KR100750361B1 - Ｌｅｄ 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 LED 패키지는, 빛을 혼합하는 도광판과; 상기 도광판의 측면에 배치되어 적, 녹, 청색(R, G, B)의 빛을 생성하는 다수의 LED 칩과; 상기 도광판의 출사면을 제외한 면에 설치된 반사부재와; 상기 도광판의 출사면의 둘레에 설치된 반사갓을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＬＥＤ 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛{LED package and back light unit therewith}
도 1은 종래의 백라이트 유닛을 구성하는 단위 LED 패키지가 설치된 상태를 도시하는 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 백라이트 유닛의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III선에 따른 수직 단면도이다
도 4는 도 2의 IV-IV선에 따른 부분 수직 단면도이다.
도 5는 도 4의 변형예를 도시하는 부분 수직 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛의 단위 LED 패키지의 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛의 단위 LED 패키지 그룹을 아래에서 올려다본 부분 사시도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 선에 따른 부분 수직 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛의 단위 LED 패키지를 아래에서 올려다본 부분 사시도이다.
도 10은 도 9의 X-X 선에 따른 부분 수직 단면도이다.
도 11은 도 2에 도시된 단위 LED 패키지의 변형례에 대한 부분 조립 사시도이다.
도 12는 도 11의 단위 LED패키지가 조립된 상태의 수직 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : LED 패키지 112 : 반사갓
114 : 반사부재 116 : 리드
110 : 도광판 120 : LED 칩
108 : 금속 PCB 106 : 기판 섀시
130 : 패턴 136 : 확산 플레이트
138 : 확산 시트 140 : BEF 시트
142 : DBEF-D 시트
본 발명은 LED 광원을 이용한 백라이트 유닛(back light unit)에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 적-녹-청(R-G-B) LED 칩이 하나의 LED 패키지에서 장착되고 빛이 도광판에서 믹싱되어 백색광을 이루도록 LED 광원을 이용하는 백라이트 유닛이다.
통상적으로, 평판표시장치(flat panel display)는 발광형과 수광형으로 분류되는데, 발광형으로는 음극선관(CRT), 전계 발광(Electro Luminescent;EL) 소자, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel;PDP) 등이 있고, 수광형으로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display;LCD) 등이 있다.
상기 LCD는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 빛을 받아 화상을 형성하는 수광형 소자이므로, 별도의 광원, 예를 들면 이른바 백라이트를 설치하여 화상을 관찰할 수 있도록 하고 있다.
이러한 LCD용 백라이트는 광원의 설치 위치에 따라 직하형(direct type)과 에지(edge)형으로 구분되며, LED를 광원으로 하여 백색광을 생성하는 방법에는 적녹청(RGB) LED를 광학적으로 믹싱하여 백색광을 생성하는 RGB LED 방법과, 자외선 LED와 적녹청 형광체를 혼합하는 방법, 청색 LED와 황색 형광체를 혼합하는 바이너리 컴플리멘터리(binary complimentary) 방식이 있다. LED 광원은 종래에 광원으로 사용되었던 CCFL에 비하여 응답시간이 상당히 빠를 뿐 아니라 수은과 같은 중금속을 함유하지 않고 완전 고체 소자이므로 친환경적이라는 장점이 있다. 특히 이중에서 RGB LED 방식의 경우 종래에 광원으로 사용되었던 CCFL 및 다른 LED 방식에 비하여 색표현 능력이 우수하여, 고품위의 LCD TV용 LED 백라이트에 채용되었다.
한편 도 1은 직하형 백라이트 유닛에서 단위 LED 패키지에 대한 설치 단면도이다. 도 1을 참조하면, 빛을 발생하는 LED 패키지(16)의 하부에는 금속 PCB(20 : metal printed circuit board)가 설치되어 있으며, 상기 LED 패키지(16)와 금속 PBC(20)의 조립체는 기판 섀시(44) 상에 설치된다.
여기서, 프레임(21) 내부에 장착된 LED 칩(미도시)의 광 진행 경로상에는(도 1에서 상측 방향)는 렌즈 수단이 설치되어 빛의 진행 경로를 조절하게 되고, LED 칩에서 발생하는 열을 방출하기 위하여 프레임(21)의 하측에는 히트싱크 슬러그(22)가 설치되어 금속 PCB에 연결되어 있다 .
