KR102504465B1 - 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치 - Google Patents

광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광원 모듈에 반투과층을 배치하여 핫스팟과 같은 얼룩이 발생하여 화상 품위가 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 발광 칩과 발광 칩 상에 마련된 파장 변환 부재 및 파장 변환 부재 상에 배치된 반투과층을 포함한다.

Description

광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치{LIGHT SOURCE MODULE, BACK LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정 표시장치는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 이 액정 표시 장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비전에도 응용되어 빠르게 음극선관을 대체하고 있다.
이와 같은 액정 표시 장치는 자체 발광소자가 아니기 때문에 액정 표시패널의 하부에 백라이트 유닛을 마련하여 백라이트 유닛으로부터 출사된 광을 이용하여 화상을 표시하게 된다.
백라이트 유닛은 광원의 배열 방법에 따라 측광형(Side Light Type)과 직하형(Direct Light Type)으로 구분될 수 있다.
측광형 백라이트 유닛은 액정 표시 패널의 하부에 마련된 도광판의 측면에 광원을 배치하고, 도광판을 통해 광원으로부터 조사되는 측광을 평면광으로 변환하여 액정 표시 패널에 조사하는 방식이다.
직하형 백라이트 유닛은 액정 표시 패널의 하부에 복수개의 광원을 배치하여 액정 표시 패널의 전면에 광을 직접적으로 조사하는 방식으로 액정 표시 패널에 조사되는 광의 균일도 및 휘도가 높아 액정 표시 장치를 대형화시킬 수 있는 장점이 있다.
그러나, 종래의 직하형 백라이트 유닛은 광원이 액정 표시 패널의 하부에 배치되어 액정 표시 패널의 전면에 광을 직접적으로 조사하기 때문에, 액정 표시 패널과 광원의 거리가 가까운 경우 광 확산거리(Optical Gap)의 감소로 핫스팟(Hot-spot)과 같은 얼룩(Mura)이 발생하여 화상 품위가 저하되는 문제점이 있다. 또한, 얼룩 발생을 방지하기 위해서 광원의 개수를 증가시키는 경우, 생산 단가가 증가하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 화상 품위가 향상된 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 발광 칩과 발광 칩 상에 마련된 파장 변환 부재 및 파장 변환 부재 상에 배치된 반투과층을 포함하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 광원 모듈에 반투과층을 배치하여 핫스팟과 같은 얼룩이 발생하여 화상 품위가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 두께를 얇게 형성하여 미감을 증진시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 얼룩 발생을 방지하기 위해서 광원 모듈의 개수를 증가시키지 않아도 되기 때문에 생산 단가가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I선에의한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 4a는 종래에 따른 광원 모듈의 출광 분포를 나타내는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈의 출광 분포를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 예에 따른 광원 모듈을 나타내는 단면도이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 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.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I선에의한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치는 하부 케이스(110), 인쇄 회로 기판(120), 광원 모듈(130), 광학 렌즈(135), 반사 부재(140), 확산판 지지부재(145), 확산판(150), 광학 시트부(160), 가이드 패널(170), 액정 표시 패널(180), 및 상부 케이스(190)를 포함한다.
상기 하부 케이스(110)는 인쇄 회로 기판(120), 광원 모듈(130), 및 반사 부재(140)를 수납하고, 확상판(150)을 지지한다. 이러한, 하부 케이스(110)는 광원 모듈(130)에서 발생되는 열을 방열하기 위해서 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 하부 케이스(110)는 바닥면(110a), 경사면(110b), 지지면(110c) 및 결합면(110d)을 포함한다.
상기 바닥면(110a)은 액정 표시 패널(180)과 마주보도록 배치된다. 이러한, 바닥면(110a)은 상부에 광원 모듈(130)을 수납하여, 상기 광원 모듈(130)이 액정 표시 패널(180)과 마주보며 광을 조사할 수 있도록 배치된다.
상기 경사면(110b)은 바닥면(110a)으로부터 연장되어, 하부 케이스(110)의 측면을 이룬다. 이러한, 경사면(110b)은 바닥면(110a)에 배치된 광원 모듈(130)로부터 발광되는 광이 확산판(150)으로 반사될 수 있도록 비스듬히 경사지며 이루어질 수 있다.
