KR20110037074A - 백 라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20110037074A
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김재호
윤승현
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Abstract

본 발명은 백 라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 백 라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 의하면, 개선된 백 라이트 유닛 구조가 제공되므로, 백 라이트 유닛 및 디스플레이 장치의 두께를 얇게 형성할 수 있다는 장점이 있다.
디스플레이, 백 라이트, LED

Description

백 라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{Backlight unit and display apparatus including the same}
본 발명은 백 라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)는 경량, 박형, 저 소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용 범위가 점차 넓어지고 있다. 이러한 추세에 따라 상기 액정표시장치는 휴대폰, 노트북, 모니터, TV, 조명 분야 등에 널리 이용되고 있다.
상기 액정표시장치는 자발광 표시장치가 아니기 때문에 영상이 표시되는 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널의 배면에 배치되어 광을 제공하는 백 라이트 유닛(backlight unit)을 구비하는 디스플레이 모듈을 포함한다.
상기 백 라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하(direct) 방식과 에지(edge) 방식으로 나뉠 수 있다.
에지 방식은 상기 디스플레이 모듈의 측면에 상기 광원을 배치한 것으로서, 상기 광원으로부터 발광된 빛을 도광판을 이용하여 상기 디스플레이 패널 전체의 면으로 조사한다. 한편, 직하 방식은 상기 디스플레이 패널의 배면에 다수의 광원을 배치하여 상기 디스플레이 패널의 직하에서 빛을 직접 조사하는 방식으로 에지 방식과 비교하여 다수의 광원에 의해 휘도를 높일 수 있고, 발광 면을 넓게 할 수 있는 장점이 있다.
한편, 최근에는 상기 광원으로서 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 사용하는 백 라이트 유닛이 출시되고 있다. 상기 발광 다이오드는 미세 반도체 공정이 적용됨으로써, 소형화, 박형화가 가능하므로, 종래 주로 사용되던 냉음극관 형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp )를 사용한 디스플레이 모듈보다 얇고 가벼운 디스플레이 모듈을 구현하는데 사용되고 있다.
본 발명은 초박형의 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 광원으로부터 발생된 열에 의한 광학 시트의 변형이 방지되는 백 라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 발열 성능이 향상된 백 라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 백 라이트 유닛에는, 기판; 상기 기판의 일 측면에 배치되는 다수의 광원; 상기 광원을 감싸도록 형성되는 열 흡수층; 및 상기 열 흡수층에 밀착되는 광학 시트가 포함되고, 상기 열 흡수층과 상기 광학 시트의 접촉면은 상기 광원으로부터 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에서 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치에는, 기판; 상기 기판의 일 측면에 배치되는 다수의 광원; 상기 광원을 감싸도록 형성되는 열 흡수층; 및 상기 열 흡수층에 밀착되는 광학 시트가 포함되고, 상기 열 흡수층과 상기 광학 시트의 접촉면은 상기 광원으로부터 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛과 상기 백 라이트 유닛의 전면에 배치되는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈이 고정되는 프런트 커버; 및 상기 디 스플레이 모듈의 배면을 덮는 백 커버가 포함되고, 상기 백 라이트 유닛은 상기 디스플레이 패널에 밀착되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 백 라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 의하면, 개선된 백 라이트 유닛 구조가 제공되므로, 백 라이트 유닛 및 디스플레이 장치의 두께를 얇게 형성할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 백 라이트 유닛을 디스플레이 패널에 밀착시킴으로써 디스플레이 장치의 두께를 더욱 얇게 형성할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 균일한 휘도를 갖는 백 라이트 유닛을 제공함으로써 영상 품질을 높일 수 있다는 효과가 있다.
또한, 광원으로부터 발산되는 열이 열 흡수층에 흡수된 후 디스플레이 패널로 전달되므로 광학 시트의 변형이 방지된다는 장점이 있다.
또한, 백 라이트 유닛의 기판의 구조가 개선됨으로서 발열 성능이 향상된다는 장점이 있다.
또한, 사용되는 발광 다이오드의 개수를 줄임으로써 제조 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백 라이트 유닛이 포함된 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 디스플레이 모듈의 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 영상을 표시하는 디스플레이 모듈(20)과, 상기 디스플레이 모듈(20)을 둘러싸는 프런트 커버(12) 및 백 커버(12)를 포함할 수 있다.
상기 프런트 커버(11)는 빛을 투과시키는 투명한 재질의 전면 패널(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 전면 패널은 일정한 간격을 두고 상기 디스플레이 모듈(20), 특히 후술할 디스플레이 패널(300)의 전면에 배치되어, 외부 충격으로부터 상기 디스플레이 모듈(20)을 보호하며, 상기 디스플레이 모듈(20)로부터 방출되는 빛을 투과시켜 상기 디스플레이 모듈(20)에서 표시되는 영상이 외부에서 보여지도록 한다.
상기 백 커버(12)는 상기 디스플레이 모듈(20)의 후방을 보호하며, 상기 프런트 커버(11)에 고정될 수 있다. 특히, 후술할 백 라이트 유닛(200)이 필름 형태로 제공되는 경우, 견고한 고정을 위해 상기 백 커버(12)는 상기 디스플레이 모듈(20)과 결합되지 않고 상기 프런트 커버(11)에만 고정될 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(20)에는 영상을 표시하는 디스플레이 패널(300), 상기 디스플레이 패널(300)의 배면에 밀착되며 상기 디스플레이 패널(300)로 빛을 조사하는 백 라이트 유닛(200)이 포함된다.
상기 디스플레이 패널(300)에는, 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor) 기판(320), 컬러 필터 기 판(330), 상기 두 기판(320, 330) 사이에 개재된 액정 층(미도시), 상기 박막 트랜지스터 기판(320)의 바닥면에 배치되는 하부 편광판(310), 및 상기 컬러 필터 기판(330)의 상면에 배치되는 상부 편광판(340)을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 패널(300)의 측면에는 상기 디스플레이 패널(300)을 구동하기 위한 구동신호를 생성하는 게이트 및 데이터 구동부(미도시)가 더 구비된다.
상기 컬러 필터 기판(330)은 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 서브 픽셀로 이루어진 복수의 픽셀들을 포함하며, 빛이 인가되는 경우 레드, 그린 또는 블루의 색에 해당하는 이미지를 발생시킨다.
