KR100803341B1

KR100803341B1 - Ｌｅｄ 패키지를 구비한 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR100803341B1
Application number: KR1020050036521A
Authority: KR
Inventors: 박기점; 김대현; 김용범; 윤재훈; 양순모
Original assignee: 주식회사 우영
Priority date: 2005-04-30
Filing date: 2005-04-30
Publication date: 2008-02-13
Also published as: KR20060113246A

Abstract

본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛은, 기판상에 설치되어 빛을 생성하는 LED 칩; 상기 LED 칩에서 발생된 빛의 진행경로상에 위치되어 빛을 경로를 유도하는 LED 렌즈를 포함하는 LED 패키지를 구비한 백라이트 유닛으로서, 상기 LED 렌즈에는 빛을 전반사하기 위한 코팅층이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

ＬＥＤ 패키지를 구비한 백라이트 유닛{Back light unit with LED package}

도 1은 종래의 LED 패키지의 종단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 렌즈를 구비한 LED 패키지의 사시도이다.

도 3은 도 3의 A-A 선을 따라 취한 LED 패키지의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 렌즈를 구비한 LED 패키지의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 렌즈를 구비한 LED 패키지의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 커버를 구비한 LED 패키지의 단면도이다.

도 7은 도 6의 LED 패키지가 설치된 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 커버를 구비한 LED 패키지가 설치된 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 커버를 구비한 LED 패키지가 백라이트 유닛에 장착된 상태를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

130 : LED 패키지 128 : 표면

132 : LED 렌즈 134 : 프레임

136 : LED 칩 138 : 코팅층

142 : 히트 싱크 슬러그 146 : 리드

232 : LED 커버 248 : LED 커버 본체

250 : LED 커버 레그 260 : 반사 플레이트

252 : 지지부 350 : 연결부

470 : 백라이트 유닛 기판 472 : 삽입홈

460 : 패키지 고정부 462 : 돌출핀

본 발명은 LED 광원을 이용한 직하형 백라이트 유닛(direct type back light unit)에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 적녹청(R-G-B) LED가 믹싱되어 백색광을 이루는 LED 광원을 이용하는 직하형 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 어두운 곳에서는 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 기판상에 다수 설치되어 빛을 측방향으로 발광하는 종래의 LED 패키지의 단면도이다. 여기서, 리드(46)에 전기적으로 연결되어 히트싱크 슬러그(42)상의 플레이트상에 설치된 LED 칩(36)에서 발광된 빛은 LED 칩을 매립하고 있는 LED 렌즈의 표면에서 반사되며, 반사시에 전반사를 위한 임계각도 이상의 각으로 빛이 입사하면 LED 패키지(14)의 측방향으로 빛이 발광되게 된다. 그러나, 이러한 종래의 LED 패키지에서는 LED 칩(36)에서 발생된 빛이 LED 렌즈의 반사면에서 반사될 때, 빛을 측방향으로 진행시키기 위해서는 빛이 전반사되도록 LED 렌즈의 표면을 가공하여야 하였다. 이와 같이, LED 렌즈의 표면을 전반사가 발생하는 임 계 각도 이상으로 가공하는 것은 제조 공정상 비용이 많이 소모되는 작업이라는 점에서 경제적인 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, LED 칩(36)이 점광원이 아니고 어느 정도의 면적을 가진 면광원이므로 LED 칩의 임의의 지점에서 나온 빛마다 렌즈의 반사면에서의 입사각도가 달라지므로 LED 칩의 모든 지점을 모두 커버할 수 있는 입사각을 가지도록 설계하는 것은 상당히 곤란한 문제점이 있으며, 따라서, 상당량의 빛이 전반사되지 못하고 LED 패키지(14)의 측면이 아닌 전방으로 진행하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 LED를 광원으로 하는 백라이트에서 LED의 광경로의 측면으로 유도함에 있어서, 면광원인 LED 칩의 어느 지점에서 발생된 빛도 모두 전반사시켜서 측면으로 그 경로를 유도할 수 있는 LED 패키지를 구비한 백라이트 유닛 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 LED 패키지를 백라이트 유닛 기판에 장착함에 있어서, 간편하게 설치하고 제거할 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 각각의 LED 패키지마다 별도의 LED 커버를 정렬하여 배치하는 번거로움을 없앨 수 있는 일체형 LED 커버를 구비한 LED 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은,