상기 지지면(110c)은 경사면(110b)으로부터 연장되어, 액정 표시 패널(180)과 마주보도록 배치된다. 이러한, 지지면(110c)은 확산판(150)을 지지한다.
상기 결합면(110d)은 상기 지지면(110c)의 가장자리로부터 수직으로 절곡된다. 이러한 결합면(110d)은 후술되는 가이드 패널(170)에의해서 은폐될 수 있으며, 상기 가이드 패널(170)과 결합되어 고정될 수도 있다.
상기 인쇄 회로 기판(120)은 하부 케이스(110)의 지지면(110b) 상면에 배치된다. 이러한, 인쇄 회로 기판(120)은 외부의 구동 전원을 공급받는 구동 전원 라인을 포함하여 이루어지는 것으로, 상기 구동 전원 라인을 통해 외부로부터 공급되는 구동 전원을 복수 개의 광원 모듈(130) 각각에 공급함으로써 상기 광원 모듈(130)을 발광시킨다.
상기 복수의 광원 모듈(130) 각각은 인쇄 회로 기판(120)의 상면에 서로 이격되도록 나란하게 배치되어 광원 구동 신호 라인에 연결된다. 이러한, 복수의 광원 모듈(130)들은 확산판(150)의 하부면에 광을 조사한다. 이때, 복수의 광원 모듈(130) 각각은 광원 구동 신호로부터 공급되는 광원 구동 신호에 따라 동시에 발광하거나 개별적으로 발광할 수 있다. 여기서, 복수의 광원 모듈(130) 각각은 휘도를 부분적으로 제어하기 위한 로컬 디밍 방법에 따라 개별적으로 발광할 수 있다.
일 예에 따른 복수의 광원 모듈(130) 각각은 칩 스케일 패키지(chip-scale package)로 이루어져 인쇄 회로 기판(120)의 상면에 직접 실장되고, 이로 인하여 본 발명은 광원 모듈(130)의 패키징 공정을 필요로 하지 않는다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈(130)은 크기가 종래에 따른 광원 모듈에 내장된 발광 칩 크기와 비슷하다. 상기 칩 스케일 패키지로 이루어진 광원 모듈(130)을 적용함으로써, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 두께가 얇고 미감이 증진될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈(130)의 상부에는 반투과층(133)이 배치되어 핫스팟(Hot-spot) 발생이 방지된다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 광원 모듈(130)의 개수를 증가시키지 않고도 핫스팟(Hot-spot)과 같은 얼룩(Mura) 발생을 방지할 수 있으며, 이에 따라 생산 단가가 증가하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은, 광원 모듈(130)에 대한 자세한 설명은 후술되는 도 3의 설명에서 서술하기로 한다.
상기 광학 렌즈(135)는 광원 모듈(130) 상에 배치되어, 상기 광원 모듈(130)로부터 입사되는 광을 넓게 퍼뜨린다. 이때, 광학 렌즈(135)는 한 개 이상의 비구면으로 구성되며, 광축 비대칭성을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 광학 렌즈(135)는 적어도 하나의 비구면을 가짐으로써, 수차(aberration) 발생을 방지할 수 있다. 일 예에 따른 광학 렌즈(135)는 상면이 타원형태로 이루어지고, 하면의 중심부가 원뿔형태로 움푹 파여 핫스팟(Hot-spot)을 방지하고 광을 퍼뜨릴 수 있도록 형성될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니고, 다양한 형태의 광학 렌즈(135)를 적용할 수 있다.
상기 반사 부재(140)는 하부 케이스(110)와 인쇄 회로 기판(120) 사이에 배치된다. 이러한, 반사 부재(140)는 반사물질로 이루어져 광원 모듈(130)에서 방출되어 하부 케이스(110) 쪽으로 이동하는 광을 확산판(150) 방향으로 반사시키는 역할을 한다. 이때, 반사 부재(140)는 하부면(140a) 및 부재 측면(140c)을 포함한다.