한편, 상기 픽셀들은 레드, 그린 및 블루 서브 픽셀로 구성되는 것이 일반적이나, 레드, 그린, 블루 및 화이트(W) 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 구성하는 등 반드시 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 조합으로 구성될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터 기판(320)은 스위칭 소자로서 화소 전극(미도시)을 스위칭한다. 공통 전극(미도시) 및 상기 화소 전극은 외부에서 인가되는 소정 전압에 따라 상기 액정층의 분자들의 배열을 변환시킨다. 상기 액정층은 복수의 액정 분자들로 이루어져 있고, 상기 액정 분자들은 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 발생된 전압차에 상응하여 배열을 변화시킨다, 이에 의해, 상기 백 라이트 유닛(200)으로부터 제공되는 빛은 상기 액정층의 분자 배열의 변화에 상응하여 상기 컬러 필터 기판(330)에 입사된다.
이와 같은 상기 디스플레이 패널(300)의 구조 및 구성은 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상이 유지되는 범위에서 실시예의 변경, 추가, 삭제가 가능할 것이다.
상기 백 라이트 유닛(200)은 상기 디스플레이 패널(300)의 배면에 접착 고정되며, 이를 위해, 상기 하부 편광판(310)과 상기 백 라이트 유닛(200) 사이에 접착층(미도시)이 더 제공될 수 있다.
이하에서는 도면을 참고하여, 상기 백 라이트 유닛(200)의 상세한 구조에 대해 설명하겠다.
도 3은 도 2의 백 라이트 유닛의 구성을 보여주는 부분 단면도이고, 도 4는 도 3의 발광 유닛의 배치를 보여주는 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 백 라이트 유닛(200)에는 빛을 발산하는 발광 유닛(210), 상기 발광 유닛(210)의 상부를 감싸도록 제공되는 열 흡수층(230), 상기 열 흡수층(230)의 상면에 부착되는 광학 시트(250), 및 상기 발광 유닛(210)이 안착되는 커버(290)가 포함될 수 있다. 아울러, 상기 발광 유닛(210)에는 빛을 반사시키는 반사 시트(220)가 더 제공될 수 있다.
상기 발광 유닛(210)은 기판(211), 상기 기판(211) 상에 배치되는 다수 개의 광원(212), 및 상기 광원(212)으로 전원을 공급하기 위한 커넥터(213)를 포함할 수 있다.
상기 기판(211)에는 상기 열 흡수층(230)에서 발산되는 상기 백 라이트 유닛(200)의 후방으로 발산될 수 있도록 방열 홈(211a)이 형성될 수 있다. 상기 방열 홈(211a)은 인접한 광원(212)들 사이에 형성될 수 있다.
상기 기판(211)에는 다수 개의 방원이 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 커넥터(213)는 소정의 개수의 광원과 연결되어, 이를 하나의 그룹으로 제어할 수 있다. 각각의 그룹에 인가되는 전원은 제어부(미도시)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 즉, 상기 백 라이트 유닛(200)의 일부에서만 빛이 발산되도록 제어될 수 있다. 다시 말하면, 상기 디스플레이 모듈(10)에서 밝은 영역과 어두운 영역의 대비를 보다 더 확실하게 할 수 있으므로 높은 명암비를 구현할 수 있다.
이와 같은 상기 발광 유닛(210)의 구조는 일 예에 불과하며, 상기 발광 유닛(210)은 다수 개가 어레이 형태로 상기 커버(290)에 배치될 수 있다. 즉, 상기 발광 유닛(210)은 상기 기판(211)의 각 측면이 서로 접하도록 배치되어 직사각형 형태의 백 라이트 유닛을 구현할 수 있다. 이때, 각각의 상기 발광 유닛(210)은 상기 커넥터(213)에 의해 전원을 공급받으므로 독립적으로 제어될 수 있다. 본 실시예에서는 전자의 경우를 예로 설명하겠다.
상기 기판(211)은 정사각형 또는 직사각형 형태로 형성되며, 상면에는 탄소 나노 튜브 전극 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴은 상기 광원(212)의 전극에 접촉되어 상기 커넥터(213)와 상기 광원(212)을 전기적으로 연결한다.
상기 기판(211)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 유리, 폴리카보네이트와 실리콘 중 하나로 형성된 기판일 수 있으며, 플렉서블(flexible)한 필름 형태로 형성될 수 있다.
상기 광원(212)은 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 칩 또는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩이 구비된 발광 다이오드 패키지 중 하나일 수 있다. 본 실시예에서는 상기 광원(212)으로서 발광 다이오드 패키지가 제공되는 것을 예 로 설명하겠다. 아울러, 이와 같은 발광 다이오드 패키지는 발광면이 향하는 방향에 따라 탑 뷰(Top view) 방식과 사이드 뷰(Side view)방식으로 나뉘는데, 본 실시예에서는 발광면이 상방을 향해 형성되는 탑 뷰(Top view) 방식의 패키지를 예로 설명하겠다.
상기 광원(212)은 내부에 발광 다이오드 칩(도 6, 212b)이 실장되는 케이스(도 6, 212a)와, 상기 발광 다이오드 칩(212b)으로부터 발산된 빛을 외부로 방출하는 발광면(도 6, 212c)을 포함한다.
상기 발광 다이오드 칩(212b)은 백색(white), 적색(red), 녹색(green), 청색(blue), 백색(white) 등 다양한 색의 빛을 발산할 수 있으며, 이러한 색광은 상기 발광면(212c)에 디스펜싱된 형광 물질을 경유하며 백색광으로 바뀌어 상기 광원(212) 외부로 발산될 수 있다. 또한, 상기 케이스(212a) 내부에는 서로 다른 색의 빛을 발광하는 다수의 발광 다이오드 칩이 제공될 수 있으며, 각각의 칩에서 발산되는 빛이 혼합되어 백색광을 생성할 수도 있다.
또한, 상기 광원(212)으로부터 발산되는 빛의 지향각은 상기 발광면(212c)의 형상 및 상기 발광 다이오드 칩의 배치에 따라 달라질 수 있다. 본 실시예에서는 상기 광원(212)의 지향각이 약 120도인 경우를 예로 설명하겠다.
또한, 상기 케이스(212a)에는 상기 발광 다이오드 칩이 안착되도록 형성되는 몰딩부(미도시)와, 상기 몰딩부가 결합되며 상기 기판에 고정되는 리드 프레임(미도시)이 포함될 수 있다.