한편, LED 패키지(16)의 오벌 도트(oval dot : 50)의 상부에는 PMMA(폴리 메틸 메타 아크릴레이트) 플레이트(28)가 배치되고, 그 상부에는 확산 플레이트(36)가 배치되며, 그 위에는 광학적 시트인 확산시트(38), BEF 시트(40) 및 DBED-D 시트(42)등이 적층되어 LED 패키지에서 발생된 빛의 휘도를 보정한다.
그러나, 이와 같은 수직 단면 구조의 LED 패키지를 채용한 백라이트 유닛의 경우, LED 패키지의 구성요소, 예를 들어 금속 PCB(20)상에 히트싱크 슬러그(22), 프레임(21) 및 렌즈 수단(18)이 적층되어 조립된 구조를 나타내기 때문에, 백색광 혼합 구간의 거리(hm)가 일어지게 되고, 따라서 백라이트 유닛의 전체 두께(ht)가 두꺼워 져서, 최종적으로 이러한 백라이트 유닛을 이용하는 TV 세트와 같은 제품의 두께가 증가하게 되는 단점이 있었다.
또한 기존의 LED 백라이트 유닛의 경우 각각의 LED 패키지에서의 부분적인 휘도 조절이 불가능하여 백라이트 패널의 전체 휘도만이 조절가능한 단점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 LED 패키지를 구비한 백라이트 유닛에서 구조상으로 그 두께가 감소되고, 국부적인 휘도 조정(local dimming)이 가능한 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트용 LED 패키지는,
빛을 혼합하는 도광판과;
상기 도광판의 측면에 배치되어 적, 녹, 청색(R, G, B)의 빛을 생성하는 다수의 LED 칩과;
상기 도광판의 출사면을 제외한 면에 설치된 반사부재와;
상기 도광판의 출사면의 둘레에 설치된 반사갓을 포함한다.
여기서, 상기 도광판의 측면에서 LED 칩이 설치된 부분외에는 모두 반사부재로 둘러쌓여 있다.
또한, 상기 반사갓은 상기 도광판의 출사면 둘레 모서리에서 경사지게 상측으로 연장되어 있다.
한편, 상기 도광판의 하측면과 출사면 중 적어도 하나에는 패턴이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 반사갓 및 반사 부재는 고반사율의 재료로 된 것이 바람직하다.
예시적으로, 상기 도광판의 출사면은 사각형일 수 있다.
선택적으로, 상기 도광판의 출사면은 8각형일 수 있다 .
이 경우, 상기 반사갓은 도광판의 일측면의 둘레에 형성된 제 1 반사갓과 인접하는 도광판의 일측면 사이에 형성된 제 2 반사갓을 포함한다.
한편, 상기 도광판의 측면 중 LED 칩이 설치된 부분을 제외한 부분에는 경사면이 형성될 수 있다.
한편, 상기 도광판의 출사면의 둘레 모서리에는 라운드부가 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 도광판의 출사면에서 라운드부가 끝나는 높이에서 반사갓이 상향하여 경사지게 장착된다.
한편, 상기 다수의 LED 칩은 도광판의 측면에서 대향하게 위치된 2개의 녹색 발광 LED 칩과 각각 1개의 적색 및 청색 발광 LED 칩을 포함하게 된다.
한편, 본 발명의 바람직할 실시예에 따른 백라이트 유닛은,
빛을 혼합하는 도광판과;
상기 도광판의 측면에 배치되어 적, 녹, 청색(R, G, B)의 빛을 생성하는 다수의 LED 칩과;
상기 도광판의 출사면을 제외한 면에 설치된 반사부재와;
상기 도광판의 출사면의 둘레에 설치된 반사갓을 포함하는 다수의 LED 패키지와;
상기 다수의 LED 패키지가 장착되는 기판섀시를 포함한다.
여기서, 상기 다수의 LED 패키지는 매트릭스 형상으로 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도광판의 측면에서 LED 칩이 설치된 부분외에는 모두 반사부재로 둘러쌓여 있다.
또한, 상기 반사갓은 상기 도광판의 출사면 둘레 모서리에서 경사지게 상측으로 연장되어 있다.
한편, 상기 반사갓은 측방향으로 만곡된 형상일 수 있다.
한편, 서로 인접한 LED 패키지의 인접한 반사갓은 서로 면접촉하여 경계면을 이룰수 도 있다.
한편, 상기 다수의 LED 패키지는 각각 별도로 휘도 제어되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직하형 백라이트 유닛을 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 패키지 그룹이 설치된 백라이트 유닛의 부분 분해 사시도이다. 도 3에서는 예시적으로 4개의 LED 패키지(100)만이 도시되어 있으나, 실제 백라이트 유닛은 그보다 많은 LED 패키지를 구비할 수 있다 .
특히, 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 장착되는 LED 패키지(100)는 매트릭스 형상으로 배열된다 즉, 가로 방향과 세로 방향으로 LED패키지(100)가 연속적으로 배치된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛의 경우, 기판 섀시(106)를 구비하고 그 위에는 금속 PCB(108)가 배치된다. 상기 금속 PCB(108)상에는 동일한 형상의 다수의 LED 패키지(100)가 장착된다.
또한 기판 섀시(106) 상에 장착된 LED 패키지(100)에서 발생된 백색광은 그 상부에 배치된 광학 요소를 통과하여 최종적으로 백라이트 유닛에서 출사되게 된다.
상기 LED 패키지(100) 상에는 확산 플레이트(136)가 배치되어 일차적으로 빛을 확산시켜서 단위 LED 패키지에서 발생된 백색광의 휘도를 일정하게 하는데, 단 지 확산 플레이트만으로는 부족하므로, 확산 플레이트(136)의 상부에는 확산시트(138)가 배치되며, 다시 그 위에는 BEF 시트(140 : brightness enhancement film sheet), DBEF-D 시트(142 :dual brightness enhancement film sheet)가 배치된다.
이하에서는 LED패키지의 구조를 설명함에 있어서, 하나의 단위 LED 패키지(100)를 기준으로 그 구조를 설명한다.
도 2를 참조하면, LED패키지(100)는 빛을 믹싱하여 혼합하는 도광판(110)과, 이러한 도광판의 측면에 배치되어 적, 녹, 청(R, G, B)색의 빛을 생성하는 다수의 LED 칩(116)과, 이러한 도광판의 출사면을 제외한 면에 설치되어 도광판(110)을 둘러싸고 있는 반사 부재(114)를 포함한다.
도 3에서는 도 2의 III-III선을 따라 취한 단면이 도시된다. 도 3에서는 참고적으로 LED 패키지(100) 상부에 위치된 광학 요소인 확산 플레이트(136), 확산 시트(138), BEF 시트(140) 및 DBEF-D 시트(142)가 도시되어 있다.
특히, 도 3에서는 하나의 LED 패키지만이 도시되고 있는데, 실제에 있어서는 각각의 LED 패키지가 인접하고 있다.
상기 도광판(110)의 측면에는 LED 칩(116)이 설치되는데, 도광판(110)에서 LED 칩(116)이 설치된 부분과 출사면(도면에서 도광판의 상측면)을 제외하고는 모두 반사부재(114)에 의해 둘러쌓이게 된다. 따라서 도광판(110)의 측면은 LED 칩(116)에 의해 빛이 입사하게 되므로 입광면이 된다. 즉 반사 부재는 LED 칩을 제외한 도광판의 측면과 도광판의 하면을 둘러싸고 있다.
한편, 상기 도광판(110)의 출사면 측 둘레 모서리에는 비스듬하게 경사지게 상측으로 연장된 반사갓(112)이 형성된다. 상기 반사 부재(114)와 반사갓(112)은 고반사율의 재료로 되는 것이 바람직한데, 예를 들어, 폴리 카보네이트(PC) 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 필요하다면, 상기 반사 부재와 상기 반사갓은 동일한 재료로 형성되며, 일체로 형성될 수도 있다.
도 2 및 도 3에 다른 LED 패키지(100)에서는 출사면의 형상이 4각형이 도광판이 예시적으로 도시된다. 즉 상기 도광판은 6면체 형상이 된다. 따라서 도광판(110)의 각 4개의 측면에 각각의 색상의 LED 칩(116)이 형성되는데, 하나의 LED패키지(100)는 2개 녹색(G) LED 칩과 각각 1개의 적색(R) LED 칩 및 청색(B) LED 칩이 설치된다. 여기서 녹색 LED 칩은 도광판을 사이에 두고 마주보게 배치된다. 따라서, 하나의 도광판의 측면에 배치되는 LED 칩의 비율은 RGB가 각각 1:2:1이 된다. 각각이 색상의 LED 칩에서 나온 빛은 상기 도광판(110) 내에서 믹싱된다.
적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) LED 칩(116)은 도광판의 각각의 4개의 측면에서 배치되므로 결국 마름모꼴로 배치되게 된다. 시계 방향으로 볼 경우 G-R-G-B의 순서로 LED 칩이 배열된다.
한편, 상기 LED 패키지(100)의 LED칩(116)의 리드(120)를 통하여 금속 PCB(118)에 전기적으로 연결된다.
한편, 도광판에서 믹싱된 빛이 도광판 내부에 갇혀 있지 않고 출사면으로 통하여 외부로 출사되는 것을 돕기 위하여, 도광판의 하측면(즉 바닥면)과 출사면(즉 상측면) 중 적어도 하나에는 패턴이 형성된다. 상기 패턴은 빛을 산란시켜서 빛의 휘도를 더욱 일정하게 한다.
즉 도광판의 하측면과 반사 부재가 접하는 경계면에서 도광판의 하측면에는 하부 패턴(130)이 형성되며, 상기 도광판의 출사면측에는 상부 패턴(131)이 형성되는 것이 바람직하다. 도광판(110)의 출사면과 하측면에 산란 패턴을 형성하는 방법은 샌드 블라스팅을 이용하여 패턴을 형성하거나, 도광판을 사출 성형시에 금형 자체에 산란 패턴을 형성하여 산란 패턴을 찍어내는 방법 등이 사용될 수 있다. 그 외에도 에칭을 통하여 산란 패턴을 형성할 수도 있다.
하측면에 단면이 V 형상인 산란 패턴을 형성할 경우 도광판을 출사하는 빛의 휘도는 약 10 내지 15% 정도 상승하게 되며, 출사면에 단면이 V 형상인 산란 패턴을 형성할 경우 약 5 내지 10% 의 휘도 상승이 일어난다.
도 3을 참조하면, 백라이트 유닛의 기판 섀시(106)으로부터 최종 위치된 광학 시트인 DBED-D 시트(142)까지의 거리가 (Ht)로 표시되고, 실제 백색광이 생성되어 혼합되는 LED패키지로부터 최종적인 광학 시트까지의 거리는 (Hm)으로 표시된다. 도 1의 종래의 백라이트 유닛과 비교하여, 도 3에 도시된 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 단위 LED 패키지(100)에서 LED 칩(116)이 상측이 아닌 측면으로 보고 도광판(110) 내부에 빛을 입사시켜 백색광을 생성하기 때문에, 광학적 구성요소들이 수직하게 적층되어 배열된 구조가 아니므로 백색광 혼합 거리(Hm)이 종래의 백색광 혼합거리(hm)보다 훨씬 줄어들게 되어 백라이트 유닛 자체의 두께가 훨씬 얇아지게 된다.
한편, 도 4는 도 2의 IV-IV 선을 따라 취한 수직 단면도이다. 도 4에서는 인접한 LED패키지간의 위치 관계가 도시된다.
도 4를 참조하면, 인접한 LED패키지의 도광판(110)의 출사면의 주위에 배치된 반사갓(112)이 서로 그 일측 단부에서 접촉하고 있다. 따라서, 반사갓(112)이 도광판(110)의 출사면으로부터 소정의 각(θ)으로 경사지게 되어 인접한 다른 LED 패키지의 최인접 반사갓(112)과 "ㅅ" 형상을 이루게 된다. 이러한 구조를 함으로써, LED패키지는 조밀하게 배치될 수 있게 되며, 기판 섀시 상의 공간을 효율적으로 활용하게 된다.
한편, 이러한 반사갓은 얇은 시트 형상으로 되어, 이를 접어서 도광판(110)의 둘레에 부착될 수도 있지만 사출성형의 방법으로 성형되어 부착될 수도 있다.
도 5는 도 4에 도시된 구조의 변형례가 도시된다. 동일한 구성요소에는 동일한 도면 부호가 사용되었다.