상기 하부면(140a)은 하부 케이스(110)의 바닥면(110a) 및 인쇄 회로 기판(120) 상에 배치된다. 이러한, 하부면(140a)은 광원 모듈(130)에서 하부 방향으로 향하는 광을 확산판(150) 방향으로 반사시킨다. 이때, 반사 부재(140)의 하부면(140b)에는 복수의 광원 모듈 삽입홀(140b)들이 구성된다. 상기 복수의 광원 모듈 삽입홀(140b)을 통해서 인쇄 회로 기판(120)에 실장되는 광원 모듈(130)이 반사 부재(140) 상에 배치될 수 있다.
상기 부재 측면(140c)은 하부면(140a)으로부터 연장되어, 하부 케이스(110)의 경사면(110b) 상에 배치된다. 이러한, 부재 측면(140c)은 광원 모듈(130)에서 측면 방향으로 향하는 광을 확산판(150) 방향으로 반사시킨다. 이때, 부재 측면(140c)은 하부 케이스(110)의 지지면(110c)까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 확산판 지지부재(145)는 복수의 광원 모듈(130)들 사이에 배치된다. 이러한, 확산판 지지부재(145)는 반사 부재(140)와 확산판(150) 사이에 배치되어, 확산판(150)을 지지하는 역할을 한다. 상기 확산판(150)의 가장자리는 하부 케이스(110)의 지지면(110c)이 지지하고 있으나, 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치가 대형화되는 경우 확산판(150)의 중심부가 하중에 의해서 처질 수 있다. 따라서, 확산판 지지부재(145)는 반사 부재(140)와 확산판(150) 사이의 높이와 동일한 높이로 확산판(150)의 중심부와 중첩되는 반사 부재(140) 상에 배치되어, 확산판(150)을 받쳐준다.
상기 확산판(150)은 일정한 두께를 가지는 평판 형태로 형성되어, 하부 케이스(110)의 전면(前面)을 덮도록 배치된다. 이러한, 확산판(150)은 복수의 광원 모듈(130)들 각각으로부터 출사되는 광을 확산시켜 액정 표시 패널(180) 방향으로 진행시키는 기능을 한다. 이때, 확산판(150)은 광원 모듈(130)로부터 광 확산거리(Optical Gap)만큼 이격되어 배치된다. 확산판(150)은 하부 케이스(110)에 의해서 지지되며, 가이드 패널(170)에 의해 고정될 수 있다.
상기 광학 시트부(160)는 확산판(150) 상에 배치된다. 이러한, 광학 시트부(160)는 액정 표시 패널(180)의 휘도가 증가될 수 있도록 광을 집광하고 확산시켜, 액정 표시 패널(180) 방향으로 광을 진행시키는 기능을 수행한다. 이때, 광학 시트부(160)는 프리즘 시트, 렌티큘러 렌즈 시트 및 마이크로 렌즈 시트 중 어느 하나일 수 있다
상기 프리즘 시트는 삼각 단면을 가지도록 나란하게 형성된 복수의 프리즘 패턴을 포함할 수 있으며, 프리즘 패턴의 산 부분과 골 부분은 일정한 곡류로 라운딩될 수 있다.
상기 렌티큘러 렌즈 시트는 일정한 곡률을 가지는 반원 또는 반타원 형태의 단면을 가지도록 나란하게 형성된 복수의 렌티큘러 렌즈 패턴을 포함할 수 있다.
상기 마이크로 렌즈 시트는 반원 또는 반타원 형태를 가지도록 일정한 높이로 형성된 복수의 마이크로 렌즈 패턴을 포함할 수 있다.
한편, 광학 시트부(160)는 광학시트를 보호하기 위한 보호시트가 더 포함될 수 있다.
상기 가이드 패널(170)은 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치의 측면을 둘러싸는 프레임형태로 배치된다. 이러한, 가이드 패널(170)은 액정 표시 패널(180)의 의 가장자리 부분을 지지 한다.
상기 액정 표시 패널(180)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 대향 합착된 하부 기판(181)과 상부 기판(182), 하부 기판(181)의 후면에 부착된 하부 편광 필름(183), 및 상부 기판(182)의 전면에 부착된 상부 편광 필름(184)을 포함한다.
