KR100764455B1 - 백라이트 장치 - Google Patents

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Abstract

반사갓이 적용된 백라이트 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 백라이트 장치는, 도광판; 적어도 하나의 LED 칩이 실장되는 기판 및 상기 LED 칩으로부터 발생된 빛을 상기 도광판에 전달하도록 상기 기판에 구비되는 반사갓을 포함하며, 상기 도광판의 측면에 배치되는 광원부; 상기 도광판의 상부에 배치되는 적어도 하나의 광학시트; 및 상기 도광판의 하부에 배치되는 반사판;을 포함하며, 상기 반사갓은 상기 광학시트와 대응하는 외부면이 상기 광학시트의 하면과 접촉하여 상기 광학시트를 지지함을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 더 넓은 지향각을 확보할 수 있어 백색광 혼합에 있어 유리하며, LED 칩의 발열에 의해 발생되는 광학시트 움 현상이 방지되며, 광효율이 증가되는 효과를 얻는다.
백라이트 장치, 지향각, 반사갓, 도광판, 광학시트, 발광다이오드(LED)

Description

백라이트 장치 {Backlight Device}
도 1은 측면 방출 방식을 적용한 종래 LED 백라이트 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 종래 LED 백라이트 장치의 입광부 영역에서 LED 칩에 의한 발열을 나타내는 개략도이다.
도 3은 종래 LED 백라이트 장치입광부 영역에서 광효율이 저하되는 현상을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 백라이트 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 백라이트 장치에 적용되는 반사갓에 대한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 백라이트 장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 7은 도 6에 도시된 백라이트 장치에 적용되는 반사갓에 대한 사시도이다.
도 8(a)는 LED 패키지를 적용한 종래 백라이트 장치의 광원부를 나타내며, 도 8(b)는 LED 칩(110)을 기판(120)에 COB 방식으로 실장한 본 발명의 백라이트 장치의 광원부를 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : LED 칩 120 : 기판
130 : 반사갓 140: 도광판
143 : 반사판 145 : 광학시트
본 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 LED 칩이 COB(Chip on Board) 방식으로 실장된 기판상에 반사갓을 구비함으로써, 넓은 지향각이 확보되며 광효율이 향상된 백라이트 장치에 관한 것이다.
전자기기 산업이 발전함에 따라 소형이며 에너지 소비율이 적은 각종 표시장치들이 개발되고 있으며 이를 이용한 영상기기, 컴퓨터, 이동통신 단말기등이 개발되고 있는 추세이다. 이러한 추세를 반영하여 등장한 LCD(액정표시장치, Liquid Crystal Display)는 현재 모니터와 이동통신 단말기등의 표시장치로 각광받고 있다.
이러한 LCD는 자발적으로 빛을 발생시키지 않기 때문에 통상 LCD판넬의 뒷면에 빛을 발생시키는 광원과 도광판으로 구성되는 백라이트(Backlight) 유닛을 구비하는 것이 일반적이다.
최근 각광을 받고 있는 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 백라이트 유닛은 직접 조명 방식(Direct Illumination type)과 측면 방출 방식(Edge Lighting type)을 통해 액정표시장치의 액정 패널을 조명한다. 직접 조명 방식이란 말 그대로 하부의 광원에서 액정 패널에 직접 빛을 비추어 조명하는 방식이며, 측면 방출 방식이란 광원에서 나오는 빛을 측방으로 보내 반사판이나 산란 패턴을 이용해 다시 상부로 방향을 전환해 액정 패널을 조명하는 방식을 말한다.
도 1은 측면 방출 방식을 적용한 종래 LED 백라이트 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이며, 도 2는 입광부 영역에서의 LED 칩에 의한 발열을 나타내는 개략도이고, 도 3은 입광부 영역에서 광효율이 저하되는 현상을 나타내는 개략도이다.
종래 LED 백라이트 장치는 도광판(31), LED 패기지(10)가 전기적으로 탑재된 기판(21), 도광판(31)의 하부에 배치되며 일정한 도트패턴(35)이 형성된 반사판(33) 및 도광판 상부에 배치되는 각종 광학시트(37) 등으로 이루어진다.