한편, 상기 광원(212)들은 균일한 휘도를 구현하기 위해 각 방향으로 일정한 간격을 갖도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 광원(212)들은 일 방향으로 동일한 간격(D1)을 갖도록 배치될 수 있으며, 타 방향으로도 동일한 간격(D2)을 갖도록 배치될 수 있다.
상기 광원(212)이 원형으로 발광하는 경우, 상기 광원(212)은 각 방향으로 모두 같은 간격으로 배치되는 되는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 D1과 D2는 같게 형성될 수 있다.
한편, 상기 기판(211)의 상면에는 상기 광원(212)에서 발산되는 빛을 반사시키는 반사 시트(220)가 더 제공될 수 있다. 특히, 상기 반사 시트(220)는 상기 열 흡수층(230)의 경계로부터 전반사되는 빛을 다시 반사시켜 상기 광원(212)에서 발산되는 빛이 보다 넓게 확산될 수 있도록 한다.
상기 반사 시트(220)에는 상기 광원(212)이 끼워질 수 있는 구멍이 형성되며, 상기 기판(211)에 부착될 수 있다. 상기 반사 시트(220)는 상기 발광 유닛(210)의 크기에 대응되도록 형성되며, 방열 성능이 향상되도록 상기 방열 홀(211a)에 대응되는 구멍을 더 포함할 수도 있다.
상기 반사 시트(220)는 합성수지제의 시트 중 산화티탄 등의 백색안료가 분산된 것, 표면에 금속 증착막을 적층한 것, 합성수지제의 시트 중에 빛을 산란시키기 위하여 기포가 분산된 것 등이 사용될 수 있으며, 반사율을 높이기 위해 표면에 은(Ag)이 코팅될 수도 있다.
아울러, 상기 반사 시트(220)는 선택적으로 제공될 수 있으며, 상기 기판(211)이 투명한 소재로 형성되는 경우 상기 기판(211)의 하면에 부착될 수도 있 다.
상기 열 흡수층(230)은 상기 광원(212)으로부터 발산되는 열을 흡수한다. 상세히, 상기 광원(212)으로부터 발산되는 열이 직접 상기 광학 시트(250) 및 상기 디스플레이 패널(300)로 전달되는 것을 방지한다.
또한, 상기 열 흡수층(230)은 상기 광원(212)으로부터 발산되는 빛을 투과시킴과 동시에 넓게 확산시켜 상기 백 라이트 유닛(200)이 균일한 휘도를 갖도록 한다. 상기 열 흡수층(230)은 상기 광원(212)을 감싸도록 형성될 수 있으며, 적어도 상기 발광면(212c)에 밀착되도록 형성된다. 또한, 상기 열 흡수층(230)은 상기 광원(212)을 완전히 감싸며 상기 반사 시트(220)에 밀착되도록 형성될 수 있다.
상기 열 흡수층(230)은 광투과성 재질로 형성되며, 상기 광원(212)의 상부면, 즉 후술할 발광면(212c)으로부터 상기 열 흡수층(230)의 경계가 소정 거리 이격되도록 형성된다. 다시 말하면, 상기 열 흡수층(230)과 상기 광학 시트(250)의 경계는 상기 광원(212)으로부터 이격된다.
그리고, 상기 열 흡수층(230)은 약 1.4 내지 1.6 사이의 굴절율을 갖는 소정의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스틸렌 및 폴리에폭시, 실리콘, 아크릴, 세라믹 등으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다. 그러나, 상기 열 흡수층(230)의 굴절율 및 재질은 이에 한정되지 않으며, 광투과성을 만족한다면 임의의 수지가 재료로 사용될 수 있다. 또한, 상기 열 흡수층(230)은 플렉서블(flexible)한 필름 형태로 제작될 수도 있다.
또한, 상기 열 흡수층(230)은 상기 발광 유닛(210)에 견고하게 밀착되도록 소정의 접착성을 가지는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 불포화폴리에스터, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 노말부틸메타크릴레이트, 노말부틸메틸메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 히드록시에틸메타크릴레이트, 드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시 에틸아크릴레이트, 아크릴아미드, 메티롤아크릴아미드, 글리시딜메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 중합체 혹은 공중합체 혹은 삼원 공중합체 등의 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계 및 멜라민계 등을 사용할 수 있다.
상기 열 흡수층(230)은 액상 또는 겔(gel)상의 수지를 상기 발광 유닛(210)의 상부에 도포한 후 경화시킴으로써 형성될 수도 있으며, 별도로 제작되어 상기 발광 유닛(210)에 접착될 수도 있다.
상기 열 흡수층(230)은 상기 광원(212)으로부터 발산되는 열을 흡수한다. 상기 열 흡수층(230)은 상기 광원(212)을 완전히 둘러싸도록 제공되어 전도에 의해 열을 흡수할 수 있다. 상기 광원(212)으로부터 발산된 열은 상기 열 흡수층(230)에 흡수된 후 상기 광학 시트(250) 및 상기 디스플레이 패널(300)에 전달되므로, 상기 광학 시트(250)의 온도 상승에 의한 변형을 방지할 수 있다. 또한, 상기 디스플레이 패널(300)의 온도 상승도 방지할 수 있으므로 열에 의한 성능 저하, 변형, 및 제품의 고장을 방지할 수 있다.
상기 열 흡수층(230)의 두께가 증가할수록, 상기 광원(212)으로부터 발산되 는 빛이 보다 넓게 확산될 수 있으므로, 더 균일한 휘도의 빛이 상기 디스플레이 패널(300)로 제공될 수 있다. 그러나, 상기 열 흡수층(230)의 두께가 증가하면 상기 디스플레이 모듈(20)의 두께가 증가하여 상기 디스플레이 장치(1)의 두께가 증가하고, 상기 열 흡수층(230)에 흡수되는 빛의 양이 증가함으로써 상기 디스플레이 패널(300)에 제공되는 빛의 휘도가 전체적으로 감소할 수 있다. 따라서, 상기 열 흡수층(230)의 두께는, 휘도를 크게 감소시키지 않으면서도 핫 스팟 등이 생기지 않고 균일한 휘도를 가질 수 있도록 조절될 수 있다.
