KR20080092756A - 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents

Abstract

원가절감 및 색재현성 향상을 위한 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치가 개시된다. 백라이트 어셈블리는 구동기판, 구동기판 상에 배치되어 소스광을 방출하는 발광유닛, 및 발광유닛의 상측에 배치되고, 상기 소스광에 의해 여기되어 백색광을 방출하는 형광필름을 포함한다. 이에 따라, 백라이트 어셈블리의 원가를 절감하고, 색재현성을 향상시킬 수 있다.

발광다이오드, 형광체, 확산판

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치{BACK LIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 1의 백라이트 어셈블리를 나타낸 단면도이다.

도 4는 도 2의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 5는 도 1의 발광유닛의 파장 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.

도 6은 도 1의 형광필름의 파장 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.

도 7은 도 3에서의 광학 플레이트 및 형광필름의 배치관계를 나타낸 단면도이다.

도 8은 도 7의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 9는 도 7의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 10은 도 8의 형광필름을 구체화하여 나타낸 단면도이다.

도 11은 도 10의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 12는 도 10의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 13은 도 3의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 14는 도 3의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 15는 도 14의 형광필름의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 구동기판 300 : 발광유닛

400 : 형광필름 410 : 광학필름

420 : 형광체 500 : 광학 플레이트

BL : 청색 발광다이오드 UVL : 자외선 발광다이오드

본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 색재현성이 우수한 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 영상을 표시하는 표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광 소자이기 때문에, 표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리를 필요로 한다.

근래에는, TV 등의 대형 액정표시장치에 적용되는 백라이트 어셈블리의 광원으로서, 소비전력이 적고, 발광 효율이 우수한 발광 다이오드를 주로 이용한다. 발광 다이오드는 전원을 공급해주면 특정 파장의 광을 방출하는 화합물 반도체이다. 백라이트 어셈블리는 일례로, 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하는 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드를 포함하여, 서로 다른 3색광을 혼합시켜 백색광을 방출할 수 있다.

그러나, 발광 다이오드를 적용한 대형 액정표시장치는 가격이 비싸다는 문제로 제품화되기 어려운 실정이다. 구체적으로, 소형 사이즈의 발광 다이오드의 가격은 적색 발광 다이오드 0.16달러, 녹색 발광 다이오드 0.21달러, 청색 발광 다이오드 0.19달러이다. 일례로, 40 인치 액정표시장치의 제조 시, 약 2160개의 다량의 발광 다이오드가 필요하여, 광원으로만 약 400달러에 달하는 제조원가가 요구된다. 더욱이, 대형 사이즈의 발광 다이오드는 개당 가격이 약 1달러이다. 일례로, 40 인치 액정표시장치의 제조 시, 약 200개의 발광 다이오드가 필요하여, 약 200달러에 달하는 제조원가가 요구된다.

한편, 발광 다이오드를 이용한 백라이트 어셈블리가 균일한 백색광을 출사시키기 위해서, 영역별로 복수의 발광다이오드들을 그룹화하는 비닝(binning) 작업이 효율적으로 이루어져야 한다. 왜냐하면, 백색광이 균일하게 출사되어야만 액정표시장치로부터 표시되는 영상의 색재현성이 증가되어 표시품질을 향상시킬 수 있기 때문이다.

상기한 바와 같은 발광 다이오드를 적용한 액정표시장치가 디스플레이 시장을 진입하기 위해서는 가격 절감 및 색재현성 향상 등의 문제가 반드시 해결되어야만 한다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제조원가를 절감하고, 색재현성을 향상시킬 수 있는 백라이 트 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 백라이트 어셈블리를 갖는 표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 구동기판, 상기 구동기판 상에 배치되어 소스광을 방출하는 발광유닛, 및 상기 발광유닛의 상측에 배치되고, 상기 소스광에 의해 여기되어 백색광을 방출하는 형광필름을 포함한다.

이때, 상기 발광유닛은 청색광을 방출하는 청색 발광다이오드를 포함하고, 상기 형광필름은 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함한다. 한편, 상기 발광유닛은 자외선을 발생시키는 자외선 발광다이오드를 포함하고, 상기 형광필름은 적색 형광체, 녹색 형광체 및 청색 형광체를 포함한다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일 실시예에 따른 표시장치는 구동기판, 상기 구동기판 상에 배치되어 소스광을 방출하는 발광유닛, 및 상기 발광유닛의 상측에 배치되고, 상기 소스광에 의해 여기되어 백색광을 방출하는 형광필름을 갖는 백라이트 어셈블리와, 상기 백라이트 어셈블리로부터의 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함한다.

