KR101078642B1 - Light emitting diode module for back light - Google Patents
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Abstract
본 발명은 백라이트용 엘이디 모듈에 관한 것으로서, 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판의 길이 방향을 따라 형성되는 실장공간부와, 실장공간부에 실장되는 엘이디 칩과, 엘이디 칩을 덮도록 인쇄회로기판 상에 부착되는 렌즈를 포함하며, 인쇄회로기판의 양단부측에 일정 각도로 기울어지도록 경사부가 형성되며 경사부의 실장공간부에 엘이디 칩이 경사지게 실장될 수 있는 것이다. 따라서 본 발명에 의하면, 엘이디 모듈의 양단부측에 형성되는 경사부와 이 경사부에 실장되는 엘이디 칩을 통하여 방출광의 지향각을 개선시킬 수 있으며, 이러한 엘이지 모듈을 엣지형 백라이트 유닛의 광원으로 사용한 경우에는 도광판의 모서리부의 암부 및 휘도 균일도를 개선하여 전체적인 광효율을 높일 수 있는 효과를 가진다.The present invention relates to an LED module for backlight, comprising: a printed circuit board, a mounting space portion formed along the length direction of the printed circuit board, an LED chip mounted on the mounting space portion, and an LED chip on the printed circuit board. It includes a lens attached to, the inclined portion is formed to be inclined at a predetermined angle on both end sides of the printed circuit board and the LED chip may be mounted inclined in the mounting space of the inclined portion. Therefore, according to the present invention, the directivity of the emitted light can be improved through the inclined portions formed on both end sides of the LED module and the LED chip mounted on the inclined portion, and the LG module is used as the light source of the edge type backlight unit. In this case, it is possible to improve the overall light efficiency by improving the dark portion and the brightness uniformity of the edge portion of the light guide plate.
백라이트, 인쇄회로기판, 엘이디 모듈, 엘이디 칩, 도광판, 암부, 지향각 Backlight, Printed Circuit Board, LED Module, LED Chip, Light Guide Plate, Shadow, Directional Angle
Description
본 발명은 백라이트용 엘이디(LED:Light Emitting Diode) 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지향각을 증대시킬 수 있는 백라이트용 엘이디 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a LED (light emitting diode) module for backlight, and more particularly to a LED module for backlight that can increase the directivity angle.
일반적으로, 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기적인 신호를 빛으로 변화시키는 엘이디(LED)는 다른 발광체에 비해 수명이 길고, 구동 전압이 낮으며, 소비 전력이 적다는 장점이 있다. 또한, 응답속도 및 내충격성이 우수할 뿐만 아니라 소형 경량화가 가능하다는 장점도 가지고 있다.In general, an LED (LED) that converts an electrical signal into light using characteristics of a compound semiconductor has advantages in that it has a longer life, a lower driving voltage, and a lower power consumption than other light emitters. In addition, it has the advantages of excellent response speed and impact resistance as well as small size and light weight.
이러한 엘이디는 휴대폰 등 휴대용 전자기기의 광원으로 사용될 뿐만 아니라 최근에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)의 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU) 및 조명의 광원 등으로 사용되고 있다. 또한 다양한 색 구현이 가능하며, 고연색성, 안정성, 에너지 절약 등의 장점으로 그 적용범위가 상당히 많이 늘어나고 있다. 그러나 보다 더 많은 분야에 사용되기 위해서는 광속(flux of light) 및 배광(light distribution) 등의 특성에 있어서 개선이 필요하다.The LED is not only used as a light source of a portable electronic device such as a mobile phone but also recently used as a back light unit (BLU) and a light source of illumination of a liquid crystal display (LCD). In addition, it is possible to realize a variety of colors, and the range of application is increasing considerably due to the advantages such as high color rendering, stability, and energy saving. However, to be used in more fields, improvements in characteristics such as flux of light and light distribution are needed.
현재 엘이디를 간접조명에 적용하기 위해서는 엘이디의 지향각이 중요한 문제이다. 엘이디 자체의 지향각을 증가시키는 방법으로 렌즈를 이용하여 지향각을 증가시키는 방법이 사용되고 있다.In order to apply LED to indirect lighting, the direction of LED is important. As a method of increasing the directivity of the LED itself, a method of increasing the directivity using a lens has been used.