상기와 같은 발열 성능과 휘도 문제를 고려할 때, 상기 열 흡수층(230)은 1mm 내지 4.5mm의 두께로 형성될 수 있다. 상세히, 상기 열 흡수층(230)이 1mm 이하로 제공되는 경우, 상기 광원(212)에서 발산된 열이 충분히 흡수되지 못하므로 상기 광학 시트(250)가 변형될 수 있으며, 핫 스팟이 발생될 위험도 있다. 또한, 상기 열 흡수층(230)이 4.5mm 이상으로 제공되는 경우, 상기 열 흡수층(230)의 두께 때문에 상기 백 라이트 유닛(200)을 필름 형태로 제작하는데 어려움이 있고, 상기 백 라이트 유닛(200)의 전체적인 휘도가 저하되는 문제가 있다.
상기 열 흡수층(230)에서 흡수한 열은 상기 기판(211) 및 상기 커버(290)로 열전달되어 상기 백 라이트 유닛(200)의 후방으로 방출될 수 있다. 상기 기판(211)에 형성된 방열 홀(211a)에 의해 상기 열 흡수층(230)의 일부는 공기에 노출될 수 있으므로, 흡수한 열의 일부는 대류를 통해 상기 백 라이트 유닛(200)의 외부로 배출될 수도 있다. 특히, 후술할 접속홀(291)이 상기 방열 홀(211a)의 위치에 대응되는 경우에는 대류에 의한 방열이 더욱 원활하게 이루어질 수 있다.
상기 열 흡수층(230)을 경유하여 발산되는 빛은 상기 광학 시트(250)를 경유하여 상기 디스플레이 패널(300)에 입사된다. 상기 열 흡수층(230)으로부터 발산되는 광의 대부분은 상기 홈(230)서 굴절된 빛이므로 상기 광학 시트(250)로는 소정의 각도를 갖고 입사된다. 그런데, 상기 디스플레이 패널(300)에 입사되는 빛은 수직을 이룰 때 광 효율이 크므로, 상기 광학 시트(250)는 상기 열 흡수층(230)으로부터 발산되는 빛이 상기 디스플레이 패널(300)에 수직으로 입사되도록 한다.
상기 광학 시트(250)에는 확산 시트, 프리즘 시트, 및 보호 시트가 포함될 수 있다. 이때, 상기 각 시트는 서로 이격되지 않고 접착 또는 밀착된 상태로 제공된다. 따라서, 상기 광학 시트(250)의 두께를 최소화 할 수 있다.
상기 확산 시트는 상기 열 흡수층(230)을 경유하여 입사된 빛을 분산시켜 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하고, 휘도를 균일하게 한다. 상기 프리즘 시트는 상기 확산 시트를 통과하여 휘도가 급격히 떨어진 빛을 집광하여 상기 디스플레이 패널(300) 방향으로 수직하게 빛이 입사될 수 있도록 한다. 그리고, 상기 보호 시트는 상기 프리즘 시트를 경유한 빛을 상기 디스플레이 패널(300)의 전 영역으로 확산시키며 상기 프리즘 시트의 손상을 방지한다. 이와 같은 광학 시트의 구성은 일 예에 불과하며, 본 발명의 사상이 유지되는 범위에서 실시예의 추가, 변경, 삭제가 가능할 것이다. 예를 들면, 상기 확산 시트, 상기 프리즘 시트, 및 상기 보호 시트 중 적어도 하나 이상이 제거될 수 있으며, 이외에 다양한 기능층들이 더 추가될 수도 있다.
한편, 상기 광학 시트(250)는 그 바닥면이 상기 열 흡수층(230)에 밀착되고, 상면이 상기 디스플레이 패널(300)의 바닥면에 밀착된다.
상기 커버(290)는 상기 백 라이트 유닛(200) 및 상기 디스플레이 패널(300)을 지지하며, 상기 백 라이트 유닛(200)이 안착될 수 있도록 형성된다. 아울러, 상기 커버(290)에는 상기 커넥터(213)의 위치에 대응되는 지점에 접속 홀(291)이 형성된다. 상기 접속 홀(291)은 상기 커넥터(213)에 소정의 잭이 원활하게 끼워질 수 있도록 상기 커넥터(213)보다 큰 크기로 형성된다. 따라서, 상기 커넥터(213)는 상기 커버(290)의 후방으로 노출되고, 작업자는 편리하게 작업할 수 있다.
또한, 상기 접속 홀(291)이 형성되고, 상기 기판(211)의 배면에 돌출되도록 형성된 상기 커넥터(213)가 상기 접속 홀(291)에 끼워짐으로써, 상기 기판(211)은 상기 커버(290)에 완전하게 밀착될 수 있다. 따라서, 상기 기판(211)에서 발생되는 열이 전도에 의해 상기 커버(291)에 원활하게 전달될 수 있으므로 상기 디스플레이 모듈(10)의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 접속 홀(291)의 일부는 상기 방열홈(211a)의 위치에 대응되도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 방열 홀(211a) 및 상기 접속 홀(291)을 통해 상기 열 흡수층(230)의 열이 직접 상기 디스플레이 모듈(200)의 후방으로 발산될 수 있으므로 방열 성능이 향상될 수 있다.
이와 같이 상기 커버(290), 상기 백 라이트 유닛(200), 및 상기 디스플레이 패널(300)이 서로 밀착되도록 구성됨으로써, 상기 디스플레이 모듈(10)의 두께는 최소화될 수 있다.
특히, 상기 열 흡수층(230)에 의해 상기 광원(212)에서 발산되는 열이 직접 상기 광학 시트(250) 및 상기 디스플레이 패널(300)로 전달되는 것이 방지되므로, 상기 디스플레이 장치(1)의 성능 저하를 방지할 수 있다. 또한, 상기 열 흡수층(230)에서 상기 광원(212)으로부터 발산된 빛이 주변으로 효과적으로 분산되므로 핫 스팟(Hot Spot)의 발생을 방지하고, 전체적으로 균일한 휘도를 유지할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 열 흡수층에 의한 열 흡수 효과를 보여주는 도면이다.
도 5a는 열 흡수층이 제공되지 않은 상태에서의 백 라이트 유닛의 온도를 측정한 결과를 보여주는 도면이며, 도 5b는 상기 열 흡수층(230)이 마련된 상기 백 라이트 유닛(200)의 온도를 측정한 결과를 보여주는 도면이다.