도 5의 경우 인접한 LED패키지(100)간이 바로 인접한 반사갓(112')이 측방향으로 만곡된 형상으로 되어 있다. 이를 통하여 반사갓(112')상에서 반사될 빛의 진행 경로를 제어할 수 있게 된다. 도 5에서는 경사지게 하측으로 반사갓이 만곡되어 있는데, 그 반대로 경사지게 상측으로 만곡될 수 도 있으며, 만곡되는 정도는 반사될 빛의 진행 경로에 따라 결정된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 다른 LED패키지의 정면 사시도이다.
도 6을 참조하면, 도광판(210)의 출사면은 8각형이다. 이 경우, 도광판(210)의 주위에 반사갓을 형성함에 있어서는 8개의 반사갓이 필요하게 되는데, 이러한 반사갓(212)은 도광판의 일측면의 둘레에 형성된 제 1 반사갓(212a)과 인접하는 도광판의 일측면 사이에 형성된 제 2 반사갓(212b)를 포함한다. 출사면의 코너측에 형성된 제 2 반사갓(212b)은 예시적으로 삼각형의 형상이며, 제 1 반사갓(212a)은 등변 사다리꼴의 형상이다. 여기서 제 1 반사갓(212a)와 제 2 반사갓(212b)은 8각형을 이루는 도광판(210)의 출사면의 둘레에서 번갈아 배치된다.
또한 상기 반사갓(212)은 비스듬하게 경사지게 상측으로 연장되어 있다. 여기서, 도광판(210)은 측면에 8개의 면이 있고 출사면과 하측면을 구비하여 전체적으로 10면체인데, 8개의 측면중 마주보는 4개의 면에 LED 칩(216)이 설치되며, 상기 도광판의 출사면과 LED 칩(216)이 설치된 부분을 제외한 부분에는 반사부재가 형성되어, 도광판을 둘러싸게 되는데, 반사부재는 제 1 반사갓 아래에 대응하는 측면을 덮는 제 1 반사부재와 제 2 반사갓(212b)에 대응하는 측면을 덮는 제 2 반사부재를 포함한다.
LED 칩(216)은 제 2 반사부재에 형성된 홈을 통하여 도광판(210)의 측면에 빛을 입사시키게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛의 단위 LED 패키지 그룹을 아래에서 올려보았을 경우의 부분 사시도이다. 따라서 도 7은 LED패키지의 하측을 비스듬하게 도시하고 있다. 도 8은 도 7의 VIII-VIII 선에 따른 부분 수직 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지는 빛을 혼합하는 도광판(310)과 상기 도광판의 측면에 배치되어 적, 녹, 청(R, G, B) 색의 빛을 생성하는 다수의 LED 칩(316)과 상기 도광판의 출사면을 제외한 면에 설치된 반사부재(312')와, 상기 도광판(310)이 출사면의 둘레에 배치된 반사갓(312)을 포 함한다.
이전의 실시예와 동일한 구조에 대한 설명은 생략하고 변화된 구조에 대해서만 설명하도록 한다 .
도 4 내지 도 5에 도시된 반사갓(112, 112')과는 달리, 도 8에 도시된 반사갓(312)은 얇은 시트 형상이 아니라 플레이트 소정의 두께를 가지는 플레이트 형상이다 . 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 인접한 LED패키지의 최근거리에 인접한 반사갓(312)들은 서로 면접촉하게 되어 경계면(314)을 이루게 된다. 따라서, 반사갓 아래의 공간에서 LED 칩(316)에서 발생된 빛이 도광판 이외의 경로로 유출될 수 있는 문제점이 완전히 차단되어 오로지 도광판(310)의 출사면을 통해서만 백색광이 출사되게 된다.
이 경우에 도 7 및 도 8에는 도광판의 출사면이 4각형인 형상이 예시적으로 도시되어 있지만 예를 들어 8각형일 수도 있다.
이 경우에도 도광판(310)의 측면에서 LED 칩(316)이 설치된 부분외에는 모두 반사부재(312')로 둘러쌓여 예상치 못한 경로로의 빛의 누출을 방지하게 된다. 또한, 도면에 상세하게 도시되어 있지는 않으나, 도광판(310)의 하측면과 출사면 중 적어도 하나에는 산란 패턴이 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛의 단위 LED 패키지를 아래에서 올려다본 부분 사시도이며, 도 10은 도 9의 X-X 선에 따른 부분 수직 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 LED 패키지는 빛을 혼합하는 도광판(410)과 상기 도광판의 측면에 배치되어 적, 녹, 청(R, G, B) 색의 빛을 생성하는 다수의 LED 칩(416)과 상기 도광판의 출사면을 제외한 면에 설치된 반사부재(414, 418)와, 상기 도광판(410)의 출사면의 둘레에 배치된 반사갓(412)을 포함한다.
전술한 실시예와는 달리 LED 패키지의 하측 부분 즉 도광판의 하측부에는 LED패키지(416)가 설치되는 부분을 제외하고 경사부(430)가 형성되어 있고, 도광판의 출사면과 LED 패키지(416)이 설치되는 부분을 제외하고는 이러한 경사부를 포함하여 도광판을 반사부재(414, 418)가 둘러싸고 있다. 특히 바닥부는 제 1 반사부재(414)가 둘러싸고 있으며, 경사부는 제 2 반사부재(418)가 둘러싸고 있다. 따라서, 출사면 이외의 경로에서 LED 칩(316)에서 발생된 빛이 유출될 수 있는 문제점이 완전히 차단되어 오로지 도광판(310)의 출사면을 통해서만 백색광이 출사되게 된다.
이 경우에 도 9 및 도 10에는 도광판의 출사면이 4각형인 형상이 예시적으로 도시되어 있지만 예를 들어 8각형일 수도 있다.
도 9 및 10에 도시된 실시예에 의할 경우, 도광판의 하측에 경사면이 형성되어 있으므로 빛이 도광판 내부에 포획되어 출사되지 않는 경우를 방지할 수 있게 된다.
또한, 도면에 상세하게 도시되어 있지는 않으나, 도광판(310)의 하측면과 출사면 중 적어도 하나에는 산란 패턴이 형성될 수 있다.
도 11은 도 2의 단위 LED 패키지의 변형례에 대한 부분 조립 사시도이며, 도 12는 도 11의 단위 LED패키지가 조립된 상태의 수직 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 LED 패키지는 빛을 혼합하는 도광판(510)과 상기 도광판의 측면에 배치되어 적, 녹, 청(R, G, B) 색의 빛을 생성하는 다수의 LED 칩(516)과 상기 도광판의 출사면을 제외한 면에 설치된 반사부재(514)와, 상기 도광판(510)의 출사면의 둘레에 배치된 반사갓(512)을 포함한다.
전술한 실시예와는 상기 도광판(510)이 출사면의 둘레 모서리에는 라운드부(550)가 형성되어 있다. 또한 도광판(510)의 출사면에서 라운드부(550)가 끝나는 높이에서 반사갓(512)이 상향 경사지게 장착되어 있다. 즉, 도광판(510)의 출사면은 반사갓이 도광판에 연결되는 부분보다 위로 돌출되어 있는 구조이다. 여기서도 도광판(510)의 출사면과 LED 칩(516)이 설치된 도광판(510)이 측면의 일부를 제외하고는 전부 반사부재(514)로 둘러쌓여 있다. 따라서, 출사면 이외의 경로에서 LED 칩(516)에서 발생된 빛이 유출될 수 있는 문제점이 완전히 차단되어 오로지 도광판(310)의 출사면을 통해서만 백색광이 출사되게 된다.
이 경우에 도 11 및 도 12에는 도광판의 출사면이 4각형인 형상이 예시적으로 도시되어 있지만 예를 들어 8각형일 수도 있다.
도 11 및 도 12에 따른 실시예에 의할 경우, 도광판의 출사면의 모서리 부분에 라운드부가 형성되어 있으므로 광출사량이 증가하게 되고, 각각의 LED 패키지의 도광판간의 불균일성이 감소되게 된다.
또한, 도면에 상세하게 도시되어 있지는 않으나, 도광판(310)의 하측면과 출 사면 중 적어도 하나에는 산란 패턴이 형성될 수 있다.
한편, 본원에서 언급된 모든 실시예에서 반사갓에는 고반사 코팅층이 형성될 수도 있다.
