KR102200629B1 - 발광 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

Abstract

표시 장치는 표시 패널, 발광 유닛, 및 바텀 커버를 포함하며, 상기 발광 유닛은 광을 출사하는 발광소자, 상기 발광소자를 실장하는 기판, 상기 발광소자를 덮으며 상기 광을 반사시키는 반사체, 및 상기 반사된 광을 추출하는 제1 렌즈를 포함한다.

Description

발광 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치{LIGHT EMITTING UNIT AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 발광 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치는 투과형, 반투과형, 또는 반사형 등으로 구분된다. 상기 투과형 및 반투과형 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널 및 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.

상기 백라이트 유닛은 발광 유닛의 위치에 따라 엣지형 백라이트 유닛과 직하형 백라이트 유닛으로 구분된다. 상기 에지형 백라이트 유닛은 발광 유닛이 상기 표시 패널의 후방 일측에 구비되는 반면, 상기 직하형 백라이트 유닛은 발광 유닛이 상기 표시 패널의 후방 전면에 구비된다.

본 발명의 목적은 일정한 색을 갖는 광을 제공하는 발광 유닛을 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널로 광을 제공하는 발광 유닛, 및 상기 발광 유닛과 체결되는 바텀 커버를 포함한다.

상기 발광 유닛은 발광소자, 기판, 색변환부, 반사체, 제1 렌즈, 및 제2 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 발광소자는 제1 색을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색은 청색, 적색, 녹색 중 어느 하나 일 수 있다. 상기 발광소자들은 복수 개로 제공될 수 있으며, 상기 발광소자들 각각은 소로 다른 색을 생성할 수 있다.

상기 기판은 상기 발광소자들 하부에 배치되어 상기 발광소자들을 실장할 수 있다. 상기 발광소자들은 상기 기판상에 서로 이격되어 배치된다. 상기 색변환부는 상기 기판상에서 상기 발광소자들과 상기 기판의 적어도 일부분을 덮을 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 상기 색변환부는 상기 발광소자들 각각 만을 덮도록 제공될 수 있다.

상기 반사체는 상기 기판상에 배치되며, 상기 기판과 상기 색변환부가 덮여있는 상기 발광소자들을 덮을 수 있다. 상기 반사체는 상기 기판과 상기 발광소자들을 덮음에 따라 상기 기판, 상기 발광소자들, 및 상기 반사체로 둘러싸여 형성된 내부공간에서 상기 광을 반사시킬 수 있다. 상기 반사체는 상기 반사체의 형상을 유지하는 반사체 틀 및 상기 반사체 틀의 상기 내부공간과 접하는 면에 형성된 반사막을 포함한다. 또한 상기 반사체는 평면상에서 볼 때, 상기 반사체의 중앙부에 형성된 제1 개구부를 갖는다.

상기 제1 렌즈는 상기 내부공간에서 혼합된 광을 굴절시킴으로써 상기 광을 상기 내부공간에서 상기 내부공간 외로 효율적으로 추출할 수 있다. 상기 제1 렌즈는 상기 제1 개구부를 관통하는 제1 부분, 및 상기 제1 부분에 연결되어 상기 내부공간에 위치하는 제2 부분을 갖는다. 상기 제1 부분은 상기 제1 개구부를 관통할 수 있도록 핀 형상일 수 있다. 상기 제2 부분은 구 형상으로 제공되며 평면상에서 볼 때, 상기 제1 개구부보다 큰 면적을 갖는다. 그러나, 상기 제2 부분의 형상은 이에 한정되지 않으며, 평면상에서 볼 때 다각형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1 렌즈는 유리, 석영 또는 투명한 고분자 물질 등으로 이루어질 수 있다.

상기 제2 렌즈는 상기 반사체 및 상기 제1 렌즈 상에 위치하며, 상기 제1 렌즈로부터 통해 추출된 광을 상기 표시 패널 측으로 확산시키는 역할을 한다.

상기 바텀 커버는 상기 표시 패널의 하부에 제공되며 상기 발광 유닛과 체결될 수 있다. 상기 발광 유닛은 상기 바텀 커버의 바닥부상에 수납될 수 있다. 그러나, 본 발명과 다른 실시예에 따르면, 상기 발광 유닛은 상기 바텀 커버 바닥부에 형성된 제2 개구부를 관통해 상기 바텀 커버와 체결될 수도 있다.