기판상에 설치되어 빛을 생성하는 LED 칩;

상기 LED 칩에서 발생된 빛의 진행경로상에 위치되어 빛을 경로를 유도하는 LED 렌즈를 포함하는 LED 패키지를 구비한 백라이트 유닛으로서,

상기 LED 렌즈에는 빛을 전반사하기 위한 코팅층이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 코팅층은 LED 렌즈의 표면상에 형성되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은,

기판상에 설치되어 빛을 생성하는 LED 칩;

상기 LED 칩에서 발생된 빛의 진행경로상에 위치되어 빛을 경로를 유도하며, 상기 칩을 덮게 되는 LED 커버를 포함하는 LED 패키지를 구비한 백라이트 유닛으로서,

상기 LED 커버에는 빛을 전반사하기 위한 코팅층이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 코팅층은 LED 커버의 표면상에 형성되어 있다.

전술한 상기 코팅층은 Ag, 또는 Al을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 코팅층은 접착력 증가를 위한 보조재료로서 Cr 또는 Mo를 포함할 수 있다.

상기 코팅층은 보호층을 추가로 구비할 수 있다.

상기 코팅층은 20 내지 50 나노미터의 두께인 것이 바람직하다.

한편, 상기 LED 커버는 상기 LED 칩에 접속되어 백라이트 유닛의 기판에 설치되는 리드의 상부를 덮는 LED 커버 레그를 추가로 구비힐 수 있다.

선택적으로, 상기 LED 커버 레그의 상부에는 인접한 LED 패키지 사이에 배치되는 반사 플레이트를 지지하는 지지부가 형성될 수 있다.

상기 LED 커버는 인접한 LED 칩들에 정렬되어 설치된 복수의 LED 커버 본체가 연결부에 의해 일체로 형성될 수 있다.

상기 LED 커버 본체는 LED 칩에 정렬되어 선형 배열, 사각 배열, 원형 배열, 또는 벌집 배열을 이루도록 배치된다.

상기 LED 패키지는 백라이트 유닛의 기판상에 형성된 삽입홈에 끼워맞추어지는 가요성의 패키지 고정부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 패키지 고정부는 고정부가 장착되었을 때 상기 삽입홈을 통하여 백라이트 기판에 걸리게 되는 돌출핀을 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직하형 백라이트 유닛을 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 백라이트 유닛에 장착되는 LED 패키지의 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A선을 따라 취한 단면도이다. 백라이트 유닛에는 이러한 구조의 LED 패키지가 다수개 설치된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, LED 패키지(130)는 LED 광원인 LED 칩(136)과 상기 LED 칩(136)을 둘러싸서 LED 칩에서 발생된 빛의 진행경로를 제어하는 LED 렌즈(132)를 구비한다.

또한, LED 패키지 내부에는 LED 칩(136)에서 발생한 열을 배출하기 위하여 LED 칩(136)은 히트싱크 슬러그(142)와 플레이트(144)를 통하여 열적으로 접촉되어 있으며, LED 칩(136)의 구동신호와 이에 소요되는 전원은 외부의 전원으로부터 리드(146)를 통하여 LED 칩(136)에 전달된다.

따라서, LED 패키지(130)의 LED 칩(136)에서 발생한 빛은 LED 렌즈(132)를 통과하여 LED 패키지를 출사하게 된다. 이 과정에서 LED 렌즈(132)를 통하여 1차적으로 빛의 경로를 제어할 수 있게 된다.

여기서, 상기 LED 렌즈는 빛의 적절한 반사 각도와 진행 경로를 유도하기 위하여 소정의 형상의 표면(128)을 구비한다. 도 3에서는 LED 렌즈의 상측 중앙부가 오목한 형상의 LED 렌즈가 도시되고 있다. 따라서, 오목한 상측 중앙부의 표면(128)에서 LED 칩에 의해 만들어진 빛의 진행 경로가 제어되게 된다.

이 때, 종래의 LED 패키지에서는 LED 렌즈와 공기의 매질간의 특성 차이에 따른 전반사의 임계 각도를 이용하여 빛의 진행 경로를 제어하였다. 그러나 본 발명에서는 전반사가 일어나도록 임계각도를 고려하여 설계할 필요없이 LED 렌즈(132)의 표면(128)에 임계각과는 무관하게 전반사를 일으키는 코팅층(138)을 형성한다.

