 광원부(710)와 같은 온도이거나 온도의 차이가 크지않은 영역에 QD 레일(610)이 포함되어 QD 레일(610)이 열로부터 영향을 직접 받게 됨을 보여준다. 1510 is a case of measuring the temperature in the case of using the conventional QD rail method. The QD rail 610 is adjacent to the light source 710. The same temperature is indicated by a line, and the temperature decreases as the light source 710 goes outside. The highest point, the temperature of the light source 710 is 63.1 degrees, and the temperature of the QD rail 610 is 54.1 degrees. In 1510, it is shown that the QD rail 610 is included in the same temperature as the light source unit 710 or in a region where the difference in temperature is not large, so that the QD rail 610 is directly affected by heat.

한편, 본 발명의 실시예를 적용한 1520은 광원(710)의 온도가 63.5도이며, 퀀텀 도트 광변환부(730)의 온도가 43.8도이다. 광원(710)을 중심으로 외부로 나아갈수록 온도가 내려간다. 1510의 구조와 비교할 때, 약 10도 정도로 온도가 낮아 퀀텀 도트 광변환부(730)는 열에 의한 성능 저하가 방지됨을 알 수 있다. 이는 광원부(710)의 열원과 퀀텀 도트 광변환부(730)와의 거리를 길어져서 대류, 복사로 인한 열원에서 전달되는 열을 줄여 퀀텀 도트 광변환부(730)의 신뢰성을 향상시킴을 보여준다. Meanwhile, in 1520 to which the embodiment of the present invention is applied, the temperature of the light source 710 is 63.5 degrees, and the temperature of the quantum dot photoconversion unit 730 is 43.8 degrees. The temperature decreases as the light source 710 goes outward. Compared with the structure of 1510, it can be seen that the temperature of the quantum dot photoconversion unit 730 is prevented from deteriorating due to heat because the temperature is about 10 degrees Celsius. This shows that the distance between the heat source of the light source unit 710 and the quantum dot light conversion unit 730 is increased to reduce heat transferred from the heat source due to convection and radiation, thereby improving the reliability of the quantum dot light conversion unit 730.

1520에서 광원부(710)의 온도와 퀀텀 도트 광변환부(730)의 온도는 온도의 영역이 매우 상이함을 알 수 있다. 이는 광원부(710)의 열이 퀀텀 도트 광변환부(730)로 전달되지 않으므로, 그만큼 퀀텀 도트 광변환부(730)의 열로 인한 성능 저하가 발생하지 않음을 보여준다. In 1520, it can be seen that the temperature of the light source unit 710 and the temperature of the quantum dot light conversion unit 730 are very different in the temperature range. This shows that since the heat of the light source unit 710 is not transferred to the quantum dot photoconversion unit 730, performance degradation due to the heat of the quantum dot photoconversion unit 730 does not occur.

본 발명을 적용할 경우, 종래의 고색재현 QD 백라이트 유닛의 문제점이었던 열로 인한 신뢰성 문제와 고비용 문제를 동시에 개선할 수 있다. 즉, 종래 QD 레일의 문제점인 열에 의한 신뢰성 문제를 해결하며, 동시에 표시장치 전면에 부착시키는 QD 시트 기술 보다 QD 재료의 소모량이 획기적으로 줄어들기 때문에 비용을 절감할 수 있다. 또한, 광효율로 인하여 LED 수량을 2배 이상 줄일 수 있다. When the present invention is applied, it is possible to simultaneously improve a reliability problem due to heat and a high cost problem, which was a problem of the conventional high-color reproduction QD backlight unit. That is, it solves the reliability problem caused by heat, which is a problem of the conventional QD rail, and at the same time, the consumption of the QD material is drastically reduced compared to the QD sheet technology attached to the front of the display device, so that cost can be reduced. In addition, the number of LEDs can be reduced by more than two times due to light efficiency.

도 16 및 도 17은 본 발명의 반사부의 각 실시예에 따라 휘도를 측정한 결과를 도시한 도면이다. 각각 6개의 발광 다이오드를 사용한 경우를 보여준다. 16 and 17 are diagrams showing results of measuring luminance according to each embodiment of the reflector of the present invention. It shows the case of using 6 light emitting diodes each.

도 16의 1601은 종래의 QD 시트를 사용하는 경우 스크린의 휘도를 나타낸 것으로, 휘도는 4503이다. 6개의 발광 다이오드를 사용할 경우, 1610에 나타난 바와 같이 6개의 핫스팟이 발생함을 알 수 있다. 한편 종래의 QD 시트를 사용할 경우, 1611과 같은 영역은 휘도가 일정함을 알 수 있다. 1601 in FIG. 16 shows the luminance of the screen when a conventional QD sheet is used, and the luminance is 4503. When 6 light emitting diodes are used, it can be seen that 6 hot spots occur as shown in 1610. On the other hand, in the case of using the conventional QD sheet, it can be seen that the luminance is constant in a region such as 1611.

