(57)【要約】【課題】導光体へ均一な光を提供し、光損失が減少されたバックライトユニットが提供される。【解決手段】表示装置はバックライトユニットと前記バックライトユニットから受信された光に基づいて映像を生成する表示パネルを含む。前記バックライトユニットは回路基板、複数個の発光素子、入光面を具備する導光体及び前記回路基板の前記一面と前記入光面との間に配置されたガイド部材を含む。前記ガイド部材は前記発光素子と前記入光面との間の距離を一定に維持し、光損失を減らす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板及び前記回路基板の一面に実装された複数個の発光素子を含む光源と、
前記回路基板の前記一面に対向する入光面を含み、前記光源から受信された光をガイドする導光体と、
前記回路基板の前記一面と前記入光面との間に配置され、前記複数個の発光素子に対応するように配列された複数個のホールを含むガイド部材と、を含むバックライトユニット。
【請求項２】
前記ガイド部材は、
前記入光面に対向する第１面と、
前記第１面に対向し前記回路基板の前記一面に接触する第２面と、
前記第１面と前記第２面を連結する複数個の連結面と、を含み、
前記複数個のホールは前記第１面から前記第２面に貫通することを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記第１面は前記導光体の前記入光面に接触することを特徴とする請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記複数個のホールの各々は、前記ガイド部材から円錐台又は多角錐台形状の一部分が除去されて定義されたことを特徴とする請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記複数個のホールの各々は、前記第１面と前記第２面との間に、前記第１面及び前記第２面に対して傾斜を有する壁面を含み、
前記壁面は前記第２面に鋭角をなすことを特徴とする請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記複数個のホールの各々は、前記複数個の発光素子の中で対応する発光素子の高さ以上の深さを有することを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記複数個のホールの各々の前記壁面は、前記複数個の発光素子の中で対応する発光素子から提供された光を反射させることを特徴とする請求項５に記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記壁面から前記反射された光は、前記導光体の前記入射面へ入射されることを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニット。
【請求項９】
前記ガイド部材は弾性重合体及びシリコンの中で少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項２に記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
前記ガイド部材のカラーはホワイトであることを特徴とする請求項９に記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバックライトユニット及びこれを含む表示装置に関し、光効率が向上されたバックライトユニット及び表示品質が向上された表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は透過型、半透過形、又は反射型等に区分される。前記透過型及び半透過形表示装置は映像を表示する表示パネル及び前記表示パネルへ光を供給するバックライトユニットを含む。
【０００３】
前記バックライトユニットは光を生成する光源と、前記光源から受信した光を前記表示パネル方向にガイドする導光体とを具備する。前記光源は回路基板及び前記回路基板に実装された複数個の発光素子を含む。前記回路基板は前記導光体の入光面に対向する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国特許公開第１０−２０１０−００７７４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は導光体へ概ね均一な光を提供し、光損失の現象を抑制できるバックライトユニットを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は前記バックライトユニットを具備する表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によるバックライトユニットは、光源、導光体、及びガイド部材を含む。前記光源は、回路基板、及び前記回路基板の一面に実装された複数個の発光素子を含む。前記導光体は、前記回路基板の前記一面に対向する入光面を含み、前記光源から受信された光をガイドする。前記ガイド部材は、前記回路基板の前記一面と前記入光面との間に配置される。前記ガイド部材は、前記複数個の発光素子に対応するように配列された複数個のホールを含む。
【０００８】
前記ガイド部材は、前記入光面に接触する第１面、前記第１面に対向し、前記回路基板の前記一面に接触する第２面及び前記第１面と前記第２面を連結する複数個の連結面を含む。前記複数個のホールは前記第１面から前記第２面に貫通する。
【０００９】
前記複数個のホールの各々は、前記ガイド部材から円錐台又は多角錐台形状の一部分が除去されて形成され得る。
【００１０】
前記複数個のホールの各々は前記第１面から前記第２面に傾いた壁面を含み、前記壁面は前記第２面に鋭角をなす。
【００１１】
前記ガイド部材は、弾性重合体及びシリコンの中で少なくともいずれか１つを含む。前記ガイド部材のカラーはホワイトである。
【００１２】
前記回路基板は、複数個の配線及び前記複数個の配線に連結され、外部に露出された複数個の接続端子を含む。前記複数個の発光素子の各々は、前記複数個の接続端子の中に対応する接続端子に電気的に連結された発光ダイオードを含む。
【００１３】
前記複数個の発光素子の各々は前記発光ダイオードを保護する封止部材をさらに含む。前記封止部材は前記回路基板の前記一面に接触される。
【００１４】
本発明の一実施形態による表示装置は上述したバックライトユニットと前記バックライトユニットから受信された光に基づいて映像を生成する表示パネルを含む。
【００１５】
前記表示装置は前記バックライトユニットを収容する保護部材及び前記保護部材に結合され、前記回路基板を固定する支持部材をさらに包含できる。前記保護部材は第１底部及び前記第１底部から折曲された第１側壁部を含む。前記支持部材は、前記第１底部上に配置された第２底部及び前記第２底部から折曲された第２側壁部を含む。前記回路基板の前記一面に対向する他面は前記第２側壁部上に配置される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、導光体へ均一な光を提供し、光損失の減少を抑制できるバックライトユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による表示装置の分解斜視図である。
【図２】図１に図示された表示装置の一部構成に対する分解斜視図である。
【図３】図１に図示された光源の一部分を拡大した図面である。
【図４】図１に図示された光源とガイド部材の分解斜視図である。
【図５】図１に図示された光源とガイド部材の結合斜視図である。
【図６】図５のＩ−Ｉ’にしたがう断面図である。
【図７】図５に図示されたガイド部材の機能を示した図面である。
【図８】図１に図示された一部構成が結合された状態を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。
【００１９】
本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるので、特定実施形態を図面に例示し、本文で詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定な開示形態に対して限定しようとすることでなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全て変更、均等物乃至代替物を含むこととして理解しなければならない。
【００２０】
各図面を説明しながら、類似な参照符号を類似な構成要素に対して使用した。添付された図面において、構造物の寸法は本発明の説明を明確するために実際より拡大して示したことである。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態による表示装置の分解斜視図である。図２は図１に図示された表示装置の一部構成に対する分解斜視図である。
【００２２】
図１及び図２に示したように、表示装置は保護部材１００Ｕ、１００Ｌ、表示パネル２００、バックライトユニット３００を含む。
【００２３】
前記保護部材１００Ｕ、１００Ｌは互いに結合される上部保護部材１００Ｕと下部保護部材１００Ｌを含む。前記上部保護部材１００Ｕと前記下部保護部材１００Ｌは前記表示装置の外面を構成し、他の構成を収容する。
【００２４】
前記上部保護部材１００Ｕは前記表示パネル２００の上側に配置される。前記上部保護部材１００Ｕは前記表示パネル２００の一部領域、例えば映像が生成される表示領域ＤＡを露出させる開口部１００Ｕ−ＯＰを具備する。前記上部保護部材１００Ｕは前記表示パネル２００の非表示領域ＮＤＡに重畳するように配置される。前記非表示領域ＮＤＡは前記表示領域ＤＡに隣接し、映像が生成されない領域である。
【００２５】
前記下部保護部材１００Ｌは前記表示パネル２００の下側に配置される。前記下部保護部材１００Ｌは底部（１１０、以下第１底部）及び前記第１底部１１０から上側に折曲された側壁部（１２０、以下第１側壁部）を含む。
【００２６】
例えば、前記第１底部１１０は長方形状であり得る。前記第１側壁部１２０は前記第１底部１１０の４つの辺から折曲される。前記第１側壁部１２０は前記第１底部１１０の４つの辺に対応するように４つの部分１２０−１乃至１２０−４に区分され得る。
【００２７】
前記表示装置は中間保護部材１００Ｍをさらに包含できる。前記中間保護部材１００Ｍは前記上部保護部材１００Ｕと前記下部保護部材１００Ｌとの間に配置される。前記中間保護部材１００Ｍは前記表示パネル２００の前記非表示領域ＮＤＡに重畳する長方形のフレームであり得る。前記中間保護部材１００Ｍは内側に位置された開口部１００Ｍ−ＯＰを含む。前記中間保護部材１００Ｍは前記表示パネル２００を支持する。
【００２８】
前記表示パネル２００は前記バックライトユニット３００から光を受信し、映像を生成する。前記表示パネル２００は透過型又は半透過形表示パネルである。例えば、前記表示パネル２００は液晶表示パネル（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、電氣泳動表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、又はエレクトロ・ウェッティング表示パネル（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）等であり得る。本実施形態では前記表示パネル２００は第１基板２１０、第２基板２２０、及び前記第１基板２１０と前記第２基板２２０との間に配置された液晶層（図示せず）を含む液晶表示パネルであり得る。
【００２９】
前記バックライトユニット３００は光を生成する光源ＬＳ、前記光源ＬＳから受信した光を前記表示パネル２００方向にガイドする導光体ＬＧ、及び前記光源ＬＳと前記導光体ＬＧとの間に配置されたガイド部材ＧＰを含む。
【００３０】
前記光源ＬＳは回路基板ＰＣＢ及び前記回路基板ＰＣＢに実装された複数個の発光素子ＬＢを含む。
【００３１】
図３は光源ＬＳの一部を拡大して示した断面図である。図３は１つの発光素子ＬＢとそれに対応する回路基板ＰＣＢの断面を例示的に図示した。図３を参照して前記光源ＬＳに対して詳細に検討する。
【００３２】
図３に示したように、前記回路基板ＰＣＢは少なくとも１つの絶縁層と少なくとも１つの回路層を含む。図３は２つの絶縁層１１、１２と２つの回路層２１、２２が交互に積層された多層回路基板を例示的に図示した。
【００３３】
前記２つの回路層２１、２２の中で最上層の回路層２２は保護層３０によってカバーされる。前記最上層の回路層２２は複数個の配線（図示せず）と前記複数個の配線（図示せず）に連結された接続端子２２−１、２２−２を含む。前記保護層３０は前記接続端子２２−１、２２−２を露出させる開口部３０−ＯＰ１、３０−ＯＰ２を含む。
【００３４】
前記発光素子ＬＢは前記回路基板ＰＣＢの一面上に実装される。図３に示したように、前記発光素子ＬＢは発光ダイオードＬＥＤを包含することができる。前記発光ダイオードＬＥＤは第１電極ＥＤ１及び第２電極ＥＤ２を通じて印加される駆動電圧に応答して光を発生する。前記発光ダイオードＬＥＤはｎ形半導体層、活性層、ｐ形半導体層が順次的に積層された構造を有することができる。前記発光ダイオードＬＥＤへ駆動電圧が印加されれば、電子と正孔が移動しながら結合され、前記電子と正孔の結合によって光が生成される。
【００３５】
前記第１電極ＥＤ１は前記接続端子２２−１、２２−２の中で１つに連結され、前記第２電極ＥＤ２は接続端子２２−１、２２−２の中で他の１つに連結される。前記１電極ＥＤ１及び前記第２電極ＥＤ２はワイヤＷＲ１、ＷＲ２によって前記接続端子２２−１、２２−２に各々連結され得る。前記発光ダイオードＬＥＤは接着部材ＡＤによって前記保護層３０上に付着され得る。
【００３６】
また、前記発光素子ＬＢは前記発光ダイオードＬＥＤを保護する封止部材ＥＣをさらに包含できる。前記封止部材ＥＣは前記ワイヤＷＲ１、ＷＲ２が断線されるか、或いは酸化されることを防止する。前記封止部材ＥＣはエポキシ樹脂のような樹脂材料に構成され、分散された散乱材（図示せず）を包含することができる。
【００３７】
前記封止部材ＥＣは一部分が前記回路基板ＰＣＢの一面上に接触される半球形状であり得る。前記半球形状の封止部材ＥＣは回路基板ＰＣＢの一面上で前記発光ダイオードＬＥＤに向かってスポッティングされた封止材が硬化されることによって形成される。
【００３８】
再び図１及び図２を参照すれば、前記導光体ＬＧは前記表示パネル２００の下側に配置される。前記導光体ＬＧは第１面ＵＳ、第２面（図示せず）、及び前記第１面ＵＳと前記第２面を連結する複数個の連結面を含む。前記導光体ＬＧは長方形のプレートであり得る。前記複数個の連結面は第１方向Ｄ１で対向する２つの連結面と第２方向Ｄ２で対向する２つの連結面を含む。前記第１方向Ｄ１と前記第２方向Ｄ２は互いに直交する。図１及び図２には前記複数個の連結面の中で２つの連結面ＣＳ２、ＣＳ４が図示された。
【００３９】
前記第２方向Ｄ２で対向する２つの連結面の中でいずれか１つの連結面は前記複数個の発光素子ＬＢに対向する。前記複数個の発光素子ＬＢに対向する連結面は入光面（ＣＳ１：図８参照）として定義される。前記入光面ＣＳ１は図１及び図２に図示された連結面（ＣＳ２、以下対光面）に対向する面である。
【００４０】
本実施形態で前記第１方向Ｄ１で対向する２つの連結面は各々第１側面（ＣＳ３：図８参照）と第２側面ＣＳ４として定義される。前記第１側面ＣＳ３及び前記第２側面ＣＳ４は各々前記入光面ＣＳ１と前記対光面ＣＳ２を連結する。前記入光面ＣＳ１及び前記対光面ＣＳ２は前記第１方向Ｄ１に延長され、前記第１側面ＣＳ３及び前記第２側面ＣＳ４は前記第２方向Ｄ２に延長される。
【００４１】
前記第１面ＵＳは前記入光面ＣＳ１へ入射された光が出射される面である。前記第２面（図示せず）は前記導光体ＬＧの厚さ方向で前記第１面ＵＳに対向する面である。
【００４２】
前記ガイド部材ＧＰは前記回路基板ＰＣＢと前記入光面ＣＳ１との間に配置される。前記ガイド部材ＧＰは前記複数個の発光素子ＬＢに対応するように配列された複数個のホールＧＰ−ＯＰを含む。
【００４３】
図４は図１に図示された光源とガイド部材の分解斜視図であり、図５は図１に図示された光源とガイド部材の結合斜視図である。図６は図５のＩ−Ｉ’にしたがう断面図である。図７は図５に図示されたガイド部材の機能を示した図面である。以下、図４乃至図７を参照して前記ガイド部材に対して詳細に検討する。
【００４４】
前記ガイド部材ＧＰは前記回路基板ＰＣＢのように前記第１方向Ｄ１に延長された形状である。前記複数個のホールＧＰ−ＯＰの各々は前記ガイド部材ＧＰから円錐台又は多角錐台形状の一部分が除去されて形成される。
【００４５】
前記ガイド部材ＧＰは前記入光面ＣＳ１に接触する第１面ＧＳ１及び前記入光面ＣＳ１に対向し前記回路基板ＰＣＢの前記一面に接触する第２面（ＧＳ２：図６参照）を含む。また、前記ガイド部材ＧＰは前記第１面ＧＳ１と前記第２面ＧＳ２を連結する複数個の連結面を含む。
【００４６】
前記複数個のホールＧＰ−ＯＰは前記第１面ＧＳ１で前記第２面ＧＳ２に貫通する。前記複数個のホールＧＰ−ＯＰの各々は前記第１面ＧＳ１から前記第２面に傾いた壁面（ＷＳ：図６参照）を含む。前記壁面ＷＳは前記第１面ＧＳ１と鈍角（θ１）をなし、前記第２面ＧＳ２と鋭角（θ２）をなす。
【００４７】
一方、本発明の他の実施形態で、前記複数個のホールＧＰ−ＯＰの各々は前記ガイド部材ＧＰから円柱又は多角柱形状の一部分が除去されて形成され得る。この時、前記壁面ＷＳは前記第１面ＧＳ１及び前記第２面ＧＳ２に各々直角をなす。
【００４８】
図７に示したように、前記複数個の発光素子ＬＢから生成された光の中で一部は直ちに前記入光面ＣＳ１へ進入し、他の一部は前記壁面ＷＳへ入射する。前記壁面ＷＳへ入射された一部の光は前記壁面ＷＳから反射されて前記入光面ＣＳ１へ進入する。前記ガイド部材ＧＰは前記複数個の発光素子ＬＢから生成された光の大部分を前記入光面ＣＳ１にガイドする。それによって、前記入光面ＣＳ１へ進入する光量が増加し、損失される光量が減少される。ここで、前記壁面ＷＳの反射率を増加させるために前記ガイド部材ＧＰのカラーはホワイトであることが望ましい。
【００４９】
再び図１及び図２を参照すれば、前記表示装置は支持部材４００をさらに包含できる。前記支持部材４００は前記下部保護部材１００Ｌに結合され、前記回路基板ＰＣＢを固定する。前記支持部材４００は底部（４１０、以下第２底部）及び前記第２底部４１０から折曲された側壁部（４２０、以下第２側壁部）を含む。
【００５０】
前記第２底部４１０は前記第１底部１１０上に配置され、前記導光体ＬＧの一部分を支持する。前記支持部材４００は前記第１底部１１０に固定され得る。例えば、前記第２底部４１０は図示されないねじ釘によって前記第１底部１１０に固定され得る。前記第２側壁部４２０は前記第１側壁部１２０のいずれか１つの部分１２０−１に対向する。
【００５１】