따라서, LED 칩(136)에서 발생된 빛이 LED 렌즈에서 반사되거나 굴절될 때, 빛의 진행 경로에 따른 표면(128)만 고려되면 되고, 굳이 렌즈의 재료의 종류에 따라 전반사가 일어나도록 임계각도에 맞추어 표면을 가공할 필요는 없다.

상기 LED 렌즈는 폴리 메틸 메타 아크릴레이트(PMMA), PC, 또는 실리콘이나 유리와 같은 높은 광투과성을 나타내는 투명한 광학 재료중에서 선택된 재료로 형성된다.

또한 상기 코팅층(138)은 도면에 상세히 도시되지는 않았으나, 주재료로서 Ag 또는 Al 등과 같은 통상적인 반사 코팅 재료를 포함한다. 또한 이러한 주재료는 LED 렌즈(132)상에 접착하기 위하여 주재료와 LED 렌즈 사이에는 Cr, MO 등과 같은 코팅막 접착력 증가를 위한 보조 재료가 개재된다. 또한, LED 렌즈(132)상에 형성된 코팅측(138)을 보호하기 위하여 SiO2, SiO 등의 실리케이트 세라믹 및 파라린(paralyne)등의 고분자형 보호층 재료가 사용되어 코팅층을 이루게 된다.

상기 LED 렌즈(138)의 표면(128)에 형성되는 코팅층(138)의 두께는 코팅층이 전반사 기능을 하는 경우 코팅층의 두께는 약 50 나노미터의 이상인 것이 바람직하다. 또한 코팅층에 전반사 기능 및 일부 투과성을 동시에 부여하는 경우, 코팅층이 너무 두꺼우면 LED 패키지의 상부로 출사될 필요성이 있는 빛이 전혀 출사하지 못하게 되고 너무 얇으면 완전투과상태가 되므로, 이 경우 상기 코팅층의 두께는 약 20 나노미터 내지 약 50 나노미터인 것이 바람직하다.

따라서, LED 칩(136)에서 생성된 빛은 LED 렌즈(132)에서 그 경로가 제어되면서 LED 렌즈의 표면(128)상에 형성된 코팅층(138)에서 전반사 각도와는 무관하게 반사되어 LED 패키지(130)의 측면으로 빛이 진행하게 된다. 이러한 구조에서 코팅층(138) 자체의 전반사 성질에 의해 빛이 전반사 되므로 LED 렌즈의 곡면 형상이나 재료의 선택과는 무관하게 전반사가 일어나게 된다. 즉, 스넬의 법칙에 따른 입사각을 고려할 필요없이 전반사가 일어나게 되는데, 마치 이러한 원리는 거울에 의해 빛이 무조건 전반사되는 것과 같다.

도 4 및 도 5는 도 3의 LED 렌즈와는 다른 LED 렌즈 형상을 가진 LED 패키 지의 단면도이다. 도 3에서 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 표시하였으며, 이에 대해서는 반복적인 설명은 생략한다.

도 4에서는 LED 렌즈(132')의 표면(128')의 형상이 "V" 형상인 경우를 도시한다. 이 경우에도 LED 렌즈(132')의 표면(128')에 코팅층(138')이 형성되어 LED 칩(136)에서 발생된 빛이 LED 렌즈 자체의 성질에 따른 전반사가 발생하는 임계각도와는 무관하게 전반사되어 LED 패키지(130')의 측면으로 진행하게 된다.

여기서, LED 렌즈(132')의 표면(128')의 형상은 빛이 진행 경로를 어떻게 제어할 것이냐에 따라 정해지는 것이며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 LED 렌즈에서 빛이 전반사되게 하는 것은 LED렌즈의 표면의 각도가 아니라 LED렌즈의 표면에 형성된 코팅층이다.

도 5에서는 LED 렌즈의 형상이 좌우 대칭 형상이 아니고 일측으로 치우진 아치형상이다. 따라서, 이러한 LED 렌즈(132'')의 형상의 표면(128'')의 반사 각도에 의해 빛의 진행 경로가 제어된다. 여기서도, LED 렌즈(132'')의 표면(128'')상에는 코팅층(138'')이 형성되어 스넬의 법칙에 따른 임계각도 이상의 입사각도와는 무관하게 빛이 전반사되어 빛은 LED 패키지(130'')의 측면으로 진행하게 된다.

도 3 내지 도 5에서는 LED 패키지가 빛의 진행 경로를 제어하는 구성요소로서 LED 칩상에 설치되는 LED 렌즈를 이용하고 있다. 그러나, 빛의 진행 경로를 제어하는 또다른 방법으로서 LED 칩과 이격되어 LED 칩을 커버로서 덮는 LED 커버를 사용하는 경우도 고려할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 커버를 구비한 LED 패키지의 단면을 도시한다.

도 3과 비교하여 도 6의 LED 패키지는 LED 패키지의 LED 칩에 일체로 장착되는 LED 렌즈를 대신하여 LED 칩과 분리되어 LED 칩을 덮는 LED 커버를 구비한다는 차이점이 있다.

도 6을 참조하면, LED 패키지(230) 내부에는 LED 칩(236)에서 발생한 열을 배출하기 위하여 LED 칩(236)은 히트싱크 슬러그(242)와 플레이트(244)를 통하여 열적으로 접촉되어 있으며, LED 칩(236)의 구동신호와 이에 소요되는 전원은 외부의 전원으로부터 리드(246)를 통하여 LED 칩(236)에 전달된다.

따라서, LED 패키지(230)의 LED 칩(136)에서 발생한 빛은 LED 커버(232)를 통과하여 LED 패키지를 출사하게 된다. 이 과정에서 LED 커버(232)를 통하여 빛의 경로를 제어할 수 있게 된다.

여기서, 상기 LED 커버(232)는 빛의 적절한 반사 각도와 진행 경로를 유도하기 위하여 소정의 형상의 표면(228)을 구비한다. 도 6에서는 LED 커버의 상측 중앙부가 오목한 형상의 LED 커버(232)가 도시되고 있다. 따라서, 오목한 상측 중앙부의 표면(228)에서 LED 칩(236)에 의해 만들어진 빛의 진행 경로가 제어되게 된다.

이 때, 종래의 LED 패키지에서는 LED 커버와 공기의 매질간의 특성 차이에 따른 전반사 각도를 이용하여 빛의 진행 경로를 제어하였다. 그러나 본 발명에서는 전반사가 일어나도록하는 임계각도를 고려하여 설계할 필요없이 LED 커버(232)의 표면(228)에 전반사를 일으키는 코팅층(238)을 형성한다.

따라서, LED 칩(236)에서 발생된 빛이 LED 커버에서 반사되거나 굴절될 때, 빛의 진행 경로에 따른 표면(228)만 고려되면 되고, 굳이 렌즈의 재료의 종류에 따라 전반사가 일어나도록 전반사 각도에 맞추어 표면을 가공할 필요는 없다.

상기 LED 커버(232)는 폴리 메틸 메타 아크릴레이트(PMMA), PC, 또는 실리콘이나 유리와 같은 높은 광투과성을 나타내는 투명한 광학 재료중에서 선택되어진다.

또한 상기 코팅층(238)은 도면에 상세히 도시되지는 않았으나, 주재료로서 Ag 또는 Al 등과 같은 통상적인 반사 코팅 재료를 포함한다. 또한 이러한 주재료는 LED 커버(232)상에 접착하기 위하여 주재료와 LED 커버 사이에는 Cr, MO 등과 같은 코팅막 접착력 증가를 위한 보조 재료가 개재된다. 또한, LED 커버(232)상에 형성된 코팅측(238)을 보호하기 위하여 SiO2, SiO 등의 실리케이트 세라믹 및 파라린(paralyne)등의 고분자형 보호층 재료가 사용되어 코팅층을 이루게 된다.

따라서, LED 칩(236)에서 생성된 빛은 LED 커버(232)의 표면(228)에서 그 경로가 제어되면서 LED 렌즈의 표면(228)상에 형성된 코팅층(238)에서 전반사를 위 한 임계각도와는 무관하게 반사되어 LED 패키지(230)의 측면으로 빛이 진행하게 된다. 이러한 구조에서 코팅층(238) 자체의 전반사 성질에 의해 빛이 전반사 되므로 LED 커버(232)의 곡면 형상이나 재료의 선택과는 무관하게 전반사가 일어나게 된다. 즉, 스넬의 법칙에 따른 입사각을 고려할 필요없이 전반사가 일어나게 되는데, 마치 이러한 원리는 거울에 의해 빛이 무조건 전반사되는 것과 같다.