상기 LED 패키지(10)는 일반적으로 RGB(적색, 녹색, 청색)의 LED 칩(13)을 패키지본체(11)에 본딩(Bonding)하고, LED 칩(13)을 수지 등의 재료로 몰딩(15)하여 구성되며, 상기 기판(21)으로는 일반적으로 PCB(Printed Circuit Board) 또는 방열성능이 우수한 MCPCB(Metal Core PCB)가 사용된다.
이와 같은 측면 방출 방식의 종래 LED 백라이트 장치는, 여러 개의 LED 패키 지(10)가 기판(21)의 일면에 일렬로 배열되어 있고, 각각의 LED 점광원들이 일정한 지향각으로 도광판(31) 경면내부로 입사된다.
이때 각각의 LED 점광원들의 광지향각은 LED 패키지(10) 내부의 경사각 형상에 의해 조절된다.
이후, 도광판(31) 경면내부로 입사된 빛은 백색광 혼합(White Mixing)이 되어진 후 도광판(31) 아래의 도트패턴(35)에 의해 빛이 확산 및 방향전환되어 화면 정면으로 발산된다.
그러나, 상기와 같은 종래 LED 백라이트 장치는 아래와 같은 문제점을 가진다.
먼저, 각각의 LED 점광원들의 광지향각이 LED 패키지(10)의 내부형상에 의해 한정되고 LED 패키지(10) 자체의 높이로 인하여 백색광 혼합을 위해 필요한 거리가 길어지게 된다. 이에 따라 도광판(31) 입광부에서 시안(Viewing particles of RGB)이 외관상 보이는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 LED 패키지(10)와 광학시트(37) 사이의 공간인 입광부 영역에서 LED 칩(13)의 발열에 의한 광학시트 움 현상(Wrinkling)이 일어나며, 도 3에 도시된 바와 같이 입광부 영역에서 광학시트(37) 사이로 빛이 흡수되거나 빛샘(Light-seeping)으로 인해 광효율이 감소하는 문제가 있다.
한편, 2개 내지 3개의 LED 칩(13)마다 LED 패키지(10)가 별도로 제작되어야 하므로, 이에 따른 비용이 상승한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기판상에 실장된 LED 칩의 지향각을 넓게 확보함으로써 보다 효과적으로 백색광 혼합이 이루어질 수 있으며, LED 칩의 발열에 의해 발생되는 광학시트 움 현상이 방지되며 광효율이 향상된 백라이트 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면,
도광판; 적어도 하나의 LED 칩이 실장되는 기판 및 상기 LED 칩으로부터 발생된 빛을 상기 도광판에 전달하도록 상기 기판에 구비되는 반사갓을 포함하며, 상기 도광판의 측면에 배치되는 광원부; 상기 도광판의 상부에 배치되는 적어도 하나의 광학시트; 및 상기 도광판의 하부에 배치되는 반사판;을 포함하며, 상기 반사갓은 상기 광학시트와 대응하는 외부면이 상기 광학시트의 하면과 접촉하여 상기 광학시트를 지지함을 특징으로 하는 백라이트 장치가 제공된다.
본 발명의 백라이트 장치에 있어서,
바람직하게, 상기 LED 칩은 COB(Chip on Board) 방식으로 상기 기판에 실장될 수 있다.
또한, 상기 기판은 PCB(Printed Circuit Board)로 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 반사갓은 제1 반사갓과 제2 반사갓으로 분리된 구조 일 수 있다.
또한, 상기 반사갓은 상기 반사판과 대응하는 외면이 상기 반사판의 상면과 접촉되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 반사갓은 그 내측면이 경사진 직선면으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 반사갓은 그 내측면이 곡면으로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 광원부는 상기 LED 칩을 에워싸는 몰딩부를 구비할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 장치에 관한 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 백라이트 장치의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 5는 도 4에 도시된 백라이트 장치에 적용되는 반사갓에 대한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 장치는 도광판(140), 도광판(140)의 일측면에 배치되는 광원부, 도광판(140)의 상부에 배치되는 광학시트(145) 및 도광판(140)의 하부에 배치되는 반사판(143) 등으로 이루어진다.
