KR100770688B1

KR100770688B1 - 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR100770688B1
Application number: KR1020060020819A
Authority: KR
Inventors: 김창욱; 노재기; 한윤석; 홍성재; 송영재
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2007-10-29
Also published as: KR20070091400A

Abstract

본 발명은 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 기판과, 상기 기판의 일단부에서 일방향으로 연장되도록 배치된 도광판과, 상기 도광판과 소정거리 이격된 상기 기판 상에 배치되고, 그 내부에 단자 및 상기 단자 상에 장착된 LED 칩을 포함하며, 상기 LED 칩의 광축이 상기 도광판을 향하여 하향 경사진 패키지 몸체, 및 상기 패키지 몸체와 상기 도광판 사이의 상기 기판 상면에 형성된 반사판을 포함하는 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛을 제공한다.

백라이트 유닛, 도광판, 단자, LED 칩, 광손실, 휘도

Description

측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛{Backlight unit having side-type light emitting diode}

도 1은 종래기술에 따른 측면형 발광 다이오드의 측면도.

도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드의 수직 방향 단면도.

도 3은 종래기술에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛의 수직 방향 단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드의 측면도.

도 5는 도 4에 도시된 발광 다이오드의 수직 방향 단면도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛의 수직 방향 단면도.

도 7은 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛의 수직 방향 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 기판 20: 도광판

30: 단자 40: LED 칩

50: 패키지 몸체 60: 반사판

70: 프리즘 80: 광확산체

본 발명은 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도광판에 입사하는 빛의 양을 최대화하여 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있는 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

전자기기 산업이 발전함에 따라, 소형이면서 에너지 소비율이 적은 각종 표시 장치들이 개발되고 있으며, 이를 이용한 영상기기, 컴퓨터 및 이동 통신 단말기 등이 개발되고 있는 추세이다. 이러한 추세를 반영하여 등장한 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 현재 모니터와 이동 통신 단말기 등의 표시 장치로 각광받고 있다.

상기 LCD는 자발적으로 빛을 발생시키지 않기 때문에, 통상적으로, LCD 패널의 후면에서 빛을 LCD 패널로 조사하는 백라이트 유닛(backlight unit)을 구비하는 것이 일반적이다. 이때, 상기 백라이트 유닛은 광원의 배치형태에 따라서 평면 표시 장치의 바로 아래에 설치된 다수의 광원이 빛을 액정패널에 직접 조사하는 직하 발광형과, 도광판의 측면쪽에 설치된 광원이 빛을 조사하여 LCD 패널에 전달하는 측면 발광형으로 분류된다.

이 중에서, 상기 측면 발광형은 광원으로서 선광원과 점광원을 사용할 수 있으며, 대표적인 선광원으로는 양단부의 전극이 관내에 설치되는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL)가 있고, 점광원으로는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)가 있다. CCFL은 강한 백색광을 방출할 수 있고 고휘도와 고균일도를 얻을 수 있으며 대면적화 설계가 가능하다는 장점이 있지만, 고주파 교류 신호에 의해 작동되고 작동 온도범위가 좁다는 단점이 있다. LED는 휘도와 균일도면에서 CCFL에 비해 성능이 떨어지나, 직류 신호에 의해 작동되고 수명이 길며 작동 온도범위가 넓다. 또한, 박형화가 가능하다는 장점을 가진다.

그러면, 이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 종래기술에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 측면형 발광 다이오드의 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 다이오드의 수직 방향 단면도이며, 도 3은 종래기술에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛의 수직 방향 단면도이다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 측면형 발광 다이오드는, 단자(30)의 일부를 그 내부에 수용하도록 플라스틱 등으로 형성된 패키지 몸체(50)와, 상기 패키지 몸체(50) 내부에 위치하는 상기 단자(30)상에 장착된 LED 칩(40)을 포함한다. 상기 패키지 몸체(50)의 내부에는, 구현하려는 LED 칩(40)의 색상에 따라 투명 재료나 형광체가 포함되어 있는 투광성 수지가 채워져 상기 LED 칩(40)을 외부로부터 밀봉한다.

