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KR102736900B1 - 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치 - Google Patents

백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치 Download PDF

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KR102736900B1
KR102736900B1 KR1020190134625A KR20190134625A KR102736900B1 KR 102736900 B1 KR102736900 B1 KR 102736900B1 KR 1020190134625 A KR1020190134625 A KR 1020190134625A KR 20190134625 A KR20190134625 A KR 20190134625A KR 102736900 B1 KR102736900 B1 KR 102736900B1
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light conversion
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김기성
윤혁준
권승주
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들은, 플립칩구조를 갖는 발광소자, 발광소자와 발광소자 주위를 포함하는 제1영역을 둘러싸는 형태로 배치되는 제1리플렉터, 제1영역 내에 배치되는 컬러레진, 컬러레진 상에 배치되되, 컬러레진과 소정거리 이격되도록 배치되는 접착필름, 및 접착필름 상에 배치되며, 발광소자의 위치에 대응하여 배치되는 광변환패턴을 구비하는 광변환시트를 포함하는 백라이트유닛 및 그를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치{BACK LIGHT UNIT AND DIPLAY INCLUDING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 디스플레이하는 평판표시장치의 하나로서, 얇고 가벼우며 낮은 소비전력을 갖는 장점으로 인해 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다. 액정표시장치는 액정의 배열을 변화에 의해 투과율이 조절되는 특성에 대응하여 백라이트 유닛에서 발광하는 광의 투과율을 조절함으로써 영상을 표시할 수 있다. 이러한 액정표시장치는 백라이트 유닛의 광원으로 발광다이오드(Light Emitting Diode: 발광다이오드), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), HCLF(Hot Cathode Fluorescent Lamp) 등이 사용된다. 최근에는 광효율이 우수하고 색재현율이 높은 발광다이오드가 백라이트 유닛의 광원으로 널리 사용되고 있다.
백라이트유닛은 광원의 배치 및 광의 전달 형태에 따라서 엣지형(Edge-Type) 또는 직하형(Direct-Type) 등으로 구분될 수 있다. 그 중 직하형 백라이트 유닛은 LED 등의 광원이 표시장치의 배면에 배치될 수 있다.
이러한 직하형 백라이트유닛에 사용되는 광원 장치는 발광다이오드와, 발광다이오드를 실장하고 그 구동을 위한 회로 소자 등을 포함하는 기판 등을 포함할 수 있다. 또한, 발광다이오드 상에 고가의 형광체를 포함하는 형광체 필름을 배치하여 발광소자에서 방출된 광이 여기(excitation)하여 색을 나타나도록 할 수 있다. 하지만, 형광체 필름은 사용되는 형광체의 양이 많아 백라이트유닛의 제조비용이 증가할 수 있다. 또한, 발광소자에서 방출된 광이 충분히 여기되지 못하면 색 재현율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은 색재현율이 높은 백라이트유닛 및 그를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들의 다른 목적은 제조비용을 절감할 수 있는 백라이트유닛 및 그를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
일측면에서 본 발명의 실시예들은, 플립칩구조를 갖는 발광소자, 발광소자와 발광소자 주위를 포함하는 제1영역을 둘러 싸는 형태로 배치되는 제1리플렉터, 제1영역 내에 배치되는 컬러레진, 컬러레진 상에 배치되되, 컬러레진과 소정거리 이격되도록 배치되는 접착필름, 및 접착필름 상에 배치되며, 발광소자의 위치에 대응하여 배치되는 광변환패턴을 구비하는 광변환시트를 포함하는 백라이트유닛을 제공하는 것이다.
다른 일측면에서 본 발명의 실시예들은, 디스플레이패널, 디스플레이패널의 하부에 배치되고 디스플레이패널에 광을 조사하는 백라이트유닛을 포함하되, 백라이트유닛은, 플립칩구조를 갖는 발광소자, 발광소자와, 발광소자 주위를 포함하는 제1영역을 둘러 싸는 형태로 배치되는 제1리플렉터, 제1영역 내에 배치되는 컬러레진, 컬러레진 상에 배치되되, 컬러레진과 소정거리 이격되도록 배치되는 접착필름, 및 접착필름 상에 배치되며, 발광소자의 위치에 대응하여 배치되는 광변환패턴을 구비하는 광변환시트를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 색재현율이 높은 백라이트유닛 및 그를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 의하면, 제조비용을 절감할 수 있는 백라이트 유닛 및 그를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 표시장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에 포함된 백라이트 유닛의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 백라이트 유닛의 구체적인 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛의 구조의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5a와 도 5b는 도 4에 도시된 백라이트 유닛에 포함된 광변환패턴의 위치에 따른 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 제1실시예를 나타내는 구조도이다.
도 7은 도 1에 도시된 백라이트 유닛에 채용된 리플렉터를 나타내는 사시도이다.
도 8는 도 6에 도시된 백라이트 유닛에서 발광소자에서 방출된 광의 경로를 나타내는 개념도이다.
도 9a 내지 도 9f는 도 6에 도시된 백라이트 유닛을 제조하는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 10은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 제2실시예를 나타내는 구조도이다.
도 11는 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 제3실시예를 나타내는 구조도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 구성 요소들을 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 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. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것일 뿐이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 특징들(구성들)이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 또는 분리 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예는 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 표시장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(10)는 디스플레이패널(100)과, 디스플레이패널(100)에 광을 조사하는 백라이트유닛(200)을 포함할 수 있다.
디스플레이패널(100)은 액정패널일 수 있다. 액정패널은 액정분자의 배열에 따라 투과율의 차이가 발생할 수 있는 액정층과, 액정층에 전압을 선택적으로 인가하는 화소전극과, 화소전극에 대응하여 액정층에 공통전압을 인가하는 공통전극을 포함할 수 있다. 액정층은 화소전극과 공통전극 사이에 배치될 수 있고 화소전극과 공통전극 사이에 인가된 전압에 대응하여 액정분자의 배열이 결정될 수 있다. 또한, 디스플레이패널(100)은 컬러필터를 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이패널(100)은 화소전극에 선택적으로 전압을 인가하는 화소회로와, 화소회로에 신호 및 전압을 공급하는 드라이브회로를 더 포함할 수 있다.
백라이트유닛(200)은 디스플레이패널(100)의 하부에 배치되고 디스플레이패널(100)의 하부에서 디스플레이패널(100)의 전면에 균일하게 광을 조사할 수 있다. 백라이트유닛(200)은 발광다이오드를 이용하여 광을 생성하고 조사할 수 있다. 백라이트유닛(200)은 디스플레이패널(100)과 일정한 거리(d1)로 이격될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에 포함된 백라이트 유닛의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(10)는, 디스플레이패널(100)과, 디스플레이패널(100)의 하부에 배치되고 디스플레이패널(100)로 광을 공급하는 백라이트 유닛(200)을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(200)과 디스플레이패널(100) 사이에는 여러 구조물이 배치될 수 있으며, 일 예로, 가이드 패널(400)과 폼 패드(500) 등에 의해 백라이트 유닛 상에 디스플레이패널(100)이 고정될 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다.
백라이트 유닛(200)은 백라이트 유닛(200)을 구성하는 광학 소자 등을 수납하는 커버버텀(300)을 포함할 수 있다.
커버버텀(300) 상에 기판(210)이 배치되고, 기판(210) 상에 복수의 발광소자(211)가 배치될 수 있다. 발광소자(211)는, 일 예로, 발광다이오드(LED)일 수 있으며, 소형의 미니 발광다이오드(Mini LED)나 초소형의 마이크로 발광다이오드(μLED)일 수도 있다. 그리고, 발광소자(211)는 칩 형태의 발광소자(211)가 기판(210) 상에 실장되는 형태로 배치될 수 있어, 백라이트 유닛(200)의 두께를 감소시켜줄 수 있으며 또한 조사각이 넓고 광효율이 높은 광원을 제공할 수 있다. 발광소자(211)는 칩 형태의 발광소자(211)가 기판(210) 상에 실장되는 형태를 갖는 것을 플립칩구조를 갖는 발광소자(211)라고 칭할 수 있다.
발광소자(211)는, 백색 파장 대역의 광을 발산할 수도 있고, 경우에 따라, 특정 파장 대역(예, 청색 파장 대역)의 광을 발산할 수도 있다. 기판(210)는 인쇄회로기판일 수 있으며, 기판(210) 상에서 발광소자(211)가 배치되지 않은 영역 중 적어도 일부 영역에 리플렉터(212)가 배치될 수 있다. 복수의 발광소자(211) 및 리플렉터(212) 상에 광원 보호부(205)가 배치될 수 있다. 이러한 광원 보호부(205)는, 복수의 발광소자(211)를 보호할 수 있으며, 발광소자(211)로부터 출사된 광을 확산시켜주는 기능을 제공할 수 있다. 광원 보호부(205)는 레진을 포함하는 레진층일 수 있다.
광원 보호부(205) 상에 광변환시트(216)가 배치될 수 있다. 광변환시트(216)는 발광소자(211)와 마주보는 면에 배치되는 복수의 광변환패턴(216p)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 광변환패턴(216p)은, 광변환시트(216)의 하면에서 복수의 발광소자(211) 각각과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 그리고, 광변환패턴(216p)은, 발광소자(211)에서 출사되는 광의 일부를 투과시킬 수 있다. 광변환시트(216)는 광의 일부를 투과시킬 수 있는 광제어시트일 수 있다. 광변환패턴(216p)에 의해 발광소자(211)에서 출사되는 광이 산란, 반사, 회절 또는 투과됨으로써, 백라이트 유닛의 화상 품위를 높여줄 수 있다.
즉, 발광소자(211)로부터 출사된 광의 세기가 가장 강한 영역에 광변환패턴(216p)을 배치함으로써, 발광소자(211)가 배치된 영역(광량이 큰 영역)과 발광소자(211) 사이의 영역(광량이 작은 영역) 간의 휘도 편차 등을 감소시켜줄 수 있다.
광변환시트(216)는 광변환물질을 포함할 수 있다. 또한, 광변환시트(216)의 광변환패턴(216p)은 광변환물질을 포함할 수 있다. 광변환물질은 이산화티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 또한, 광변환물질은 백색일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
광변환시트(216) 상에는 하부에서 입사되는 광을 확산시켜주기 위한 확산판(218)이 배치될 수 있다. 그리고, 확산판(218) 상에 형광체 필름(217)과 하나 이상의 광학시트(219)가 배치될 수 있다. 형광체 필름(217)에 입사되는 광이 블루광일 때, 광이 형광체 필름(217)을 통과하게 되면 백색광으로 변환될 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 백라이트 유닛의 구체적인 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3a를 참조하면, 기판(210) 상에 복수의 발광소자(211)가 배치될 수 있다. 기판(210) 상에 코팅된 반사막이 배치될 수도 있다. 코딩된 반사막은 백색의 안료일 수 있다. 즉, 기판(210)에 백색의 안료가 도포되어 있을 수 있다.
도 3b를 참조하면, 기판(210) 상에서 발광소자(211)가 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 리플렉터(212)가 배치될 수 있다.
이러한 리플렉터(212)는, 발광소자(211)와 대응되는 영역이 개구된 형태로 제작되고 기판(210) 상에 안착되어 배치될 수 있다. 그리고, 리플렉터(212)는, 발광소자(211)로부터 출사되는 광을 백라이트 유닛의 전면으로 반사시켜 백라이트 유닛의 광 효율을 높여줄 수 있다.
여기서, 발광소자(211)가 칩 형태로 배치되는 경우, 발광소자(211)의 크기가 작으므로, 리플렉터(212)의 높이가 발광소자(211)의 높이보다 클 수 있다.
따라서, 발광소자(211)의 측 방향으로 출사되는 광이 리플렉터(212)의 측면에서 반사되어 백라이트 유닛(200)의 전면으로 출사될 수 있으며, 이를 통해 백라이트 유닛(200)의 광 효율을 더욱 높여줄 수 있다.
도 3c를 참조하면, 복수의 발광소자(211) 및 리플렉터(212) 상에 광원 보호부(205)가 배치될 수 있다. 광원 보호부(205)는, 일 예로, 레진을 포함할 수 있다. 광원 보호부(205)가 레진을 포함하는 경우, 기판(210)의 외측 또는 기판(210) 상에서 복수의 발광소자(211)가 배치된 영역의 외곽 영역에 격벽을 배치하고, 격벽의 내부에 레진을 도포함으로써 광원 보호부(205)는 형성될 수 있다. 광원 보호부(205)는 기판(210) 상에 배치된 복수의 발광소자(211)을 보호하는 기능을 하며, 발광소자(211)로부터 출사된 광을 확산시켜 도광판의 기능을 제공할 수도 있다. 광원 보호부(205)에 의해 발광소자(211)로부터 출사된 광이 광원 보호부(205)의 상면으로 최대한 고르게 퍼져나갈 수 있도록 한다. 이때, 리플렉터(212)가 광원 보호부(205) 등에 의해 광이 퍼져나가는 방향을 조절해주더라도, 발광소자(211)의 수직 방향으로 출사되는 광의 세기가 클 수 있으며, 이에 따라 화상의 균일도가 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 광원 보호부(205) 상에서 발광소자(211)와 대응되는 위치에 광학 특성을 갖는 광변환패턴(216p)이 배치되도록 함으로써, 백라이트 유닛(200)의 두께를 감소시키면서 화상의 균일도를 개선할 수 있도록 한다.
