KR100967451B1 - Back light unit using single chip led package - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지를 이용하여 휘도의 균일도를 향상시켜 확산시트를 제거할 수 있고 광학거리를 줄여 초슬림화를 가능하게 한 백라이트 유니트에 관한 것으로, 프레임; 가로 및 세로의 크기가 2.0mm×2.0mm 이하의 PCB에 하나의 LED 칩이 반사컵에 실장되는 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지가 상기 프레임의 바닥면에 다수개 배열되어 이루어진 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지 어레이; 상기 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지 어레이의 상측에는 광학거리가 10mm 이하인 위치에서 상기 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지 어레이에서 방출되는 광을 확산시키기 위하여 적층되는 렌즈 확산판; 및 상기 렌즈 확산판 위에 위치하여 휘도를 향상시키는 휘도향상필름;을 포함하여, 짧은 광학 거리와 확산 시트가 제거됨으로 인하여 초슬림화가 가능하면서 우수한 휘도와 휘도의 균일도를 나타내도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a backlight unit using a high-brightness chip type light emitting diode package to improve the uniformity of luminance to remove the diffusion sheet and to reduce the optical distance to enable ultra slim. A high brightness chip type light emitting diode package array in which a plurality of high brightness chip type light emitting diode packages in which one LED chip is mounted on a reflection cup on a PCB having a width and a vertical size of 2.0 mm x 2.0 mm or less are arranged on the bottom surface of the frame; A lens diffusion plate stacked on the upper side of the high brightness chip type light emitting diode package array to diffuse light emitted from the high brightness chip type light emitting diode package array at a position having an optical distance of 10 mm or less; And a brightness enhancement film positioned on the lens diffusion plate to improve brightness, and is configured to exhibit excellent brightness and uniformity of brightness while being ultra slim because the short optical distance and the diffusion sheet are removed.
발광다이오드 패키지, 칩형 발광다이오드, 백라이트 유니트, 슬림화, 광학거리, 균일도 Light emitting diode package, chip type light emitting diode, backlight unit, slimmer, optical distance, uniformity
Description
본 발명은 백라이트 유니트(BLU: Back Light Unit)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지를 이용하여 휘도의 균일도를 향상시켜 확산시트를 제거할 수 있고 광학거리를 줄여 초슬림화를 가능하게 한 백라이트 유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a back light unit (BLU), and more particularly, a high brightness chip type light emitting diode package can be used to improve the uniformity of luminance to remove the diffusion sheet and to reduce the optical distance to enable ultra slim. It relates to a backlight unit.
정보화 사회에서 표시장치의 개발은 눈부시게 발전하고 있으며 그 역할도 중요시되고 있다. 특히, 평판형 디스플레이(Flat Panel Display)로 각광받는 액정표시장치(LCD)는 자체 발광을 하지 못하기 때문에 백라이트 유니트(backlight unit)이 필요하며, 액정표시장치(LCD)의 성능은 액정표시장치 자체만이 아니라 사용하는 백라이트 유니트의 성능에 의존하는 바가 크다.The development of display devices in the information society is developing remarkably and its role is also important. In particular, a liquid crystal display (LCD), which is spotlighted as a flat panel display, does not emit light by itself, and thus requires a backlight unit, and the performance of the liquid crystal display (LCD) is not limited to the liquid crystal display itself. It depends not only on the performance of the backlight unit.
통상, 백라이트 유니트는 광원 위치에 따라 직하 방식과 에지 방식으로 구분된다.In general, the backlight unit is divided into a direct method and an edge method according to the light source position.
에지 방식의 백라이트 유니트에서는 광원 어셈블리가 도광판의 측면에 설치되며, 광원 어셈블리는 광을 발산하는 광원과, 도광판에 대향하는 측면이 개구되도록 광원을 감싸서 광원에서 발산된 광을 도광판으로 반사시켜 주는 반사판으로 구성된다. 그러나 에지 방식에서는 광원으로부터의 광선을 효율적으로 이용하는데 한계가 있기 때문에 원하는 효율의 광선을 출사시키기 위해서는 고전력이 필요하고, 화면의 크기에 한계가 있다. In the edge-type backlight unit, the light source assembly is installed on the side of the light guide plate, and the light source assembly is a reflector that reflects the light emitted from the light source to the light guide plate by surrounding the light source so that the side facing the light guide plate is opened. It is composed. However, in the edge method, since there is a limit in efficiently using the light beam from the light source, high power is required to emit the light beam having a desired efficiency, and the screen size is limited.
이러한 단점을 극복하기 위하여 직하 방식의 백라이트 유니트가 제시되었으나, 직하 방식에서는 휘도를 증가시키고 휘도의 균일성을 확보하기 위하여 다수개의 광원을 조밀하게 배열해야 하므로 소비전력과 제작비용, 및 열이 증가한다는 문제점이 있다. In order to overcome this drawback, a direct type backlight unit has been proposed. However, in the direct method, a plurality of light sources must be densely arranged in order to increase brightness and ensure uniformity, thereby increasing power consumption, manufacturing cost, and heat. There is a problem.
종래에 발광다이오드(LED) 패키지를 이용한 직하 조광형 백라이트(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상자 형상의 프레임(11) 위에 실장되는 다수의 LED 패키지(12)들이 어레이 형태로 배열된 LED 패키지 어레이(12a)와, LED 패키지 어레이(12a)로부터의 빛을 확산시켜 균일도를 향상시키는 확산판(13)과, 확산시트(14), 및 집광시트(15)로 구성된다. 이때 확산시트(14)는 2개의 시트(14-1,14-2)로 이루어진다.Conventionally, a direct-illuminated
그리고 종래의 직하형 백라이트에 사용되는 LED 패키지(12)는 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 350㎛ × 350㎛ 사이즈 또는 550㎛ × 550㎛ 이상의 사이즈를 갖는 LED칩(12c) 세 개와 한 개의 제너 다이오드칩(12d)이 하나의 패키지로 이루어진 LED칩이 대략 3.5㎜ × 3.5㎜ 또는 5㎜ × 5㎜크기의 고휘도 LED 패키지에 실장되어 있다.The
그런데 이와 같은 종래의 고휘도 LED 패키지(12)를 사용하여 직하형 백라이트 유니트를 제조할 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 광학 거리(T)가 대략 20㎜ ~ 30㎜ 정도가 되어 박형화가 어렵고, 상대적으로 큰 고휘도 LED 패키지들은 가격이 비싸기 때문에 소(疏)하게 배열하여 균일도와 휘도를 증가시키기 위한 노력이 진행중이나 10 mm 이하의 광학거리에서는 휘도의 균일도가 떨어져 화질이 저하되며, 이를 해결하기 위해 부수적인 확산시트와 다수의 광학시트가 필요하여 가격이 비싸지는 문제점이 있고, 또한 패키지 내에 포함되어 있는 제너 다이오드가 LED 수량과 동등한 수량으로 소비되기 때문에 불필요한 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.However, when manufacturing the direct type backlight unit using the conventional high-
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 저가격의 초소형 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지를 이용하여 휘도의 균일도를 향상시켜 확산시트를 제거할 수 있고 광학거리를 줄여 초슬림화를 가능하게 한 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지를 이용한 백라이트 유니트를 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to use a low-cost ultra-small high brightness chip type light emitting diode package to improve the uniformity of the luminance to remove the diffusion sheet and to reduce the optical distance It is to provide a backlight unit using a high brightness chip type light emitting diode package that enables ultra slim.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 백라이트 유니트는, 프레임; 가로 및 세로의 크기가 2.0mm×2.0mm 이하의 PCB에 하나의 LED 칩이 반사컵에 실장되는 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지가 상기 프레임의 바닥면에 다수개 배열되어 이루어진 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지 어레이; 상기 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지 어레이의 상측에는 광학거리가 10mm 이하인 위치에서 상기 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지 어레이에서 방출되는 광을 확산시키기 위하여 적층되는 렌즈 확산판; 및 상기 렌즈 확산판 위에 위치하여 휘도를 향상시키는 휘도향상필름;을 포함하여, 짧은 광학 거리와 확산 시트가 제거됨으로 인하여 초슬림화가 가능하면서 우수한 휘도와 휘도의 균일도를 나타내도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the backlight unit of the present invention includes a frame; A high brightness chip type light emitting diode package array in which a plurality of high brightness chip type light emitting diode packages in which one LED chip is mounted on a reflection cup on a PCB having a width and a vertical size of 2.0 mm x 2.0 mm or less are arranged on the bottom surface of the frame; A lens diffusion plate stacked on the upper side of the high brightness chip type light emitting diode package array to diffuse light emitted from the high brightness chip type light emitting diode package array at a position having an optical distance of 10 mm or less; And a brightness enhancement film positioned on the lens diffusion plate to improve brightness, and is configured to exhibit excellent brightness and uniformity of brightness while being ultra slim because the short optical distance and the diffusion sheet are removed.