그리고, 이러한 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛은, 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(10)과, 상기 기판(10)의 일단부에서 일방향으로 연장되도록 배치된 도광판(20)과, 상기 도광판(20)과 소정거리 이격된 상기 기판(10) 상에 배치되는 패키지 몸체(50), 및 상기 패키지 몸체(50)와 상기 도광판(20) 사이의 기판(10) 상면에 형성된 반사판(60)을 포함한다.

특히, 현재 중소형 백라이트 유닛에 적용되고 있는 측면형 발광 다이오드의 경우, 도면에 도시한 바와 같이, 상기 LED 칩(40)의 광축(A)이 상기 기판(10)과 평행을 이루도록 하여, LED 칩(40)으로부터 발생된 빛(L)이 상기 도광판(20)의 중심부로 최대한 많이 입사되도록 하는 것이 일반적이다. 이 때, 상기 LED 칩(40)에서 도광판(20)으로 입사된 빛(L)은, 도광판(20)의 상부에 배치된 LCD 패널(미도시)로 제공된다.

그러나, 이러한 종래기술에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛에 있어서는, LED 칩(40)에서 발생한 빛(L)의 일부가 도광판(20)으로 입사되지 못하고, 상기 도광판(20)과 패키지 몸체(50) 사이의 공간으로 누설됨으로써, 광손실이 발생하고, 이에 따라 백라이트 유닛의 휘도가 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 도광판과 패키지 몸체 사이의 공간으로 누설되는 빛의 양을 감소시킴으로써, 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있는 측면형 발광 다이오드를 구비하 는 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판과, 상기 기판의 일단부에서 일방향으로 연장되도록 배치된 도광판과, 상기 도광판과 소정거리 이격된 상기 기판 상에 배치되고, 그 내부에 단자 및 상기 단자 상에 장착된 LED 칩을 포함하며, 상기 LED 칩의 광축이 상기 도광판을 향하여 하향 경사진 패키지 몸체, 및 상기 패키지 몸체와 상기 도광판 사이의 상기 기판 상면에 형성된 반사판을 포함하는 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛을 제공한다.

또한, 상기 본 발명의 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛에서, 상기 LED 칩의 광축은 상기 도광판을 향하여 5°내지 15°하향 경사지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본 발명의 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛에서, 상기 기판 단부면에 접하는 상기 도광판의 일측면은 상기 기판에 대하여 예각을 이루는 면으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본 발명의 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛에서, 상기 기판 단부면에 접하는 상기 도광판의 일측면에 형성된 프리즘을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본 발명의 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛에서, 상기 도광판의 내부 하면에 서로 소정간격 이격되어 형성된 복수개의 광확산체를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하였다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드를 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드의 측면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 발광 다이오드의 수직 방향 단면도이다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드는, 단자(30)의 일부를 그 내부에 수용하도록 플라스틱 등으로 형성된 패키지 몸체(50)와, 상기 패키지 몸체(50) 내부에 위치하는 상기 단자(30)상에 장착된 LED 칩(40)을 포함한다. 상기 패키지 몸체(50)의 내부에는, 구현하려는 LED 칩(40)의 색상에 따라 투명 재료나 형광체가 포함되어 있는 투광성 수지가 채워져 상기 LED 칩(40)을 외부로부터 밀봉한다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드는, 상기 LED 칩(40)의 광축(A)이 소정 각도(a)만큼 하향 경사지게 되어 있다.

이하, 도 6 및 도 7을 위의 도 4 및 도 5와 함께 참조하여 전술한 본 발명의 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛을 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛의 수직 방향 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛의 수직 방향 단면도이다.

우선, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛은, 기판(10)과, 상기 기판(10)의 일단부에서 일방향으로 연장되도록 배치된 도광판(20)과, 상기 도광판(20)과 소정거리 이격된 상기 기판(10) 상에 배치되는 패키지 몸체(50), 및 상기 패키지 몸체(50)와 상기 도광판(20) 사이의 기판(10) 상면에 형성된 반사판(60)을 포함한다.