한편, 도 6에 따르면 LED 커버(232)는 LED 칩(236)의 상부에 배치되어 빛을 진행 경로를 제어하는 LED 커버 본체(248)와 상기 본체에서 연장되어 LED 칩 뿐만 아니라 리드(246)까지 연장되어 리드를 덮게 되는 LED 커버 레그(250)를 추가로 구비할 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛의 기판상에 장착되는 LED 패키지의 리드(246)은 LED 패키지의 상부에서 보아 직접 노출되지 않고 LED 커버에 의해 적어도 부분적으로 덮이게 된다. 보다 바람직하게는, LED 커버 레그(250)가 리드(246)의 단부까지 연장되어 리드를 둘러싸게 하여 리드(246)를 완전히 보호하는 것이 바람직하다.

이와 같이 LED 커버 레그(250)가 리드(246)까지 연장되어 리드(246)를 둘러싸게 되면 LED 커버(232)는 빛의 진행 경로 제어외에 LED 리드(246)를 차폐하는 기능도 수행하게 되어 ALSET 등의 도전성 반사판 적용시 발생하는 절연 문제를 해결할 수 있게 된다.

한편, 이러한 LED 커버(232)의 표면(228)의 형상은 빛의 진행 경로를 제어하는 중요한 인자인데, LED 커버를 사용하더라도 도 3에 도시된 바와 같은 별도의 LED 렌즈를 사용하여 2차적인 빛의 진행 경로를 제어할 수도 있다.

일반적으로, LED 커버의 표면의 형상은 광분포에 따라 플랫 타입(flat type), 램버시안 타입(lambertian type), 배트윙 타입(batwing type)등으로 구분될 수 있으며, 본 발명의 특정 타입에 한정되는 것은 아니며, 어떠한 형상의 LED 커버나 LED 렌즈에도 코팅층을 형성하는 구조라면 본 발명의 범위를 벗어나는 것은 아니다.

도 7은 도 6에 따른 LED 패키지가 복수개로 설치되어 있는 상태를 도시하는 단면도이다. 도 7에서 LED 패키지가 설치되는 장소인 백라이트 유닛 기판은 생략되어 있다.

도 7을 참조하면, LED 백라이트 유닛은 그 구성요소로서, LED 패키지를 반드시 구비하게 되며, 또한 LED 패키지에서 발생된 RGB의 빛을 섞은 후 백라이트 유닛의 전방으로 진행방향을 꺾어주기 위하여 별도의 반사 플레이트(260)가 사용될 수 있다.

도 7에 도시된 바와같이, 반사 플레이트(260)은 LED 패키지(230) 사이에 설치되며, LED 패키지에서 출사된 빛을 백라이트 유닛의 전방으로 보내게 된다. 이때, 종래에는 반사 플레이트를 백라이트 유닛에 설치하기 위하여, 별도의 장치를 백라이트 유닛에 설치하였으나, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 백라이트 유닛에서는 LED 커버(232)의 LED 커버 본체(248)에서 연장되는 편평한 높이의 영역인 지지부(252)를 LED 커버 본체(248)과 LED 커버 레그(250) 사이에 형성하고, 각각의 LED 커버에 형성된 지지부(252)의 높이를 일정하게 하여 형성한다.

이러한 구조를 통하여, 각각의 LED패키지(230)가 소정의 간격으로 배치된 후에, 각각의 LED패키지(230)에 형성된 지지부(252)에 반사 플레이트(260)의 단부를 걸쳐서 지지하게 하여 간편하게 반사 플레이트의 설치 공간을 확보할 수 있다. 이때, 반사 플레이트(260)는 LED 패키지(230)에서 출사되는 빛의 진행 경로를 방해하지 않으면서 필요한 방향으로 진행경로만을 제어할 수 있을 높이로 설치되어야 하며, 상기 LED 패키지(230)의 지지부(252)는 이러한 반사 플레이트(260)의 설치 높이를 고려하여 형성된다.