상기 하부 기판(181)에는 도면에 도시되어 있지는 않으나, 게이트 라인들 및 데이터 라인들의 교차영역 마다 화소가 형성되어 있다. 상기 화소는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor), 공통 전극 및 화소 전극을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터는 각각의 화소에 전기적 신호를 전달하고, 제어하는 스위칭 역할을 한다. 상기 공통 전극에는 액정을 구동하기 위한, 공통 전압이 인가된다. 상기 화소 전극은 상기 공통 전극을 덮고 있는 보호막 상에 배치되어, 박막 트랜지스터와 연결된다.
이러한, 하부 기판(181)은 각 화소에 인가되는 데이터 전압과 공통 전압의 차전압에 대응되는 전계를 형성하여 액정층의 광 투과율을 조절한다. 이러한, 하부 기판(181)의 가장자리에는 복수의 데이터 라인에 연결되는 신호 인가 패드를 포함하는 패드부가 배치된다.
상기 상부 기판(182)은 블랙 매트릭스(Black Matrix: BM)와 컬러 필터를 포함한다. 상기 컬러 필터에는, R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴이 형성된다. 상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러 필터의 R, G, B 패턴 사이에 각각 배치된다. 이러한, 상부 기판(182)에는 상기 상부 기판(182)과 하부 기판(181) 사이의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(Column Spacer: CS)가 배치될 수 있다.
상기 상부 기판(182)은 하부 기판(181)의 크기보다 작은 크기를 가지도록 형성되어 액정층(미도시)을 사이에 두고 하부 기판(181)의 패드부를 오픈하며, 상기 하부 기판(181)과 대향 합착된다.
이와 같은, 하부 기판(181) 및 상부 기판(182)의 구체적인 구성은 액정층의 구동 모드, 예를 들어, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In plane switching) 모드, 및 FFS(Fringe field switching) 모드 등에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.
상기 하부 편광 필름(183)은 하부 기판(181)의 하면에 부착되어, 하부 기판(181)으로 입사되는 광을 편광시킨다.
상기 상부 편광 필름(184)은 상부 기판(182)의 전면(前面)에 부착되어, 상기 상부 기판(182)을 투과하여 외부로 방출되는 광을 편광시킨다.
상기 하부 편광 필름(183)과 상부 편광 필름(184) 각각은 서로 상반되는 방향의 연신 공정을 통해 서로 다른 편광 기능을 가지며, 연신에 따른 서로 상반되는 방향의 수축력을 가진다. 이러한, 하부 편광 필름(183)과 상부 편광 필름(184) 각각이 하부 기판(181)과 상부 기판(182) 각각에 부착되어 하부 편광 필름(183)과 상부 편광 필름(184) 각각의 수축력이 서로 상쇄됨으로써 액정 표시 패널(170)이 상부 또는 하부 쪽으로 휘어지지 않고 평면 상태를 이루게 된다.
상기 상부 케이스(190)는 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치를 둘러싸는 프레임 형태로 배치된다. 이러한, 상부 케이스(190)는 가이드 패널(170)에 결합되어 상기 가이드 패널(170)에 의해 지지되는 액정 표시 패널(180)을 고정시킨다. 이때, 상부 케이스(190)는 스크류(screw) 또는 후크(Hook) 등과 같은 체결 부재를 이용한 측면 결합 방식에 따라 하부 케이스(110)에 결합된다. 따라서, 상부 케이스(190)는 액정 표시 패널(180)의 전면(前面) 가장자리 부분 및 가이드 패널(170)이 액정 표시 장치의 외부로 노출되는 것을 방지한다.
이와 같은, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 칩 스케일 패키지로 이루어진 광원 모듈(130)을 적용함으로써, 두께가 얇고 미감이 증진될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈(130)의 상부에는 반투과층(133)이 배치되어 핫스팟(Hot-spot) 발생이 방지된다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따른 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 광원 모듈(130)의 개수를 증가시키지 않고도 핫스팟(Hot-spot)과 같은 얼룩(Mura) 발생을 방지할 수 있으며, 이에 따라 생산 단가가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈(130)은 발광 칩(131), 파장 변환 부재(132), 및 반투과층(133)을 포함한다.