이러한 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 의하면, 발광 다이오드로부터 출사되는 단색 광이 형광체를 여기시켜 최종적으로 백색광을 방출함에 따라, 백라이트 어셈블리의 제조 원가를 절감하고, 색재현성을 보다 향상시킬 수 있 다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 표시장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 1의 백라이트 어셈블리를 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(700)는 디스플레이 유닛(600) 및 백라이트 어셈블리를 포함한다.

디스플레이 유닛(600)은 상기 백라이트 어셈블리의 상부에 배치되어 실질적으로 영상을 표시하는 표시패널 및 상기 표시패널을 구동시키는 구동 회로부(640)를 포함한다.

상기 표시패널은 제1 기판(610), 제1 기판(610)과 대향하여 결합되는 제2 기판(620), 및 제1 기판(610)과 제2 기판(620) 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

제1 기판(610)은 예를 들어, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 칭함)가 매트릭스 형태로 형성된 어레이 기판이다. 상기 TFT들의 소스 단자 및 게이트 단자에는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결될 수 있다. 전기적으로 서로 연결된 상기 TFT 및 상기 화소 전극은 각각의 단위화소를 구성한다.

제2 기판(620)은 색을 구현하기 위한 RGB 컬러필터 및 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극을 포함한다. 한편, 상기 컬러필터는 제1 기판(610)에 형성될 수 있다.

상기 표시패널은 상기 TFT의 사기 게이트 단자에 게이트 신호가 인가되어 TFT가 턴온되면, 데이터 신호가 상기 화소 전극에 인가되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 제1 기판(610)과 제2 기판(620) 사이에 배치된 액정층의 액정 분자들의 배열이 변화되고, 액정 분자들의 배열 변화에 따라서 광의 투과도가 변경되어 상기 표시패널은 원하는 계조의 영상을 표시하게 된다.

구동 회로부(640)는 상기 표시패널에 게이트 구동신호를 공급하는 게이트 인쇄회로기판(644), 상기 표시패널에 데이터 구동신호를 공급하는 데이터 인쇄회로기판(648), 게이트 인쇄회로기판(644)을 상기 표시패널에 연결하는 게이트 구동회로필름(642), 및 데이터 인쇄회로기판(648)을 상기 표시패널에 연결하는 데이터 구동회로필름(646)을 포함할 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하여, 상기 백라이트 어셈블리는 광을 발생시키는 수납용기(100), 구동기판(200), 발광유닛(300)들 및 형광필름(400)을 포함한다.

수납용기(100)는 바닥부(110) 및 바닥부(110)의 가장자리로부터 연장되어 수납 공간을 형성하는 측부(120)들로 이루어진다. 상기 수납공간에는 구동기판(200), 발광유닛(300)들 및 확산부재(400)가 수납된다. 수납용기(100)는 일례로, 강도가 우수하고 변형이 적은 금속으로 이루어진다.

구동기판(200)은 플레이트 형상을 가지며, 구동기판(200)의 상측에는 발광유 닛(300)들이 배치된다. 구동기판(200)은 전원을 공급하기 위한 신호배선을 포함하고, 외부 전원공급장치(미도시)와 전기적으로 연결되어 발광유닛(300)들로 전원을 공급한다. 예를 들어, 구동기판(200)은 발광유닛(300)들에서 발생된 열을 외부로 방출시키기 위해, 열 전도율이 높은 금속 재질로 이루어질 수 있다.

예를 들어, 상기 백라이트 어셈블리는 수납용기(100)의 바닥부(110)의 크기에 대응하는 하나의 구동기판(200)을 포함하거나, 바닥부(110)의 장변 길이 방향으로 길게 연장되도록 배열된 복수의 구동기판(200)들을 포함할 수 있다.

발광유닛(300)들은 복수로 구동기판(200) 상에 배치되며, 구동기판(200)에 형성된 전원단자와 전기적으로 연결되어 외부전원을 공급받아 광을 발생시킨다. 본 실시예에서의 발광유닛(300)들은 COB(Chip On Board) 타입으로 구동기판(200)의 상측 표면에 직접 실장된 발광칩들일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서와 같이, 발광유닛(300)들은 청색광을 발생시키는 청색 발광다이오드(BL)들을 포함한다. 청색 발광다이오드(BL)들은 상당량의 광자(photon)를 포함할 수 있도록, 일례로, 약 500 ㎛×500 ㎛의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 광 효율을 높이기 위해 발광유닛(300)들로부터 방출되는 광의 반치폭은 최소화되는 것이 바람직하다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.

한편, 청색 발광다이오드(BL)들로부터 방출되는 청색광의 파장은 약 460㎚ 이하인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 광이 파장이 짧을수록 에너지가 커서 더 많은 광자를 여기시킬 수 있기 때문이다. 이때, 자외선 인접 영역까지 파장이 짧아지면 광 효율이 오히려 떨어지므로, 청색 발광다이오드(BL)들은 약 400㎚ 파장 이상의 청색광을 방출하는 것이 바람직하다. 일례로, 본 실시예의 청색 발광다이오드(BL)들은 약 440 nm ~ 460 nm 파장의 청색광을 방출할 수 있다.

형광필름(400)은 발광유닛(300)들의 상측에 배치되고, 발광유닛(300)들로부터 발생되는 광(이하 소스광)에 의해 여기되어 최종적으로 백색광을 방출시킨다. 즉, 본 실시예에서와 같이, 형광필름(400)은 발광유닛(300)들로부터 방출되는 광의 색에 따라, 최종적으로 백색광을 방출시키기 위한 적어도 하나의 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 형광필름(400)은 상기 소스광에 의해 여기되어 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출시키는 적색, 녹색 및 청색 형광체를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 실시예에서와 같이, 발광유닛(300)들이 청색 발광다이오드(BL)들인 경우, 형광필름(400)은 적색 및 녹색 형광체(RP, GP)를 포함한다. 왜냐하면, 청색 발광다이오드(BL)들로부터 방출되는 청색광 중의 일부는 적색 및 녹색 형광체(RP, GP)를 여기시켜, 적색광 및 녹색광으로 변경된다. 이에 따라, 형광필름(400)은 최종적으로 적색광, 녹색광 및 청색광이 혼합된 백색광(W)을 상측 방향으로 출사시킬 수 있다.

한편, 본 발명에서의 형광필름(400)의 파장 스펙트럼은 RGB 파장대역에서 첨예한 형태를 가진다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.

본 실시예의 상기 백라이트 어셈블리는 상기 소스광으로서 단일 색광을 발생하는 발광유닛(300)들 및 상기 단일 색광에 의해 여기되는 형광필름(400)을 포함한다. 상기한 바와 같이, 상기 백라이트 어셈블리는 서로 다른 색광을 방출하는 발광 유닛(300)들로부터 방출된 각각의 색광들을 혼합하여 백색광을 방출하는 것이 아니라, 발광유닛(300)들로부터 발생된 제1 색광과 형광필름(400)으로부터 발생된 제2 색광을 혼합하여 백색광을 방출한다. 이에 따라, 표시장치(700)의 색재현성을 보다 향상시키고, 제조 원가를 절감할 수 있다.

일례로, 본 실시예에서와 같이, 상기 백라이트 어셈블리가 일 종류의 상기 청색 발광다이오드(BL)들만을 포함하는 경우, 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들을 모두 포함하는 경우에 비하여, 발광유닛(300)들에 소요되는 가격을 약 1/3로 절감시킬 수 있다.

한편, 상기 백라이트 어셈블리가 일 종류의 청색 발광다이오드(UV)들만을 포함하는 경우에는 광자의 수를 증가시키기 위해서 청색 발광다이오드(UV)들의 크기를 증가시키는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 백라이트 어셈블리는 3 종류의 상기 적색, 녹색 및 청색 발광다이오드들을 이용하는 경우와 동일한 휘도의 광을 방출할 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 백라이트 어셈블리는 광학특성을 향상시키기 위한 광학 플레이트(500)를 더 포함할 수 있다. 광학 플레이트(500)는 일례로, 발광유닛의 상측에 배치되어 광을 확산시키며, 베이스 기판 및 확산재를 포함한다.

상기 베이스 기판은 플레이트 형상을 가지며, 일례로, 투명하고, 강도 및 내열성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET) 재질로 이루어질 수 있다.

상기 확산재는 광을 확산시키기 위한 복수의 확산입자들을 포함하며, 상기 베이스 기판 내에 형성될 수 있다. 상기 확산재는 일례로, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate : PC) 등의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 확산재는 실질적으로 구 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에서와 같이, 형광필름(400)은 광학 플레이트(500)와 일체화되도록, 광학 플레이트(500)의 표면에 부착될 수 있다.

도 4는 도 2의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에서와 같이, 발광유닛(300)들은 자외선 파장대역의 소스광을 발생시키는 자외선 발광다이오드(UVL)들을 포함할 수 있다. 일례로, 자외선 발광다이오드(UVL)들은 약 400nm 파장대역의 광을 발생시킨다.

본 실시예에서, 형광필름(400)은 자외선에 의해 여기되는 적색, 녹색 및 청색 형광체(RP, GP, BP)를 포함할 수 있다. 즉, 자외선 발광다이오드(UVL)들로부터 방출된 자외선이 적색, 녹색 및 청색 형광체(RP, GP, BP)를 여기시켜, 형광필름(400)은 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 형광필름(400)은 최종적으로, 자외선 및 가시광선 파장대역의 적색광, 녹색광 및 청색광의 혼합으로 형성되는 백색광(W)을 출사시킨다.

한편, 본 실시예의 상기 백라이트 어셈블리는 형광필름(400)의 상측에 배치된 자외선 차단필름(미도시)을 더 포함한다. 왜냐하면, 자외선 발광다이오드(UVL)들은 가시광선이 아닌 자외선을 방출시키는 바, 자외선은 상기 표시패널이 컬러 영상을 표시하는데 있어서 불필요하다. 이에 따라, 형광필름(400)과 상기 표시패널 사이에 상기 자외선 차단필름을 배치하여, 형광필름(400)을 통해 출사되는 자외선 파장 대역의 광이 상기 표시패널로 입사되는 것을 차단시킨다.

도 5는 도 1의 발광유닛의 파장 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.

도 2 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에서와 같이, 형광필름(400)를 여기시키기 위한 소스광을 발생하는 발광유닛(300)들은 단일 색광을 방출한다. 상기 백라이트 어셈블리에 적용되는 발광유닛(300)들로서 일례로, 청색 발광다이오드(BL)들을 들 수 있다.

구체적으로, 청색 발광다이오드(BL)를 비롯한 적색 및 녹색 발광다이오드의 파장 스펙트럼을 살펴보자.

상기 적색 발광다이오드로부터 발생되는 적색광의 메인 파장은 약 600nm ~ 680nm이고, 상기 적색광의 메인 파장의 최대 강도는 약 1.4×E(-4)이다. 상기 녹색 발광다이오드로부터 발생되는 녹색광의 메인 피크파장은 약 480nm ~ 580nm이고, 상기 녹색광의 메인 파장의 최대 강도는 약 6×E(-5)이다. 청색 발광다이오드(BL)로부터 발생되는 청색광의 메인 피크 파장은 약 430 nm ~ 480nm이고, 상기 청색광의 메인 파장의 최대 강도는 약 1.6×E(-4)이다. 이때, 상기 각 메인 파장의 최대 강도들은 적색광, 녹색광 및 청색광들 사이에서의 상대적인 수치이다.

이와 같이, 청색광의 최대 강도가 적색광 및 녹색광의 최대 강도보다 크기 때문에, 본 실시예에서와 같이, 상기 백라이트 어셈블리는 발광유닛(300)들로서 청색 발광다이오드(BL)들을 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서, 반치폭이 작은 광원을 형광필름(400)의 소스광원으로 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 반치폭이 작다는 것은 파장 스펙트럼이 첨예한 형상을 가진다는 것을 의미한다. 왜냐하면, 발광유닛(300)들로부터 방출되는 소스광의 반치폭이 작은 경우, 형광필름(400)을 통해 여기되어 방출되는 광의 스펙트럼 분포가 첨예하게 나타날 수 있기 때문이다.

더 나아가 상기 백라이트 어셈블리로부터의 백색광은 상기 표시패널의 상기 컬러필터를 통해 투과된다. 이에 따라, 상기 백라이트 어셈블리로부터의 백색광의 RGB 파장 스펙트럼이 첨예한 형태를 가짐에 따라, 상기 표시패널에 형성된 상기 컬러필터를 통과한 투과광의 스펙트럼은 더욱 첨예한 형태를 가지게 된다. 즉, 발광유닛(200)들의 반치폭을 조절함에 따라, 표시장치(700)의 색재현성을 보다 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 발광유닛(300)들의 반치폭을 살펴보면, 적색광의 반치폭(wr)은 약 15nm이고, 녹색광의 반치폭(wg)은 약 30nm이며, 청색광의 반치폭(wg)은 약 19nm이다. 이에 따라, 본 실시예에서와 같이, 발광유닛(300)들은 광 강도 및 색재현성이 우수한 청색 발광다이오드(BL)들을 포함하는 것이 바람직하다. 일례로, 청색 발광다이오드들(BL)의 반치폭은 약 18 nm ~ 20 nm일 수 있다.

참고로, 발광유닛(300)들로부터 발생되는 광의 반치폭은 발광유닛(300)들의 계면 접촉저항 또는 발광유닛(300)들의 제조 공정 중에 삽입되는 이물질의 양에 따라 달라진다. 즉, 발광유닛(300)들의 계면 접촉저항 또는 상기 이물질의 양을 조절하여, 발광유닛(300)들로부터 발생되는 광의 반치폭을 능동적으로 조절할 수 있다.

도 6은 도 1의 형광필름의 파장 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.

도 1 및 도 6을 참조하여, 형광필름(400)은 상기 소스광을 인가 받아, 특정파장 대역의 광을 방출시키는 복수의 형광체들을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서와 같이, 발광유닛(300)들이 상기 청색 발광다이오드들을 포함하는 경우, 형광필름(400)은 가시광선에 의하여 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 내는 제1 적색, 녹색 및 청색 형광체를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제1 적색 형광체는 SrTiO3:Pr, Y2O3:Eu, Y2O3S:Eu 등을 포함하고, 상기 제1 녹색 형광체는 Zn(Ga, Al)2O4:Mn, Y3(Al, Ga)5O12:Tb, Y2SiO5:Tb, ZnS:Cu,Al 등을 포함하며, 상기 제1 청색 형광체는 Y2SiO5:Ce, ZnGa2O4, ZnS:Ag,Cl 등을 포함한다.

본 발명의 다른 일 실시예에서와 같이, 발광유닛(300)들이 상기 자외선 발광다이오드들을 포함하는 경우, 형광필름(400)은 자외선에 의하여 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 내는 제2 적색, 녹색 및 청색 형광체를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제2 청색 형광체는 텅스텐산칼슘, 텅스텐산마그네슘 등을 포함하고, 상기 제2 녹색 형광체는 규산아연 등을 포함하며, 상기 제2 적색 형광체는 붕산카드뮴 등을 포함한다.

한편, 상기 제1 적색, 녹색 및 청색 형광체, 또는 상기 제2 적색, 녹색 및 청색 형광체의 두께 및 성분 물질간의 조성비를 조절하여, 색재현성이 우수한 고색재현 형광체를 형성할 수 있다.

구체적으로, 상기 고색재현 형광체를 갖는 형광필름(400)을 통과한 광의 파장 스펙트럼을 살펴보면, 약 600nm ~ 630nm의 적색파장에서 약 1.2×E의 최대강도를 나타내고, 약 480nm ~ 570nm의 녹색파장에서 약 6.0×E(-1)의 최대강도를 나타 내며, 약 400nm ~ 480nm의 청색파장에서 약 1.6×E의 최대강도를 나타낸다. 즉, 형광필름(400)의 파장 스펙트럼은 청색파장, 적색파장 및 녹색파장 순으로 최대강도를 나타낸다.

또한, 상기 고색재현 형광체를 포함한 형광필름(400)을 통과한 광의 파장 스펙트럼은 일반 형광체의 스펙트럼에 비하여, 보다 첨예한 스펙트럼 분포를 나타낸다. 구체적으로, 상기 일반 형광체의 스펙트럼에서 각각의 RGB 대역은 메인피크 이외에 복수의 서브피크들을 더 포함한다. 이때, 상기 일반 형광체의 상기 메인피크의 강도(intensity)는 상기 서브피크들의 강도(intensity)와 유사하다.

이와 달리, 상기 고색재현성 형광체의 스펙트럼에서 각각의 RGB 대역은 메인피크 이외에 복수의 서브피크들을 더 포함할 수 있지만, 상기 메인피크의 강도와 상기 서브피크들의 강도는 상당한 차이를 나타낸다. 즉, 상기 고색재현성 형광체는 상기 일반 형광체보다 상기 메인피크의 강도가 우수하게 나타나는 첨예한 형태의 스펙트럼 분포를 나타낸다.

도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여, 여기 광원인 발광유닛(300)들로부터 발생된 소스광이 상기 고색재현 형광체를 포함하는 형광필름(400)을 여기시킬 때, 소스광의 스펙트럼이 첨예한 경우에 형광필름(400)을 통해 출사되는 광의 스펙트럼도 첨예한 형태를 가진다. 더 나아가, 상기 고색재현 형광체를 포함하는 형광필름(400)을 통과한 광이 상기 표시패널의 상기 컬러필터를 투과하면서, 최종 스펙트럼은 더욱 첨예한 형태로 변경된다. 이에 따라, 형광필름(400)이 상기 고색재현 형광체를 포함하는 경우에는 상기 일반 형광체를 포함하는 경우에 비하여, 색재현성을 약 10% 향상시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 상기 백라이트 어셈블리는 발광유닛(300)들로부터 발생된 제1 색광과, 상기 제1 색광에 의해 여기되는 형광필름(400)을 통해 생성된 제2 색광을 혼합하여 백색광을 방출시킨다. 이때, 상기 제1 색광과 상기 제2 색광은 백색광을 형성하는데 있어서, 서로 상보적인 관계를 가진다.

도 7은 도 3에서의 광학 플레이트 및 형광필름의 배치관계를 나타낸 단면도이다. 도 8은 도 7의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 1, 도 7 및 도 8을 참조하여, 형광필름(400)은 발광유닛(300)들의 상측에 배치된 광학 플레이트(500)와 일체화되어 형성될 수 있다.

본 실시예에서와 같이, 형광필름(400)은 광학필름(421) 및 복수의 형광체(420)들을 포함한다. 일례로, 형광체(420)들은 용융된 수지를 이용하여 광학필름(410)을 형성하는 과정에서 상기 용융된 수지에 혼합됨으로써, 광학필름(410)에 내재될 수 있다. 이와 달리, 형광체(420)들은 일례로, 스핀 코팅, 스퍼터링, 프린팅 등의 방식을 통하여, 광학필름(410)의 표면에 도포될 수 있다. 본 실시예에서의 형광체(420)들은 실질적으로 구형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 발광유닛(300)들이 상기 청색 발광다이오드들이라면, 형광체(420)들은 적색 형광체(422) 및 녹색 형광체(424)를 포함하거나, YAG(yttrium aluminum garnet)계 황색 형광체를 포함한다. 이에 따라, 상기 백라이트 어셈블리는 상기 청색 발광다이오드들로부터의 청색광과, 상기 청색광의 일부가 적색 형광체(422) 및 녹색 형광체(424)에 의해 파장 변환되어 형성된 적색광 및 녹색광을 혼 합하여 백색광을 방출시킨다.

예를 들어, 발광유닛(300)들이 상기 자외선 발광다이오드들이라면, 형광체(420)는 적색 형광체(422), 녹색 형광체(424) 및 청색 형광체(미도시)를 포함한다. 이에 따라, 상기 백라이트 어셈블리는 상기 자외선 발광다이오드들로부터의 자외선과, 상기 자외선의 일부가 상기 적색, 녹색 및 청색 형광체에 의해 파장 변환되어 형성된 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼합하여 백색광을 방출시킨다.

이와 같은 형광필름(400)은 라미네이션(lamination) 기법을 이용하여, 광학 플레이트(500)의 표면 즉, 상면 또는 하면에 부착될 수 있다.

도 9는 도 7의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 9를 참조하여, 본 실시예에서, 복수의 형광체(414)들은 광확산을 위해 광학 플레이트(510) 내부에 불규칙적으로 분포하는 확산재(512)들과 혼재될 수 있다. 일례로, 형광체(414)들은 용융된 확산판용 수지에 확산재(512)들과 함께 주입됨으로써, 광학 플레이트(510)에 내재될 수 있다. 본 실시예에서의 형광체(414)들은 실질적으로 구 형상을 가질 수 있다.

도 10은 도 8의 형광필름을 구체화하여 나타낸 단면도이다. 도 11은 도 10의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 12는 도 10의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 8을 참조하여, 본 실시예에서의 형광필름(400)은 발광유닛(300)들의 상측에 배치된 광학 플레이트(500)와 일체화되어 형성될 수 있다. 이때, 발광유닛(300)들로부터의 소스광에 의해 여기되는 형광필름(400)은 복수의 형광체들을 포함하는 바, 상기 형광체들의 배치관계에 대해 구체적으로 살펴본다.

발광유닛(300)들이 상기 청색 발광다이오드들을 포함하고, 형광필름(400)이 상기 적색 및 녹색 형광체를 포함하는 경우를 일례로 들어 후술한다.

도 1 및 도 10을 참조하여, 예를 들어, 형광필름(400)은 적색 형광체를 포함하는 적색 형광층(430) 및 녹색 형광체를 포함하는 녹색 형광층(440)을 포함할 수 있다. 적색 형광층(430)은 광학 플레이트(500)의 상면에 형성되고, 녹색 형광층(440)은 적색 형광층(430)의 상면에 형성될 수 있다. 이때, 적색 및 녹색 형광층(430,440)의 적층 순서는 서로 바뀔 수 있다.