상기 도광판(140)은 백라이트 장치의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로서, 광원부로부터 발생되는 빛을 각종 광학시트(145)를 거쳐 액정 패널(미 도시)로 인도하며, 일반적으로 아크릴 사출물로 형성된다.
상기 광원부는 도광판(140)의 일측면에 배치되는데, 이러한 광원부는 LED 칩(110)이 실장되는 기판(120) 및 LED 칩(110)으로부터 발생된 빛을 상기 도광판(140)에 전달하도록 기판(120)에 구비되는 반사갓(130)을 포함하여 구성된다.
한편, 상기 광원부는 LED 칩(110)을 에워싸는 몰딩부(115)를 구비하는데, 상기 몰딩부(115)는 수지 등의 재료로 형성된다.
상기 광원부에서 발생되는 빛은 직접 도광판(140) 내부로 입사되거나 반사갓(130)에 ㅇ의해 반사된 후 도광판(140) 내부로 입사하게 된다.
도광판(140) 내부로 입사된 빛은 백색광 혼합(White Mixing)이 되어진 후 도광판(140) 하부에 배치된 반사판(143)에 의해 빛이 확산 및 방향전환되어 화면 정면으로 발산된다.
상기 기판(120)에는 여러 개의 적색, 녹색, 청색의 LED 칩(110)이 기판(120)의 길이방향으로 배열되는데, 상기 LED 칩(110)은 COB(Chip on Board) 방식으로 기판(120)에 실장된다. 여기서 COB 방식이란 LED 칩(110)을 직접 인쇄회로기판(120)(PCB) 위에 금선 연결하고 성형하는 것을 말한다.
또한, 상기 기판(120)으로는 PCB(Printed Circuit Board)가 사용하며, 더욱 바람직하게는 방열성능이 우수한 MCPCB(Metal Core PCB)가 사용된다.
한편, 도 8(a)는 LED 패키지를 적용한 종래 백라이트 장치의 광원부를 나타내며, 도 8(b)는 LED 칩(110)을 기판(120)에 COB 방식으로 실장한 본 발명의 백라 이트 장치의 광원부를 나타낸다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 백라이트 장치는 상기와 같은 COB 방식으로 여러 개의 LED 칩(110)을 기판(120)에 직접 실장함으로써, 종래 백라이트 장치에서 LED 패키지의 높이 해당하는 거리 만큼 백색광 혼합을 위한 구간이 확보되며, LED 칩(110)에서 발생되는 빛이 LED 패키지의 내부형상에 따라 제한되지 않으므로 더 넓은 지향각을 확보할 수 있어 백색광 혼합에 있어 유리하다. 또한 LED 패키지 제작에 따른 비용이 절감되는 효과를 갖는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기판(120)에 구비되는 반사갓(130)은 LED 칩(110)으로부터 발생된 빛을 상기 도광판(140)에 전달하도록 반사갓(130)의 내측면이 경사진 직선면으로 형성되므로, 상기 반사갓(130)은 직각삼각형의 단면을 갖는다.
상기 반사갓(130)은 기판(120)의 길이방향으로 연장되어 있는데, 각각의 LED 칩(110)마다 반사갓(130)이 설치되는 것이 아니라, LED 칩(110)이 실장되는 기판(120) 전체에 걸쳐 반사갓(130)이 구비된다.
또한, 상기 반사갓(130)은 제1 반사갓(130a)과 제2 반사갓(130b)으로 분리된 구조로 이루어지는데, 이는 기판(120)상에 LED 칩(110)이 실장되는 공간을 확보하는 한편, 조립의 편의성의 위함이다. 한편, 반사갓(130)은 융착, 접착 등의 방법을 통해 기판(120)의 일면과 결합된다.