도 8은 본 발명에 따른 또다른 LED 패키지의 특징을 구비한 백라이트 유닛의 단면도이다.

도 7과 비교하여 도 9의 LED 패키지는 각각의 LED 칩별로 LED커버가 별도로 장착되는 구조가 아니라, LED 칩을 덮는 복수개의 LED 커버 본체(332)가 일체로 형성되어 있는 점에서 차이가 있다.

도 8을 참조하면, LED 칩(336)은 히트싱크 슬러그(342)와 플레이트(344)를 통하여 열적으로 접촉되어 있으며, LED 칩(336)의 구동신호와 이에 소요되는 전원은 외부의 전원으로부터 리드를 통하여 LED 칩(336)에 전달된다.

따라서, LED 칩(336)에서 발생한 빛은 LED 커버 본체(348)를 통과하여 LED 패키지를 출사하게 되고, 이 과정에서 LED 커버(332)를 통하여 빛의 경로를 제어할 수 있게 된다.

여기서, 상기 각각의 LED 커버(332)는 빛의 적절한 반사 각도와 진행 경로를 유도하기 위하여 소정의 형상의 표면을 구비한다. 도 8에서는 LED 커버의 상측 중앙부가 오목한 형상의 LED 커버가 도시되고 있다. 따라서, 오목한 상측 중앙부의 표면에서 LED 칩(336)에 의해 만들어진 빛의 진행 경로가 제어되게 된다.

전술한 실시예와 마찬가지로, 도 8에 따른 실시예에서도 전반사가 일어나도록 전반사 각도를 고려하여 설계할 필요없이 LED 커버(332)의 표면에 전반사를 일으키는 코팅층(338)을 형성한다.

따라서, LED 칩(336)에서 생성된 빛은 LED 커버(332)의 표면에서 그 경로가 제어되면서 LED 렌즈의 표면상에 형성된 코팅층(338)에서 전반사가 일어나는 임계각도와는 무관하게 반사되어 LED 패키지의 측면으로 빛이 진행하게 된다. 이러한 구조에서 코팅층(338) 자체의 전반사 성질에 의해 빛이 전반사 되므로 LED 커버(332)의 곡면 형상이나 재료의 선택과는 무관하게 전반사가 일어나게 된다. 즉, 스넬의 법칙에 따른 전반사를 일으키는 임계각에 해당하는 입사각을 고려할 필요없이 전반사가 일어나게 된다.

한편, 도 8에 따르면 개별적인 LED 칩(336)을 덮는 LED 커버 본체(348)들은 서로 분리되어 있는 것이 아니라 LED 칩에 정렬되어 각각의 LED 커버 본체(348)들이 연결부(350)에 의해 일체로 형성되어 있다.

따라서, 하나의 일체로 형성되어 복수개의 LED 칩을 덮을 수 있는 하나의 LED 커버로서 복수개의 LED 칩에서 발생하는 빛의 진행 경로를 동시에 제어할 수 있게 되어, 개개의 LED 커버를 LED 칩에 장착하기 위하여 정렬하는 번거로움을 덜 수 있게 된다. 이때, LED 커버 본체(348)는 LED 칩(336)에 정렬되어 선형, 사각형, 원형, 벌집형상으로 배열될 수 있다.

한편, 도 9에는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 LED패키지를 구비한 백라이 트 유닛의 단면이 도시된다.

전술한 실시예와 마찬가지로 LED 칩(436)에서 발생한 빛의 진행 경로를 제어하기 위한 LED 커버(432)의 표면에는 전반사를 위한 임계각과 무관하게 전반사를 일으킬 수 있도록 코팅층(438)이 형성된다.

이러한 광경로 제어의 특징에 추가하여, 도 9에 도시된 백라이트 유닛에서는 LED 패키지(430)를 백라이트 유닛의 기판(470)상에 간편하게 탈착할 수 있는 구조를 구비한다.