도 11을 참조하여, 예를 들어, 형광필름(400)은 상기 적색 및 녹색 형광체를 포함하는 적녹 형광층(450a)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 적색 및 녹색 형광체는 서로 혼합되어 적녹 형광층(450a)을 형성하고, 적녹 형광층(450a)은 광학 플레이트(500)의 상면 또는 하면에 형성될 수 있다. 즉, 상기 적색 및 녹색 형광체는 혼합되어 광학 플레이트(500)의 외측에 동일 층을 형성할 수 있다.

한편, 도 12를 참조하여, 형광필름(400)은 상기 적색 및 녹색 형광체가 일례로, 평면상에서 격자 무늬를 형성하도록 교대로 배치된 격자 형광층(450b)을 포함할 수 있다.격자 형광층(450b)은 광학 플레이트(500)의 상면 또는 하면에 형성될 수 있다. 이때, 격자 형광층(450b)은 상기 표시패널의 상기 단위화소와 동일한 형상을 가질 수 있다.

이와 달리, 발광유닛(300)들이 상기 자외선 발광다이오드들을 포함하는 경우, 형광필름(400)은 적색 형광체를 포함하는 적색 형광층, 녹색 형광체를 포함하 는 녹색 형광층 및 청색 형광체를 포함하는 청색 형광층을 포함할 수 있다. 이와 달리, 형광필름(400)은 상기 적색, 녹색 및 청색 형광체가 혼합된 단일층으로 형성될 수 있다. 일례로, 상기 적색, 녹색 및 청색 형광체는 상기 단일층 내에서 격자 무늬를 형성하도록 교대로 배치될 수 있다.

도 13은 도 3의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 윈도우를 제외하면, 앞서 설명한 실시예의 백라이트 어셈블리와 동일한 구성을 가짐으로 그 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호 및 명칭을 사용하기로 한다.

도 1 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에서와 같이, 발광유닛(300)들은 COB 형태로 구동기판(200) 상에 직접 실장되며, 상기 백라이트 어셈블리는 발광유닛(300)들을 커버하는 윈도우(301)를 더 포함할 수 있다. 윈도우(301)는 발광유닛(300)들로부터의 직진 형태의 광을 확산시켜, 상기 백라이트 어셈블리의 휘도 균일도를 향상시킨다.

구조적으로, 윈도우(301)는 발광유닛(300)들의 광출사면을 커버하도록, 발광유닛(300)들이 배치된 구동기판(200) 상에 직접 형성된다. 윈도우(301)는 일례로, 돔(dome) 형상을 가질 수 있다. 일례로, 윈도우(301)는 투명한 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate: PMMA), 폴리카보네이트(poly carbonate: PC), 실리콘 등의 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서와 같이, 형광필름(400)은 윈도우(301)의 상측에 배치되도록, 구동기판(200)의 상면에 직접 부착될 수 있다. 이와 달리, 형광필 름(400)은 광학 플레이트(500)와 일체화되도록 광학 플레이트(500)의 표면에 부착되어, 구동기판(200)과 이격되어 배치될 수 있다.

도 14는 도 3의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 15는 도 14의 형광필름의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 의한 백라이트 어셈블리는 발광칩들과 형광필름의 형상을 제외하면, 앞서 설명한 실시예의 백라이트 어셈블리와 동일한 구성을 가짐으로 그 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호 및 명칭을 사용하기로 한다.

도 1, 도 14 및 도 15를 참조하여, 본 실시예에서의 상기 백라이트 어셈블리는 수납용기(100), 구동기판(200) 및 복수의 발광유닛(300′)들을 포함한다.

발광유닛(300′)들은 구동기판(200) 상에 배치되어, 외부로부터 인가되는 전원을 공급받아 광을 발생한다. 각각의 발광유닛(300′)들은 광을 발생시키는 발광칩(320), 발광칩(320)을 커버하는 윈도우(330) 및 윈도우(330)와 결합되어 발광칩(320)을 수납하는 수납 케이스(310)를 포함한다. 즉, 본 실시예에서의 발광유닛(300′)들은 구동기판(200) 상에 직접 배치되지 않고, 별도의 수납 케이스(310)에 안착되어 발광 패키지를 형성할 수 있다.

