KR100693738B1 - 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛 - Google Patents

발광 소자를 이용한 백라이트 유닛

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KR100693738B1
KR100693738B1 KR1020050123897A KR20050123897A KR100693738B1 KR 100693738 B1 KR100693738 B1 KR 100693738B1 KR 1020050123897 A KR1020050123897 A KR 1020050123897A KR 20050123897 A KR20050123897 A KR 20050123897A KR 100693738 B1 KR100693738 B1 KR 100693738B1
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장준호
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Abstract

본 발명은 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 기판과; 상기 기판 상부에 장착된 복수개의 발광 소자들과; 중공부가 내부에 형성되어 있고, 상기 발광 소자에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 굴절면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있고, 상기 중공부 내부에 상기 발광 소자들 각각을 위치시키는 복수개의 렌즈들과; 상기 복수개의 렌즈들 상부에 위치하는 확산판을 포함하여 구성된다.
따라서, 본 발명은 상부로 진행되는 광을 렌즈로 굴절시켜 상부로 균일한 세기를 갖는 광으로 출사시킬 수 있으므로, 적은 수의 발광 소자를 가지고도 넓은 면적을 균일하게 할 수 있어, 광 효율 및 소비전력을 개선할 수 있는 효과가 있다.
발광, 굴절, 렌즈, 균일, 상부, 홈, 백라이트

Description

발광 소자를 이용한 백라이트 유닛 { Back light unit using light emitting device }
도 1은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 렌즈에서 광의 경로를 도시한 도면
도 2는 도 1의 측면 발광 다이오드 패키지의 개략적인 사시도
도 3은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 발광 분포도
도 4는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 실장되어 있는 단면도
도 5는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드를 액정 디스플레이의 백라이트 유닛(Backlight Unit)으로 사용한 개략적인 단면도
도 6은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈를 통하여 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도
도 7은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈를 통하여 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도
도 8은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈의 가이드용 연장부에 반사구조가 장착된 상태에서 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도
도 9는 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈의 사시도
도 10은 본 발명에 따라 복수개의 오목홈이 상부에 형성된 발광 소자용 렌즈를 통하여 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도
도 11은 도 10에 도시된 발광 소자용 렌즈의 사시도
도 12은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈가 장착된 발광 소자 패키지의 개략적인 단면도
도 13은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈의 가이드용 연장부에 발광 소자 패키지의 돌출부가 삽입되어 있는 상태를 도시한 개략적인 단면도
도 14는 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈가 지지부에 장착된 패키지의 개략적인 단면도
도 15는 본 발명에 따른 몰딩부에 발광 소자용 렌즈 형상을 형성한 패키지의 개략적인 단면도
도 16a와 16b는 본 발명에 따른 렌즈가 장착된 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛(Backlight unit)의 개략적인 단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 발광 소자용 렌즈 101 : 중공부
102,131,132,133,134,271 : 홈 105,106 : 연장부
107 : 가이드용 연장부 110 : 발광 소자
120,270 : 반사구조 150 : 검출부
200 : 패키지 몸체 210 : 히트 슬러그
220,311,312 : 발광 소자 230 : 리드
240 : 와이어 250 : 몰딩부
260 : 돌출부 300 : 기판
350 : 확산판
본 발명은 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상부로 진행되는 광을 렌즈로 굴절시켜 상부로 균일한 세기를 갖는 광으로 출사시킬 수 있으므로, 적은 수의 발광 소자를 가지고도 넓은 면적을 균일하게 할 수 있어, 광 효율 및 소비전력을 개선할 수 있는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
종래의 일반적인 발광 다이오드의 광학형태는 돔 형태(Dome type)의 렌즈로 구성되고, 발광분포 역시 중심축을 기준으로 일정 영역이내로 한정되어 분포하고 있다.
이러한 발광 다이오드를 이용하여 최근 많은 연구가 진행되고 있는 액정 디스플레이(Liquid crystal display) 백라이트 유닛(Backlight Unit)으로 대체할 경우, 발광 다이오드의 발광 특성으로 인하여 균일한 광 특성을 얇은 두께로 얻는데 많은 제약을 받는다.