전술한 구성에 있어서, 상기 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지 어레이는 다수의 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지가 직렬 연결되어 블럭을 형성하고, 병렬 연결되는 하나 이상의 상기 블럭에 제너 다이오드 또는 칩바리스터가 병렬로 연결되어, 발광다이오드 패키지 어레이에 요구되는 제너 다이오드 또는 칩바리스터의 수를 줄인 것을 특징으로 한다.In the above-described configuration, the high brightness chip type light emitting diode package array includes a plurality of high brightness chip type light emitting diode packages connected in series to form a block, and a zener diode or a chip varistor is connected in parallel to one or more of the blocks connected in parallel to emit light. The number of zener diodes or chip varistors required for the diode package array is reduced.
전술한 구성에 있어서, 상기 LED 칩은 가로세로가 250 ~ 650um의 크기 범위를 가지고 그 범위에서 정사각형 또는 직사각형의 형태로 상기 PCB의 반사컵에 실장되며, 상기 패키지의 면적은 4mm2 이하로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the above-described configuration, the LED chip has a size range of 250 ~ 650um in height and width is mounted on the reflective cup of the PCB in the form of a square or rectangular in the range, the area of the package is composed of 4mm 2 or less It is characterized by.
전술한 구성에 있어서, LED 칩이 실장되는 상기 PCB의 반사컵은 원형, 타원형, 혹은 사각형이고, 레이저 가공법 또는 에칭법에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.In the above-described configuration, the reflective cup of the PCB on which the LED chip is mounted is circular, elliptical, or square, and is formed by laser processing or etching.
전술한 구성에 있어서, 상기 PCB는 상부에 도랑 형상이 형성되고, 절연체의 상하측면에 금속층이 0.02um 이상 150um 이하로 증착 또는 도금에 의해 형성되며, 상부 금속층은 하부 금속층에 연결되어 방열을 극대화한 것을 특징으로 한다.In the above-described configuration, the PCB is formed with a groove shape on the upper side, the metal layer is formed by deposition or plating on the upper and lower sides of the insulator with a thickness of 0.02um or more and 150um or less, and the upper metal layer is connected to the lower metal layer to maximize heat dissipation. It is characterized by.
전술한 구성에 있어서, 상기 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지는 LED가 실장된 상기 PCB의 상면에 실리콘 또는 투명 수지에 형광체가 포함된 몰드부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 있어서, 상기 렌즈 확산판은 일면에 오목 렌즈 패턴이 연속되어 형성되어 있고, 타면에 상기 일면의 오목렌즈 패턴과 지그재그로 볼록 렌즈 패턴이 형성되어 있거나, 일면에 볼록 렌즈 패턴이 연속되어 형성되어 있고, 타면에 상기 일면의 볼록 렌즈 패턴과 지그재그로 볼록 렌즈 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 있어서, 상기 오목 렌즈 패턴 및 볼록 렌즈 패턴의 오목 렌즈와 볼록 렌즈의 지름은 0.1mm 내지 0.5mm로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the above-described configuration, the high brightness chip type light emitting diode package is characterized in that a mold portion including a phosphor in silicon or a transparent resin is formed on an upper surface of the PCB on which the LED is mounted.
In the above-described configuration, the lens diffusion plate is formed with a concave lens pattern continuous on one surface, a convex lens pattern is formed on the other surface with a concave lens pattern and zigzag on one surface, or a convex lens pattern is continuous on one surface And a convex lens pattern formed by the convex lens pattern and the zigzag of the one surface on the other surface thereof.
In the above configuration, the diameter of the concave lens and the convex lens of the concave lens pattern and the convex lens pattern is characterized in that formed from 0.1mm to 0.5mm.
본 발명에 따른 직하형 백라이트 유니트는 기존 3528(3.5mm×2.8mm) 및 5050(5.0mm×5.0mm) 사이즈의 패키지에 3개의 칩이 실장된 LED 패키지를 1608(1.6mm×0.8mm) 내지 2020(2.0mm×2.0mm) 사이즈의 초소형 패키지에 1개의 칩이 실장되는 LED 패키지로 대체하여, LED 칩들을 각각 소정의 거리로 분할시켜 방열효과를 개선하고, 최소화된 패키지로 비용을 절감할 수 있으며, 그에 따라 같은 가격에 다량의 패키지를 사용함으로써 제품의 두께를 초슬림화할 수 있으며, 제품의 단순화를 통해 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. The direct type backlight unit according to the present invention is an LED package in which three chips are mounted in existing 3528 (3.5mm × 2.8mm) and 5050 (5.0mm × 5.0mm) sized packages from 1608 (1.6mm × 0.8mm) to 2020. By replacing the LED package with one chip in a small package of (2.0mm × 2.0mm) size, the LED chips can be divided by a predetermined distance to improve the heat dissipation effect and reduce the cost with the minimized package. Therefore, by using a large number of packages at the same price, the thickness of the product can be made ultra-slim, and the cost of manufacturing can be reduced by simplifying the product.
또한, 본 발명의 직하형 백라이트 유니트는 하나의 제너 다이오드 혹은 칩바리스터가 다수의 칩형 LED 패키지들로 이루어진 블럭들을 담당하도록 함으로써 종래에 패키지당 하나의 제너 다이오드가 소모되는 것에 비해 제너 다이오드 혹은 칩바리스터의 수를 획기적으로 줄여 제조비용을 절감할 수 있다. In addition, the direct type backlight unit of the present invention allows one zener diode or chip varistor to be in charge of blocks composed of a plurality of chip-type LED packages, thereby reducing the consumption of a zener diode or chip varistor. It can dramatically reduce the number of manufacturing costs.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.The technical problems achieved by the present invention and the practice of the present invention will be more clearly understood by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지를 이용한 백라이트 유니트의 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지를 도시한 개략도이며, 도 5는 도 3에 도시된 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지의 예이다. 본 발명의 실시예에서 패키지의 사이즈를 나타내는 1608, 2020, 3528, 5050은 패키지의 길이와 폭을 나타내는 것으로서, 각각 1.6mm×0.8mm, 2.0mm×2.0mm, 3.5mm×2.8mm, 5.0mm×5.0mm 사이즈의 패키지를 말한다.3 is a diagram illustrating a structure of a backlight unit using a high brightness chip type light emitting diode package according to the present invention, FIG. 4 is a schematic view showing the high brightness chip type light emitting diode package shown in FIG. 3, and FIG. 5 is shown in FIG. 3. It is an example of a high brightness chip type light emitting diode package. In the exemplary embodiment of the present invention, 1608, 2020, 3528, and 5050 indicating the size of the package indicate the length and width of the package, respectively, 1.6 mm x 0.8 mm, 2.0 mm x 2.0 mm, 3.5 mm x 2.8 mm, and 5.0 mm x A package of 5.0mm size.
본 발명의 백라이트 유니트(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임(110)과, 프레임(110)의 바닥면에 배열되는 광 지향각이 140도 이상인 1608 또는 2020 사이즈의 초소형 패키지의 고휘도 칩형 발광다이오드 어레이(120a), 상기 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지 어레이(120a) 위의 광학거리(T) 상에 위치하여 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지 어레이(120a)에서 방출되는 광을 확산시키는 렌즈 확산판(140), 렌즈 확산판(140) 위에 위치하여 휘도를 향상시키는 휘도향상 필름(150)을 포함하며, 별도의 확산시트(도1의 14)가 구비되지 않고, 광학거리(T)가 10mm 이하에서 렌즈 확산판(140)이 배치되어 백라이트 유니트의 초슬림화를 도모한다.As shown in FIG. 3, the
도 3을 참조하면, 프레임(110)은 백라이트 유니트(100)를 지지하는 기구적인 구성으로서, 바닥면에는 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지(120)들이 다수개 배열되어 광원 역할을 하는 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지 어레이(120a)를 구성하고 있다.Referring to FIG. 3, the
본 발명에 사용되는 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지(120)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 대략 350㎛×350㎛ 사이즈를 갖는 하나의 LED 칩(121)이 대략 1.6㎜×0.8㎜ 사이즈의 하나의 패키지를 구성하고 있다. 여기서 상기 LED 칩(121)은 가로세로가 각각 250um 내지 650um 사이의 크기를 가질 수 있고, 그 범위에서 형태는 정사각형이나 직사각형을 가질 수 있으며, LED 패키지는 1608 내지 2020 사이즈로 구성될 수 있으며 이 때의 LED 패키지 면적은 1.28mm2 내지 4mm2 가 된다. 본 발명의 실시예에 따른 패키지는 1608(1.6㎜×0.8㎜) 또는 2020(2.0㎜×2.0㎜) 사이즈의 패키지가 일 예로 설명되지만, 1608 이하의 패키지(길이와 폭이 1.6㎜×0.8㎜ 이하인 패키지)가 적용될 수도 있으며, 최대 2020 사이즈(길이와 폭이 2.0㎜×2.0㎜)를 넘지 않는 것이 바람직하다.In the high brightness chip
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 사용되는 고휘도 칩형 발광다이오드 패키지(120)는 반사부를 갖는 1608 또는 2020 크기를 가지는 PCB에 하나의 LED 칩(121)이 실장되는 구조이다.
상기 PCB는 FR-4 또는 BT(Bisaleimide Triazine) 등을 이용한 절연체(128) 상측면과 하측면에는 Cu 등을 이용한 상부 금속층(122,123) 및 하부 금속층(129)이 각각 형성되고, 홈 형태의 반사컵(124)을 이루는 플랫폼과 도랑(gully) 형상(125)을 사이에 두고 전기적으로 절연되도록 배치된다. 여기서 상부 금속층(122,123)은 LED 칩(121)에 전원을 공급하기 위한 전극 리드에 해당한다.
또한 반사컵(124)은 LED 칩(121)을 실장하기 위한 영역으로서, 원형, 타원형 혹은 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 레이저 가공법이나 에칭법에 의해 형성된다. 예컨대, 레이저를 한 회 이상 조사하여 실장될 LED 칩의 크기에 맞게 일정 직경 이상 확보한다. 상기 도랑 형상(125)은 열 순환 방출 효과를 높이기 위하여, 반사컵(124)과 동일한 방법으로 형성된다.Referring to FIG. 5, the high brightness chip type light
In the PCB, upper and
In addition, the
전극 리드인 상부 금속층(122,123)과 반사컵(124) 위에는 금속 코팅층(126)이 형성되는데, 이러한 금속 코팅층(126)은 PCB의 측면을 따라 일체로 연결되면서 하측의 하부 코팅층(129)까지 감싸도록 형성된다.
반사컵(124)의 금속 코팅층(126) 위에 LED 칩(121)이 실장되어 SMD 타입의 전자 소자가 제작될 수 있다. 반사컵(124)을 형성하기 위하여는 소정 패턴이나 마스크 등을 이용하여 레이저를 한 회 이상 해당 영역에 조사하여 PCB의 상부 금속층으로부터 절연체까지 홈 형태로 식각/가공함으로써 이루어질 수 있다.
금속 코팅층(126)은 Cu 등을 이용한 도금을 통하여 이루어질 수 있고, 이와 같은 도금을 통하여 절연체(128)를 매개로 PCB의 상부 금속층(122,123)과 반사컵(124) 영역의 PCB의 하부 금속층(129)을 전기적으로 연결시키게 되고, 반사컵(124) 상에 실장되는 LED 칩(121)에서 발생하는 열을 반사컵(124) 하측의 하부 금속층(129)과 금속 코팅층(126)을 통하여 순환 방출시킬 수 있게 된다. 즉, PCB는 절연체 상하측면에는 메탈이 각각 0.02um 이상 150um 이하로 증착 또는 도금에 의해 형성되어 방열을 극대화한다.A
The
The
그리고 금속 코팅층(126)은 LED 칩(121)의 동작 시 반사 효율을 향상시키도록 할 수 있으며, LED 칩(121)이 실장된 후에는 LED 칩(121)의 주위를 소정 형광제를 혼합한 실리콘계 수지 등 접착성 있는 투명 수지(127)로 몰딩하여 LED 칩(121)에서 방출되는 빛에 대하여 광 이용 효율 또는 광 확산을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 구조의 발광다이오드 패키지(120)는 140도 이상의 광 지향각을 나타낸다. The
The light emitting
다시 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 백라이트 유니트(100)는 앞서 살펴 본 바와 같이 종래의 고휘도 LED 패키지에 비해 사이즈가 작아 동일 기판에서 생산되는 제품수량이 많아 제작비용을 줄일 수 있다. 예컨대, 널리 사용되는 100mm × 70mm의 패키지 기판을 사용할 경우에 종래의 5050(5.0㎜×5.0㎜) 사이즈의 고휘도 LED 패키지는 대략 150개를 생산할 수 있어 개당 단가가 80원 정도가 되나, 본 발명에 따른 1608(1.6㎜×0.8㎜) 사이즈의 초소형 LED 패키지를 사용할 경우에는 대략 1800개 정도를 생산할 수 있어 개당 단가를 7원 정도까지 대폭 줄일 수 있다. Referring to FIG. 3 again, the
그리고 본 발명에 따른 백라이트 유니트(100)에서는 고휘도 칩형 LED 패키지(120)를 종래 보다 밀(密)하게 배열하여 사용하므로 광학 거리(T)가 대략 10㎜ 이하가 되도록 구현할 수 있어 초 슬림화를 가능하게 하고, 휘도의 균일도를 향상시킬 수 있다.In the
도 6은 본 발명에 따라 제너 다이오드의 수를 줄이기 위해 발광다이오드 패키지를 블럭화하는 개념을 도시한 개략도이고, 도 7은 본 발명에 따른 단일 칩 발광 다이오드 패키지 어레이의 예이다.6 is a schematic diagram illustrating the concept of blocking the LED package to reduce the number of zener diodes according to the present invention, and FIG. 7 is an example of a single chip LED package array according to the present invention.
본 발명에 따른 백라이트 유니트(100)는 단일 칩 LED 패키지(120)를 배열함에 있어서 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 블럭 개념을 이용하여 여러 개의 직렬 연결 블럭당 하나의 제너 다이오드(130)를 사용하므로 제너 다이오드(130)의 수를 줄일 수 있어 부품을 절감할 수 있다. 본 발명은 제너 다이오드(130) 대신에 칩바리스터를 사용할 수도 있다.In the
도 6 및 도 7을 참조하면, 다수의 고휘도 칩형 LED 패키지(120)들이 직렬로 연결되어 각각의 직렬 연결 블럭(B1,B2,B3)을 구성하고, 각 직렬 연결 블럭(B1,B2,B3)들이 병렬로 연결되어 하나의 제너 다이오드(130)에 병렬로 연결된 구조이다. 따라서 본 발명의 백라이트 유니트(100)에 사용되는 고휘도 칩형 LED 패키지 어레이(120a)는 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 LED 블럭(C1, C2, C3,..) 당 하나의 제너 다이오드(130)만 요구되어 종래에 비해 제너 다이오드(130)의 수를 대폭 줄일 수 있다. 예컨대, 도 6과 같이 5개의 LED 패키지(120)를 하나의 직렬 블록(B1~B3)으로 하고, 3개의 직렬 블록(B1~B3)을 병렬로 연결하여 하나의 제너다이오드(130)에 연결할 경우에는 종래에는 패키지 당 1개씩 총 15개의 제너다이오드가 필요하였으나 본 발명에서는 하나의 제너다이오드 혹은 칩바리스터로 처리할 수 있다. 또한 도 7과 같이 직렬 연결된 5개의 LED 패키지(120)의 3열을 하나의 직렬 블록(C1~C3)으로 각각 구성한 후, 이 3개의 직렬 블럭(C1~C3)을 다시 병렬로 배치한 경우에는 총 45개의 LED 패키지(120)당 하나의 제너다이오드(130)만을 필요로 하므로 종래에 비해 획기적으로 제너 다이오드의 수를 줄일 수 있다.6 and 7, a plurality of high-brightness chip
또한 본 발명은 LED패키지(120)의 크기가 작아 동일 기판에서 생산되는 제품수량이 많아 제작비용을 줄일 수 있어 종래에 비해 LED 패키지간 배치간격을 밀(密)하게 배열할 수 있으므로 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 종래의 확산시트(14-1,14-2)를 제거하여 보다 부품 수를 줄일 수 있다.In addition, the present invention has a small size of the
도 8은 도 3에 도시된 렌즈 확산판의 제 1 실시예이고, 도 9는 도 3에 도시된 렌즈 확산판의 제 2 실시예이다.FIG. 8 is a first embodiment of the lens diffuser plate shown in FIG. 3, and FIG. 9 is a second embodiment of the lens diffuser plate shown in FIG. 3.
본 발명에 사용되는 렌즈 확산판(140)의 제1 실시예는 도 8에 도시된 바와 같이 확산판의 상면(UP)에 오목 렌즈 패턴(142)이 연속되어 형성되어 있고, 하면(DN)에는 상면의 오목렌즈 패턴(142)과 엇갈리게(지그재그로) 볼록 렌즈 패턴(144)이 형성되어 확산 기능을 향상시키고 있다. 그리고 도면에는 도시하지 않았으나 제1 실시예의 렌즈 확산판(140)을 뒤집어 확산판의 하면(DN)에 오목 렌즈 패턴(142)이 연속되어 형성되게 하고, 상면(UP)에 하면의 오목렌즈 패턴(142)과 엇갈리게(지그재그로) 볼록 렌즈 패턴(144)이 형성되게 할 수도 있다. 이때 오목렌 즈(142)와 볼록렌즈(144)의 지름은 대략 0.1 ~ 0.5 ㎜의 크기를 가지는 것이 바람직하다.In the first embodiment of the
그리고 본 발명에 사용되는 렌즈 확산판(140)의 제2 실시예는 도 9에 도시된 바와 같이 확산판의 상면(UP)에 볼록 렌즈 패턴(146)이 연속되어 형성되어 있고, 하면(DN)에 상면(UP)의 볼록 렌즈 패턴(146)과 엇갈리게(지그재그로) 볼록 렌즈 패턴(148)이 형성되어 확산 기능을 향상시키고 있다. 이때 볼록렌즈(146,148)의 지름은 대략 0.1 ~ 0.5 ㎜의 크기를 가지는 것이 바람직하다.In the second embodiment of the
도 10a는 종래의 백라이트 유니트의 광확산 특성 결과를 도시하였고, 도 10b는 본 발명에 따른 백라이트 유니트의 광확산 특성 결과를 도시하였다. 도 10a와 도 10b를 비교해보면, 본 발명에 따른 백라이트 유니트의 광확산도가 종래에 비해 향상된 것을 알 수 있다.FIG. 10A illustrates a light diffusion characteristic result of the conventional backlight unit, and FIG. 10B illustrates a light diffusion characteristic result of the backlight unit according to the present invention. Comparing FIG. 10A and FIG. 10B, it can be seen that the light diffusivity of the backlight unit according to the present invention is improved compared to the conventional art.