윈도우(330)는 발광칩(320)의 상측 발광면을 커버하며, 일례로, 돔 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 윈도우(330)는 투명한 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate: PMMA), 폴리카보네이트(poly carbonate: PC), 실리콘 등의 재질로 이루어질 수 있다. 윈도우(330)는 발광칩(320)으로부터의 직진광을 확산시켜, 상기 백라이트 어셈블리의 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서의 형광필름(400)은 발광유닛(300′)들이 배치된 구동기판(200)의 상측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 14를 참조하여, 형광필름(400)은 광학 플레이트(500)의 표면에 부착될 수 있다. 이때, 형광필름(400)은 발광칩(320)으로부터 출사되는 광이 윈도우(330)에 의해 확산되는 출사범위를 고려하여, 발광유닛(300′)들과 소정거리 이겨되어 배치되는 것이 바람직하다.

이와 달리, 도 15를 참조하여, 예를 들어, 형광필름(400′)은 각각의 발광유닛(300′)을 구성하는 윈도우(330)의 외면에 부착될 수 있다. 형광필름(400′)은 윈도우(330)의 외면에만 부착되거나, 윈도우(330)의 외면을 비롯하여 구동기판(200)의 전면에 부착될 수 있다. 한편, 형광필름(400′)을 구성하는 상기 형광체들은 별도의 광학필름 없이, 스프레이 방식 등을 통하여 윈도우(330)의 외면에 직접 코팅될 수 있다.

이와 같은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시장치에 따르면, 단일 색광을 방출하는 발광 다이오드와, 단일 색광에 의해 여기되어 단일 색광과 다른 색의 광을 방출하는 형광체를 이용하여, 백색광을 방출하는 백라이트 어셈블리를 형성할 수 있다.

즉, 백라이트 어셈블리가 형광체를 포함함에 따라, RGB 세 종류의 발광 다이오드를 모두 포함하지 않고도 백색광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 고가의 발광 다이오드의 사용 개수를 줄임으로써, 백라이트 어셈블리의 제조원가를 절감할 수 있다.

한편, 반치폭과 광강도를 고려하여 발광 다이오드와 형광체로부터 방출되는 광의 파장 스펙트럼을 조절함에 따라, 표시장치의 색재현성을 보다 향상시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

1. 구동기판;

   상기 구동기판 상에 배치되어 소스광을 방출하는 발광유닛; 및

   상기 발광유닛의 상측에 배치되고, 상기 소스광에 의해 여기되어 백색광을 방출하는 형광필름을 포함하는 백라이트 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 발광유닛은 청색광을 방출하는 청색 발광다이오드를 포함하고,

   상기 형광필름은 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
3. 제2항에 있어서, 상기 형광필름은 상기 적색 형광체를 포함하는 적색 형광층 및 상기 녹색 형광체를 포함하는 녹색 형광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
4. 제2항에 있어서, 상기 형광필름은 상기 적색 및 녹색 형광체가 격자 형상으로 배치된 격자 형광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
5. 제2항에 있어서, 상기 청색 발광다이오드의 파장영역은 440 nm ~ 460 nm이 고, 상기 청색 발광다이오드의 반치폭은 18 nm ~ 20 nm인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
6. 제1항에 있어서, 상기 발광유닛은 자외선을 방출하는 자외선 발광다이오드를 포함하고,

   상기 형광필름은 적색 형광체, 녹색 형광체 및 청색 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
7. 제6항에 있어서, 상기 형광필름은 상기 적색 형광체를 포함하는 적색 형광층, 상기 녹색 형광체를 포함하는 녹색 형광층 및 상기 청색 형광체를 포함하는 청색 형광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
8. 제6항에 있어서, 상기 형광필름은 상기 적색, 녹색 및 청색 형광체가 격자 형상으로 배치된 격자 형광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
9. 제6항에 있어서, 상기 형광필름의 상측에 배치되어 자외선을 차단시키는 자외선 차단필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
10. 제1항에 있어서, 상기 발광유닛은 상기 구동기판 상에 직접 부착되는 COB(Chip On Board) 타입의 발광칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈 블리.
11. 제10항에 있어서, 상기 발광유닛은 상기 발광칩의 광출사면을 커버하는 윈도우를 더 포함하고,

    상기 형광필름은 상기 윈도우의 표면에 부착된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
12. 제1항에 있어서, 광학 특성을 향상시키기 위해 상기 발광유닛의 상측에 배치된 광학 플레이트를 더 포함하고,

    상기 형광필름은 상기 광학 플레이트의 표면에 부착된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
13. 구동기판, 상기 구동기판 상에 배치되어 소스광을 방출하는 발광유닛, 및 상기 발광유닛의 상측에 배치되고, 상기 소스광에 의해 여기되어 백색광을 방출하는 형광필름을 갖는 백라이트 어셈블리; 및

    상기 백라이트 어셈블리로부터의 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함하는 표시장치.

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