즉, 발광 다이오드에서 발광하는 백색광이 균일하게 합성되기 위해서는, 상당한 거리가 필요하게 됨을 의미한다.
이는 결국 액정 디스플레이 시스템의 두께와 관련되기 때문에 두께가 얇은 시스템상의 잇점을 저해하는 요소가 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 렌즈에서 광의 경로를 도시한 도면으로서, 먼저, 발광 다이오드(10)는 돔(Dome) 형상의 렌즈(20) 내부에 위치되는데, 이 돔 형상의 렌즈(20)는 상부가 원뿔 형상의 홈(21)이 형성되어 있고, 측면에는 V 형상의 홈(22)이 형성되어 있다.
상기 발광 다이오드(10)에서 방출하는 광이 상기 렌즈(20)의 원뿔 형상 홈(21)면(面) 에 접촉되면, 상기 원뿔 형상의 홈(21)이 경사져 있기 때문에 반사하여 렌즈의 측면인 'A'경로로 방출된다.
그리고, 광이 렌즈(20) 측면의 V 형상의 홈(22)에 접촉되면, 렌즈(20)를 투과하여 렌즈의 측면인 다른 경로 'B'로 방출된다.
그러므로, 이와 같은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드는 발광 다이오드(10)에서 출사되는 광을 렌즈를 이용하여 측면으로 방출시키게 된다.
한편, 상기 렌즈(20)는 사출성형하여 형성하는데, 상기 렌즈(20)의 측면에 형성되어 있는 V 형상의 홈(22)의 꼭지점(22a)에 해당하는 영역은 미세 단위(예를 들어, 미리미터 이하 단위)에서는 울퉁불퉁하게 형성되어 있기 때문에, 이 영역에서 발광 다이오드(10)의 광이 렌즈(10)의 측면으로 방출되지 않고 렌즈(10)의 상부 로 방출되게 된다.
이러한 요인으로 종래의 렌즈 구조에서는 렌즈 상부로 출사되는 광이 존재하는데, 후술되는 발광 분포도에서 그 광량을 살펴보기로 하겠다.
도 2는 도 1의 측면 발광 다이오드 패키지의 개략적인 사시도로서, 발광 다이오드는 슬러그(Slug)에 본딩되어 있고, 이 슬러그 측면에는 리드(31,32)가 위치되어 있어, 발광 다이오드와 전기적으로 본딩되어 있다.
그리고, 상기 발광 다이오드의 광 방출면과 리드(31,32)가 외부로 노출되도록, 상기 발광 다이오드 및 슬러그는 몰딩수단(40)으로 몰딩(Molding)되어 있고, 발광 다이오드를 감싸는 도 1과 같은 렌즈(20)가 상기 몰딩수단에 본딩되어 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지의 발광 분포도로서, 분포도의 'a'와 'b'와 같이, 패키지의 측면으로 92% ~ 95%의 광이 방출되는데, 패키지의 중심으로도 5% ~ 8%의 광이 방출된다.
즉, 도 1을 참조하면, 광이 대부분은 렌즈의 측면으로 방출되지만, 광의 일부는 렌즈의 상면으로 방출되는 것을 의미한다.
그러므로, 이러한 측면 발광 다이오드 패키지는 완벽한 측면으로의 광 방출을 구현할 수 없기 때문에 디스플레이의 광원으로 사용할 경우, 측면 발광 다이오드 패키지의 중심에서 발광 다이오드의 일부광이 출사되기 때문에, 평면 광원을 균일하게 만드는데 지장이 발생한다.
즉, 측면 발광 다이오드 패키지의 중심에 광이 방출되는 현상은 디스플레이에 표시되는 화소의 중심에 반점이 생성되는 핫스팟(Hot spot) 현상이 발생되어 디 스플레이의 화질이 저하되는 악영향을 인가되는 문제점이 발생한다.
도 4는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 실장되어 있는 단면도로서, 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(50)는 인쇄회로기판(60)에 실장되어 있다.
도 5는 종래 기술에 따른 측면 발광 다이오드를 액정 디스플레이의 백라이트 유닛(Backlight Unit)으로 사용한 개략적인 단면도로서, 전술된 측면 발광 다이오드 패키지의 중심에 광이 출사되는 문제점을 해결하기 위하여, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛에는 핫스팟(Hot spot) 방지판을 사용하였다.
즉, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛(Backlight Unit)(90)은 인쇄회로기판(60)에 실장된 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(50) 각각의 상부에 핫스팟(Hot spot) 방지판(80)을 올려놓고, 그 핫스팟 방지판(80) 상부에 도광판(85)을 위치시켜 구성하고, 상기 도광판(85)으로부터 이격된 상부에 액정 디스플레이(95)를 위치시켜, 백라이트 유닛(90)과 액정 디스플레이(95)는 조립되어 있다.
이렇게 구성된 백라이트 유닛(90)은 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(50) 상부에 다이버터(Diverter)라는 핫스팟 방지판(80)을 올려놓는 조립공정을 수행해야 되기 때문에, 조립 공정이 복잡하게 되는 단점이 있다.
또한, 조립 공정 중에, 복수개의 측면 발광 다이오드 패키지(50) 상부에서 핫스팟 방지판(80)의 정렬이 오정렬이 발생될 경우, 최종적인 디스플레이의 화면에 핫스팟과 유사한 반점이 생성되는 문제점이 있다.
더불어, 핫스팟 방지판(80)의 두께만큼 디스플레이 패널의 두께가 증가되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상부로 진행되는 광을 렌즈로 굴절시켜 상부로 균일한 세기를 갖는 광으로 출사시킬 수 있으므로, 적은 수의 발광 소자를 가지고도 넓은 면적을 균일하게 할 수 있어, 효율 및 소비전력을 개선할 수 있는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 부품수를 줄일 수 있고, 복잡한 조립 공정 및 패널의 두께를 감소시킬 수 있는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 1 양태(樣態)는,
기판과;
상기 기판 상부에 장착된 복수개의 발광 소자들과;
중공부가 내부에 형성되어 있고, 상기 발광 소자에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 굴절면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있고, 상기 중공부 내부에 상기 발광 소자들 각각을 위치시키는 복수개의 렌즈들과;
상기 복수개의 렌즈들 상부에 위치하는 확산판을 포함하여 구성된 발광 소자 를 이용한 백라이트 유닛이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 2 양태(樣態)는,
기판과;
상기 기판 상부에 장착된 복수개의 발광 소자 패키지들과;
상기 발광 소자 패키지들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 굴절면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있고, 상기 발광 소자 패키지들 각각의 상부에 부착된 복수개의 렌즈들과;
상기 복수개의 렌즈들 상부에 위치하는 확산판을 포함하여 구성된 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 제 3 양태(樣態)는,
기판과;
상기 기판 상부에 장착된 복수개의 발광 소자들과;
상기 복수개의 발광 소자들 상부에 위치하는 확산판을 포함하여 구성되며,
상기 발광 소자는,
히트 슬러그와;
상기 히트 슬러그 상부에 본딩된 발광 소자와;
상기 발광 소자에 전기적으로 연결된 리드들과;
상기 발광 소자 및 리드들의 일부를 감싸고, 상기 히트 슬러그 하부를 노출 시키며, 상부에 렌즈 형상의 돌출부가 형성된 몰딩부로 구성되고,
상기 렌즈 형상의 돌출부는,
상기 발광 소자에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 굴절면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 적어도 하나 이상의 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈를 통하여 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도로서, 먼저, 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈(100)는 광이 출사되는 발광 소자(110)를 위치시킬 수 있는 중공부(101)가 내부에 형성되어 있고; 상기 발광 소자(110)에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고; 상부에 오목한 홈(102)이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
여기서, 상기 발광 소자용 렌즈(100)는 볼록한 캡(Cap) 형상으로 만들어져 있고; 상기 캡 형상의 중심축(P) 상에 위치되는 상부 영역에 오목한 홈(102)이 형성되어 있는 구조로 이루어진 것이 바람직하다.
이러한, 발광 소자용 렌즈(100)는 도 6에 도시된 바와 같이, 렌즈(100)의 내 부에 발광 소자(110)가 위치되며, 상기 발광 소자(110)에서 방출되는 광이 상기 렌즈(100)에서 굴절되어 외부로 출사된다.
이 때, 상기 렌즈(100)의 상부에 형성된 오목한 홈(102)은 상기 렌즈(100) 상부의 형상을 변화시키고, 상기 발광 소자(110)에서 상부로 진행되는 광을 굴절시키게 된다.
한편, 통상적으로, 발광 소자는 상부로 진행하는 광 세기가 크기 때문에, 측면으로 광이 방출되는 경로를 갖는 구조로 백라이트 유닛(Back light unit)에 활용되고 것이 현실이나, 본 발명은 상부로 진행되는 광을 굴절시켜 상부의 확산판(120)에 검출되는 광 세기를 보다 균일화시킬 수 있다.
그러므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 렌즈(100) 내부의 발광 소자(110)에서 방출되는 광은 렌즈(100)에서 굴절되어 측면으로 퍼지면서 확산판(120)에 균일하게 입사되는 궤적(軌跡)을 보이고 있다.
도 7은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈를 통하여 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도로서, 발광 소자용 렌즈(100)의 중심축(P) 상에 있고, 발광 소자용 렌즈(100)의 내부에서 광이 출사되는 위치를 'O'라 할 때, 상기 중심축(P)에서 80도까지의 경로로 방출되는 광은 상기 발광 소자용 렌즈(100)에서 굴절되어 상부로 진행한다.
그러나, 상기 발광 소자용 렌즈의 중심축(P)을 기준으로 80도 ~ 상기 발광 소자용 렌즈의 중심축(P)을 기준으로 90도 사이의 각도로 방출되는 광은 상기 발광 소자용 렌즈(100)에서 굴절되어도 상부로 진행되지 못하고, 상기 발광 소자용 렌즈 (100)의 측면방향으로 진행된다.
도 8은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈의 가이드용 연장부에 반사구조가 장착된 상태에서 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도로서, 발광 소자용 렌즈(100)의 일부는 개방되어 있어 내부의 중공부가 외부와 연통되어 있고, 그 개방된 부분의 끝단부는 가이드용 연장부(107)에 연결되어 있다.
즉, 렌즈(100)의 끝단부에 수평으로 연장된 제 1 연장부(105)와, 상기 제 1 연장부(105)와 수직으로 연장된 제 2 연장부(106)로 이루어진 가이드용 연장부(107)가 발광 소자용 렌즈(100)에 형성되어 있는 것이다.
이 가이드용 연장부(107)는 상기 발광 소자용 렌즈를 발광 소자 패키지에 용이하게 장착하기 위하여 형성한 것이다.
그리고, 상기 가이드용 연장부(107)의 내부에 도 8에 도시된 바와 같이, 경사면이 형성된 링(Ring) 형상의 반사 구조(120)를 장착함으로써, 발광 소자의 측면에서 방출되는 광을 상부로 전달할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈의 사시도로서, 발광 소자용 렌즈(100)의 상부에는 오목한 홈(102)이 형성되어 있고, 이 발광 소자용 렌즈(100)는 내부의 광을 굴곡시키기 위하여 곡면(曲面)으로 형성되어 있다.
이 때, 상기 발광 소자용 렌즈(100)는 내부의 광이 균일한 세기로 상부로 전달될 수 있도록, 곡면 또는 경사면을 적절하게 배치시켜 형성할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따라 복수개의 오목홈이 상부에 형성된 발광 소자용 렌즈를 통하여 광이 진행되는 경로를 설명하기 위한 단면도로서, 본 발명의 발광 소자 용 렌즈(100)는 상부에 상호 이격되어 있는 복수개의 오목홈들(102,131,132)을 형성하여, 렌즈(100) 상부로 균일한 세기의 광을 전송할 수 있도록 설계할 수도 있다.
도 11은 도 10에 도시된 발광 소자용 렌즈의 사시도로서, 발광 소자용 렌즈(100)의 상부에는 복수개의 오목한 홈들(102,131,132,133,134)이 형성되어 있고, 이 발광 소자용 렌즈(100)는 중심축을 중심으로 상호 동일한 간격으로 이격되어 있는 것이 바람직하다.
도 12는 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈가 장착된 발광 소자의 개략적인 단면도로서, 발광 소자는 발광 소자를 패키징한 패키지이며, 이 패키지(200) 상부에 렌즈(100)를 부착한다.
이 때, 상기 패키지(200)는 히트 슬러그(210)와; 상기 히트 슬러그(210) 상부에 본딩된 발광 소자(220)와; 상기 발광 소자(230)에 와이어(240) 본딩된 리드들(230)과; 상기 발광 소자(220), 와이어(240) 및 리드들(230)의 일부를 감싸고, 상기 히트 슬러그(210)의 하부를 노출시키는 몰딩부(250)로 구성된다.
도 13은 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈의 가이드용 연장부에 발광 소자 패키지의 돌출부가 삽입되어 있는 상태를 도시한 개략적인 단면도로서, 전술된 가이드용 연장부(107)를 갖는 발광 소자용 렌즈(100)와 상부에 돌출부(260)를 갖는 패키지(200)를 준비한다.
그 후, 상기 패키지(200) 상부의 돌출부(260)를 상기 발광 소자용 렌즈(100)의 가이드용 연장부(107) 내측에 삽입시켜 장착한다.
이 때, 상기 패키지(200)의 돌출부(260) 및 상기 발광 소자용 렌즈(100)의 가이드용 연장부(107)는 접착수단에 의해 접착되어 있어도 된다.
도 14는 본 발명에 따른 발광 소자용 렌즈가 기판에 장착된 패키지의 개략적인 단면도로서, 먼저, 기판(300) 상부에 링 형상의 반사구조(270)를 접착하고, 이 링 형상의 반사구조(270) 내부에 노출된 기판(300) 상부에 발광 소자(210)를 본딩하고, 상기 반사구조(270) 외측의 기판(300) 상부에 발광 소자용 렌즈(100)를 본딩한다.
이렇게, 형성된 패키지는 발광 소자(210)의 측면으로 출사되는 광은 반사구조(270)에서 반사되어 상부로 전달되어 광 손실을 방지할 수 있게 된다.
전술된 도 7의 설명에서, 80도 ~ 90도까지의 경로로 발광 소자에서 방출되는 광은 상기 발광 소자용 렌즈에서 굴절되어도 상부로 진행되지 못하고, 상기 발광 소자용 렌즈의 측면방향으로 진행하기 때문에, 상기 반사구조(270)는 측면방향으로 진행하는 광을 상부로 출사시킬 수 있어, 광 손실을 줄일 수 있는 것이다.
즉, 상기 반사구조(270)는 상기 발광 소자용 렌즈(100)의 중심축(P)에서 80도 ~ 90도 까지의 경로로 방출되는 광을 반사시켜 렌즈 상부로 진행시키는 경사면을 갖는다.
도 15는 본 발명에 따른 몰딩부에 발광 소자용 렌즈 형상을 형성한 패키지의 개략적인 단면도로서, 패키지는 히트 슬러그(210)와; 상기 히트 슬러그(210) 상부에 본딩된 발광 소자(220)와; 상기 발광 소자(220)와 와이어(240) 본딩된 리드들(230)과; 상기 발광 소자(220), 와이어(240) 및 리드들(230)의 일부를 감싸고, 상 기 히트 슬러그(210) 하부를 노출시키며, 상부에 발광 소자용 렌즈 형상의 돌출부가 형성된 몰딩부(250)로 구성된다.
여기서, 발광 소자용 렌즈란, 전술된 바와 같이, 상기 발광 소자(220)에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 면(面)으로 이루어져 있고; 상부에 오목한 홈(271)이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
도 16a와 16b는 본 발명에 따른 렌즈가 장착된 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛(Backlight unit)의 개략적인 단면도로서, 도 16a에 도시된 바와 같이, 기판(300)과; 상기 기판(300) 상부에 장착된 복수개의 발광 소자들(311,312)과; 중공부가 내부에 형성되어 있고, 상기 발광 소자에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 굴절면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있고, 상기 중공부 내부에 상기 발광 소자들 각각을 위치시키는 복수개의 렌즈들(321,322)과; 상기 복수개의 렌즈들(321,322) 상부에 위치하는 확산판(350)을 포함하여 구성된다.
그리고, 도 16b와 같이, 기판(300)과; 상기 기판(300) 상부에 장착된 복수개의 발광 소자 패키지들(331,332)과; 상기 발광 소자 패키지들(331,332)에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 굴절면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있고, 상기 발광 소자 패키지들(331,332) 각각의 상부에 접착된 복수개의 렌즈들과; 상기 복수개의 렌즈들 상부에 위치하는 확산판(350)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 기판(300)은 MCPCB(Metal Core PCB)로 형성하는 것이 바람직하 다.
이 도 16b의 백라이트 유닛에서는 전술된 도 12와 도 13의 발광 소자 패키지를 기판에 실장시켜 구성하는 것이다.
그리고, 도 15의 발광 소자 패키지도 기판에 실장하여 백라이트 유닛을 구성할 수도 있다.
이러한, 백라이트 유닛은 발광 소자 또는 발광 소자 패키지 상부로 진행되는 광을 렌즈로 굴절시켜, 발광 소자 또는 발광 소자 패키지 상부로 균일한 세기를 갖는 광을 출사시킬 수 있으므로, 적은 수의 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 가지고도 넓은 면적을 균일하게 할 수 있어, 백라이트 유닛의 광 효율 및 소비전력을 개선할 수 있는 장점이 있다.
이상 상술한 바와 같이, 종래 기술에 따른 측면 발광 패키지에서는 광을 측면으로 출사시켜 디스플레이의 액정 디스플레이에 적용하였으나, 다이버터(Diverter)라는 핫스팟 방지판을 올려놓는 등의 복잡한 조립 공정을 수행하여야 하고, 핫스팟 방지판의 두께만큼 디스플레이 패널의 두께가 증가되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상부로 진행되는 광을 렌즈로 굴절시켜 상부로 균일한 세기를 갖는 광으로 출사시킬 수 있으므로, 적은 수의 발광 소자를 가지고도 넓은 면적을 균일하게 할 수 있어, 효율 및 소비전력을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 부품수를 줄일 수 있고, 복잡한 조립 공정 및 패널의 두께를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (12)

  1. 기판과;
    상기 기판 상부에 장착된 복수개의 발광 소자들과;
    중공부가 내부에 형성되어 있고, 상기 발광 소자에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 굴절면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있고, 상기 중공부 내부에 상기 발광 소자들 각각을 위치시키는 복수개의 렌즈들과;
    상기 복수개의 렌즈들 상부에 위치하는 확산판을 포함하여 구성된 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자를 내부에 위치시키고,
    상기 렌즈 중공부의 기판 상부에 위치되는 링 형상의 반사구조가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사구조는,
    상기 발광 소자용 렌즈의 중심축(P)을 기준으로 80도 ~ 상기 발광 소자용 렌즈의 중심축(P)을 기준으로 90도 사이의 각도로 방출되는 광을 반사시켜 렌즈 상부로 진행시키는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  4. 기판과;
    상기 기판 상부에 장착된 복수개의 발광 소자 패키지들과;
    상기 발광 소자 패키지들에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 굴절면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 오목한 홈이 형성되어 있고, 상기 발광 소자 패키지들 각각의 상부에 접착된 복수개의 렌즈들과;
    상기 복수개의 렌즈들 상부에 위치하는 확산판을 포함하여 구성된 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 발광 소자 패키지는,