도 1a 및 도 1b는 종래의 엘이디 패키지를 적용한 엘이디 모듈(20)의 단면도 및 평면도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 엘이디 모듈(20)은 인쇄회로기판( Printed Circuit Board)(11)과 인쇄회로기판(11) 상에 실장된 엘이디 패키지들(10)과, 엘이디 패키지(10) 상에 형성된 렌즈(15)로 구성되며, 엘이디 패키지(10)는 엘이디 칩(12)이 실장된 엘이디 패키지 본체부(13)와, 엘이디 칩(12)을 몰딩하는 실장공간부(14)를 갖는다. 이와 같은 종래의 엘이디 모듈(20)을 이용한 엣지형 백라이트 유닛을 도 2에 평면도로 도시하였다.1A and 1B are a cross-sectional view and a plan view of an
도 2를 참조하면, 엣지형 백라이트 유닛은 도광판(21)과 도광판(21)의 측면에 배치된 엘이디 모듈(20)을 갖는다. 도광판(21)은 엘이디 칩(12)에서 발생된 빛을 수용하여 그 상면 전체로 빛을 분산시키는 역할을 한다. Referring to FIG. 2, the edge type backlight unit has a
그런데, 종래의 엘이디 패키지(10)에서는 지향각을 최대 ±120°이상으로 조절할 수 없기 때문에 도광판(21)의 입광부에 암부(D)가 발생할 수 있다. 특히, 도광판(21)의 모서리부에는 휘도 균일도가 낮아서 광효율을 저하시키며, 암부(D) 혹 은 얼룩 등으로 보여 외관 특성이 나빠지는 단점이 있었다.However, in the conventional LED package 10, since the directivity angle may not be adjusted to a maximum of ± 120 ° or more, the dark portion D may occur in the light incident portion of the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 엘이디 모듈의 양단부측에 일정 각도로 기울어지는 경사부를 형성시키고, 이 경사부에 엘이디 칩을 경사지게 실장시킴으로써, 도광판의 모서리부의 암부 및 휘도 균일도를 개선하여 전체적인 광효율을 높일 수 있는 백라이트용 엘이디 모듈을 제공하는 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of which is to form an inclined portion inclined at a predetermined angle on both ends of the LED module, by mounting the LED chip inclined to the inclined portion, the dark portion of the edge portion of the light guide plate And it is to provide an LED module for backlight that can improve the overall brightness efficiency by improving the brightness uniformity.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판의 길이 방향을 따라 형성되는 실장공간부와, 실장공간부에 실장되는 엘이디 칩과, 엘이디 칩을 덮도록 인쇄회로기판 상에 부착되는 렌즈를 포함하며, 인쇄회로기판의 양단부측에 일정 각도로 기울어지도록 경사부가 형성되며 경사부의 실장공간부에 엘이디 칩이 경사지게 실장되는 백라이트용 엘이디 모듈을 제공한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a printed circuit board, a mounting space portion formed along the longitudinal direction of the printed circuit board, an LED chip mounted on the mounting space portion, and a printed circuit board to cover the LED chip It includes a lens attached to the inclination, the inclined portion is formed to be inclined at a predetermined angle on both end sides of the printed circuit board and provides a LED module for the backlight mounted LED chip in the mounting space portion of the inclined portion.
그리고 인쇄회로기판은, 메탈기판 또는 메탈코어 기판이 사용될 수 있으며, 엘이디 칩은 청색 엘이디를 포함할 수 있다.The printed circuit board may include a metal substrate or a metal core substrate, and the LED chip may include a blue LED.
또한, 렌즈는 황색 형광체가 코팅되는 돔구조의 몰딩 형상으로 엘이디 칩으로부터 발광되는 광원을 변환시켜 백색광원을 얻을 수 있다.In addition, the lens can be obtained by converting a light source emitted from the LED chip into a molding shape of a dome structure coated with a yellow phosphor to obtain a white light source.
그리고 경사부는 마주하는 도광판의 모서리부를 향하여 경사지며, 경사 각도는 대략 30°∼45°각도로 기울어질 수 있다. The inclined portion may be inclined toward the edge portion of the light guide plate facing each other, and the inclined angle may be inclined at an angle of about 30 ° to 45 °.
본 발명의 백라이트용 엘이디 모듈에 의하면, 엘이디 모듈의 양단부측에 형성되는 경사부와 이 경사부에 실장되는 엘이디 칩을 통하여 방출광의 지향각을 개선시킬 수 있으며, 이에 따라 엘이지 모듈을 엣지형 백라이트 유닛의 광원으로 사용한 경우에는 도광판의 모서리부의 암부 및 휘도 균일도를 개선하여 전체적인 광효율을 높일 수 있는 효과를 가진다.According to the LED module for backlight of the present invention, through the inclined portion formed on both ends of the LED module and the LED chip mounted on the inclined portion, the directing angle of the emitted light can be improved. When used as a light source of the unit has the effect of improving the overall light efficiency by improving the dark portion and the brightness uniformity of the corner portion of the light guide plate.
이하 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 하지만, 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily practice, but this is only an example, the present invention is limited thereto. It doesn't happen.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트용 엘이디 모듈의 일부 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트용 엘이디 모듈의 일부 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엣지형 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다.3 is a partial perspective view of the LED module for backlight according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a partial cross-sectional view of the LED module for backlight according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an embodiment of the present invention It is a top view which shows the edge type backlight unit.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 실시형태의 백라이트용 엘이디 모듈(100)은, 크게 인쇄회로기판(110)과, 복수의 엘이디 칩(120)과, 엘이디 칩(120)을 덮는 렌즈(130)를 포함하며, 인쇄회로기판(110)의 양단부측에 일정 각도로 기울어지는 경사부(114)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 3 to 4, the
여기서 인쇄회로기판(110)은 상면에 엘이디 칩(120)의 금속패턴(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있는 금속패턴이 형성될 수 있다. 금속패턴은 도전성 비아홀을 통해 배면 전극에 연결된 전극구조일 수 있다.The printed
이러한 인쇄회로기판(110)은 메탈기판 또는 메탈코어(MC:Metal Core)기판 혹은 FR-4 등의 방열 효과가 우수한 기판이 사용될 수 있으며, 금속기판은 방열판으로서의 역할을 하게 되며, 엘이디 칩(120)이 패키지에 의하지 않고 메탈의 인쇄회로기판(110) 상에 실장되는 경우에는 엘이디 칩(120)에서 발생하는 열이 금속기판에 직접 전달되어 효과적으로 열 방출이 일어나게 된다.The printed
그리고 인쇄회로기판(110)에는 길이 방향을 따라 실장공간부(112)가 형성될 수 있다. 실장공간부(112)는 드릴링 머신 등을 이용하여 역 사다리꼴 형태로 식각하여 엘이디 칩(120)이 실장될 수 있다.In addition, a
엘이디 칩(120)은, 반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상('전기장발광'이라고도 함)을 이용하여 빛을 발생시키는 발광소자일 수 있으며, 엘이디 칩(120)의 재료로는 발광 파장이 가시 또는 근적외 영역에 존재하고, 발광효율이 높으며, p-n 접합의 제작이 가능할 것 등의 조건을 만족시키는 재료들이 적합하다. 이러한 재료로는 질화갈륨(GaN), 비소화갈륨(GaAs), 인화갈륨(GaP), 갈륨-비소-인(GaAs1-x Px), 갈륨-알류미늄-비소(Ga1-xAlxAs), 인화인듐(InP), 인듐-갈륨-인(In1-xGaxP) 등의 화합물 반도체들이 사용되고 있다.The
발광은 크게 나누어 자유캐리어의 재결합에 의한 것과 불순물 발광중심에서의 재결합에 의한 것이 있다. 이때, 불순물 발광 중심의 재결합에 의해 발생되는 빛의 파장은 반도체에 첨가되는 불순물의 종류에 따라 달라지게 된다. 예를 들어, 인화갈륨인 경우에는 아연 및 산소 원자가 관여하는 발광은 적색(파장 700nm)이고, 질소 원자가 관여하는 발광은 녹색(파장 500nm)이다. 즉, 불순물의 종류와 반도체 재료에 따라 엘이디 칩(120)으로부터 발생되는 빛은 각기 다른 고유의 색(파장)을 지니게 된다. 여기서 엘이디 칩(120)은 청색 엘이디일 수 있으며, 렌즈(130)의 형광체에 의해 백색광원을 발휘할 수 있다. The light emission is largely divided by recombination of free carriers and recombination at an impurity emission center. In this case, the wavelength of the light generated by the recombination of the impurity emission centers depends on the type of the impurity added to the semiconductor. For example, in the case of gallium phosphide, light emission involving zinc and oxygen atoms is red (wavelength 700 nm), and light emission involving nitrogen atoms is green (wavelength 500 nm). That is, the light generated from the
이러한 엘이디 칩(102)은 에폭시(Ag epoxy)나 공융접합체(entectic solder)와 같은 접착수단으로 다이본딩부 상에 고정될 수 있고, 엘이디 칩(120)과 전극패턴은 와이어(미도시)로 연결될 수 있으나, 이와 달리 플립칩 방식으로 연결될 수도 있다.The LED chip 102 may be fixed on the die bonding portion by an adhesive means such as an epoxy or an eutectic solder, and the
그리고 각각의 엘이디 칩(120)을 덮도록 인쇄회로기판(110) 상에 부착되는 렌즈(130)는, 넓게 지향각을 증가시키고자 하는 것으로서, 황색 형광체가 코팅되는 돔구조의 몰딩 형상으로 엘이디 칩(120)으로부터 발광되는 광원을 변환시켜 백색광원을 얻을 수 있다.The
백색광원은 적색, 녹색, 청색의 3원색의 혼합 또는 보색관계에 있는 2색의 혼합에 의해 실현할 수 있다. 즉, 백색광원은 청색광을 방출하는 엘이디 칩(120)과, 그 청색광을 흡수하여 변화시켜 실현할 수 있다.The white light source can be realized by mixing three primary colors of red, green, and blue, or mixing two colors in a complementary color relationship. That is, the white light source can be realized by absorbing and changing the
황색 형광체로는 YAG:Ge, YAG:Ce 등이 있다.Yellow phosphors include YAG: Ge, YAG: Ce and the like.