도 3d를 참조하면, 광원 보호부(205) 상에 광변환시트(216)이 배치될 수 있으며, 광변환시트(216)의 하면에 복수의 광변환패턴(216p)이 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 광변환패턴(216p)이 광학시트(216)의 상면에 배치될 수 있다. 그리고, 광변환시트(216)는 접착필름(215)을 통해 광원 보호부(205) 상에 접착될 수 있다. 접착필름(215)은 OCA(Optical Clear adhesive)필름일 수 있다. 또한, 광변환시트(216)는, 일 예로, PET(Polyethylene terephthalate) 등으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다.
광변환시트(216)의 하면 또는 상면에 배치된 복수의 광변환패턴(216p) 각각은 기판(210) 상에 배치된 복수의 발광소자(211) 각각과 대응되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 광변환패턴(216p)은 적어도 일부분이 발광소자(211)와 중첩되도록 배치될 수 있으며, 광의 확산 특성을 고려할 때, 발광소자(211)가 배치된 영역을 포함하는 영역에 중첩되도록 배치될 수 있다. 광변환패턴(216p)은 발광소자(211)로부터 출사된 광을 산란, 반사, 회절 또는 투과 시킬 수 있다. 예를 들면, 광변환패턴(216p)은, 발광소자(211)로부터 출사된 광을 산란시켜 광이 출사되도록 할 수 있다. 또한, 발광소자(211)로부터 수직 방향으로 출사된 광을 반사시키고 리플렉터(212)에 의해 다시 반사되도록 하여 발광소자(211) 사이의 영역으로 광이 출사되도록 할 수도 있다.
이와 같이, 광변환패턴(216p)에 의해 발광소자(211)로부터 출사된 광은 산란, 반사, 회절 또는 투과됨으로써, 백라이트 유닛(200)의 화상 품위를 개선해줄 수 있다.
도 3e를 참조하면, 광변환시트(216) 상에 확산판(218)이 배치되고, 확산판(218) 상에 형광체 필름(217)이 배치될 수 있다. 그리고, 형광체 필름(217) 상에 하나 이상의 광학시트(219)이 배치될 수 있다. 여기서, 확산판(218)과 형광체 필름(217)이 배치되는 위치는 서로 바뀔 수도 있다. 확산판(218)은 광변환시트(216)을 통해 출사된 광을 확산시킬 수 있다.
형광체 필름(217)는 특정 색을 갖는 형광체를 포함하고, 입사되는 광을 여기시켜 특정 파장 대역의 광이 발산되게 할 수 있다. 이로 인해, 형광체 필름(217)를 통과한 광은 형광체 필름(217)에 포함된 특정 색 또는 특정 색과 혼합된 색이 될 수 있다. 예를 들면, 발광소자(211)가 제1파장 대역의 광(예, 청색 광)을 발산하는 경우, 형광체 필름(217)는 입사되는 광에 반응하여 제2파장 대역의 광(예, 녹색 광) 및 제3 파장 대역의 광(예, 적색 광)을 발산하여 최종적으로는 백색광을 출사할 수 있다. 수 있다.
또한, 형광체 필름(217)는 경우에 따라, 확산판(218) 상의 일부 영역에 배치될 수도 있다. 예를 들면, 발광소자(211)가 청색 파장 대역의 광을 발산하는 경우, 디스플레이패널(100)에서 청색 서브픽셀(SP)이 배치된 영역과 대응되는 영역을 제외한 영역에만 형광체 필름(217)이 배치될 수도 있다. 즉, 디스플레이패널(100)의 청색 서브픽셀(SP)로 형광체 필름(217)을 통과하지 않은 광이 도달될 수 있다. 또한, 형광체 필름(217)은, 발광소자(211)에 따라 디스플레이 패널(100)에 배치되지 않을 수도 있다. 예를 들면, 발광소자(211)가 백색 파장 대역의 광을 발산하거나, 청색 파장 대역의 광을 발산하는 발광소자(211)의 출사면에 녹색 파장 대역의 광과 적색 파장 대역의 광을 발산하는 색변환 막이 코팅되어 있는 경우 등에는 형광체 필름(217)이 배치되지 않을 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들은, 발광소자(211)와 대응되는 위치에 배치되는 광변환패턴(216p)을 포함하는 광변환시트(216)와, 여러 광학 소자들을 포함함으로써, 백라이트 유닛(200)의 두께를 감소시키면서 백라이트 유닛(200)이 나타내는 화상 품위를 개선할 수 있도록 한다.
이하에서는, 광변환시트(216)에 배치된 광변환패턴(216p)의 구체적인 예시와 함께 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛의 구조의 제1실시예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 커버버텀(300) 상에 기판(210)가 배치되며, 커버버텀(300)과 기판(210) 사이에 배치되는 접착 테이프(210a)에 의해 기판(210)이 커버버텀(300)에 접착될 수 있다.
기판(210) 상에 복수의 발광소자(211)가 배치되고, 발광소자(211)가 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 리플렉터(212)가 배치될 수 있다.
여기서, 발광소자(211)는, 일 예로, 발광다이오드(LED)일 수 있으며, n형 반도체층, 활성화층 및 p형 반도체층을 포함하는 발광부(211a)와, 전극부(211b)를 포함할 수 있다. 복수의 발광소자(211) 및 리플렉터(212) 상에 광원 보호부(205)가 배치된다. 광원 보호부(205) 상에 발광소자(211)와 대응되는 위치에 광변환패턴(216p)이 배치된 광변환시트(216)이 배치될 수 있다. 그리고, 광변환시트(216) 상에 확산판(218), 형광체 필름(217) 및 광학시트(219) 등이 배치될 수 있다.
광변환시트(216)의 하면에 배치된 광변환패턴(216p)은, 차광 특성을 갖는 물질이 광변환시트(216)에 인쇄되어 구현될 수 있으며, 일 예로, 이산화티타늄(TiO2)을 포함하는 잉크를 광변환시트(216)에 인쇄하는 방식을 통해 광변환패턴(216p)이 배치될 수 있다. 또한, 광변환시트(216)의 하면에 배치된 광변환패턴(216p)은 1개 층으로 배치될 수도 있고, 다층 구조로 배치될 수도 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 광변환시트(216)의 하면에 배치된 광변환패턴(216p)은 3개의 층으로 구성될 수 있다. 이러한 광변환패턴(216p)은, 광변환시트(216) 상에 차광 물질을 3차례 인쇄하는 방식을 통해 구현될 수 있으며, 인쇄되는 차광 물질의 면적은 점점 좁아질 수 있다. 그리고, 광변환패턴(216p)이 배치된 광변환시트(216)을 뒤집어 광원 보호부(205) 상에 배치함으로써, 발광소자(211) 상에 광변환패턴(216p)이 배치될 수 있다.