도 16의 1602는 도 8과 같은 반사부를 사용하는 경우의 스크린의 휘도를 나타낸 것으로, 휘도는 4020이다. QD 시트를 사용한 종래의 기술을 적용한 경우(도 16의 1601)와 비교할 때, 휘도는 약 89.2%이다. 1610에서 나타난 핫스팟은 1620에 나타나지 않는다. 1602 in FIG. 16 shows the luminance of the screen in the case of using the reflective part as shown in FIG. 8, and the luminance is 4020. Compared with the case of applying the conventional technique using the QD sheet (1601 in Fig. 16), the luminance is about 89.2%. Hot spots from 1610 do not appear in 1620.

도 16의 1603은 도 9와 같은 반사부를 사용하는 경우의 스크린의 휘도를 나타낸 것으로, 휘도는 4031이다. QD 시트를 사용한 종래의 기술을 적용한 경우(도 16의 1601)와 비교할 때, 휘도는 약 89.5%이다. 1610에서 나타난 핫스팟은 1630에 나타나지 않는다.1603 in FIG. 16 shows the luminance of the screen in the case of using the reflective unit as in FIG. 9, and the luminance is 4031. Compared with the case of applying the conventional technique using the QD sheet (1601 in Fig. 16), the luminance is about 89.5%. Hotspots from 1610 do not appear in 1630.

도 17의 1701은 도 11과 같은 반사부를 사용하는 경우의 스크린의 휘도를 나타낸 것으로, 휘도는 4012이다. QD 시트를 사용한 종래의 기술을 적용한 경우(도 16의 1601)와 비교할 때, 휘도는 약 89.0%이다. 1610에서 나타난 핫스팟은 1710에 나타나지 않는다.1701 in FIG. 17 shows the luminance of the screen in the case of using the reflective part as in FIG. 11, and the luminance is 4012. Compared with the case of applying the conventional technique using the QD sheet (1601 in Fig. 16), the luminance is about 89.0%. The hotspots seen in 1610 do not appear in 1710.

도 17의 1702는 도 13과 같은 반사부를 사용하는 경우의 스크린의 휘도를 나타낸 것으로, 휘도는 4105이다. QD 시트를 사용한 종래의 기술을 적용한 경우(도 16의 1601)와 비교할 때, 휘도는 약 91.2%이다. 1610에서 나타난 핫스팟은 1720에 나타나지 않는다.1702 in FIG. 17 shows the luminance of the screen in the case of using the reflective part as in FIG. 13, and the luminance is 4105. Compared with the case of applying the conventional technique using the QD sheet (1601 in Fig. 16), the luminance is about 91.2%. The hotspots seen in 1610 do not appear in 1720.

도 17의 1703은 도 14와 같은 반사부를 사용하는 경우의 스크린의 휘도를 나타낸 것으로, 휘도는 4054이다. QD 시트를 사용한 종래의 기술을 적용한 경우(도 16의 1601)와 비교할 때, 휘도는 약 90.0%이다. 1610에서 나타난 핫스팟은 1730에 나타나지 않는다.1703 of FIG. 17 shows the luminance of the screen in the case of using the reflective part as shown in FIG. 14, and the luminance is 4054. Compared with the case of applying the conventional technique using the QD sheet (1601 in Fig. 16), the luminance is about 90.0%. Hotspots from 1610 do not appear in 1730.

도 18은 도 8과 같은 반사부를 사용하는 경우의 스크린 휘도를 측정한 결과를 도시한 도면이다. 도 18은 발광 다이오드를 절반으로 줄인 3개를 사용할 경우의 스크린 휘도를 보여준다. 휘도는 2041이며 종래의 기술을 적용한 경우(도 16의 1601)와 비교할 때, 휘도는 약 45.3%임을 알 수 있다. 1610에서 나타난 핫스팟은 1810에 나타나지 않는다.FIG. 18 is a diagram showing a result of measuring screen luminance when a reflective unit as shown in FIG. 8 is used. 18 shows screen luminance when three light emitting diodes are reduced in half. The luminance is 2041, and compared with the case of applying the conventional technique (1601 in Fig. 16), it can be seen that the luminance is about 45.3%. The hotspots seen in 1610 do not appear in 1810.