상기 발광 칩(131)은 광원 모듈(130)의 광원으로, 인쇄 회로 기판(120)의 상면에 실장되어 광원 구동 신호 라인에 연결된다. 이러한, 발광 칩(131)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode)가 사용될 수 있으며, 상기 발광 다이오드는 에너지 절감 효과가 뛰어나 친환경적이며 높은 응답속도를 가진다. 일 예에 따른 발광 칩(131)은 광원 구동 신호 라인을 통해서 공급되는 광원 구동 신호에 따라 발광하여 컬러 광을 방출한다. 예를 들어, 발광 칩(131)은 청색 광을 방출할 수 있다.
상기 파장 변환 부재(132)는 발광 칩(131)의 상면 및 측면에 마련되어 발광 칩(131)으로부터 방출되는 광의 파장을 다른 파장으로 변환하여 방출한다. 즉, 파장 변환 부재(132)는 발광 칩(131)을 둘러싸며, 보다 구체적으로는 광 출사면에 부착되고, 발광 칩(131)으로부터 방출되는 제1 컬러 광을 흡수하여 파장이 변환된 제 2 컬러 광을 방출함으로써 광원 모듈(130)에서 제1 및 제2 컬러 광의 혼합에 의해 백색 광이 방출되도록 한다. 일 예에 따른 파장 변환 부재(132)는 형광 물질을 포함하는 형광체 시트일 수 있다. 상기 형광체 시트는 발광 칩(131)의 제조 공정시, 발광 다이오드용 반도체 기판의 상면에 부착된 후, 기판 컷팅 공정에 의해 반도체 기판과 함께 컷팅됨으로써 발광 칩(131)의 상면에 마련될 수 있다. 이러한, 형광체 시트는 발광 칩(131)으로부터 입사되는 제1 컬러 광을 흡수하고 재발광하여 제2 컬러 광을 방출한다. 예를 들어, 발광 칩(131)이 430nm 내지 480nm의 청색 파장을 발광하는 청색 발광 다이오드 칩일 경우, 형광체 시트는 청색 파장의 광에 의해 여기되어 방출되는 파장이 황색(yellow)인 황색 형광 물질을 포함할 수 있다.
추가적으로, 파장 변환 부재(132)는 한 종류의 형광 물질뿐 아니라, 필요에 따라 공지된 다양한 파장변환용 형광 물질이 추가로 혼합될 수도 있다.
상기 반투과층(133)은 파장 변환 부재(132) 상에 마련되며, 발광 칩(131)과 중첩된다. 즉, 반투과층(133)은 파장 변환 부재(132) 상면에 증착되거나, 상기 파장 변환 부재(132) 상에 투명 기판을 증착한 뒤 상기 투명 기판 상에 증착될 수 있다. 이러한, 반투과층(133)은 발광 칩(131)으로부터 방출되는 광이 확산판(150)으로 전부 투과되는 것을 방지한다. 보다 구체적으로, 반투과층(133)은 광 투과율이 80%이하인 투과층으로 발광 칩(131)으로부터 방출되는 광을 80% 이하만 투과시키고, 나머지 일부는 반투과층(133)의 반대 방향으로 반사시켜 광 손실을 방지한다. 이때, 반투과층(133)의 두께를 조절하여 광 투과율과 광 반사율을 조절할 수 있다. 즉, 반투과층(133)의 두께를 증가시키면, 광 투과율은 감소하고 광 반사율은 증가한다. 상기 반투과층(133)은 광 투과율이 낮을수록 핫스팟(Hot-spot) 방지에 용이하나 광량 손실이 발생할 수 있기 때문에, 광 투과율은 50%에서 80% 사이가 바람직하다. 일 예에 따른 반투과층(133)은 알루미늄(AL), 산화 알루미늄(AL2O3), 이산화 타이타늄(TiO2), 이산화 규소(SiO2) 등의 반사 특성이 있는 물질들로 구성될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈(130)은 광 투과율을 감소시키는 반투과층(133)을 발광 칩(131) 상에 배치함으로써, 상기 발광 칩(131)으로부터 확산판(150)으로 강한 직진광이 조사되는 것을 방지한다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈(130)을 적용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 핫스팟(Hot-spot)과 같은 얼룩(Mura)이 발생하여 화상 품위가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈(130)을 적용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 광 확산거리(Optical Gap)가 감소되더라도 핫스팟(Hot-spot)과 같은 얼룩(Mura)이 발생하지 않기 때문에 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치의 두께를 얇게 형성하여 미감을 증진시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈(130)은 얼룩(Mura) 발생을 방지하기 위해서 광원 모듈(130)의 개수를 증가시키지 않아도 되기 때문에 생산 단가가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 예에 따른 반투과층(133)은 반사 특성이 있는 물질들로 구성되어, 반투과층(133)에 의해서 투과되지 않은 광들이 상기 반투과층(133) 반대 방향으로 반사되어 다시 측면으로 출광될 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈(130)은 광 손실이 방지될 수 있다.