또한, 기판 섀시에 설치되는 매트릭스 형식으로 설치되는 본원발명의 여러 실시예에 다른 다수의 LED패키지들은 각각 별도로 휘도 제어될 수 있게 되어 국부적인 휘도 조절이 가능하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 구조의 직하형 백라이트 유닛에 의하면 아래와 같은 효과를 달성할 수 있다.
첫째, LED 패키지를 구성하는 구성요소들이 수직하게 적층되는 구조가 아니므로 LED 패키지에서 생성된 빛이 믹싱되는 거리가 짧아지게 되어 결국 백라이트 유닛의 두께가 감소되는 장점이 있다.
둘째, 하나의 LED패키지에 RGB의 LED 칩이 모두 장착됨으로 인하여 고휘도를 나타낼 수 있게 된다.
셋째, 각각의 LED 패키지 자체에서 백색광을 만들어 낼 수 있으므로 각각의 LED패키지마다 별도의 휘도를 나타내도록 제어할 수 있게 되어 Local dimming이 가능해진다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기 술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 빛을 혼합하는 도광판과;
    상기 도광판의 측면에 배치되어 적, 녹, 청색(R, G, B)의 빛을 생성하는 다수의 LED 칩과;
    상기 도광판의 출사면을 제외한 면에 설치된 반사부재와;
    상기 도광판의 출사면의 둘레에 설치된 반사갓을 포함하는 LED 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 측면에서 LED 칩이 설치된 부분외에는 모두 반사부재로 둘러쌓여 있는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사갓은 상기 도광판의 출사면 둘레 모서리에서 경사지게 상측으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 LED패키지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 하측면과 출사면 중 적어도 하나에는 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사갓 및 반사 부재는 폴리 카보네이트(PC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 출사면은 사각형인 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 출사면은 8각형인 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반사갓은 도광판의 일측면의 둘레에 형성된 제 1 반사갓과 인접하는 도광판의 일측면 사이에 형성된 제 2 반사갓을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 측면 중 LED 칩이 설치된 부분을 제외한 부분에는 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 출사면의 둘레 모서리에는 라운드부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 도광판의 출사면에서 라운드부가 끝나는 높이에서 반사갓이 상향 경사지게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 LED 칩은 도광판의 측면에서 대향하게 위치된 2개의 녹색 발광 LED 칩과 각각 1개의 적색 및 청색 발광 LED 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  13. 빛을 혼합하는 도광판과;
    상기 도광판의 측면에 배치되어 적, 녹, 청색(R, G, B)의 빛을 생성하는 다수의 LED 칩과;
    상기 도광판의 출사면을 제외한 면에 설치된 반사부재와;
    상기 도광판의 출사면의 둘레에 설치된 반사갓을 포함하는 다수의 LED 패키지와;
    상기 다수의 LED 패키지가 장착되는 기판 섀시를 포함하는 백라이트 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다수의 LED 패키지는 매트릭스 형상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 도광판의 측면에서 LED 칩이 설치된 부분외에는 모두 반사부재로 둘러쌓여 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 반사갓은 상기 도광판의 출사면 둘레 모서리에서 경사지게 상측으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 반사갓은 측방향으로 만곡된 형상인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  18. 제 14 항에 있어서,
    서로 인접한 LED 패키지의 인접한 반사갓은 서로 면접촉하여 경계면을 이루는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 다수의 LED 패키지는 각각 별도로 휘도 제어되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030034620A (ko) * 2001-10-26 2003-05-09 (주)에프아이티씨 엘시디 백라이트 모듈을 구성하는 집광필름
KR20040062201A (ko) * 2002-12-31 2004-07-07 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치용 배면조명 장치
JP2005026212A (ja) * 2003-06-13 2005-01-27 Toshiba Lighting & Technology Corp 蛍光ランプおよび照明器具
KR20050089915A (ko) * 2004-03-06 2005-09-09 최준수 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030034620A (ko) * 2001-10-26 2003-05-09 (주)에프아이티씨 엘시디 백라이트 모듈을 구성하는 집광필름
KR20040062201A (ko) * 2002-12-31 2004-07-07 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치용 배면조명 장치
JP2005026212A (ja) * 2003-06-13 2005-01-27 Toshiba Lighting & Technology Corp 蛍光ランプおよび照明器具
KR20050089915A (ko) * 2004-03-06 2005-09-09 최준수 도광판의 광반사 패턴의 최적 설계 방법

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