도 16 내지 도 18에서 각 실시예 별 휘도를 비교한 결과, 종래의 기술을 적용한 경우(도 16의 1601)와 비교할 때, 휘도는 약 9~11% 감소하지만 핫스팟 현상이 사라짐을 알 수 있다. 또한, 도 18과 같이 발광 다이오드의 개수를 50% 절감할 경우에도 핫스팟이 발생하지 않으므로, 고전류를 사용하여 발광 다이오드의 수량을 감소시킬 경우 백라이트 유닛의 효율을 높일 수 있다.As a result of comparing the luminance of each embodiment in FIGS. 16 to 18, it can be seen that the luminance decreases by about 9 to 11%, but the hot spot phenomenon disappears as compared to the case where the conventional technique is applied (1601 in FIG. 16). In addition, even when the number of LEDs is reduced by 50% as shown in FIG. 18, hot spots do not occur. Therefore, when the number of LEDs is reduced by using a high current, the efficiency of the backlight unit can be increased.

본 발명의 구성을 정리하면 다음과 같다. 액정표시장치를 위한 백라이트 유닛을 구성하는 광원부는 발광 다이오드를 일 실시예로 하며, 보다 상세하게 단파장 발광 다이오드가 될 수 있다. 백라이트 유닛의 일 측면의 하단부에 위치하며 하단부의 구조물에 부착된 형태로 구성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 그리고 백라이트 유닛의 동일한 측면의 상단부에 퀀텀 도트 광변환부가 위치한다. 그리고 광원부의 퀀텀 도트 광변환부 사이에는 열을 차단하는 부재가 형성될 수 있다. 또한, 퀀텀 도트 광변환부는 레진 혹은 유리 등으로 보호되어 대기와의 접촉을 방지할 수 있다. 백라이트 유닛의 동일한 측면에 광원부와 퀀텀 도트 광변환부가 나란히 위치하며, 광원부의 빛이 반사부를 통해 반사하여 퀀텀 도트 광변환부로 광이 입사한다. 퀀텀 도트 광변환부는 입사된 광을 여기(excite)시켜 백색 변환을 시킨다. 반사부는 광원부의 빛을 퀀텀 도트 광변환부로 입광시키기 위한 광학 구조로 반사판, 프리즘 등의 광학 부재가 되며 빛의 경로를 변경하여 반사시키는 모든 재료를 포함한다. 일 실시예로 둘 이상의 반사판을 결합하거나, 혹은 곡면인 형상, 또는 프리즘과 같이 투명하며 광경로를 변화시키는 프리즘과 같은 투명한 기둥 형태의 광학 재질을 모두 포함한다. The configuration of the present invention is summarized as follows. A light source part constituting a backlight unit for a liquid crystal display device uses a light emitting diode as an example, and may be a short wavelength light emitting diode in more detail. It is located at the lower end of one side of the backlight unit and may be attached to a structure at the lower end, but is not limited thereto. In addition, the quantum dot photoconversion unit is located on the upper end of the same side of the backlight unit. In addition, a member for blocking heat may be formed between the quantum dot light conversion units of the light source unit. In addition, the quantum dot photoconversion unit is protected by resin or glass to prevent contact with the atmosphere. The light source unit and the quantum dot light conversion unit are positioned side by side on the same side of the backlight unit, and light from the light source unit is reflected through the reflecting unit so that light enters the quantum dot light conversion unit. The quantum dot photoconversion unit excites the incident light to perform white conversion. The reflective unit is an optical structure for receiving light from the light source unit to the quantum dot light conversion unit, and becomes an optical member such as a reflector and a prism, and includes all materials that change the path of light to reflect. In one embodiment, all optical materials in the form of a transparent pillar such as a prism that combines two or more reflecting plates, has a curved shape, or is transparent such as a prism and changes an optical path, are included.

도 19는 본 발명의 다른 실시예에 의한 광원부와 퀀텀 도트 광변환부의 구성을 도시한 도면이다. 19 is a diagram showing a configuration of a light source unit and a quantum dot light conversion unit according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예로, 광원부가 백라이트 유닛의 일 측면의 상단부에 위치하며, 동일한 측면의 하단부에 퀀텀 도트 광변환부를 위치시킬 수 있다. 즉, 도 19와 같이 광원부(710)의 위치와 퀀텀 도트 광변환부(730)의 위치가 상하로 바뀔 수 있다. 이는 도광판(210)의 도광 특성과 도광판(210)의 높이 등을 고려할 때 다양하게 적용할 수 본 발명을 변형하여 실시할 수 있음을 의미한다.In another embodiment of the present invention, the light source unit may be located at the upper end of one side of the backlight unit, and the quantum dot light conversion unit may be located at the lower end of the same side. That is, as shown in FIG. 19, the position of the light source unit 710 and the position of the quantum dot light conversion unit 730 may be vertically changed. This means that the present invention can be modified and implemented, which can be applied in various ways in consideration of the light guide characteristics of the light guide plate 210 and the height of the light guide plate 210.