도 4a는 종래에 따른 광원 모듈의 출광 분포를 나타내는 도면이고, 도 4b는 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈의 출광 분포를 나타내는 도면이다.
도 4a를 참조하면, 종래에 따른 광원 모듈은 발광 칩(131) 상에 반투과층(133)이 배치되어있지 않기 때문에, 발광 칩(131)의 상부 방향으로 출광되는 광량이 많다. 이 경우, 종래의 광원 모듈은 발광 칩(131)으로부터 방출되는 직진광이 확산판(150)에 그대로 조사되어, 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치에 핫스팟(Hot-spot)과 같은 얼룩(Mura)이 시인되고 화상 품위가 저하될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈(130)은 발광 칩(131) 상에 반투과층(133)이 배치되어, 발광 칩(131)의 상부 방향으로 출광되는 광량이 감소된다. 이 경우, 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈(130)은 발광 칩(131)으로부터 상부 방향으로 방출되는 직진광의 양이 감소하고, 광원 모듈(130)의 측면으로 광이 방출된다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈(130)을 적용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 두께를 얇게 형성하면서도, 핫스팟(Hot-spot)과 같은 얼룩(Mura)이 시인되고 화상 품위가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 예에 따른 광원 모듈을 나타내는 단면도이다. 이는 도 3에 도시된 제1 예에 따른 광원 모듈(130)에서 반투과층(133)의 형태를 변경한 것이다. 이에 따라, 이하의 설명에서는 반투과층(133)에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 예에 따른 광원 모듈(130)의 반투과층(133)은 발광 칩(131)과 중첩되는 부분에만 반투과층(133)이 배치된다. 즉, 반투과층(133)은 발광 칩(131)과 중첩되는 파장 변환 부재(132) 상면에 증착되거나, 상기 파장 변환 부재(132) 상에 투명 기판을 증착한 뒤 발광 칩(131)과 중첩되는 투명 기판 상에 증착될 수 있다. 이러한, 반투과층(133)은 발광 칩(131)과 중첩되는 부분으로 방출되는 직진광이 확산판(150)으로 전부 투과되는 것을 방지한다. 보다 구체적으로, 파장 변환 부재(132)의 상부에서 발광 칩(131)과 중첩되는 중심부분은 반투과층(133)에 의해서 광의 일부만 투과되고, 나머지 일부는 반투과층(133)의 반대 방향으로 반사시켜 광 손실을 방지한다. 또한, 파장 변환 부재(132)의 상부에서 발광 칩(131)과 중첩되지 않는 가장자리 부분은 상기 발광 칩(131)에서 방출되는 광이 확산판(150)으로 조사된다. 이때, 반투과층(133)의 두께를 조절하여 광 투과율과 광 반사율을 조절할 수 있다. 즉, 반투과층(133)의 두께를 증가시키면, 광 투과율을 감소하고 광 반사율은 증가한다. 일 예에 따른 반투과층(133)은 알루미늄(AL), 산화 알루미늄(AL2O3), 이산화 타이타늄(TiO2), 이산화 규소(SiO2) 등의 반사 특성이 있는 물질들로 구성될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제2 예에 따른 광원 모듈(130)은 광 투과율을 감소시키는 반투과층(133)을 발광 칩(131) 상에 배치함으로써, 상기 발광 칩(131)으로부터 확산판(150)으로 강한 직진광이 조사되는 것을 방지한다. 따라서, 본 발명의 제2 예에 따른 광원 모듈(130)을 적용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 핫스팟(Hot-spot)과 같은 얼룩(Mura)이 발생하여 화상 품위가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 제2 예에 따른 광원 모듈(130)을 적용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치는 광 확산거리(Optical Gap)가 감소되더라도 핫스팟(Hot-spot)과 같은 얼룩(Mura)이 발생하지 않기 때문에 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치의 두께를 얇게 형성하여 미감을 증진시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 예에 따른 광원 모듈(130)은 얼룩(Mura) 발생을 방지하기 위해서 광원 모듈(130)의 개수를 증가시키지 않아도 되기 때문에 생산 단가가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 예에 따른 반투과층(133)은 반사 특성이 있는 물질들로 구성되어, 반투과층(133)에 의해서 투과되지 않은 광들이 상기 반투과층(133) 반대 방향으로 반사되어 다시 측면으로 출광될 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명의 제2 예에 따른 광원 모듈(130)은 광 손실이 방지될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 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. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 하부 케이스 120: 인쇄 회로 기판
130: 광원 모듈 135: 광학 렌즈
140: 반사 부재 145: 확산판 지지부재
150: 확산판 160: 광학 시트부
170: 가이드 패널 180: 액정 표시 패널
190: 상부 케이스

Claims (12)

  1. 발광 칩;
    상기 발광 칩 상에 마련된 파장 변환 부재; 및
    상기 파장 변환 부재의 상부면에서 상기 발광 칩과 동일한 제1위치에 중첩하여 배치되고, 상기 제1 위치를 제외한 가장자리 부분인 제2 위치에서 상기 파장 변환 부재의 상부면을 노출하게 배치된 반투과층; 및
    상기 반투과층 상에 위치하고 적어도 하나의 비구면을 갖는 광학 렌즈를 포함하되,
    상기 광학 렌즈는 상기 반투과층의 상부면에 접촉하는 하면 및 상기 하면과 대향하면서 볼록한 상면을 포함하는, 광원 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반투과층은 광 투과율이 50% 내지 80%인, 광원 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반투과층은 상기 발광 칩과 중첩되는, 광원 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반투과층은 반사 물질을 포함하는, 광원 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 변환 부재는 상기 발광 칩의 상면 및 측면에 마련되는, 광원 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 상기 상면은 상기 하면으로부터 타원형태로 돌출되고, 상기 하면은 중심부가 상기 상면 방향으로 원뿔형상으로 파여 있는, 광원 모듈.
  7. 수납 공간을 갖는 하부 케이스;
    상기 수납 공간에 배치된 복수의 광원 모듈;
    상기 수납 공간을 덮는 확산판; 및
    상기 확산판 상에 배치된 광학 시트부를 포함하되,
    상기 광원 모듈 각각은 발광칩, 상기 발광 칩 상의 파장 변환 부재, 상기 파장 변환 부재의 상부면에서 상기 발광 칩과 동일한 제1위치에 중첩하여 배치되고, 상기 제1 위치를 제외한 가장자리 부분인 제2 위치에서 상기 파장 변환 부재의 상부면을 노출하게 배치된 반투과층, 및 상기 반투과층 상에 위치하고 적어도 하나의 비구면을 갖는 광학 렌즈를 포함하고, 상기 광학 렌즈는 상기 반투과층의 상부면과 접촉하는 하면 및 상기 하면과 대향하면서 볼록한 상면을 포함하는, 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 광원 모듈 사이에 배치되어 상기 확산판을 지지하는 확산판 지지부재를 더 포함하는, 백라이트 유닛.
  9. 제 7 항에 기재된 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛 상에 배치된 액정 표시 패널을 포함하는, 액정 표시 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 상기 상면은 상기 하면으로부터 타원형태로 돌출되고, 상기 하면은 중심부가 상기 상면 방향으로 원뿔형상으로 파여 있는, 백라이트 유닛.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 수납 공간에 배치되고 서로 이격하여 배치된 복수의 광원 모듈 삽입홀을 포함하는 반사 부재; 및
    상기 반사 부재와 상기 하부 케이스 사이에 배치된 인쇄 회로 기판을 더 포함하되,
    상기 복수의 광원 모듈은 상기 복수의 광원 모듈 삽입홀을 통해 상기 인쇄 회로 기판 상에 배치된, 백라이트 유닛.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 광학 렌즈의 상기 상면은 상기 하면으로부터 타원형태로 돌출되고, 상기 하면은 중심부가 상기 상면 방향으로 원뿔형상으로 파여 있는, 액정 표시 장치.
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