도 5a는 상기 기판(211)의 두께가 2mm, 0.1W의 출력을 갖는 상기 광원(212)의 두께가 1.2mm, 상기 광학 시트(250)의 두께가 2mm, 상기 액정 패널(300)의 두께를 2mm로 설정한 후의 실험 결과이고, 도 5b는 도 5a와 동일한 조건하에 상기 열 흡수층(230)의 두께를 3mm로 설정한 후의 실험 결과이다.
도 5a를 참조하면, 상기 기판(211)의 평균 온도는 약 87.5℃, 상기 광학 시트(250)의 평균 온도는 약 87.9℃, 상기 디스플레이 패널(300)의 평균 온도는 약 80℃로 관찰되었다. 상기 발광 유닛(210) 부위를 살펴보면 상기 광원(212) 주변의 온도가 더 높으므로, 발열 주체가 상기 광원(212)임을 알 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 기판(211)의 평균 온도는 약 88.7℃, 상기 광학 시트(250)의 평균 온도는 약 82℃, 상기 디스플레이 패널(300)의 평균 온도는 약 75℃로 관찰되었다. 즉, 상기 열 흡수층(230)이 제공됨으로써 상기 광학 시트(250) 및 상기 디스플레이 패널(300)의 평균 온도는 약 5℃ 이상 하강하는 것을 알 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 제 2 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 기판의 배면에 탄소 나노 튜브 전극 패턴이 형성되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 구조를 보여주는 절개 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 기판(211)의 배면에는 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube) 전극 패턴(217)이 형성된다. 상기 광원(212)에는 상기 발광 다이오드 칩(212b)이 실장되는 케이스(212a)와, 상기 발광 다이오드 칩(212b)으로부터 발산된 빛을 외부로 발산하는 발광면(212c)이 포함된다. 상기 발광면(212c)의 타측에는 상기 발광 다이오드 칩(212b)과 전기적으로 연결되는 전극(212d)이 연장된다. 상기 전극(212d)은 상기 기판(211)을 관통하여 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴(217)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 전극(212d)은 열 전도성이 뛰어난 구리 등의 금속 재질로 형성될 수 있으며, 열 전도성 충전제에 둘러싸여 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴(217)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 발광 다이오드 칩(212b)에서 발생된 열은 상기 전극(212d) 또는 상기 열 전도성 충전제를 통해 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴(217)에 전달될 수 있다. 탄소 나노 튜브는 뛰어난 열 전도성을 가지므로, 상기 커 버(290)로 많은 열을 전달할 수 있다. 따라서, 상기 백 라이트 유닛(200)의 방열 성능이 향상될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 제 3 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 열 흡수층에 홈이 형성되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 열 흡수층(230)의 상부에는 상기 광원(212)에서 발산된 빛을 확산시키기 위한 홈(231)이 형성된다.
상기 광원(212)에서는 상방 및 소정 각도(Θ)의 측방으로 빛이 발산된다. 상술한 바와 같이 상기 광원(212)에서 조사되는 광의 각도는 상기 발광면(212c) 및 상기 발광 다이오드 칩(212b)의 배치에 의해 변화될 수 있다.
상기 광원(212)에서 발산되는 빛은 상기 홈(231)의 경계에서 굴절되어 주변으로 확산된다. 상세히, 상기 홈(231)의 내부에는 굴절률이 1인 공기가 충진되어 있고, 상기 열 흡수층(230)은 1보다 큰 굴절률을 가진다.
굴절률이 서로 다른 두 매질을 통과하는 빛은 스넬의 법칙(Snell's Law)에 따라 굴절되고, 상기 열 흡수층(230)의 굴절률이 공기보다 굴절률이 크므로 상기 홈(231)의 경계에서는 입사각보다 굴절각이 더 크다. 따라서, 상기 홈(231)의 경계를 통과하는 광의 일부(A)는 상기 광원(212)의 측방으로 굴절되어 발산된다. 즉, 빛이 확산될 수 있다.
또한, 광의 입사각이 임계각보다 큰 경우, 빛은 경계를 통과하지 못하고 전반사된다. 즉, 상기 광원(212)에서 발산되는 빛이 상기 홈(231)의 경계에 상기 열 흡수층(230)의 임계각보다 큰 각도로 입사되는 경우(B), 상기 홈(231)의 경계에서 전반사되어 다시 상기 열 흡수층(230)으로 진행한다. 다시 상기 열 흡수층(230)으로 진행된 빛은 상기 반사 시트(220)에서 반사되거나, 인접한 홈(231)의 경계를 통과하여 굴절되거나 또 다시 전반사될 수 있다. 이와 같이 상기 홈(231)의 경계에서 전반사된 빛은 본래의 경로보다 더 측방으로 진행할 수 있기 때문에 상기 광원(212)에서 발산되는 빛이 더 많이 확산되는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 인접한 두 광원(212)의 상방에 위치되는 홈들의 사이에 위치되는 홈은, 양측의 상기 광원(212)으로부터 측방으로 발산되는 빛을 굴절시킬 수 있도록 위치될 수 있다. 상세히, 상기 발광면(212c)으로부터 상기 열 흡수층(230)의 상단부까지의 거리를 t라고 할 때, 상기 사이에 위치되는 홈은 상기 발광면(212c)의 가장자리로부터 (t X tanΘ) 이내의 거리에 위치될 수 있다. 또한, 상기 사이에 위치되는 홈의 꼭지점은 상기 광원(212)에서 발산되는 빛의 영역(가상선)의 하측에 위치되어, 상기 광원(212)의 측방으로 발산되는 모든 빛을 굴절시키도록 형성될 수 있다.
상기 광원(212)으로부터 발산되는 빛은 상기 홈(231)을 통과하면서 측방으로 굴절되므로 상기 광원(212)의 위치에 대응되는 지점의 휘도는 상대적으로 낮아지고, 상기 광원(212)의 주변의 휘도는 높아진다. 또한, 하나의 광원으로부터 거리가 멀어져 휘도가 낮아질 수 있는 지점에는, 인접한 광원으로부터 확산된 빛이 함께 입사되므로 일정 수준의 휘도가 유지될 수 있다. 따라서, 상기 백 라이트 유닛(200)에는 핫 스팟 영역이 사라지며, 전체적으로 균일한 휘도를 가질 수 있다.