    히트 슬러그와;
    상기 히트 슬러그 상부에 본딩된 발광 소자와;
    상기 발광 소자에 전기적으로 연결된 리드들과;
    상기 발광 소자 및 리드들의 일부를 감싸고, 상기 히트 슬러그의 하부를 노출시키는 몰딩부로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 굴절면은,
    곡면 또는, 곡면과 경사면의 혼용된 면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈의 굴절면은,
    볼록한 캡(Cap) 형상으로 만들어져 있고;
    상기 캡의 중심축(P) 상에 위치되는 상부 영역에 오목한 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 몰딩부의 상부에는 돌출부가 더 형성되어 있고,
    상기 캡 형상의 렌즈의 굴절면 일부는 개방되어 있어 그 개방된 부분의 끝단부는 가이드용 연장부에 연결되어 있으며,
    상기 가이드용 연장부는, 상기 끝단부에 수평으로 연장된 제 1 연장부와, 상기 제 1 연장부와 수직으로 연장된 제 2 연장부로 이루어져 있고,
    상기 몰딩부의 돌출부는 상기 렌즈의 가이드용 연장부 내측에 삽입되어 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  9. 기판과;
    상기 기판 상부에 장착된 복수개의 발광 소자들과;
    상기 복수개의 발광 소자들 상부에 위치하는 확산판을 포함하여 구성되며,
    상기 발광 소자는,
    히트 슬러그와;
    상기 히트 슬러그 상부에 본딩된 발광 소자와;
    상기 발광 소자에 전기적으로 연결된 리드들과;
    상기 발광 소자 및 리드들의 일부를 감싸고, 상기 히트 슬러그 하부를 노출시키며, 상부에 렌즈 형상의 돌출부가 형성된 몰딩부로 구성되고,
    상기 렌즈 형상의 돌출부는,
    상기 발광 소자에서 출사되는 광을 굴절시켜 외부로 출사시킬 수 있는 굴절 면(面)으로 이루어져 있고, 상부에 적어도 하나 이상의 오목한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 굴절면은,
    볼록한 캡(Cap) 형상으로 만들어져 있고;
    상기 캡의 중심축(P) 상에 위치되는 상부 영역에 오목한 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 굴절면은,
    곡면 또는, 곡면과 경사면의 혼용된 면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
  12. 제 1 항, 제 4 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은,
    MCPCB(Metal Core PCB)인 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 백라이트 유닛.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990077317A (ko) * 1996-01-16 1999-10-25 크리스 로저 에이취. 칼러 분리 백라이트
JP2000305041A (ja) * 1999-04-26 2000-11-02 Hit Design:Kk 絵付き凸レンズアレイディスプレイおよびその製造方法
JP2004288698A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Rohm Co Ltd チップ型ｌｅｄ
KR20050066672A (ko) * 2003-12-26 2005-06-30 엘지.필립스 엘시디 주식회사 직하형 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR20050076573A (ko) * 2004-01-20 2005-07-26 에이스. 티 코포레이션 액정 디스플레이의 백라이트 모듈의 미소 각도의 특정하게위치되고 특정하게 배향되는 발광 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990077317A (ko) * 1996-01-16 1999-10-25 크리스 로저 에이취. 칼러 분리 백라이트
JP2000503456A (ja) * 1996-01-16 2000-03-21 アライドシグナル・インコーポレーテッド カラー分離型バックライト
JP2000305041A (ja) * 1999-04-26 2000-11-02 Hit Design:Kk 絵付き凸レンズアレイディスプレイおよびその製造方法
JP2004288698A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Rohm Co Ltd チップ型ｌｅｄ
KR20050066672A (ko) * 2003-12-26 2005-06-30 엘지.필립스 엘시디 주식회사 직하형 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR20050076573A (ko) * 2004-01-20 2005-07-26 에이스. 티 코포레이션 액정 디스플레이의 백라이트 모듈의 미소 각도의 특정하게위치되고 특정하게 배향되는 발광 장치

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1019990077317
102005066672
102005076573
12305041
12503456
16288698

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