그리고 렌즈(130)의 형태는 지향각을 크게 하기 위해 다양한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어, 렌즈(130)는 볼록하거나 오목한 형상을 가질 수 있으며 또는 반구형상일 수 있다. 렌즈는 위로 볼록할 수록 지향각이 좁아지게 된다.In addition, the shape of the
렌즈(130)는 주형을 통해서 제작될 수 있다. 렌즈(130)의 재료는 에폭시, 실리콘 수지, 우레탄계 수지 또는 그 혼합물로 이루어질 수 있다. 주형에 의해 제작된 렌즈(130)는 접착제에 의해 인쇄회로기판(110) 상에 부착된다. 접착제는 투명한 에폭시 수지일 수 있다. The
한편, 엘이디 모듈(100)과 마주하여 엘이디 칩(120)에서 발생된 빛을 수용하여 그 상면 전체로 빛을 분산시키는 역할을 하는 도광판(140) 중 모서리부의 입광부에 암부가 발생할 수 있다. 따라서 인쇄회로기판(110)의 양단부측에 일정 각도로 기울어지도록 경사부(114)를 형성시킬 수 있다. On the other hand, a dark portion may occur in the light incident portion of the
경사부(114)는 마주하는 도광판(140)의 모서리부를 향하여 경사지며, 경사 각도는 대략 30°∼45°각도로 기울어질 수 있다. The
이에 따라 경사부(114)의 실장공간부(112)에 실장되는 엘이디 칩(120) 역시 경사지게 실장되어 취약한 도광판(140) 중 모서리의 암부 및 휘도 균일도를 개선할 수 있다.Accordingly, the
이와 같은 구조로 이루어진 백라이트용 엘이디 모듈의 작용은 다음과 같이 이루어진다.The action of the LED module for a backlight having such a structure is performed as follows.
도광판(140)과 엘이디 모듈(100)을 구비하는 백라이트 유닛에 있어서, 이 도광판(140)의 한 측면 또는 서로 마주보는 양 측면에 엘이디 모듈(100)이 배치될 수 있다.In the backlight unit including the LGP 140 and the
인쇄회로기판(110)의 실장공간부(112)에 실장된 엘이디 칩(120)에서 발생된 청색광을 황색 형광체가 코팅되는 돔구조의 렌즈(130)에서 변환시켜 개별 점광원의 시야각을 개선함과 함께 백색광원을 분산시키게 된다.The blue light generated from the
상술한 바와 같이 본 발명에서는 인쇄회로기판(110)의 양단부측에 형성된 경사부(114)와 이 경사부(114)에 실장된 엘이디 칩(120)의 입사 지향각 범위가 도 5에서와 같이 확대되어 취약할 수 있는 도광판(140)의 모서리부에서의 암부 및 휘도 균일도를 개선함으로써 고품질의 백라이트 유닛의 구현이 가능할 수 있다. As described above, in the present invention, the incidence inclination angle range of the
이상 본 발명에 따른 백라이트용 엘이디 모듈의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 용이하게 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.As described above as a specific embodiment of the LED module for backlight according to the present invention, but this is only an example, the present invention is not limited to this, it should be interpreted to have the broadest range in accordance with the basic idea disclosed herein. Those skilled in the art can easily change the material, size, etc. of each component according to the application field, and can be combined / substituted the disclosed embodiments to implement a pattern of a timeless shape, but this also does not depart from the scope of the present invention will be. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be readily made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
도 1a 및 도 1b는 종래의 엘이디 패키지를 적용한 엘이디 모듈의 단면도 및 평면도이고,1A and 1B are cross-sectional views and a plan view of an LED module to which a conventional LED package is applied.
도 2는 종래의 엣지형 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이고,2 is a plan view illustrating a conventional edge type backlight unit;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트용 엘이디 모듈의 일부 사시도이고,3 is a partial perspective view of the LED module for a backlight according to an embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트용 엘이디 모듈의 일부 단면도이고,4 is a partial cross-sectional view of the LED module for a backlight according to an embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엣지형 백라이트 유닛을 나타내는 평면도이다.5 is a plan view illustrating an edge type backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 엘이디(LED) 모듈 110 : 인쇄회로기판100: LED module 110: printed circuit board
112 : 실장공간부 114 : 경사부112: mounting space portion 114: inclined portion
120 : 엘이디 칩 130 : 렌즈120: LED chip 130: lens
140 : 도광판140: light guide plate
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