도 11은 본 발명에 따른 백라이트 유니트의 휘도와 균일도 특성을 도시한 그래프이다. 도 11을 참조하면, x축과 y축 좌표 평면상의 휘도가 균일한 것을 알 수 있다.11 is a graph illustrating luminance and uniformity characteristics of the backlight unit according to the present invention. Referring to FIG. 11, it can be seen that the luminance on the x-axis and y-axis coordinate planes is uniform.
도 12는 종래의 백라이트 유니트(Normal Type)와 본 발명에 따른 백라이트 유니트(Ultra Slim)의 휘도 특성을 비교 도시한 그래프이다. 도시된 그래프에 따르면 본 발명에 따른 백라이트 유니트의 휘도가 더 양호한 것을 알 수 있다. FIG. 12 is a graph illustrating luminance characteristics of a conventional backlight unit (Normal Type) and a backlight unit (Ultra Slim) according to the present invention. According to the graph shown, the brightness of the backlight unit according to the present invention is better.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
도 1은 종래의 발광다이오드 패키지를 이용한 직하형 백라이트 유니트의 구조를 도시한 도면,1 is a view showing the structure of a direct type backlight unit using a conventional LED package;
도 2는 도 1에 도시된 발광다이오드 패키지를 도시한 개략도,FIG. 2 is a schematic view showing the light emitting diode package shown in FIG. 1;
도 3은 본 발명에 따른 칩형 발광다이오드 패키지를 이용한 백라이트 유니트의 구조를 도시한 도면,3 is a view illustrating a structure of a backlight unit using a chip type light emitting diode package according to the present invention;
도 4는 도 3에 도시된 칩형 발광다이오드 패키지를 도시한 개략도,4 is a schematic view showing a chip type light emitting diode package shown in FIG.
도 5는 도 3에 도시된 칩형 발광다이오드 패키지의 예,5 is an example of the chip type light emitting diode package shown in FIG.
도 6은 본 발명에 따라 제너 다이오드의 수를 줄이기 위한 발광다이오드 패키지 블럭 개념을 도시한 개략도,6 is a schematic diagram illustrating a light emitting diode package block concept for reducing the number of zener diodes according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 칩형 발광 다이오드 패키지 어레이의 예,7 is an example of a chip type light emitting diode package array according to the present invention;
도 8은 도 3에 도시된 렌즈 확산판의 제1실시예,8 is a view showing a first embodiment of the lens diffusion plate shown in FIG. 3;
도 9는 도 3에 도시된 렌즈 확산판의 제2실시예,9 is a view showing a second embodiment of the lens diffusion plate shown in FIG. 3;
도 10a,b는 백라이트 유니트의 특성을 비교하기 위한 도면,10A and 10B are diagrams for comparing characteristics of a backlight unit;
도 11은 본 발명에 따른 백라이트 유니트의 특성 그래프,11 is a characteristic graph of a backlight unit according to the present invention;
도 12는 종래의 백라이트 유니트와 본 발명에 따른 백라이트 유니트의 휘도 특성을 비교 도시한 그래프이다.12 is a graph illustrating a comparison of luminance characteristics of a conventional backlight unit and a backlight unit according to the present invention.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
** Explanation of symbols for main parts of drawings **
110: 프레임 120: 칩형 LED 패키지110: frame 120: chip type LED package
120a: 칩형 LED 패키지 어레이 130: 제너 다이오드120a: Chip type LED package array 130: Zener diode
140: 렌즈 확산판 150: 휘도향상 필름140: lens diffusion plate 150: brightness enhancement film
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