LED 커버(432)는 LED 커버의 본체(448)가 LED 칩(436)을 덮도록 배치되는 한편, LED 커버 본체(448)에서 연장된 레그(450)의 하측에는 백라이트 유닛 기판의 대응하는 위치에 형성된 삽입홀(472)에 끼워지는 패키지 고정부(460)가 형성된다. 상기 패키지 고정부(460)는 고정부가 기판(470)에 장착되었을 때 상기 삽입홈(472)를 통하여 백라이트 기판에 걸리게 되어 LED 패키지를 기판(470)에 고정하는 돌출핀(462)를 구비한다. 상기 패키지 고정부(460)는 돌출핀(462)이 삽입홈(472)에 삽입되면서 내측으로 만곡되어 삽입홈속으로 삽입될 수 있도록 적절한 가요성을 가지는 것이 바람직하다. 돌출핀(462)이 완전히 삽입홈(472)를 통과한 후에는 돌출핀이 형성된 패키지 고정부는 다시 외측으로 만곡되어 LED 패키지는 기판(470)상에 견고하게 고정된다.

LED 패키지(430)를 기판(470)에서 분리하기 위해서는 돌출핀(462)를 반경방향으로 가압하여 만곡되게 한 후 돌출핀이 삽입홈의 직경 이내에 위치하게 한 후 LED 패키지를 상부로 당기면 간단하게 분리된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 구조의 직하형 백라이트 유닛에 의하면 아래와 같은 효과를 달성할 수 있다.

첫째, LED 광경로를 제어함에 있어서, 제어하고자 하는 경로를 벗어나는 빛을 최소화할 수 있다.

둘째, LED 칩의 발광 면적에 관계없이 빛을 모두 전반사시켜서 측면으로 빛을 유도할 수 있다.

셋째, LED 패키지를 백라이트 유닛의 기판에 간편하게 탈착할 수 있다.

넷째, LED 패키지의 리드의 절연 및 차폐효과를 증진시킬 수 있다.

다섯째, 반사 플레이트를 위한 별도의 장치를 설치할 필요가 없다.

여섯째, 다수의 LED 패키지를 하나의 LED 커버로 덮을 수 있다.

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 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

기판상에 설치되어 빛을 생성하는 LED 칩;

상기 LED 칩에서 발생된 빛의 진행경로상에 위치되어 빛의 경로를 방사상 방향으로 유도하는 좌우 대칭형 LED 렌즈를 포함하는 LED 패키지를 구비한 백라이트 유닛에 있어서,

상기 LED 렌즈에는 입사각과 상관없이 빛을 전반사하기 위한 코팅층이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 코팅층은 LED 렌즈의 표면상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
기판상에 설치되어 빛을 생성하는 LED 칩;

상기 LED 칩에서 발생된 빛의 진행경로상에 위치되어 빛의 경로를 방사상 방향으로 유도하며, 상기 칩을 덮게 되는 좌우 대칭형 LED 커버를 포함하는 LED 패키지를 구비한 백라이트 유닛에 있어서,

상기 LED 커버에는 입사각과 상관없이 빛을 전반사하기 위한 코팅층이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 3 항에 있어서,

상기 코팅층은 LED 커버의 표면상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 코팅층은 Ag, 또는 Al을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 5 항에 있어서,

상기 코팅층은 접착력 증가를 위한 보조재료로서 Cr 또는 Mo를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 5 항에 있어서,

상기 코팅층은 보호층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 코팅층의 두께는 50 나노미터 이상인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 코팅층이 전반사 기능 및 일부 투과성을 동시에 구비하도록 상기 코팅층의 두께는 20 나노미터 내지 50 나노미터인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 3 항에 있어서,

상기 LED 커버는 상기 LED 칩에 접속되어 백라이트 유닛의 기판에 설치되는 리드의 상부를 덮는 LED 커버 레그를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 10 항에 있어서,

상기 LED 커버 레그의 상부에는 인접한 LED 패키지 사이에 배치되는 반사 플레이트를 지지하는 지지부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 3 항에 있어서,

상기 LED 커버는 인접한 LED 칩들에 정렬되어 설치된 복수의 LED 커버 본체가 연결부에 의해 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 12 항에 있어서,

상기 LED 커버 본체는 LED 칩에 정렬되어 선형 배열, 사각 배열, 원형 배열, 또는 벌집 배열을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 LED 패키지는 백라이트 유닛의 기판상에 형성된 삽입홈에 끼워맞추어지는 가요성의 패키지 고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제 14 항에 있어서,

상기 패키지 고정부는 고정부가 장착되었을 때 상기 삽입홈을 통하여 백라이트 기판에 걸리게 되는 돌출핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.