図８は図１に図示された一部構成が結合された状態を示した平面図である。図８で一部構成の境界を示すために、前記一部構成の間の間隔が精密に離隔されたことと図示したが、下の説明のように前記一部構成は互いに接触され得る。
【００５２】
図８に示したように、前記第２側壁部４２０は前記第１側壁部１２０のいずれか１つの部分１２０−１に接触される。前記回路基板ＰＣＢは前記第２側壁部４２０に接触される。前記ガイド部材ＧＰは前記回路基板ＰＣＢの一面と前記導光体ＬＧの入光面ＣＳ１との間に配置される。前記複数個の発光素子ＬＢは前記複数個のホールＧＰ−ＯＰへ各々挿入される。
【００５３】
前記ガイド部材ＧＰの前記第１面ＧＳ１は前記入光面ＣＳ１に接触し、前記第２面ＧＳ２は前記回路基板ＰＣＢの前記一面に接触する。前記入光面ＣＳ１と前記回路基板ＰＣＢは前記ガイド部材ＧＰの厚さぐらい離隔されて配置される。前記複数個の発光素子ＬＢの頭頂部と前記入光面ＣＳ１との間の間隔は、前記ガイド部材ＧＰによって一定に維持される。前記複数個の発光素子ＬＢの前記頭頂部は、前記入光面ＣＳ１に最も隣接する前記封止部材（ＥＣ：図３参照）の一地点として定義される。
【００５４】
第２側壁部４２０の外面は前記第１側壁部１２０の内面に接触される。前記回路基板ＰＣＢは前記第２側壁部４２０の内面に接触される。前記ガイド部材ＧＰは前記入光面ＣＳ１及び前記回路基板ＰＣＢの一面に接触する。前記複数個の発光素子ＬＢと前記入光面ＣＳ１との間の間隔は前記ガイド部材ＧＰによって一定に維持される。前記複数個の発光素子ＬＢと前記入光面ＣＳ１との間の距離は実質的に同一である。したがって、前記導光体ＬＧは領域に関わらず均一な光を受信する。
【００５５】
前記ガイド部材ＧＰは弾性を有する物質で構成される。例えば、前記ガイド部材ＧＰは弾性重合体及びシリコンの中で少なくともいずれか１つを含む。前記ガイド部材ＧＰは外部の衝撃を吸収する。したがって、前記ガイド部材ＧＰと前記入光面ＣＳ１の摩擦による前記入光面ＣＳ１の損傷は防止される。
【００５６】
別に図示していないが、前記表示装置は前記表示パネル２００へ提供される光の効率を高くするために光学シートと反射シートをさらに包含できる。
【００５７】
前記光学シートは前記導光体ＬＧと前記表示パネル２００との間に配置される。前記光学シートは前記導光体ＬＧ上に配置されたプリズムシートを包含することができる。前記プリズムシートは前記導光体ＬＧの第１面ＵＳから出射された光を上側の表示パネル２００の平面と垂直になる方向に集光する役割を遂行する。前記プリズムシートを通過した光は大部分前記表示パネル２００へ垂直に入射される。
【００５８】
また、前記光学シートは前記導光体ＬＧの前記第１面ＵＳから出射された光を拡散させる拡散シートをさらに包含できる。前記拡散シートは前記導光体ＬＧと前記プリズムシートとの間に配置され得る。
【００５９】
前記反射シートは前記導光体ＬＧの下側に配置される。前記反射シートは前記導光体ＬＧの第２面（図示せず）等に漏洩される光を反射させて前記導光体ＬＧへ再入射させる。
【００６０】
上述した構成によれば、前記複数個の発光素子から生成された光は前記ガイド部材によって前記導光体の入光面にガイドされる。前記ガイド部材の前記複数個のホールの壁面は前記複数個の発光素子から生成された光を反射させ、前記反射された光は前記導光体の入光面で入射される。したがって、前記導光体へ入射される光量が増加され、漏洩される光量が減少される。
【００６１】
前記ガイド部材は前記回路基板の一面と前記導光体の入光面を一定な間隔に維持させる。前記複数個の発光素子と前記入光面との間の距離は実質的に同一である。したがって、前記導光体は領域に関わらず、均一な光を受信する。
【００６２】
弾性を有する物質で構成された前記ガイド部材は外部の衝撃を吸収する。したがって、前記ガイド部材が前記入光面に接触されても、前記入光面の損傷は減少される。
【００６３】
均一な光を受信した前記導光体は領域に関わらず、前記表示パネルへ均一な光を提供する。均一な光を受信した前記表示パネルは輝度が均一な映像を生成する。
【００６４】
以上実施形態を参照して説明したが、該当技術分野の熟練された当業者は下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させ得ることを理解できる。
【符号の説明】
【００６５】
１００Ｕ・・・上部保護部材
１００Ｌ・・・下部保護部材     
２００・・・表示パネル
３００・・・バックライトユニット
４００・・・支持部材
ＬＳ・・・光源
ＰＣＢ・・・回路基板
ＬＢ・・・発光素子
ＧＰ・・・ガイド部材
ＬＧ・・・導光体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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