따라서, 백라이트 유닛에 광원부와 퀀텀 도트 광변환부를 동일한 측면에 위치시키되 퀀텀 도트 광변환부에 광원부의 열이 전달되지 않도록 하기 위해 반사부를 결합시킨 모든 실시예는 본 발명의 실시예에 해당한다. Accordingly, all embodiments in which the light source unit and the quantum dot light conversion unit are located on the same side of the backlight unit, but are combined with the reflective unit to prevent heat from being transferred from the light source unit to the quantum dot light conversion unit correspond to the embodiments of the present invention.

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.
The description above and the accompanying drawings are merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains, combinations of configurations without departing from the essential characteristics of the present invention Various modifications and variations, such as separation, substitution, and alteration, will be possible. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 액정표시장치 120: 백라이트유닛
200, 710: 광원부 210: 도광판
720: 반사부 730: 퀀텀 도트 광변환부
735: 퀀텀 도트층 739: 보호층
750: 열 차단부100: liquid crystal display device 120: backlight unit
200, 710: light source unit 210: light guide plate
720: reflection unit 730: quantum dot optical conversion unit
735: quantum dot layer 739: protective layer
750: heat shield

Claims (12)

입사된 빛을 표면으로 방출하는 도광판;
상기 도광판의 측면 하부에 배치되며, 복수의 광원이 구비된 광원부;
상기 도광판의 측면 상부에서 상기 도광판에 수직 방향으로 상기 광원부와 일렬로 배치되며, 입사된 제1파장 대역의 빛을 제2파장 대역 또는 제3파장 대역 중 어느 하나 이상의 대역의 빛으로 변환하여 출사시키는 퀀텀 도트 광변환부; 및
상기 광원의 빛을 반사시켜서 상기 퀀텀 도트 광변환부로 전달하도록 상기 도광판의 측면에서 상기 광원부와 상기 퀀텀 도트 광변환부를 에워싸도록 배치되는 반사부를 포함하는 백라이트 유닛.A light guide plate for emitting incident light to the surface;
A light source unit disposed under a side surface of the light guide plate and including a plurality of light sources;
Arranged in line with the light source unit in a direction perpendicular to the light guide plate from the upper side of the light guide plate, converts the incident light of the first wavelength band into light of at least one of the second wavelength band or the third wavelength band to emit light Quantum dot light conversion unit; And
A backlight unit comprising a reflective unit disposed to surround the light source unit and the quantum dot light conversion unit at a side of the light guide plate to reflect light from the light source and transmit the light to the quantum dot light conversion unit. 제1항에 있어서,
상기 제1파장 대역의 빛은 청색광이며,
상기 제2파장 대역의 빛은 녹색광이며, 상기 제3파장 대역의 빛은 적색광인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The method of claim 1,
Light in the first wavelength band is blue light,
The light in the second wavelength band is green light, and the light in the third wavelength band is red light. 제1항에 있어서,
상기 광원부와 상기 퀀텀 도트 광변환부 사이에서 상기 도광판의 적어도 일부 표면에 배치되는 열차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The method of claim 1,
And a heat shielding portion disposed on at least a portion of the surface of the light guide plate between the light source unit and the quantum dot light conversion unit. 제1항에 있어서,
제1항에 있어서,
상기 퀀텀 도트 광변환부는
다수의 퀀텀 도트가 분산하여 위치하는 퀀텀 도트층; 및
상기 퀀텀 도트 상에 위치하며 상기 퀀텀 도트를 공기와 차단시키는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The method of claim 1,
The method of claim 1,
The quantum dot light conversion unit
A quantum dot layer in which a plurality of quantum dots are dispersed and positioned; And
And a protective layer disposed on the quantum dot and blocking the quantum dot from air. 제1항에 있어서,
상기 반사부는 둘 이상의 평면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The method of claim 1,
The backlight unit, characterized in that the reflective unit is formed of two or more planes. 제1항에 있어서,
상기 반사부는 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛. The method of claim 1,
The backlight unit, characterized in that the reflector is formed of a curved surface. 제1항에 있어서,
상기 반사부는 프리즘형 광학 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.The method of claim 1,
The backlight unit, characterized in that the reflector is made of a prismatic optical member. 제1항에 있어서,
상기 반사부는 입사된 빛을 둘 이상의 방향으로 반사하는 돌기를 포함하는 백라이트 유닛. The method of claim 1,
The reflecting unit backlight unit including a projection that reflects the incident light in two or more directions. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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