또한, 상기 열 흡수층(230)에 의해 하나의 광원(212)으로부터 발산되는 빛이 넓게 퍼질 수 있으므로 상기 백 라이트 유닛(200)의 단위 면적당 광원의 개수를 줄일 수 있다. 따라서, 제조 비용을 절감할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 제 4 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 확산 플레이트가 더 제공되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 열 흡수층(230)의 상부에는 상기 열 흡수층(230)을 통과한 빛을 확산시키는 확산 플레이트(240)가 더 제공될 수 있다. 이 경우 상기 확산 플레이트(240)는 상기 광학 시트(250)의 바닥면 및 상기 열 흡수층(230)의 상면에 접착될 수 있다. 아울러, 상기 확산 플레이트(240)는 상기 광학 시트(250)와 상기 디스플레이 패널(300)의 사이에 제공될 수도 있을 것이다.
또한, 상기 확산 플레이트(240)에도 빛이 굴절될 수 있는 홈(미도시)이 더 형성될 수 있다. 이때, 상기 확산 플레이트(240)에 형성되는 홈은 상기 열 흡수층(230)의 홈(231)과 서로 교차되도록 형성되어 굴절에 따른 확산 효과를 더 높일 수 있다. 이 경우, 상기 확산 플레이트(240)는 빛이 더 측방으로 굴절되도록 상기 열 흡수층(230)보다 낮은 굴절률을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
상기 확산 플레이트(240)는 상기 열 흡수층(230)에서 다양한 패턴으로 굴절된 빛을 확산시켜 상기 광학 시트(250)로 공급함으로써 더욱 균일한 휘도를 갖는 빛을 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 제 5 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 차광 시트가 더 제공되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 백 라이트 유닛에는 상기 광원(212)에서 발산되는 빛의 일부를 차단할 수 있는 차광 시트(271)가 제공된다.
상기 차광 시트(271)는 투명 소재로 형성되며, 상기 열 흡수층(230)과 상기 광학 시트(250)의 사이에 배치될 수 있다. 이때, 상기 차광 시트(271)의 각 면은 상기 열 흡수층(230)과 상기 광학 시트(250)에 접착될 수 있다.
상기 차광 시트(271)에는 상기 광원(212)의 위치에 대응되도록 차광 패턴(271a)이 형성된다. 상기 차광 패턴(271a)은 상기 차광 시트(271)에 상기 발광면(212c)의 직상방에 인쇄될 수 있으며, 상기 광원(212)에서 발산되는 빛의 세기에 따라 그 크기가 조절될 수 있다. 상기 차광 패턴(271a)은 이산화티타늄(TiO2)으로 구성될 수 있으며, 이 경우, 상기 광원(212)으로부터 입사되는 빛의 일부는 하측 방향으로 반사하고, 나머지 일부는 투과시킬 수 있다.
상기 차광 패턴(271a)은 소정의 불투명도를 갖도록 형성되어 상기 광원(212)으로부터 발산되는 빛의 휘도를 감소시킨다. 상기 발광면(212c)의 직상방은 주변보다 휘도가 더 크게 나타날 수 있으므로, 소정의 불투명도를 갖는 차광 패턴(271a)을 상기 발광면(212c)의 직상방에 형성하면 휘도를 낮출 수 있고, 상기 백 라이트 유닛(200)이 전체적으로 균일한 휘도를 갖도록 구현할 수 있다. 상기 차광 패턴(271a)의 불투명도는 상기 광원(212)의 빛의 세기에 따라 조절된다.
한편, 상기 차광 시트(271)는 상기 광학 시트(250) 및 상기 디스플레이 패널(300)의 사이에 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 광학 시트(250)를 경과하면서 확산, 집광된 빛의 일부가 투광되지 못하도록 할 수 있으므로, 보다 직접적으로 휘도를 조절할 수 있다.
상기 차광 시트(271)는 그 외에도 상기 확산 시트와 상기 프리즘 시트의 사이 또는 상기 프리즘 시트와 상기 보호 시트 사이에 배치될 수도 있다.
한편, 상기 차광 패턴(271a)은 별도로 제공되는 차광 시트(271)에 형성되지 않고, 직접 상기 광학 시트(500)의 저면 또는 상면에 인쇄될 수도 있다. 이 경우, 상기 백 라이트 유닛(200)의 두께의 변화없이 광 품질이 더욱 향상될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 제 6 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 열 흡수층에 기포가 더 제공되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 10은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 열 흡수층에는 다양한 크기의 기포(237)가 형성된다. 상기 기포(237)에는 공기가 충진되어 있으므로, 빛이 상기 열 흡수층(230)에서 상기 기포(237)로 진행하면 굴절된다. 즉, 상기 기포(237)에 의해 상기 광원(212)으로부터 발산된 빛은 상기 열 흡수층(230)을 통과하며 다양한 패턴으로 굴절될 수 있으므로, 그에 따라 빛의 확산 효과를 극대화시킬 수 있다.
이때, 상기 기포(237)는 소정의 발포제의 열분해를 통해 형성될 수 있으며, 상기 기포(237)의 직경은 1㎛ 내지 20㎛일 수 있다.
상기 기포(237)의 직경이 작으면 상기 기포(237)의 개수가 증가하므로 상기 열 흡수층(230)의 굴절 효과를 향상시킬 수 있지만, 상기 기포(237)의 직경이 너무 작으면 상기 광원(212)으로부터 발산되는 빛의 간섭이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 기포(237)의 직경이 1㎛ 이상이 되도록하여, 빛의 간섭이 발생하지 않는 한도 내에서 굴절 효과를 최대한 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 기포(237)의 직경이 크면 상기 기포(237)의 개수가 감소하므로 상기 열 흡수층(230)을 통과하면서 빛이 충분히 다양한 패턴으로 굴절되어 확산되지 않는다. 이 경우, 상기 기포(237)의 개수를 확보하기 위해 상기 열 흡수층(230)의 두께를 두껍게하면, 상기 백 라이트 유닛(200)의 두께가 두꺼워진다는 문제가 있다. 따라서, 상기 기포(237)의 직경이 20㎛ 이하가 되도록 형성하여, 상기 광원(212)으로부터 발산되는 빛이 일정 수준 이상 굴절, 확산되어 상기 광학 시트(500)로 입사되도록 함과 동시에 상기 백 라이트 유닛(200)을 박형화 할 수 있 다.