따라서, 광변환패턴(216p)의 면적은 광변환시트(216)에서 하부로 갈수록 점점 좁아질 수 있으며, 광변환패턴(216p)의 중앙 부분의 두께가 외곽 부분의 두께보다 클 수 있다.
즉, 발광소자(211)로부터 수직 방향으로 출사되는 광의 세기가 가장 크므로, 광변환패턴(216p)의 중앙 부분이 더 두껍게 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 발광소자(211) 상에 광변환패턴(216p)이 배치되도록 함으로써, 발광소자(211)로부터 수직 방향으로 출사되는 광의 적어도 일부를 차단시켜 발광소자(211)가 배치된 영역에서 핫 스팟이 나타나는 것을 방지할 수 있다. 광변환패턴(216p)이 배치된 광변환시트(216)는 접착필름(215)에 의해 광원 보호부(205) 상에 접착될 수 있다. 이때, 접착필름(215)이 광변환시트(216)의 하면에서 광변환패턴(216p)이 배치된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부 영역에 배치될 수도 있다.
따라서, 광변환패턴(216p)이 배치된 영역에는 접착필름(215)이 배치되지 않을 수 있으며, 광변환패턴(216p)과 광원 보호부(205) 사이에 에어 갭이 존재할 수 있다. 또한, 광변환패턴(216p)의 측부와 접착필름(215)은 서로 이격된 구조일 수 있다. 광변환패턴(216p)과 광원 보호부(205) 사이에 에어 갭이 존재함에 따라, 광변환패턴(216p)의 측면 방향으로 출사되는 광이 에어 갭에 의해 반사될 수 있다. 즉, 광변환패턴(216p)의 측면 방향으로 출사되는 광이 굴절률이 낮은 에어 층에 의해 큰 굴절각으로 출사되거나, 에어 층에서 반사될 수 있다. 그리고, 에어 층에서 반사된 광이 리플렉터(212)에 의해 다시 반사되어 출사됨으로써, 광변환패턴(216p)의 차광 기능을 보조하면서 광 효율을 높여줄 수 있다.
상기와 같이, 발광소자(211)와 대응되는 위치에 광변환패턴(216p)과 에어 갭이 배치된 구조를 통해 핫 스팟을 방지하면서 백라이트 유닛의 광 효율을 높여줄 수 있다. 또한, 광변환시트(216)의 하부에 배치된 광변환패턴(216p)은, 배치된 위치에 따라 상이한 구조로 배치될 수도 있다.
도 5a와 도 5b는 도 4에 도시된 백라이트 유닛에 포함된 광변환패턴의 위치에 따른 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5a를 참조하면, 광변환패턴(311)의 구조에 따라 백라이트 유닛을 통해 나타나는 휘도의 예시를 나타낸 것으로서, <EX1>은 광변환패턴(216p)이 일정한 구조로 배치된 경우에 측정된 휘도의 예시를 나타내고, <EX2>는 광변환패턴(216p)이 위치에 따라 다른 구조로 배치된 경우에 측정된 휘도의 예시를 나타낸다.
도 5a의 <EX1>에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(216pa)과 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(216pd)의 구조가 동일한 경우 백라이트 유닛의 외곽 영역의 휘도가 낮게 나타날 수 있다.
즉, 백라이트 유닛의 외곽 영역은 해당 영역으로 광을 공급하는 발광소자(211)의 수가 상대적으로 적으므로, 동일한 수준의 차광 특성을 갖는 광변환패턴(216p)이 배치될 경우 백라이트 유닛의 중앙 영역에 비하여 휘도가 저하될 수 있다.
따라서, 도 5a의 <EX2>에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(216pa)과 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(216pd)의 구조는 서로 상이하게 배치됨으로써, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역의 휘도 저하가 방지되고 전체적인 휘도가 균일해지게 할 수 있다.
일 예로, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(216pa)의 두께(T1)가 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(216pd)의 두께(T2)보다 작도록 광변환패턴(216p)이 배치될 수 있다.
또는, 백라이트 유닛의 외곽 영역과 인접하게 배치된 광변환패턴(216pb)에서 가장 두꺼운 부분의 면적(W1)이 광변환패턴(216pd)에서 가장 두꺼운 부분의 면적(W2)보다 작도록 광변환패턴(216p)이 배치될 수도 있다. 즉, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역 또는 외곽 영역과 인접한 영역에 배치된 광변환패턴(216pa, 216pb)에서 차단 특성이 높은 부분의 면적이 작게 될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200)의 중앙 영역에서 외곽 영역으로 갈수록 광변환패턴(216p)의 두께가 점차적으로 감소하거나, 광변환패턴(216p)에서 가장 두꺼운 부분의 면적이 점차적으로 감소하도록 광변환패턴(216p)이 배치될 수도 있다. 즉, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역 또는 외곽 영역과 인접한 영역에 배치된 광변환패턴(216pa, 216pb)에서 차단 특성이 높은 부분의 면적이 작게될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(200)의 중앙 영역에서 외곽 영역으로 갈수록 광변환패턴(216p)의 두께가 점차적으로 감소하거나, 광변환패턴(216p)에서 가장 두꺼운 부분의 면적이 점차적으로 감소하도록 광변환패턴(216p)이 배치될 수도 있다.
또한, 경우에 따라, 백라이트 유닛(200)의 중앙 영역과 외곽 영역에서 발광소자(211)의 수나 발광소자(211) 사이의 간격이 다르게 배치되어, 광변환패턴(216p)이 상이하게 배치될 수도 있다.
도 5b를 참조하면, 광변환시트(216)의 하면에 광변환패턴(216p)이 배치된 구조의 다른 예시를 나타낸다.
여기서, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 발광소자(211) 사이의 간격은 백라이트 유닛(200)의 중앙 영역에 배치된 발광소자(211) 사이의 간격보다 좁을 수 있다. 즉, 백라이트 유닛(200)의 중앙 영역과 외곽 영역의 휘도가 균일해지도록 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에서 발광소자(211)이 좀 더 밀집된 구조로 배치될 수 있다.
그리고, 광변환시트(216)의 하면에 배치된 광변환패턴(216p)은 발광소자(211)과 대응되도록 배치되므로, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(216p) 사이의 간격은 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(216p) 사이의 간격과 다를 수 있다.