본 발명과 다른 실시예에 따른 발광 유닛은 상기 색변환부 대신 양자점 시트를 포함할 수 있다. 상기 양자점 시트는 상기 기판 상에 상기 기판의 적어도 일부분에 배치될 수 있다. 이 때, 상기 발광소자들은 상기 양자점 시트 가장자리를 따라 상기 양자점 시트로부터 일정간격을 두고 서로 이격되어 상기 기판 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 유닛은 일정한 색을 갖는 광을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 일정한 색을 갖는 광을 제공받음에 따라 표시 품질이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 2의 발광 유닛의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명과 다른 실시예에 따른 반사체의 사시도이다.
도 5는 본 발명과 다른 실시예에 따른 제1 렌즈의 사시도이다.
도 6은 본 발명과 다른 실시예에 따른 발광소자들이 실장된 기판의 사시도이다.
도 7은 본 발명과 다른 실시예에 따른 발광소자들이 실장된 기판의 사시도이다.
도 8은 본 발명과 다른 실시예에 따른 발광 유닛 및 상기 발광 유닛과 체결되는 바텀 커버를 도시한 분해사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 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.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 상기 표시 장치는 표시 패널(PNL), 백라이트 유닛(BLU), 및 탑 샤시(TC)를 포함한다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 상기 표시 장치에서 영상이 제공되는 방향을 상부 방향으로, 상기 상부 방향의 반대 방향을 하부 방향으로 하여 설명하나, 상기 상부 방향이나 하부 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.

상기 표시 패널(PNL)은 상부 방향으로 영상을 표시 할 수 있다. 상기 표시 패널(PNL)은 수광형 표시 패널로서, 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 전기습윤 표시 패널(electrowetting display panel), 전기영동 표시 패널 (electrophoretic display panel), MEMS 표시 패널(microelectromechanical system display panel)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 액정 표시 패널을 예로서 설명한다.

상기 표시 패널(PNL)은 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 직사각형의 판상으로 마련될 수 있으며, 두 쌍의 변들 중 어느 한 쌍의 변이 다른 한 쌍의 변보다 길게 제공될 수 있다. 상기 표시 패널(PNL)은 베이스 기판(BS)과, 상기 베이스 기판(BS)에 대향되는 대향 기판(CS), 및 상기 베이스 기판(BS)과 상기 대향 기판(CS) 사이에 형성된 액정층(미도시)을 포함한다. 상기 표시 패널(PNL)은 평면상에서 볼 때, 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과, 상기 표시 영역(DA)을 둘러싸며 영상이 표시되지 않은 비표시 영역(NDA)으로 이루어진다. 상기 비표시 영역(NDA)은 상기 탑 샤시(TC)에 의해 가려진다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 베이스 기판(BS)은 다수의 화소 전극들(미도시) 및 상기 화소 전극들과 일대일 대응하여 전기적으로 연결된 다수의 박막 트랜지스터(미도시)들을 포함할 수 있다. 각 박막 트랜지스터는 대응하는 화소 전극 측으로 제공되는 구동신호를 스위칭한다.

상기 대향 기판(CS)은 상기 화소 전극들과 함께 상기 액정의 배열을 제어하는 전계를 형성하는 공통전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 표시 패널(PNL)은 상기 액정층을 구동하여 전방으로 영상을 표시하는 역할을 한다.

상기 백라이트 유닛(BLU)는 상기 표시 패널(PNL) 측으로 광을 제공하기 위한 것으로서, 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 제공된다. 상기 백라이트 유닛(BLU)은 상기 표시 패널(PNL)을 지지하는 몰드 프레임(MF), 광을 출사하는 발광 유닛(LU), 상기 광의 효율을 높이기 위한 광학 시트들(OPS), 및 상기 발광 유닛(LU)과 체결되는 바텀 커버(BC)를 포함한다.

상기 몰드 프레임(MF)은 상기 표시 패널(PNL)의 가장자리를 따라 제공되어 상기 표시 패널(PNL)의 하부에서 상기 표시 패널(PNL)을 지지한다. 상기 몰드 프레임(MF)은 상기 표시 패널(PNL) 이외의 구성요소, 예를 들어, 상기 발광 유닛(LU), 상기 광학 시트들(OPS) 등을 고정하거나 지지하도록 하는 고정 부재, 예를 들어, 걸림턱(미도시)을 가질 수 있다.

상기 몰드 프레임(MF)은 상기 표시 패널(PNL)의 네 변에 대응하는 위치, 또는 상기 네 변의 적어도 일부에 대응하는 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 몰드 프레임(MF)은 상기 표시 패널(PNL)의 네 변에 대응하는 사각의 고리 형상을 가질 수 있으며, 또는, 상기 표시 패널(PNL)의 가장자리 중 세 변에 대응하는 ㄷ자 형상을 가질 수 있다. 상기 몰드 프레임(MF)은 단일 개수로 일체로 형성될 수 있으나 필요에 따라 복수로 형성되어 조립될 수 있다. 상기 몰드 프레임(MF)은 고분자 수지와 같은 유기 재료로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 형상과 기능을 갖는다면 다른 재료로도 이루어질 수 있다.

상기 발광 유닛(LU)은 광을 발생시킨다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 발광 유닛(LU)은 하나의 기판(SUB) 상에 적어도 하나 이상 실장되어 광을 발생시키는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 발광 유닛(LU)은 후술한다.

상기 광학 시트들(OPS)은 상기 발광 유닛(LU)과 상기 표시 패널(PNL) 사이에 제공된다. 상기 광학 시트(OPS)는 상기 발광 유닛(LU)으로부터 나온 광을 제어하는 역할을 한다. 상기 광학 시트들(OPS)은 상기 발광 유닛(LU)상에 적층된 확산 시트(DS), 프리즘 시트(PS) 및 보호 시트(PRS)일 수 있다.

상기 확산 시트(DS)는 상기 광을 확산시킨다. 상기 프리즘 시트(PS)는 상기 확산 시트(DS)에서 확산된 빛을 상부의 표시 패널(PNL)의 평면에 수직한 방향으로 집광시키는 역할을 수행한다. 상기 프리즘 시트(PS)를 통과한 빛은 거의 대부분 상기 표시 패널(PNL)에 수직하게 입사된다. 상기 보호 시트(PRS)는 상기 프리즘 시트(PS) 상에 위치한다. 상기 보호 시트(PRS)는 상기 프리즘 시트(PS)를 외부의 충격으로부터 보호한다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 광학 시트(OPS)가 상기 확산 시트(DS), 상기 프리즘 시트(PS), 및 상기 보호 시트(PRS)가 한 매씩 구비된 것을 예로 들었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광학 시트(OPS)는 상기 확산시트, 상기 프리즘 시트(PS), 및 상기 보호 시트(PRS) 중 적어도 어느 하나를 복수 매 겹쳐서 사용할 수 있으며, 필요에 따라 어느 하나 이상의 시트를 생략할 수도 있다. 또한, 상기 확산 시트(DS), 상기 프리즘 시트(PS), 및 상기 보호 시트(PRS)는 순서를 바꾸어 적층할 수 있다.

상기 바텀 커버(BC)는 상기 표시 패널(PNL)의 하부에 제공된다. 상기 바텀 커버(BC)는 상기 표시 패널(PNL)과 평행한 바닥부(BC-1)와, 상기 바닥부(BC-1)로부터 상방 절곡되어 연장된 측벽부(BC-2)를 포함할 수 있다. 상기 바닥부(BC-1)와 상기 측벽부(BC-2)로 이루어진 공간에 상기 백라이트 유닛(BLU)의 일부 구성 요소가 수납될 수 있다. 예를 들어, 상기 바닥부(BC-1) 상에는 상기 발광 유닛(LU)이 수납될 수 있다. 도시되지 않았으나, 상기 바닥부(BC-1)와 상기 발광 유닛(LU) 사이에는 광을 반사시키는 반사부재가 더 배치될 수 있다.

상기 탑 샤시(TC)는 상기 표시 패널(PNL)의 상부에 제공된다. 상기 탑 샤시(TC)는 상기 표시 패널(PNL)의 전면 가장자리를 지지하며, 상기 몰드 프레임(MF)의 측면 또는 상기 바텀 커버(BC)의 측면을 커버할 수 있다. 상기 탑 샤시(TC)에는 상기 표시 패널(PNL)의 상기 표시 영역(DA)을 노출시키는 표시창(WD)이 형성되어 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 유닛(LU)에 대해 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 유닛의 사시도이며, 도 3은 도 2의 발광 유닛의 부분 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 발광 유닛(LU)은 바텀 커버(BC)의 바닥부(BC-1) 중앙부분에 제공될 수 있다.

상기 발광 유닛(LU)은 발광소자(LE), 기판(SUB), 색변환부(CT), 반사체(RF), 제1 렌즈(L1), 및 제2 렌즈(L2)를 포함할 수 있다.

상기 발광소자(LE)라 함은 개별적으로 출사되는 광량이 조절되는 최소 단위를 의미한다. 도시되지 않았으나, 상기 발광소자(LE)는 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(LE)는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 통해 인가되는 구동전압에 응답하여 광을 발생시킨다. 상기 발광소자(LE)는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되고, n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 발광소자(LE)에 구동전압이 인가되면 전자와 정공이 이동하면서 결합되고, 상기 전자와 정공의 결합에 의해 광이 생성된다. 또는, 상기 발광소자(LE)는 상호 대향된 2개의 전극, 그리고 상기 2개의 전극 사이에 개재되고 유기물을 포함하는 유기발광소자일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 상기 발광소자(LE)는 제1 색을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색은 청색(blue), 적색(red), 녹색(green) 중 어느 하나 일 수 있다. 상기 발광소자(LE)는 예를 들어, 하나의 LED일 수 있으나, 동시에 밝기가 조절되는 복수의 LED들일 수 있다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광소자(LE)는 청색(blue)광을 생성하는 복수의 LED들이 제공되는 것을 일 예로써 설명한다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라, 상기 발광소자들(LE) 각각은 서로 다른 색을 생성하는 복수의 LED들일 수 있다.

상기 기판(SUB)은 상기 발광소자들(LE) 하부에 배치되어 상기 발광소자들(LE)을 실장할 수 있다. 상기 발광소자들(LE)은 상기 기판(SUB) 상에 서로 이격되어 배치된다. 여기서, 상기 기판(SUB)은 상기 발광소자들(LE)에 전원을 공급하고 제어하는 배선이 인쇄된 인쇄회로기판일 수 있다. 상기 기판(SUB)은 원형의 판상으로 제공될 수 있다. 그러나, 상기 기판(SUB)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 사각형 등의 다각형상으로 제공될 수 있다. 상기 기판(SUB)은 상기 표시 장치에서 필요로 하는 광량에 따라 그 면적이 가변적일 수 있다.

상기 색변환부(CT)는 상기 기판(SUB)상에서 상기 발광소자들(LE)과 상기 기판(SUB)의 적어도 일부분을 덮을 수 있다. 상기 색변환부(CT)는 상기 발광소자들(LE)로부터 생성된 광을 이보다 더 긴 파장을 갖는 광으로 변환하여 제2 색을 생성하는 형광물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 색과 상기 제2 색은 조합되어 백색(white)광을 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 색변환부(CT)는 상기 청색(blue)광을 변환하여 황색(yellow)광을 생성하는 것을 일 예로 설명한다.

상기 반사체(RF)는 상기 기판(SUB)상에 배치되며, 상기 기판(SUB)과 상기 색변환부(CT)가 덮여있는 상기 발광소자들(LE)을 덮을 수 있다. 상기 반사체(RF)는 상기 기판(SUB)과 상기 발광소자들(LE)을 커버함에 따라 상기 기판(SUB), 상기 발광소자들(LE), 및 상기 반사체(RF)로 둘러싸여 형성된 내부공간에서 상기 광을 반사시킬 수 있다. 상기 반사체(RF)는 상기 반사체(RF)의 형상을 유지하는 반사체 틀(RF-1) 및 상기 반사체 틀(RF-1)의 상기 내부공간과 접하는 면에 형성된 반사막(RF-2)을 포함한다.

상기 반사체 틀(RF-1)은 상기 반사체(RF)의 형상을 유지할 수 있다. 상기 반사체 틀(RF-1)은 돔 형상으로 제공되어 상기 내부공간에 상기 발광소자들(LE)을 수용할 수 있다. 그러나, 상기 반사체 틀(PF-1)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 상기 반사체 틀(PF-1)는 상기 발광소자들(LE)을 덮어 상기 발광소자들(LE)을 수용할 수 있는 상기 내부공간이 있다면 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 도 4는 본 발명과 다른 실시예에 따른 반사체의 사시도로서, 상기 반사체(RF)는 원뿔형상으로 제공되어 상기 내부공간을 갖는다. 도시되지 않았으나, 상기 반사체(RF)는 상기 내부공간을 갖는 원기둥형상, 각기둥형상, 각뿔형상, 각뿔대형상일 수 있다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 반사체 틀(RF-1)은 금속, 플라스틱, 유리 등으로 이루어질 수 있다. 상기 반사막(RF-2)은 백색의 반사물질 예를 들어, 황산바륨(BaSO4) 등으로 이루어질 수 있다. 상기 발광소자들(LE)로부터 생성된 광 및 상기 색변환부(CT)로부터 변환된 광은 상기 반사막(RF-2)에 의해 복수 회 반사되어 상기 내부공간에서 혼합될 수 있다.

상기 반사체(RF)는 평면상에서 볼 때, 상기 반사체(RF)의 중앙부에 형성된 제1 개구부(OP1)를 갖는다. 상기 내부공간에서 혼합된 광은 상기 제1 개구부(OP1)를 통해 추출될 수 있다.

상기 제1 렌즈(L1)는 상기 내부공간에서 혼합된 광을 굴절시킴으로써 상기 광을 상기 내부공간에서 상기 내부공간 외로 효율적으로 추출시킬 수 있다. 상기 제1 렌즈(L1)는 상기 제1 개구부(OP1)를 관통하는 제1 부분(P1), 및 상기 제1 부분(P1)에 연결되어 상기 내부공간에 위치하는 제2 부분(P2)을 갖는다. 상기 제1 부분(P1)은 상기 제1 개구부(OP1)를 관통할 수 있도록 핀 형상일 수 있다. 상기 제2 부분(P2)은 구형상으로 제공되며 평면상에서 볼 때, 상기 제1 개구부(OP1)보다 큰 면적을 갖는다. 그러나, 상기 제2 부분의 형상은 이에 한정되지 않으며, 상기 제2 부분은 평면상에서 볼 때, 다각형상으로 제공될 수 있다. 도 5는 본 발명과 다른 실시예에 따른 제1 렌즈의 사시도이며, 상기 제1 렌즈는 핀 형상을 갖는 제1 부분(P1) 및 상기 제1 부분(P1)에 연결되어 있는 원뿔형상을 갖는 제2 부분(P2)을 갖는다. 그러나, 상기 제2 부분(P2)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 상기 제2 부분(P2)은 원기둥형상, 각기둥형상, 각뿔형상, 각뿔대형상 등으로 제공될 수 있다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 반사체(RF) 내부에서 혼합된 광은 상기 제1 렌즈(L1)의 상기 제2 부분(P2)으로 입광된 후 상기 제1 부분(P1)을 통과하여 상기 반사체(RF) 외부로 추출될 수 있다.

상기 제1 렌즈(L1)는 유리, 석영, 또는 투명한 고분자 물질 예를 들어, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴산(poly(methylmethacrylate), PMMA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에테르이미드(polyether imide, PEI), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 렌즈(L1)는 상기 유리, 석영, 또는 투명한 고분자 물질 등에 상기 광을 산란시켜 확산시키기 위한 확산제를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 렌즈(L2)는 상기 반사체(RF) 및 상기 제1 렌즈(L1) 상에 위치하며, 상기 제1 렌즈(L1)로부터 통해 추출된 광을 상기 표시 패널(PNL) 측으로 확산시키는 역할을 한다. 상기 제2 렌즈(L2)는 상기 제1 개구부(OP1) 상에 배치되어 상기 제1 부분(P1)의 일부를 덮을 수 있다. 상기 제2 렌즈(L2)는 상기 제2 렌즈(L2)의 하부에 배치되어 상기 반사체(RF)에 연결되는 연결부(LP)를 갖는다. 도 2에서는 상기 연결부(LP)가 4개로 제공되어 상기 제2 렌즈(L2)가 상기 반사체(RF)에 연결되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 연결부(LP)는 하나 이상 제공될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 적어도 하나의 상기 발광 유닛(LU)이 사용될 수 있다. 하나의 상기 발광 유닛(LU)을 사용하는 경우에는, 기존에 표시 패널 하측 전면에 다수의 LED를 사용하기 위해 기판의 면적을 넓게 사용한 것에 비해, 상기 기판(SUB)의 크기를 작게 함으로써 원가를 절감할 수 있다.

상기 발광 유닛(LU)은 상기 내부공간에서 혼합된 백색광을 상기 표시 패널(PNL) 측으로 제공함에 따라, 상기 표시 패널(PNL)에는 일정한 색이 고르게 표시될 수 있다. 이에 따라, 기존에 LED로부터 생성된 광을 렌즈를 이용하여 확산시킴에 따른 색분리 현상, 즉 LED로부터 생성된 제1 색광과 색변환부로부터 변환된 제2 색광이 분리되어 표시되는 현상이 일어나지 않아, 상기 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

상기 발광 유닛(LU)에는 일정한 크기의 상기 제2 렌즈(L2)를 적용할 수 있다. 상기 제2 렌즈(L2)는 상기 발광 유닛(LU)의 크기가 크더라도 상기 반사체(RF)에 일정 크기로 형성된 제1 개구부(OP1)의 넓이에 맞춰 제공될 수 있다.

하나의 상기 발광 유닛(LU)에 대응하여 하나의 상기 제2 렌즈(L2)가 적용될 수 있음에 따라, 기존에 복수의 발광소자들마다 복수의 렌즈들을 사용했던 것에 비해 원가를 절감할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 발광 유닛(LU)은 하나의 상기 발광 유닛(LU)에 다양한 광량을 갖는 상기 발광소자들(LE)이 사용될 수 있다. 상기 발광소자들(LE)로부터 생성된 광은 상기 내부공간에서 혼합되므로 상기 발광소자들(LE) 각각이 갖는 광량이 다르더라도 하나의 상기 발광 유닛(LU)에 적용이 가능하다. 이에 따라, 기존에는 일정 기준 범위에서 벗어나는 광량을 갖는 발광소자들은 불량으로 취급되었던 반면, 본 발명의 일 실시예에서는 다양한 광량을 갖는 발광소자들이더라도, 상기 발광 유닛(LU)에 적용하였을 때 일정 기준 범위의 광량을 나타낼 수만 있다면 하나의 발광 유닛에 적용 가능함으로 원가를 절감할 수 있다. 더 나아가, 상기 기판(SUB) 상에 다양한 색을 생성하는 발광소자들을 임의로 배치하더라도 상기 발광소자들로부터 생성된 광은 상기 반사체(RF) 내부에서 혼합됨으로 상기 발광 유닛(LU)은 하나의 색을 갖는 광을 제공할 수 있다.

이상에서 상기 발광 유닛(LU)은 상기 색변환부(CT)가 상기 발광소자들 및 상기 기판(SUB)을 덮는 것을 도시하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 색변환부(CT)는 상기 발광소자들(LE)에 국한되어 제공될 수 있다.

도 6은 본 발명과 다른 실시예에 따른 발광소자들이 실장된 기판의 사시도이다. 이하, 본 발명과 다른 실시예에 따른 발광 유닛(LU)에 대해 설명하며, 설명의 편의를 위해 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.

도 6을 참조하면, 상기 발광소자(LE)는 복수로 제공되어 상기 기판(SUB) 상에서 서로 이격되어 배치된다. 여기서, 상기 기판(SUB)은 상기 발광소자들(LE)에 전원을 공급하고 제어하는 배선이 인쇄된 인쇄회로기판일 수 있다. 상기 기판(SUB)은 원형의 판상으로 제공될 수 있다. 그러나, 상기 기판(SUB)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 사각형 등의 다각형상으로 제공될 수 있다.

상기 색변환부(CT)는 상기 기판(SUB)상에서 상기 발광소자들(LE) 각각을 덮을 수 있다. 상기 색변환부(CT)는 상기 발광소자(LE)로부터 생성된 제1 색을 이보다 더 긴 파장을 갖는 광으로 변환하여 제2 색을 생성할 수 있다. 상기 제1 색과 상기 제2 색은 조합되어 백색(white)일 수 있다. 본 발명과 다른 실시예는 상기 색변환부(CT)가 상기 발광소자들(LE) 각각에 제공됨에 따라, 불필요한 영역에 상기 색변환부(CT)가 제공되는 것을 줄여 원가를 절감할 수 있다.

이상에서는 상기 발광 유닛(LU)이 상기 색변환부(CT)를 포함함에 따라 상기 발광 유닛(LU)이 백색(white)광을 생성하는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 상기 발광 유닛(LU)은 상기 색변환부(CT) 대신에 양자점들을 이용할 수 있다.

도 7은 본 발명과 다른 실시예에 따른 발광소자들이 실장된 기판의 사시도이다. 이하, 본 발명과 다른 실시예에 따른 양자점 시트(QDS)를 포함하는 발광 유닛에 대해 설명하며, 설명의 편의를 위해 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.

도 7을 참조하면, 상기 기판(SUB) 상에는 상기 기판(SUB)의 적어도 일부분에 배치된 양자점 시트(QDS)를 포함할 수 있다. 상기 양자점 시트(QDS)는 다수의 양자점들을 포함한다. 상기 양자점들은 나노 물질 중 하나로서, 코어 및 상기 코어를 둘러싼 쉘, 그리고 상기 쉘 상에 부착된 리간드로 구성될 수 있다. 상기 양자점들은 양자구속효과(quantum confinement effect)에 의해 띠 간격보다 에너지가 높은 파장의 빛이 입사되면 그 빛을 흡수하여 여기된 다음 특정 파장의 광을 방출한다. 상기 방출된 파장의 광은 상기 띠 간격에 해당되는 값을 갖는다. 여기서, 상기 띠 간격은 상기 양자점들의 크기에 따라 특정한 값을 가지며, 반치폭이 좁은 분광 특성을 갖는다.

본 발명과 다른 실시예에 있어서, 상기 양자점 시트(QDS)는 상기 발광소자들(LE)에서 생성된 광을 흡수한 다음, 각 양자점이 가지는 띠 간격에 해당되는 값에 해당하는 광을 방출시킨다. 즉, 상기 발광소자들(LE)은 상기 제1 색광을 흡수하여, 상기 제1 색광보다 긴 파장의 제2 색광을 방출한다. 상기 제2 색광을 방출하는 상기 양자점들로는 ZnSe, CdSe, InGaP 등을 들 수 있다. 상기 양자점 시트(QDS)는 원형으로 제공된 것을 도시하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 다각형상으로 제공될 수 있다.

상기 발광소자들(LE)은 상기 양자점 시트(QDS) 가장자리를 따라 상기 양자점 시트(QDS)로부터 일정간격을 두고 서로 이격되어 상기 기판 상에 배치될 수 있다. 도 7에서는 상기 양자점 시트(QDS)가 원형으로 제공되어 상기 발광소자들(LE)이 상기 양자점 시트(QDS) 가장자리를 따라 링 형태로 배열된 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 양자점 시트(QDS)와 일정간격 이격되어 배치된다면 사각고리 등의 다각형상고리로 제공될 수 있다. 본 발명과 다른 실시예에서는 상기 양자점 시트(QDS)를 사용함에 따라, 상기 표시 장치의 고색재현이 용이하다. 이에 따라, 상기 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 8은 본 발명과 다른 실시예에 따른 발광 유닛 및 상기 발광 유닛과 체결되는 바텀 커버를 도시한 분해사시도이다. 이하, 본 발명과 다른 실시예에 따른 발광 유닛(LU)과 상기 발광 유닛(LU)과 체결되는 바텀 커버(BC)를 포함하는 표시 장치에 대해 설명하며, 설명의 편의를 위해 앞서 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략한다.

도 1 및 도 8을 참조하면, 상기 바텀 커버(BC)는 표시 패널(PNL)과 평행한 바닥부(BC-1)와, 상기 바닥부(BC-1)로부터 상방 절곡되어 연장된 측벽부(BC-2)를 포함할 수 있다. 상기 바닥부(BC-1)는 제2 개구부(OP2)를 가지며, 상기 바텀 커버(BC)는 상기 제2 개구부(OP2)를 관통하는 상기 발광 유닛(LU)과 체결될 수 있다. 상기 발광 유닛(LU)은 상기 바닥부(BC-1)의 배면(BC-3)으로부터 상기 표시 패널(PNL)이 위치한 방향으로 체결될 수 있다.

상기 제2 개구부(OP2)의 면적은 평면상에서 볼 때, 반사체(RF)의 면적과 같을 수 있다. 또한 상기 제2 개구부(OP2)의 면적은 평면상에서 볼 때, 상기 반사체(RF) 하부에 실장되어 있는 기판(SUB)의 면적보다 작을 수 있다.

상기 발광 유닛(LU)이 상기 제2 개구부(OP2)를 통해 체결됨에 따라, 상기 발광 유닛(LU)이 상기 바텀 커버(BC)에 용이하게 고정될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 기준하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

LU : 발광 유닛 SUB : 기판
LE : 발광소자들 RF : 반사체
RF-1 : 반사체 틀 RF-2 : 반사막
CT : 색변환부 QDS : 양자점 시트
L1 : 제1 렌즈 L2 : 제2 렌즈
LP : 연결부 BC : 바텀 커버

Claims (20)

1. 광을 출사하는 발광소자;
   상기 발광소자 하부에 배치되어 상기 발광소자를 실장하는 기판;
   상기 기판과 상기 발광소자를 덮으며, 상기 광을 반사시키고, 제1 개구부가 정의된 반사체; 및
   상기 기판, 상기 발광소자, 및 상기 반사체로 둘러싸여 형성된 내부공간 내에서 반사된 상기 광을 상기 내부공간으로부터 상기 내부공간 외부로 추출하는 제1 렌즈를 포함하고,
   상기 제1 렌즈는,
   상기 제1 개구부를 관통하는 제1 부분, 상기 제1 부분에 연결되고 상기 내부공간에서 상기 반사체와 이격된 제2 부분을 포함하는 발광 유닛.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 발광소자는 복수 개로 제공되어 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 발광소자들과 상기 기판의 적어도 일부분을 덮는 색변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 발광소자들 각각을 덮는 색변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 기판 상에 배치되며 상기 기판의 적어도 일부분에 배치된 양자점 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 발광소자들은 상기 양자점 시트 가장자리를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 반사체는 상기 반사체의 형상을 유지하는 반사체 틀 및 상기 반사체 틀의 상기 내부공간과 접하는 면에 형성된 반사막을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 반사체 틀은 돔 형상인 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 반사체 틀은 금속, 플라스틱, 유리 등으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
10. 삭제
11. 제1 항에 있어서,
    평면상에서 볼 때, 상기 제2 부분은 상기 제1 개구부보다 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 핀 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 부분은 구 형상인 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
14. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 부분은 평면상에서 볼 때, 다각형상인 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
15. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 유리, 석영 또는 투명한 고분자 물질 등으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
16. 제 8항에 있어서,
    상기 반사막은 반사물질인, 황산바륨으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 유닛.
17. 제1 항에 있어서,
    상기 반사체 및 상기 제1 렌즈 상에 위치하며, 추출된 상기 광을 확산시키는 제2 렌즈를 더 포함하는 발광 유닛.
18. 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널로 광을 제공하는 발광 유닛; 및
    상기 발광 유닛과 체결되는 바텀 커버를 포함하며,
    상기 발광 유닛은
    상기 광을 출사하는 발광소자;
    상기 발광소자 하부에 배치되어 상기 발광소자를 실장하는 기판;
    상기 기판과 상기 발광소자를 덮으며, 상기 광을 반사시키고 제1 개구부가 정의된 반사체; 및
    상기 기판, 상기 발광소자, 및 상기 반사체로 둘러싸여 형성된 내부공간에서 반사된 상기 광을 상기 내부공간으로부터 상기 내부공간 외부로 추출하는 제1 렌즈를 포함하고,
    상기 제1 렌즈는,
    상기 제1 개구부를 관통하는 제1 부분, 상기 제1 부분에 연결되고 상기 내부공간에서 상기 반사체와 이격된 제2 부분을 포함하는 표시 장치.
19. 제18 항에 있어서,
    상기 발광 유닛은 상기 바텀 커버 바닥부 상에 수납되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
20. 제18 항에 있어서,
    상기 바텀 커버는 상기 바텀 커버 바닥부에 상기 발광 유닛이 체결되는 제2 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.

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