이하에서는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 제 7 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 열 흡수층에 산란 입자가 형성되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 11은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 열 흡수층(230)에는 빛을 산란 또는 굴절시키는 산란 입자(238)가 포함된다. 따라서, 상기 광원(212)으로부터 발산되는 빛은 더욱 넓게 확산될 수 있다.
상기 산란 입자(238)는 상기 광원(212)으로부터 발산되는 빛을 산란 또는 굴절시키기 위해 상기 열 흡수층(230)과 서로 다른 굴절율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 산란 입자(238)는 폴리메틸메타크릴레이트/스티렌 공중합체(MS), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 실리콘, 이산화티타늄(TiO2), 이산화실리콘(SiO2) 등으로 구성될 수 있으며, 상기와 같은 물질들을 조합하여 구성될 수도 있다.
또한, 상기 산란 입자(238)는 상기 열 흡수층(230)을 구성하는 물질보다 낮은 굴절율을 갖는 물질로 형성될 수도 있다.
본 실시예에 따른 상기 열 흡수층(230)은 액상 또는 겔(gel)상의 수지에 상기 산란 입자들(238)을 혼합한 후 상기 발광 유닛(210) 및 상기 반사 시트(220)의 상면에 도포한 후 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 제 8 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 열 흡수층 내부에 굴절층이 더 제공되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 12는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 12를 참조하면, 상기 광원(212)은 상기 열 흡수층(230)보다 큰 굴절률을 갖는 굴절층(239)으로 감싸진다. 상기 굴절층(239)은 적어도 상기 발광면(212c)에 밀착되도록 형성되며, 상기 광원(212)을 완전히 감싸며 상기 반사 시트(220)에 밀착되도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 열 흡수층(230)은 상기 굴절층(239)에 밀착되어 상기 굴절층(239)을 감싸도록 형성된다.
상기 굴절층(239)은 광투과성 재질로 형성되며 상기 열 흡수층(230)보다 큰 굴절률을 갖는 재질로 형성된다. 따라서, 상기 광원(212)에서 발산된 빛은 상기 굴절층(239)에서 측방으로 굴절되므로, 상기 광원(212)에서 발산된 빛은 더 넓게 확산될 수 있다.
상기 굴절층(239)은 액상 또는 겔(gel)상의 수지를 상기 광원(212)의 상부에 도포한 후 경화시킴으로써 형성될 수도 있으며, 별도로 제작되어 상기 발광 유닛(210)에 접착될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 제 9 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 사이드 뷰 타입 의 광원이 제공된다는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 13은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 백 라이트 유닛은 측방으로 빛을 발산하는 사이드 뷰(side view) 타입의 발광 다이오드 패키지로 구성된 광원(212')을 포함한다. 상기 광원(212')의 발광면은 상기 광원(212')의 측면에 형성되며, 상기 백 라이트 유닛(200)에 제공되는 상기 광원(212')들은 동일한 방향을 향해 정렬될 수 있다.
상기 광원(212')이 측방을 향해 빛을 발산하고, 측방으로 발산된 빛이 상기 반사 시트(220)에서 반사되어 측방으로 더욱 진행될 수 있으므로 빛의 확산 효과는 극대화될 수 있다. 또한, 빛이 집중되는 핫 스팟 현상도 탑 뷰 타입의 발광 다이오드 패키지가 제공되는 경우보다 덜 관찰될 수 있다. 뿐만 아니라, 빛의 확산을 위한 상기 열 흡수층(230)의 두께를 탑 뷰 타입의 발광 다이오드 패키지가 제공되는 경우보다 줄일 수 있으므로, 상기 디스플레이 장치(1)를 더욱 얇게 제작할 수 있다.
또한, 상기 광원(212')은 인접한 열 또는 인접한 행이 서로 교차하는 방향으로 빛을 발산하도록 배치될 수도 있다. 예를 들면, n행의 광원들은 우측을 향해 빛을 발산하고, n+1행의 광원들은 좌측을 향해 빛을 발산하도록 배치될 수 있다.
뿐만 아니라, 탑 뷰 타입의 발광 다이오드 패키지와 사이드 뷰 타입의 발광 다이오드 패키지가 서로 섞여서 배치될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 제 10 실시예에 따른 백 라이트 유닛에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 제 10 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 방열 홀과 방열 필름이 제공되는 점에 있어서 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 14는 본 발명의 제 10 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 기판(211)에는 상기 광원(212)의 하측에 방열을 위한 방열 홀(214)이 형성된다. 상기 방열 홀(214)은 상기 광원(212)에서 발생되는 열이 원활하게 상기 커버(290)의 후측으로 방출될 수 있도록 형성되는 것으로서 상기 발광 다이오드 칩의 리드 전극의 위치에 대응되도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 기판(211)의 배면에는 방열 효율을 향상시키기 위해 방열 필름(215)이 제공될 수 있다. 상기 방열 필름(215)은 상기 발광 유닛(210) 각각에 부착될 수도 있고, 상기 커버(210)에 상기 방열 필름(215)을 먼저 부착한 후 상기 발광 유닛(210)을 부착할 수도 있다.
한편, 상기 커버(290)에 형성되는 접속 홀(291)은 대류에 의한 열 전달 효율을 높이기 위해 공기와의 접촉 면적이 증가되도록 크게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 접속 홀(292)은 열이 집중적으로 발생되는 상기 광원(212)에 대응되는 위치가 공기에 노출될 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
이때, 상기 방열 필름(215)은 탄소 나노 튜브(CNT) 소재로 이루어질 수 있으며, 상기 기판(211)의 배면에 인쇄 또는 증착될 수 있다. 또한, 상기 방열 홀(214) 에는 열 전도성 충전재가 충전될 수도 있다.
이와 같은 구조에 의해 상기 광원(212)이 상기 열 흡수층(230)으로 감싸져 있더라도 상기 백 라이트 유닛(200)의 후방으로 원활한 방열이 이루어질 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 15를 참조하면, 상기 백 라이트 유닛(200)과 상기 디스플레이 패널(300)은 밀착되어 제공된다. 상술한 바와 같이 상기 백 라이트 유닛(200)과 상기 디스플레이 패널(300)의 사이에는 접착층이 더 제공될 수도 있다.
상기 백 라이트 유닛(200)은 상기 디스플레이 패널(300)의 하측면, 상세히 상기 하부 편광판(310)의 하측면에 접착될 수 있다. 상기 디스플레이 패널(300)과 접촉되는 면은 상기 열 흡수층(230), 또는 상기 광학 시트(250)이 될 수 있다.