일 예로, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(216p)의 제1 방향으로의 간격(D1)은 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(216p)의 제1 방향으로의 간격(D2)보다 작을 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(216p)의 제2 방향으로의 간격(D3)은 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(216p)의 제2 방향으로의 간격(D4)보다 작을 수 있다.
이때, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(216p)의 크기, 두께 등은 백라이트 유닛의 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(216p)의 크기, 두께 등과 다를 수 있다.
일 예로, 도 5b에 도시된 예시와 같이, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(216pe, 216pf)의 크기(S1)는 백라이트 유닛의 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(216pg)의 크기(S2)보다 작을 수 있다.
또는, 광변환패턴(216p)은 전술한 바와 같이 다층 구조일 수도 있으며, 이러한 경우, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(216pe, 216pf)의 두께 또는 두께가 가장 큰 부분의 면적은 백라이트 유닛(200)의 중앙 영역에 배치된 광변환패턴(216pg)의 두께 또는 두께가 가장 큰 부분의 면적보다 작을 수 있다.
즉, 백라이트 유닛의 외곽 영역에 배치된 광변환패턴(216pe, 216pf)의 크기를 작게 함으로써, 좁은 간격으로 배치된 발광소자(211)과 대응되어 배치될 수 있도록 한다. 따라서, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에서 발광소자(211)과 대응되는 위치에 핫스팟이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에서 발광소자(211)으로부터 발산된 광이 차단되는 수준을 낮춰줌으로써, 출사되는 광량을 높여주고 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역의 휘도 저하를 방지하여 백라이트 유닛(200)의 전체 영역에서 균일한 휘도를 나타낼 수 있도록 한다.
이와 같이, 백라이트 유닛(200)의 영역별로 광변환패턴(216p)의 구조를 상이하게 배치함으로써, 백라이트 유닛(200)의 외곽 영역에서 휘도가 저하되는 것을 방지하며 휘도 균일도를 개선할 수 있다.
그리고, 전술한 광변환패턴(216p)이 배치된 구조를 통해 백라이트 유닛(200)의 핫스팟을 방지하고 휘도 균일도를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 발광소자(216p)의 수직 방향으로 출사되는 광을 회절시켜줌으로써, 백라이트 유닛의 화상 품위를 개선하며 광 효율을 높여줄 수 있는 방안을 제공할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 제2실시예를 나타내는 구조도이고, 도 7은 도 1에 도시된 백라이트 유닛에 채용된 리플렉터를 나타내는 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 백라이트유닛(200a)은 기판(210) 상에 배치되며, 플립칩 구조를 갖는 발광소자(211), 발광소자(211)와 발광소자 주위를 포함하는 제1영역(1AR)을 둘러 싸는 형태로 배치되는 리플렉터(212), 제1영역(1AR) 내에 배치되는 컬러레진(213), 컬러레진(213) 상에 배치되되, 컬러레진(213)과 소정거리 이격되도록 배치되는 접착필름(215) 및 접착필름(215) 상에 배치되며, 발광소자(211)의 위치에 대응하여 배치되는 광변환패턴(216p)을 구비하는 광변환시트(216)를 포함할 수 있다.
발광소자(211)는 플립칩구조를 가질 수 있다. 발광소자(211)는 청색의 광을 발광할 수 있다. 하지만, 발광소자(211)가 발광하는 광의 색이 이에 한정되는 것은 아니다. 발광소자(211)는 기판(210) 상의 제1영역(1AR)의 중심에 배치될 수 있다.
리플렉터(212)는 발광소자(211)에서 방출된 광이 반사되게 할 수 있다. 리플렉터(212)는 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 리플렉터(212)는 도 3에 도시된 것과 같이 제1영역(1AR)에 대응하는 홀(hole)을 포함할 수 있다. 기판(210) 상에 리플렉터(212)가 배치되면 홀(hole)에 대응하여 기판(210) 상의 제1영역(1AR)이 노출될 수 있다. 또한, 기판(210)은 광을 반사할 수 있다. 기판(210)은 반사물질을 포함할 수 있다. 기판(210)과 리플렉터(212)는 백색 안료가 도포되어 광을 반사시킬 수 있다. 백색 안료는 PSR(photo solder resist)을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 제1영역(1AR)에 대응하는 홀(hole)은 원형인 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
컬러레진(213)은 제1영역(1AR) 내에 배치될 수 있다. 컬러레진(213)은 홀에 의해 제1영역(1AR)에만 배치될 수 있다. 컬러레진(213)은 자외선에 의해 경화될 수 있다. 제1영역(1AR)에 컬러레진(213)을 배치한 후 자외선을 이용하여 경화시킬 수 있다. 컬러레진(213)은 적색 형광체를 포함할 수 있다. 컬러레진(213)을 통과하는 광은 자주색일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 컬러레진(213)이 제1영역(1AR) 내에만 배치되기 때문에 형광체의 사용을 줄일 수 있고, 이로 인해 제조비용을 줄일 수 있다.
접착필름(215)은 컬러레진(213) 상에 배치될 수 있다. 접착필름(215)은 레진을 포함할 수 있다. 접착필름(215)의 굴절율은 컬러레진(213)의 굴절율과 동일하거나 유사할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 접착필름(215)은 컬러레진(213)과 소정거리 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 접착필름(215)과 컬러레진(213) 사이에는 컬러레진(213)과 굴절율이 다른 소정의 물질(214)이 배치될 수 있다. 소정의 물질(214)과 컬러레진(213)은 서로 접촉하고 있도록 하여 소정의 물질(214)과 컬러레진(213)의 경계에서 광이 전반사되도록 할 수 있다. 광이 전반사되는 각도는 소정의 물질(214)과 컬러레진(213)의 굴절율 차이에 대응할 수 있다. 소정의 물질(214)은 굴절율이 1~1.46 범위에 있는 물질일 수 있다. 또한, 소정물질(214)은 공기일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
광변환시트(216)는 광변환패턴(216p)을 포함할 수 있다. 광변환패턴(216p)이 발광소자(211)에 대응하는 위치에 배치되도록 광변환시트(216)를 접착필름(215) 상에 배치할 수 있다. 광변환패턴(216p)에 의해 발광소자에서 발광하는 수직방향의 광을 차단하여 핫스팟이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 광변환패턴(216p)은 입사되는 광을 반사시킬 수 있다.
광변환시트(216) 상에 형광체 필름(217)를 배치할 수 있다. 형광체 필름(217)에 포함되어 있는 형광체는 컬러레진(213)에 포함되어 있는 형광체와 다른 색일 수 있다. 형광체 필름(217) 상에 확산판(218)을 배치하고 확산판(218) 상부에 광학시트(219)를 배치할 수 있다. 광학시트(219)의 수는 한 개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 발광소자(211)의 상부에는 리플렉터(212a)가 더 배치될 수 있다. 발광소자(211)의 상부에 배치되는 리플렉터(212a)는 분산 브래그 리플렉터(distributed Bragg reflector)일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 리플렉터(212a)에 의해 발광소자(211)에서 수직방향 또는 수직방향에 근접한 경로를 갖는 광이 반사되게 할 수 있다.
도 8은 도 6에 도시된 백라이트 유닛에서 발광소자에서 방출된 광의 경로를 나타내는 개념도이다.
도 8을 참조하면, 발광소자(211)는 컬러레진(213) 내에 배치될 수 있다. 따라서, 발광소자(211)에서 방출된 광이 컬러레진(213)을 통과하게 되면, 발광소자(211)에서 방출된 광은 여기되어 컬러레진(213)이 포함하고 있는 형광체의 색과 혼합된 색을 갖는 에너지를 갖게 될 수 있다. 예를 들면, 발광소자(211)가 청색의 광을 발광하고 컬러레진(213)이 적색의 형광체를 포함하는 경우 컬러레진(213)을 통과한 광은 자주색을 갖게 될 수 있다. 하지만, 광의 경로에 따라 혼색이 되는 정도에서 차이가 발생될 수 있다. 예를 들면, 발광소자(211)에서 방출된 광 중 제1군(A)의 광은 통과하는 컬러레진(213)의 두께가 얇아 색이 충분히 혼색되지 않게 되는 문제가 발생하게 된다. 하지만, 발광소자(211)에서 방출된 광 중 제2군(B)에 해당되는 광은 컬러레진(213)을 통과한 후 리플렉터(212)에 의해 반사되어 다시 컬러레진(213)으로 투사된 후 외부로 진행될 수 있다. 이로 인해, 제1군(A)의 광과 제2군(B)의 광은 색재현율에서 차이가 발생될 수 있다. 그리고, 제1군(A)의 광에 의해 백라이트유닛(200a)의 색재현율이 낮아지게 되는 문제가 발생하게 된다.
상기의 문제점을 해결하기 위해, 컬러레진(213) 상부의 경계에서 컬러레진(213)의 상부에 배치되는 물질과의 굴절율 차이로 인해 제1군(A)의 광 중 적어도 일부가 컬러레진(213)의 경계에서 전반사될 수 있다. 제1경로(A)의 경로가 전반사로 인해 바뀌게 되면, 즉, 발광소자(211)에서 방출된 제1군(A)의 광이 제3군(C)의 광이 될 수 있다. 제3군(C)의 광은 컬러레진(213)의 경계에서 반사되어 다시 컬러레진(213)으로 향한 후 리플렉터(212)에서 반사되어 외부로 조사될 수 있다. 이로 인해 백라이트유닛(200a)의 색재현율이 높아질 수 있다.
그리고, 컬러레진(213)의 경계에서 전반사가 이루어지도록 하기 위해 컬러레진(213)의 상부에 컬러레진(213)과 굴절율이 다른 물질을 배치할 수 있다. 또한, 컬러레진(213)과 컬러레진(213) 상에 배치되는 물질의 굴절율의 차이를 크게 설정하여 컬러레진(213)의 경계에서 전반사가 이루어지는 각도(
Figure 112019110040448-pat00001
1)를 크게 할 수 있고 각도(
Figure 112019110040448-pat00002
1)를 크게 되면,컬러레진(213)의 경계에서 전반사가 되는 광의 양을 크게 할 수 있다.
도 9a 내지 도 9f는 도 6에 도시된 백라이트 유닛을 제조하는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 9a에 도시되어 있는 것과 같이 백라이트유닛(200a)은 기판(210) 상에 발광소자(211)를 배치할 수 있다. 발광소자(211)는 기판(210)에 직접 연결되는 플립칩 구조를 갖게 될 수 있다. 발광소자(211)는 기판(210) 상의 제1영역(1AR)에 대응하도록 배치될 수 있다. 발광소자(211)는 제1영역(1AR)의 중심에 배치될 수 있다. 여기서, 기판(210) 상에 배치되는 발광소자(211)의 수는 3개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(210)은 광을 반사할 수 있도록 반사물질을 포함할 수 있다. 또한, 기판(210)은 백색의 안료가 도포될 수 있다. 또한, 발광소자(211)는 도 6에 도시된 것과 같이 상부에 리플렉터(212a)가 더 배치될 수 있다. 발광소자(211)의 상부에 배치되는 리플렉터(212a)는 분산 브래그 리플렉터(distributed Bragg reflector)일 수 있다.
그리고, 도 9b에 도시되어 있는 것과 같이 리플렉터(212)를 기판(210) 상에 배치할 수 있다. 리플렉터(212)는 일정한 직경을 갖는 홀(hole)을 포함할 수 있고 홀(hole)은 제1영역(1AR)에 대응할 수 있다. 따라서, 기판(210) 상의 제1영역(1AR)은 리플렉터(212)에 의해 가려지지 않게 될 수 있다.
그리고, 도 9c에 도시되어 있는 것과 같이 리플렉터(212)의 홀(hole)에 대응하는 제1영역(1AR)에 컬러레진(213)을 투입하고 자외선으로 경화시킨다. 컬러레진(213)의 상면은 리플렉터(212)의 상면보다 아래에 배치되게 될 수 있다. 즉, 컬러레진(213)의 높이(h1)보다 리플렉터(212)의 높이(h2)가 더 높을 수 있다. 여기서, 컬러레진(213)의 상면은 수평면과 나란한 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 컬러레진(213)의 상면은 오목하거나 볼록할 수 있다. 다만, 컬러레진(213)의 상면의 최고점은 리플렉터(212)의 높이보다 낮게 된다.
그리고, 도 9d에 도시되어 있는 것과 같이, 리플렉터(212)가 배치되어 있는 기판(210) 상에 접착필름(215)를 배치할 수 있다. 접착필름(215)은 리플렉터(212)의 높이가 컬러레진(213)의 높이보다 더 높아 접착필름(215)은 컬러레진(213) 상에서 컬러레진(213)과 일정한 간격을 갖도록 배치될 수 있다. 일정한 간격에는 소정의 물질(214)을 배치할 수 있다. 소정의 물질(214)은 공기일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 컬러레진(213)과 굴절율이 다른 물질일 수 있다. 접착필름(215)은 광이 투과할 수 있는 물질일 수 있다.
그리고, 도 9e에 도시되어 있는 것과 같이, 접착필름(215) 상에 광변환시트(216)를 배치할 수 있다. 광변환시트(216)는 광변환패턴(216p)을 포함하고 광변환패턴(216p)은 발광소자(211)가 배치되는 위치에 대응할 수 있다. 광변환시트(216)에 포함된 광변환패턴(216p)에 의해 발광소자(211)에서 수직 또는 수직에 근접한 각도로 조사되는 광을 차단하여 도 1에 도시된 백라이트유닛(200)에 핫스팟이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 도 9f에 도시되어 있는 것과 같이 광변환시트(216) 상에 형광체 필름(217)를 배치할 수 있다. 형광체 필름(217)은 컬러레진과 다른 색을 갖는 형광체를 포함할 수 있다. 형광체 필름(217) 상에 확산판(218)을 배치하고 확산판(218) 상에 광학시트(219)를 배치할 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 제2실시예를 나타내는 구조도이다.
도 10을 참조하면, 백라이트유닛(200b)은 기판(210) 상에 에 배치되며, 플립칩 구조를 갖는 발광소자(211), 발광소자(211)와 발광소자 주위를 포함하는 제1영역(1AR)을 둘러 쌓도록 배치되는 리플렉터(212), 제1영역(1AR) 내에 배치되는 컬러레진(213), 컬러레진(213) 상에 배치되되, 컬러레진(213)과 소정거리 이격되도록 배치되는 접착필름(215) 및 접착필름(215) 상에 배치되며, 발광소자(211)의 위치에 대응하여 배치되는 광변환패턴(216p)을 구비하는 광변환시트(216)를 포함할 수 있다.
발광소자(211)는 청색의 광을 발광할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 발광소자(211)는 기판(210) 상의 제1영역(1AR)의 중심에 배치될 수 있다.
리플렉터(212)는 발광소자(211)에서 방출된 광이 반사되게 할 수 있다. 리플렉터(212)는 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 리플렉터(212)는 도 3에 도시된 리플렉터(212)와 동일할 수 있고 제1영역(1AR)에 대응하는 홀(hole)을 포함할 수 있다. 기판(210) 상에 리플렉터(212)가 배치되면 홀(hole)에 대응하여 기판(210) 상의 제1영역(1AR)이 노출될 수 있다. 리플렉터(212)는 백색 안료가 도포되어 광을 반사시킬 수 있다. 백색 안료는 PSR(photo solder resist)을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 제1영역(1AR)에 대응하는 홀(hole)은 원형인 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
컬러레진(213)은 제1영역(1AR) 내에 배치될 수 있다. 컬러레진(213)은 홀에 의해 제1영역(1AR)에만 배치될 수 있다. 컬러레진(213)은 자외선에 의해 경화될 수 있다. 제1영역(1AR)에 컬러레진(213)을 배치한 후 자외선을 이용하여 경화시킬 수 있다. 컬러레진(213)은 노란색 형광체를 포함할 수 있다. 또한, 컬러레진(213)은 적색 형광체와 녹색 형광체를 포함할 수 있다. 컬러레진(213)을 통과하는 광은 자주색일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 컬러레진(213)이 제1영역(1AR) 내에만 배치되기 때문에 형광체의 사용을 줄일 수 있고, 이로 인해 제조비용을 줄일 수 있다.
접착필름(215)은 컬러레진(213) 상에 배치될 수 있다. 접착필름(215)은 레진을 포함할 수 있다. 접착필름(215)의 굴절율은 컬러레진(213)의 굴절율과 동일하거나 유사할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 접착필름(215)은 OCA(Optical Clear adhesive)필름일 수 있다. 접착필름(215)은 컬러레진(213)과 소정거리 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 접착필름(215)과 컬러레진(213) 사이에는 컬러레진(213)과 굴절율이 다른 소정의 물질(314)이 배치될 수 있다. 소정의 물질(314)과 컬러레진(213)은 서로 접촉하고 있도록 하여 소정의 물질(314)과 컬러레진(213)의 경계에서 광이 전반사되도록 할 수 있다. 광이 전반사되는 각도는 소정의 물질(314)과 컬러레진(213)의 굴절율 차이에 대응할 수 있다. 소정의 물질은 공기일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
광변환시트(216)는 광변환패턴(216p)을 포함할 수 있다. 광변환패턴(216p)이 발광소자(211)에 대응하는 위치에 배치되도록 광변환시트(216)를 접착필름(215) 상에 배치할 수 있다. 광변환패턴(216p)에 의해 발광소자에서 발광하는 수직방향의 경로 및 수직방향에 근접한 경로를 갖는 광을 차단하여 백라이트유닛(200b)에 핫스팟이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 광변환패턴(216p)은 도 4에 도시되어 것과 같은 형상을 가질 수 있다.
광변환시트(216) 상에 확산판(218)을 배치하고 확산판(218) 상부에 광학시트를 배치할 수 있다. 광학시트(219)의 수는 한 개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 컬러레진(213)이 색이 다른 두가지의 형광체를 포함하거나 두가지 색을 갖는 형광체를 가지고 있어 광변환시트 상부에 도 2에 도시된 것과 달리 백라이트유닛은 형광체 필름(217)을 포함하지 않을 수 있다. 이로 인해, 백라이트유닛(200)에서 사용되는 형광체의 양을 줄일 수 있어 제조비용을 절감할 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 백라이트 유닛의 제3실시예를 나타내는 구조도이다.
도 11을 참조하면, 백라이트유닛(200c)은 기판(210) 상에 배치되며, 플립칩 구조를 갖는 발광소자(211), 제1영역(1AR) 내에 배치되는 컬러레진(213), 컬러레진(213) 상에 배치되되, 컬러레진(213)과 소정거리 이격되도록 배치되는 접착필름(215) 및 접착필름(215) 상에 배치되며, 발광소자(211)의 위치에 대응하여 배치되는 광변환패턴(216p)을 구비하는 광변환시트(216)를 포함할 수 있다.
발광소자(211)는 플립칩구조를 가질 수 있다. 플립칩구조는 발광소자(211)를 패키지 내에 실장하지 않고 기판(210) 상에 발광소자(211)를 직접 배치하도록 함으로써, 가볍고 조사각이 넓은 광원을 제조할 수 있다. 발광소자(211)는 청색의 광을 발광할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 발광소자(211)는 기판(210) 상의 제1영역(1AR)의 중심에 배치될 수 있다.
기판(210)에는 제1영역(1AR)에 대응하는 홈(ca)이 형성될 수 있다. 발광소자(211)는 홈(ca)에 배치될 수 있다. 기판(210)의 홈(ca)의 외벽이 리플렉터의 역할을 수행할 수 있다. 홈(ca)의 외벽이 리플렉터의 역할을 수행하기 위해서 기판(210)에는 백색안료가 도포될 수 있다. 즉, 기판(210)과 기판(210) 상에 도포되는 백색안료는 리플렉터의 역할을 수행할 수 있다. 백색 안료는 PSR(photo solder resist)을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 제1영역(1AR)에 대응하는 홈(ca)은 원형인 것으로 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
컬러레진(213)은 제1영역(1AR) 내에 배치될 수 있다. 컬러레진(213)은 홈(ca)에 의해 제1영역(1AR)에만 배치될 수 있다. 컬러레진(213)은 자외선에 의해 경화될 수 있다. 제1영역(1AR)에 컬러레진(213)을 배치한 후 자외선을 이용하여 경화시킬 수 있다. 컬러레진(213)은 적색 형광체를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 컬러레진(213)은 노란색 형광체를 포함할 수 있다. 또한, 컬러레진(213)은 적색 형광체와 녹색 형광체를 포함할 수 있다. 컬러레진(213)을 통과하는 광은 자주색일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 컬러레진(213)이 제1영역(1AR) 내에만 배치되기 때문에 형광체의 사용을 줄일 수 있다.
접착필름(215)은 컬러레진(213) 상에 배치될 수 있다. 접착필름(215)은 레진을 포함할 수 있다. 접착필름(215)의 굴절율은 컬러레진(213)의 굴절율과 동일하거나 유사할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 접착필름(215)은 OCA(Optical Clear adhesive)필름일 수 있다. 접착필름(215)은 컬러레진(213)과 소정거리 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 접착필름(215)과 컬러레진(213) 사이에는 컬러레진(213)과 굴절율이 다른 소정의 물질(214)이 배치될 수 있다. 소정의 물질(214)과 컬러레진(213)은 서로 접촉하고 있도록 하여 소정의 물질(214)과 컬러레진(213)의 경계에서 광이 전반사되도록 할 수 있다. 광이 전반사되는 각도는 소정의 물질(214)과 컬러레진(213)의 굴절율 차이에 대응할 수 있다. 소정의 물질(214)은 굴절율이 1~1.46 범위에 있는 물질일 수 있다. 또한, 소정물질(214)은 공기일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
광변환시트(216)는 광변환패턴(216p)을 포함할 수 있다. 광변환패턴(216p)이 발광소자(211)에 대응하는 위치에 배치되도록 광변환시트(216)를 접착필름(215) 상에 배치할 수 있다. 광변환패턴(216p)에 의해 발광소자에서 발광하는 수직방향의 경로를 갖는 광 또는 수직방향에 인접한 경로를 갖는 광을 차단하여 백라이트유닛(200c)에 핫스팟이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 광변환패턴(216p)은 도 4에 도시되어 것과 같은 형상을 가질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
광변환시트(216) 상에 형광체 필름(217)를 배치할 수 있다. 형광체 필름(217)은 녹색 형광체를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 컬러레진(213)이 노란색 형광체 또는 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함하는 경우 광변환시트(216) 상에는 형광체 필름(217)가치되지 않게 될 수 있다.
광변환시트(216) 또는 형광체 필름(217) 상에 확산판(218)을 배치하고 확산판(218) 상부에 광학시트를 배치할 수 있다. 광학시트(219)의 수는 한 개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
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.
10: 표시장치
100: 디스플레이패널
200: 백라이트유닛
210: 기판
211: 발광소자
212: 리플렉터
213: 컬러레진
214: 소정의 물질
215: 접착필름
216: 광변환시트
217: 형광체 필름
218: 확산판
219: 광학시트

Claims (14)

  1. 플립칩구조를 갖는 발광소자;
    상기 발광소자와 상기 발광소자 주위를 포함하는 제1영역을 둘러싸는 형태로 배치되는 제1리플렉터;
    상기 제1영역 내에 배치되는 컬러레진;
    상기 컬러레진 상에 배치되되, 상기 컬러레진과 소정거리 이격되도록 배치되는 접착필름; 및
    상기 접착필름 상에 배치되며, 상기 발광소자의 위치에 대응하여 배치되는 광변환패턴을 구비하는 광변환시트를 포함하고,
    상기 접착필름과 상기 컬러레진 사이에는 상기 컬러레진과 굴절율이 다른 물질이 배치되며,
    상기 제1리플렉터는 상기 제1영역과 대응하는 홀을 포함하고, 상기 홀에는 상기 발광소자와, 상기 발광소자의 상면에 배치되는 제2리플렉터 및 상기 컬러레진과 굴절율이 다른 물질이 배치되는 백라이트유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1리플렉터의 높이는 상기 컬러레진의 높이보다 더 높은 백라이트유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자가 배치되는 기판을 더 포함하고,
    상기 기판에 상기 제1영역에 대응하는 홈이 형성되고, 상기 제1리플렉터는 상기 기판과 상기 기판에 도포된 반사막을 포함하는 백라이트 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광변환시트 상부에 상기 컬러레진과 다른 색의 형광체를 포함하는 형광체 필름이 배치되는 백라이트 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컬러레진은 서로 다른 색을 갖는 두 종류의 형광체를 포함하는 백라이트유닛.
  7. 삭제
  8. 디스플레이패널;
    상기 디스플레이패널의 하부에 배치되고 상기 디스플레이패널에 광을 조사하는 백라이트유닛을 포함하되,
    상기 백라이트유닛은,
    플립칩구조를 갖는 발광소자;
    상기 발광소자와, 상기 발광소자 주위를 포함하는 제1영역을 둘러 싸는 형태로 배치되는 제1리플렉터;
    상기 제1영역 내에 배치되는 컬러레진;
    상기 컬러레진 상에 배치되되, 상기 컬러레진과 소정거리 이격되도록 배치되는 접착필름; 및
    상기 접착필름 상에 배치되며, 상기 발광소자의 위치에 대응하여 배치되는 광변환패턴을 구비하는 광변환시트를 포함하고,
    상기 접착필름과 상기 컬러레진 사이에는 상기 컬러레진과 굴절율이 다른 물질이 배치되며,
    상기 제1리플렉터는 상기 제1영역과 대응하는 홀을 포함하고, 상기 홀에는 상기 발광소자와, 상기 발광소자의 상면에 배치되는 제2리플렉터 및 상기 컬러레진과 굴절율이 다른 물질이 배치되는 표시장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1리플렉터의 높이는 상기 컬러레진의 높이보다 더 높은 표시장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 발광소자가 배치되는 기판을 더 포함하고,
    상기 기판에 상기 제1영역에 대응하는 홈이 형성되고, 상기 제1리플렉터는 상기 기판과 상기 기판에 도포된 반사막을 포함하는 표시장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 광변환시트 상부에 상기 컬러레진과 다른 색을 갖는 형광체를 포함하는 형광체 필름이 배치되는 표시장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 컬러레진은 서로 다른 색을 갖는 두 종류의 형광체를 포함하는 표시장치.
  14. 삭제
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