KR20120127953A - 백라이트 유닛 - Google Patents

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KR20120127953A
KR20120127953A KR1020110045764A KR20110045764A KR20120127953A KR 20120127953 A KR20120127953 A KR 20120127953A KR 1020110045764 A KR1020110045764 A KR 1020110045764A KR 20110045764 A KR20110045764 A KR 20110045764A KR 20120127953 A KR20120127953 A KR 20120127953A
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김두희
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 백라이트 유닛은, 프레임, 프레임과 교차하는 방향으로 프레임의 일측에 배치된 발광소자 모듈, 발광소자 모듈과 이격되어 프레임에 배치된 복수의 광 가이드 부재를 포함하고, 복수의 광 가이드 부재는 광을 투과하는 광 투과율 및 광 반사율을 가지며, 인접하여 배치되는 복수의 광 가이드 부재의 광 투과율 및 광 반사율은 서로 상이하다.

Description

백라이트 유닛{Backlight Unit}
실시예는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 광의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모컨, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고 있으며, 점차 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
한편, 이러한 발광소자가 적용된 백라이트 유닛은 액정표시장치와 같은 표시장치에 사용될 수 있으며, 아울러 여타 광범위한 분야의 조명 장치에 사용될 수 있다.
한편, 발광소자가 적용된 백라이트 유닛을 구성하는 경우, 발광소자에서 발생한 빛을 일정 방향으로 가이드하고 아울러 백라이트 유닛의 표시 영역에 걸쳐서 균일한 발광을 보장할 필요가 있다. 또한, 생산성을 향상시키고 사용자의 편의를 도모하기 위해서 백라이트 유닛의 박형화 및 경량화는 중요한 과제이다.
실시예는 광 가이드 부재를 포함하여 중량이 감소되고 광 신뢰성이 향상된 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예에 따른 백라이트 유닛은, 프레임, 프레임과 교차하는 방향으로 프레임의 일측에 배치된 발광소자 모듈, 발광소자 모듈과 이격되어 프레임에 배치된 복수의 광 가이드 부재를 포함하고, 복수의 광 가이드 부재는 광을 투과하는 광 투과율 및 광 반사율을 가지며, 인접하여 배치되는 복수의 광 가이드 부재의 광 투과율 및 광 반사율은 서로 상이하다.
또한, 광 가이드 부재는 발광소자 모듈에 인접할수록 높은 광 투과율 및 낮은 광 반사율을 갖게 배치될 수 있다.
또한, 광 가이드 부재는 서로 X 내지 Y 의 간격을 갖도록 배치될 수 있다.
또한, 광 가이드 부재는 곡률을 갖게 형성될 수 있다.
실시예에 따른 백라이트 유닛은 광 가이드 부재를 포함함으로써 중량이 감소되어 생산성이 향상되며, 사용상의 편의가 개선될 수 있으며, 백라이트 유닛의 균일한 발광이 보장되어 광 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 도광판에 형성되는 패턴이 생략되어 물화불량이 방지되고 제조 비용이 절감되어 경제성이 향상될 수 있다.
도 1a 는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 분해 사시도,
도 1b 는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 일부 분해 사시도,
도 1c 는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 단면도,
도 1d 는 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 가이드 부재에 의한 광 경로를 나타낸 개념도,
도 2 는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 단면도,
도 3 은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함한 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도, 그리고,
도 4 는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함한 전자 기기를 나타낸 개념도이다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한, 동일한 구성에 대하여서는 동일한 부호를 사용하기로 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1a 는 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이며, 도 1b 는 도 1a 백라이트 유닛의 일부 분해 사이도이고, 도 1c 는 도 1a 의 백라이트 유닛의 단면도이며, 도 1d 는 실시예에 따른 백라이트 유닛의 광 가이드 부재에 의한 광 경로를 도시한 개념도이다.
이하에서는, 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)의 형상을 보다 상세히 설명하기 위해, 백라이트 유닛(100)의 길이방향(Z)과, 길이방향(Z)과 수직인 수평방향(Y), 그리고 길이방향(Z) 및 수평방향(Y)과 수직인 높이방향(X)으로 설명하기로 한다.
도 1a 는 에지-라이트 방식의 백라이트 유닛(100)으로, 프레임(110), 빛을 출력하는 발광소자 모듈(130), 발광소자 모듈(130)로부터 제공되는 빛을 백라이트 유닛(100)의 전방으로 진행시키는 광 가이드 부재(140), 광 가이드 부재(140)로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 광학 시트(150), 및 백라이트 유닛(100)의 후방으로 방출되는 빛을 광학 시트(150) 방향으로 반사시켜 광 가이드 부재(140)로 향하게 하는 반사 시트(120)를 포함할 수 있다.
프레임(110)은 백라이트 유닛(100)의 외관을 형성할 수 있다. 프레임(110)은 발광소자 모듈(130), 반사 시트(120), 광 가이드 부재(140), 및 광학 시트(150)를 지지할 수 있다.
프레임(110)의 내측에는 반사 시트(120)가 배치될 수 있다.
반사 시트(120)는 소정의 반사율을 가져서, 발광소자 모듈(130)에서 발생한 광이 광학 시트(150)로 진행할 수 있도록 할 수 있다. 반사 시트(120)는 예컨대 Ag와 같은 반사율을 가진 금속으로 형성될 수 있고, 또는 투광성을 가지며 서로 굴절률이 상이한 수개의 재질이 층을 형성하여 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 반사 시트(120)는 하부의 프레임(110)과 일체로 형성될 수 있고, 또는 하부의 프레임(110)의 내측면이 연마되어 반사율을 갖도록 함으로써 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
프레임(110)의 일측에는 발광소자 모듈(130)이 배치될 수 있다.
발광소자 모듈(130)은 복수의 발광소자 패키지(134)와 복수의 발광소자 패키지(134)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(132)을 포함할 수 있다.
발광소자 모듈(130)은 PCB 기판(132)에 실장된 발광소자 패키지(134)가 광 가이드 부재(140)를 향할 수 있도록 프레임(110)과 교차된 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 발광소자 모듈(130)은 발광소자 패키지(134)가 배치된 면이 광 가이드 부재(140)를 향하도록 배치될 수 있다.
각각의 발광소자 패키지(134)는 내부에 실장된 발광소자(미도시)를 포함하며, PCB 기판(132)상에 실장되어 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 외부로부터 전원이 인가되면 광을 발생시켜서 발광소자 모듈(130)과 수평으로 배치된 광 가이드 부재(140)에 빛을 제공할 수 있다. 한편, 도 1a 내지 도 1d 에서는 발광소자 패키지(134)가 하나의 열을 이루도록 PCB 기판(132)에 실장되었으나, 이에 한정하지 아니하며, 발광소자 패키지(134)는 수개의 열을 갖는 어레이를 이룰 수 있다. 아울러, 발광소자 패키지(134)는 소정의 각을 갖도록 실장될 수 있으며, 발광소자 패키지(134)가 배치되는 형태는 임의일 수 있다.
각각의 발광소자 패키지(134)는 백색광을 생성하거나, 또는 소정의 유채색 광을 생성할 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 예컨대, 발광소자 패키지(134)는 각각 녹색, 청색, 적색의 광을 형성하는 R, G, B 발광소자(미도시)를 포함할 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 또한, 발광소자 패키지(134)의 내부에 실장된 발광소자(미도시)는 LED 발광소자일 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
PCB 기판(132)은 전극 패턴(미도시)을 포함하며, 전극 패턴(미도시)과 발광소자 패키지(134)가 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 전극 패턴(미도시)를 통해 발광소자 패키지(134)에 전원이 공급될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 PCB 기판(132)은 발광소자 패키지(134)가 배치된 면이 광 가이드 부재(140)를 향하도록 프레임(110) 상에 배치될 수 있다. 한편, PCB 기판(132)은 방열 성능이 우수한 MPCB(Metal Printed Circuit Board) 일 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 도 1a 내지 도 1d 에서는 발광소자 모듈(130)이 프레임(110) 상의 일 측에 배치되도록 도시되었으나, 이에 한정하지 아니하며, 발광소자 모듈(130)은 백라이트 유닛(100)의 임의의 위치에 배치될 수 있다.
반사 시트(120) 상에는 수개의 광 가이드 부재(140)가 발광소자 모듈(130)과 수평방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
광 가이드 부재(140)는 반사 시트(120) 상에 고정되거나, 또는 프레임(110)에 고정될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 도 1a 내지 도 1d 에서는 각각의 광 가이드 부재(140)가 서로 평행하게 하나의 열을 이루도록 배치되었으나, 광 가이드 부재(140)는 수개의 열을 이루도록 배치되거나 또는 서로 소정의 각을 가지며 배치될 수 있고, 광 가이드 부재(140)가 배치되는 형태는 이에 한정하지 아니한다.
광 가이드 부재(140)는, 소정 광량비에 따라서 입사광의 일부는 투과시키고 일부는 소정의 각으로 반사할 수 있다. 따라서, 발광소자 모듈(130)로부터 조사된 광의 일부를 투과시켜서 뒤쪽의 광 가이드 부재(140)로 전달하고, 나머지 광을 반사시켜서 광학 시트(150) 방향으로 진행시킬 수 있다.
예컨대, 광 가이드 부재(140)는 발광소자 모듈(130)로부터 입사된 광 중 일부의 광은 투과시키고 일부의 광은 광학 시트(150) 방향으로 향하도록 반사하는 빔 스프리터(beam spritter)일 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
예를 들면, 도 1d 에 도시된 바와 같이 발광소자 모듈(100)에서 조사된 광(L)은 제1 광 가이드 부재(140a)에 입사되어, 그 일부인 제1 광(L1)은 반사될 수 있으며, 나머지 제2 광(L2)는 투과되어 직진할 수 있다. 이때, 제1 광 가이드 부재(140a)에 의해서 반사된 제1 광(L1)은 광학 시트(150) 방향으로 진행하여 유효광으로 이용되며, 제1 광 가이드 부재(140b)를 투과한 제2 광(L2)은 직진하여 제2 광 가이드 부재(140b)로 조사될 수 있다. 또한, 제2 광 가이드 부재(140b) 또한 마찬가지로 소정 광량비에 따라서 일부를 투과시키고 일부는 반사시켜 광학 시트(150) 방향으로 진행하는 유효광을 형성할 수 있다.
백라이트 유닛(100)이 광 가이드 부재(140)를 포함함으로써 발광소자 모듈(130)로부터 생성된 광을 유효광으로 형성하는 도광부재(미도시)가 생략될 수 있다. 일반적으로, 도광부재(미도시)는 상대적으로 무거운 중량을 가지므로, 광 가이드 부재(140)가 도광부재(미도시)를 대체함으로써, 백라이트 유닛(100)의 경량화가 가능해질 수 있다. 백라이트 유닛(100)의 경량화에 따라서 백라이트 유닛(100)의 제조, 운반, 및 보관 등 전체적인 공정에서 경제성이 개선될 수 있다.
아울러, 도광부재(미도시)가 유효광을 형성하기 위해 도광부재(미도시)에 형성되는 소정의 패턴(미도시) 또한 생략될 수 있으므로, 도광부재(미도시)에 형성되는 소정의 패턴(미도시)에 의해 발생할 수 있는 물화불량이 방지되어 백라이트 유닛(100)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 소정의 두께를 갖는 도광부재(미도시)가 광 가이드 부재(140)에 의해 대체됨에 따라서, 백라이트 유닛(100)의 박형화가 가능해질 수 있다.
또한, 광 가이드 부재(140)는 광 가이드 부재(140)를 통해서 반사된 반사광이 광학 시트(150)에 수직하게 입사할 수 있도록, 발광소자 모듈(130)과 소정의 각 θ 를 갖게 배치될 수 있다. 각 θ 는 예각일 수 있으며, 각각의 광 가이드 부재(140)와 발광소자 모듈(130)이 갖는 각 θ 는 균일할 수 있다. 한편, 각각의 광 가이드 부재(140)는 서로 다른 각을 갖게 배치될 수도 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
또한, 광 가이드 부재(140)는 서로 거리 L 을 가지며 배치될 수 있다.
거리 L 은 광 가이드 부재(140)가 서로 이격된 거리를 나타내며, 거리 L 은 균일한 크기를 가져서 광 가이드 부재(140)가 균일한 거리로 이격되게 배치될 수 있다. 광 가이드 부재(140)가 서로 균일한 이격거리를 가지며 배치됨에 따라서, 백라이트 유닛(100) 전방의 전체에 걸쳐서 균일한 광이 생성될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(100)의 전방으로 전면에 걸쳐서 균일한 광이 조사될 수 있도록, 수개의 광 가이드 부재(140)는 서로 상이한 광 투과율 및 광 반사율을 가질 수 있다.
수개의 광 가이드 부재(140)는 발광소자 모듈(130)에 인접할수록 높은 광 투과율 및 낮은 광 반사율을 갖도록 배치될 수 있다.
광 가이드 부재(140)의 광 투과율의 증가율 및 광 반사율의 감쇄율은 소정의 상수일 수 있다. 즉, 광 가이드 부재(140)의 광 투과율의 증가 및 광 반사율의 감쇄는 선형으로 이루어질 수 있다. 수개의 광 가이드 부재(140)가 발광소자 모듈(130)에 인접할수록 높은 광 투과율 및 낮은 광 반사율을 갖도록 배치되며, 광 투과율이 선형으로 감쇄하고 광 반사율이 선형으로 증가함으로써, 백라이트 유닛(100)의 전방으로 전면에 걸쳐 균일한 광이 조사될 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이다.
한편, 도 2 에 도시된 바와 같이, 광 가이드 부재(240)는 곡률을 가질 수 있다. 도 2 에서는 광 가이드 부재(240)가 발광소자 모듈(230)이 배치된 방향으로 오목부를 갖는 곡률을 갖도록 배치되었으나, 이에 한정하지 아니한다. 또한, 광 가이드 부재(240)의 곡률은 소정의 값을 가지며 균일하게 형성될 수 있다.
광 가이드 부재(240)가 곡률을 갖도록 형성됨으로써, 백라이트 유닛(200)의 전방으로 진행하는 유효광이 더욱 균일하게 형성될 수 있다. 아울러, 광 가이드 부재(240)의 높이가 낮아질 수 있으므로, 백라이트 유닛(200)의 박형화가 가능해질 수 있다.
광 가이드 부재(240)의 상부에는 광학 시트(250)가 배치되며, 광학 시트(250)은 백라이트 유닛(200)의 전방을 형성할 수 있다.
광학 시트(250)는 광 가이드 부재(240)로부터 입사되는 빛을 백라이트 유닛(200)의 전면으로 확산시키는 확산 시트(252)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘 시트(254), 및 프리즘 시트(254)를 보호하기 위한 보호시트(256)을 포함할 수 있다.
도 3 은 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 1a 내지 도 2 에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 설명하지 아니한다.
도 3 은 에지-라이트 방식의 액정표시장치(300)로서, 액정표시패널(310) 및 백라이트 유닛(370)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(310)은 백라이트 유닛(370)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(310)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(312) 및 박막 트랜지스터 기판(314)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(312)은 액정표시패널(310)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(314)은 구동 필름(317)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로 기판(318)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(314)은 인쇄회로 기판(318)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로 기판(318)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(314)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(370)은 프레임(320), 빛을 출력하는 발광소자 모듈(340), 발광소자 모듈(340)로부터 제공되는 빛을 광학 시트(362, 364, 366) 방향으로 진행시키는 광 가이드 부재(340), 백라이트 유닛(340)의 후방으로 진행되는 빛을 광학 시트(362, 364, 366) 방향으로 반사하는 반사 시트(220), 광 가이드 부재(240)로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 광학 시트(.62, 364, 366)를 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(370)이 광 가이드 부재(350)를 포함함으로써 발광소자 모듈(340)로부터 생성된 광을 유효광으로 형성하는 도광부재(미도시)가 생략될 수 있다. 일반적으로, 도광부재(미도시)는 상대적으로 무거운 중량을 가지므로, 광 가이드 부재(140)가 도광부재(미도시)를 대체함으로써, 백라이트 유닛(370)을 포함한 액정표시장치(300)의 경량화가 가능해질 수 있다. 액정표시장치(300)의 경량화에 따라서 액정표시장치(300)의 제조, 운반, 및 보관 등 전체적인 공정에서 경제성이 개선될 수 있다.
아울러, 도광부재(미도시)가 유효광을 형성하기 위해 도광부재(미도시)에 형성되는 소정의 패턴(미도시) 또한 생략될 수 있으므로, 도광부재(미도시)에 형성되는 소정의 패턴(미도시)에 의해 발생할 수 있는 물화불량이 방지되어 액정표시장치(300의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함한 전자기기를 도시한 도이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 전자기기의 일 예로, 텔레비전(400)을 도시하나, 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 텔레비전(400)은 표시장치로 사용될 수 있는 화면(410)과, 화면(410)을 둘러싸며 내장된 전자 장치를 외부로부터 보호하는 케이싱(420)과, 케이싱(420)의 일 측에 구비되어 사용자의 편의에 따라서 조작될 수 있는 조작부(430), 및 텔레비전(400)을 지지하는 지지부(440)를 포함할 수 있다. 또한, 화면(410)은 터치패널 등을 구비하여 표시장치 뿐 아니라 입력장치로도 사용될 수 있다.
화면(410)의 내측에는 액정표시장치(미도시)가 구비되며, 액정표시장치(미도시)는 백라이트 유닛(미도시)을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(미도시)는 광 가이드 부재(미도시)를 포함하여, 백라이트 유닛(미도시)의 경량화, 및 박형화가 가능해지므로, 텔레비전(400)의 경량화, 및 박형화가 가능해져서 텔레비전(400)의 제조 비용이 절감될 수 있고 생산성이 개선되며, 사용자의 사용 편의성이 증대될 수 있다.
이상에서는 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 백라이트 유닛 110 : 프레임
120 : 반사 시트 130 : 발광소자 모듈
140 : 광 가이드 부재 140a : 제1 광 가이드 부재
140b : 제2 광 가이드 부재 300 : 액정표시 장치
400 : 텔레비전

Claims (8)

  1. 프레임;
    상기 프레임과 교차하는 방향으로 상기 프레임의 일측에 배치된 발광소자 모듈;
    상기 발광소자 모듈과 이격되어, 상기 프레임에 배치된 복수의 광 가이드 부재;를 포함하고,
    상기 복수의 광 가이드 부재는,
    광을 투과하는 광 투과율 및 광 반사율을 가지며,
    인접하여 배치되는 상기 복수의 광 가이드 부재의 광 투과율 및 광 반사율은 서로 상이한 백라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드 부재는 빔 스프리터인 백라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서.
    반사 시트; 를 더 포함하며,
    상기 반사 시트는 상기 프레임과 상기 광 가이드 부재 사이에 위치하는 백라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드 부재는 상기 발광소자 모듈과 인접할수록 높은 광 투과율을 갖게 배치된 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드 부재는 상기 발광소자 모듈과 인접할수록 낮은 광 반사율을 갖게 배치된 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드 부재는 서로 소정의 간격을 갖게 배치되며,
    상기 간격은 균일한 백라이트 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광 가이드 부재는 곡률을 갖게 형성된 백라이트 유닛.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치.
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