상기 백 라이트 유닛(200)과 상기 디스플레이 패널(300)을 포함하는 상기 디스플레이 모듈(20)은 상기 프런트 커버(11)에 접착되어 고정될 수 있으며, 상기 백 커버(12)는 상기 프런트 커버(11)에 볼트 등의 체결 부재(미도시)로 고정될 수 있다.
그리고, 상기 디스플레이 장치(1)에는 상기 백 라이트 유닛(200)과 상기 디스플레이 패널(300)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(400), 및 상기 백 라이트 유닛(200)과 상기 디스플레이 패널(300)의 구동을 제어하기 위한 제어부(500)가 포함된다. 예를 들어 상기 제어부(500)는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)일 수 있다.
상기 타이밍 컨트롤러는 상기 디스플레이 패널(300)의 구동 타이밍을 제어하며, 특히 상기 디스플레이 패널(300)에 구비된 데이터 구동부, 감마 전압 생성부, 및 게이트 구동부의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호를 생성하여 상기 디스플레이 패널(300)로 전달할 수 있다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러는 상기 발광 유닛(210)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 신호를 상기 백 라이트 유닛(200)으로 전달할 수 있다.
상기 전원 공급부(400)와 상기 제어부(500)는 상기 커넥터(213)에 전기적으로 연결되어 상기 백 라이트 유닛(200)에 전원을 공급하거나 상기 백 라이트 유닛(200)을 제어할 수 있다.
한편, 상기 전원 공급부(400)와 상기 제어부(500)는 상기 백 커버(12)에 장착된다. 상세히, 상기 백 라이트 유닛(200)은 얇은 두께의 필름 형태로 제공될 수 있고, 상기 디스플레이 패널(300)에 접착 고정되므로, 상기 백 라이트 유닛(200)에 일정 수준 이상의 힘 또는 충격이 가해지면 상기 백 라이트 유닛(200)이 상기 디스플레이 패널(300)로부터 이격될 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 상기 전원 공급부(400)와 상기 제어부(500) 중 적어도 하나는 안정적이고 견고한 고정을 위해 상기 백 커버(12)에 장착된다. 바람직하게는 상기 전원 공급부(400)와 상기 제어부(500) 모두 상기 백 커버(12)에 장착될 수 있다.
상기 백 커버(12)는 상기 백 라이트 유닛(200)의 배면과 소정 거리 이격되도록 형성될 수 있으며, 상기 전원 공급부(400)와 상기 제어부(500)는 상기 백 라이트 유닛(200)과 상기 백 커버(12)의 사이 공간에 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 전원 공급부(400)와 상기 제어부(500)로부터 상기 백 라이트 유닛(200)의 배면에 노출된 상기 커넥터(213)와의 거리를 최소화할 수 있으므로, 도선 등의 배치가 간결해질 수 있다는 장점이 있다.
이러한 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 실시예의 변경, 추가, 삭제가 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백 라이트 유닛이 포함된 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 분해 사시도.
도 2는 도 1의 디스플레이 모듈의 부분 단면도.
도 3은 도 2의 백 라이트 유닛의 구성을 보여주는 부분 단면도.
도 4는 도 3의 발광 유닛의 배치를 보여주는 평면도.
도 5a 및 도 5b는 열 흡수층에 의한 열 흡수 효과를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 구조를 보여주는 절개 사시도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도.
도 10은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도.
도 11은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도.
도 12는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도.
도 13은 본 발명의 제 9 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도.
도 14는 본 발명의 제 10 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 부분 단면도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 단면도.

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판의 일 측면에 배치되는 다수의 광원;
    상기 광원을 감싸도록 형성되는 열 흡수층; 및
    상기 열 흡수층에 밀착되는 광학 시트가 포함되고,
    상기 열 흡수층과 상기 광학 시트의 접촉면은 상기 광원으로부터 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 흡수층은 세라믹 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 타 측면에는 탄소 나노 튜브 전극 패턴이 형성되고, 상기 광원은 상기 탄소 나노 튜브 전극 패턴에 연결되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에는 인접한 광원 사이에 배치되는 발열 홀이 형성되는 것을 특징 으로 하는 백 라이트 유닛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 타 측면에는 방열 필름이 제공되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 방열 필름은 탄소 나노 튜브 필름인 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에는 반사 시트가 부착되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 등 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 발광 다이오드 칩 또는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩이 구비된 발광 다이오드 패키지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 흡수층의 굴절률은 1.4 내지 1.6인 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 배면에는 상기 광원으로 전원을 공급하기 위한 커넥터가 형성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판의 배면에 밀착되어 상기 백 라이트 유닛의 배면을 형성하는 커버가 더 포함되고,
    상기 커버에는 상기 커넥터가 노출될 수 있도록 접속 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 시트의 상면 또는 하면에는 상기 광원에 대응되는 위치에 차광 패턴이 인쇄된 차광 시트가 제공되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 흡수층에는 다수의 산란 유닛 또는 다양한 크기의 다수의 기포가 형 성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원을 감싸며, 상기 열 흡수층의 굴절률보다 더 큰 굴절률을 갖는 굴절층이 더 포함되고,
    상기 열 흡수층은 상기 굴절층을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 다수 개가 어레이 형태로 배치되고,
    각 기판은 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항의 백 라이트 유닛과 상기 백 라이트 유닛의 전면에 배치되는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈이 고정되는 프런트 커버; 및
    상기 디스플레이 모듈의 배면을 덮는 백 커버가 포함되고,
    상기 백 라이트 유닛은 상기 디스플레이 패널에 밀착되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에는,
    박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판;
    상기 박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판 사이에 제공되는 액정층;
    상기 컬러 필터 기판의 상부에 제공되는 상부 편광판; 및
    상기 박막 트랜지스터 기판의 하부에 제공되는 하부 편광판이 포함되고,
    상기 백 라이트 유닛은 상기 하부 편광판에 밀착되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈로 전원을 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 디스플레이 모듈의 구동을 제어하는 제어부가 더 포함되고,
    상기 전원 공급부와 상기 제어부 중 적어도 하나는 상기 백 커버에 고정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 전원 공급부와 상기 제어부 중 적어도 하나는 상기 디스플레이 모듈의 배면과 상기 백 커버 사이의 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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