본 발명에서 이러한 반사갓(130)은 LED 칩(110)으로부터 발생된 빛을 상기 도광판(140)에 전달하는 것 이외에 광학시트(145)를 지지하는 기능을 담당한다.
즉, 상기 반사갓(130)은 광학시트(145)와 대응하는 외부면이 상기 광학시트(145)의 하면과 접촉하여 광학시트(145)를 지지하게 된다.
이와 같이, 상기 반사갓(130)이 광학시트(145)의 단부를 지지하므로 LED 칩(110)의 발열에 의해 발생되는 광학시트(145) 움 현상(Wrinkling)이 방지된다.
또한, 입광부 영역에서 상기 반사갓(130)은 LED 칩(110)으로부터 발생되는 빛이 광학시트(145)로 직접 입사되는 것을 차단하므로, 빛이 광학시트(145) 사이로 흡수되거나 빛샘(Light-Seeping)으로 인한 광효율 감소를 방지할 수 있다.
그리고, 상기 반사갓(130)은 상기 반사판(143)과 대응하는 외면이 상기 반사판(143)의 상면과 접촉되어 배치된다.
이하, 이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 장치에 관한 바람직한 다른 실시예를 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 백라이트 장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 7은 도 6에 도시된 백라이트 장치에 적용되는 반사갓에 대한 사시도이다.
본 실시예에 따른 백라이트 장치는 광원부를 이루는 반사갓(130-1)의 형상을 제외하고, 전술한 일 실시예에 따른 백라이트 장치의 구성과 동일하므로, 그 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였으며 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 백라이트 장치의 반사갓(130-1)은 그 내측면이 곡면으로 형성된다.
이와 같이 내측면이 곡면으로 형성되는 라운드 방식(Round Type)의 반사갓(130-1)을 적용함으로써 전술한 일 실시예 비해 도광판(140) 내부로 입사되는 광효율이 향상된다.
또한, 상기 반사갓(130-1)은 제1 반사갓(130-1a)과 제2 반사갓(130-1b)으로 분리된 구조로 이루어지는데, 이는 기판(120)상에 LED 칩(110)이 실장되는 공간을 확보하는 한편, 조립의 편의성의 위함이다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
이상과 같은 본 발명의 백라이트 장치는 LED 칩을 기판상에 COB 방식으로 실장함으로써 더 넓은 지향각을 확보할 수 있어 백색광 혼합에 있어 유리하며, LED 패키지 제작에 따른 비용이 절감되는 효과를 갖는다.
또한, 반사갓이 광학시트를 지지하는 기능을 담당하므로 LED 칩의 발열에 의해 발생되는 광학시트 움 현상이 방지되며, 입광부 영역에서 반사갓이 LED 칩으로부터 발생되는 빛을 전반사 시켜주어 광효율이 증가된다.

Claims (8)

  1. 도광판;
    적어도 하나의 LED 칩이 실장되는 기판 및 상기 LED 칩으로부터 발생된 빛을 상기 도광판에 전달하도록 상기 기판에 구비되는 반사갓을 포함하며, 상기 도광판의 일측면에 배치되는 광원부;
    상기 도광판의 상부에 배치되는 적어도 하나의 광학시트; 및
    상기 도광판의 하부에 배치되는 반사판;을 포함하며,
    상기 반사갓은 상기 광학시트와 대응하는 외부면이 상기 광학시트의 하면과 접촉하여 상기 광학시트를 지지함을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩은 COB(Chip on Board) 방식으로 상기 기판에 실장됨을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 PCB(Printed Circuit Board)로 이루어짐을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사갓은 제1 반사갓과 제2 반사갓으로 분리된 구조임을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반사갓은 상기 반사판과 대응하는 외면이 상기 반사판의 상면과 접촉되어 배치됨을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반사갓은 그 내측면이 경사진 직선면으로 이루어짐을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반사갓은 그 내측면이 곡면으로 이루어짐을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 LED 칩을 에워싸는 몰딩부를 구비함을 특징으로 하는 백라이트 장치.
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