상기 패키지 몸체(50)는, 상술한 바와 같이 그 내부에 단자(30) 및 상기 단자(30) 상에 장착된 LED 칩(40) 등을 포함하며, 이때 상기 LED 칩(40)의 광축(A)은 상기 도광판(20)을 향하여 소정 각도(a)만큼 하향 경사지는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 실시예에서는, LED 패키지의 트리밍/포밍(trimming/forming) 공정시, 단자(30)의 절곡 각도를 조절하여, 상기 패키지 몸체(50) 내부의 단자(30)상에 장착되는 LED 칩(40)의 광축(A)이 소정 각도(a)만큼 하향 경사지도록 하는 것이다. 이와 같이 하면, LED 패키지에서 출사하는 빛(L)들이 대부분 아랫쪽으로 향 하게 되고, 이는 패키지 몸체(50)와 도광판(20)사이의 반사판(60)에서 반사하여 도광판(20)으로 입사된다. 즉, 본 발명의 실시예에 의하면, 도광판(20)과 패키지 몸체(50) 사이 공간으로의 광손실 발생을 감소시켜, 도광판(20)으로 입사되는 빛(L)의 양을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 LED 칩(40)의 광축(A)은 상기 도광판(20)을 향하여 약 5°내지 15°하향 경사지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 광축(A)의 경사가 약 5°보다 작을 경우에는 상기 도광판(20)과 패키지 몸체(50) 사이의 공간으로 누설되는 빛의 양을 충분히 감소시키기 어렵고, 약 15°보다 클 경우에는 LED 칩(40)에서 나오는 빛이 반사판(60)에서 반사된 후에, 도광판(20)으로 입사되지 못하고 상기 도광판(20)과 패키지 몸체(50)의 사이 공간으로 빠져나갈 수 있으므로, 상기한 범위로 경사지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 기판(10) 단부면에 접하는 상기 도광판(20)의 일측면(S)은, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 기판(10)에 대하여 직각을 이루는 면으로 형성되는 것이 일반적이나, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 기판(10)에 대하여 예각(b)을 이루는 면으로 형성되는 것이 가능하다. 이럴 경우, 상기 도광판(20)과 패키지 몸체(50) 사이의 갭을 감소시킬 수 있으므로, 상기 갭을 통해 누설되는 빛의 양을 한층 더 감소시켜, 도광판(20)으로 입사되는 빛(L)의 양을 더욱 증가시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는, 도광판(20)으로 입사되는 빛의 방위각을 확대시키기 위해 상기 기판(10) 단부면에 접하는 상기 도광판(20)의 일측면(S)에 프리즘(70)을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 상기 도광판(20)의 내부 하면(B)에 서로 소정간격 이격된 복수개의 광확산체(80)를 더 포함하여, 도광판(20) 내의 빛을 산란시켜 빛의 균일도를 높이고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛은 광원의 입사각을 변화시킴으로써, 도광판에 입사하는 빛의 양을 최대화하여 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 패키지 단자의 절곡 각도를 조절하여, 패키지 몸체 내부의 단자상에 장착되는 LED 칩의 광축이 하향 경사지도록 함으로써, 도광판에 입사하는 빛의 양을 최대화할 수 있다. 따라서, 본 발명은 LED 광원의 효율을 실제적으로 높여, 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다.

Claims

기판;

상기 기판의 일단부에서 일방향으로 연장되도록 배치된 도광판;

상기 도광판과 소정거리 이격되어 상기 기판 상에 배치되고, 그 내부에 단자 및 상기 단자 상에 장착된 LED 칩을 포함하며, 상기 LED 칩의 광축이 상기 도광판을 향하여 하향 경사진 패키지 몸체; 및

상기 패키지 몸체와 상기 도광판 사이의 상기 기판 상면에 형성된 반사판;

을 포함하는 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서,

상기 LED 칩의 광축은 상기 도광판을 향하여 5°내지 15°하향 경사진 것을 특징으로 하는 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서,

상기 기판의 일단부에 접하는 상기 도광판의 일측면은, 상기 기판에 대하여 예각을 이루는 면으로 형성된 것을 특징으로 하는 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서,

상기 기판의 일단부에 접하는 상기 도광판의 일측면에 형성된 프리즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛.
제1항에 있어서,

상기 도광판의 내부 하면에 서로 소정간격 이격되어 형성된 복수개의 광확산체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측면형 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛.