KR101136316B1 - Ｌｅｄ 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED(Light Emitted Diode) 백라이트 유닛(Back Light Unit: 이하 BLU)에 있어서, LED 바와 압출바 사이에 방열 도료를 포함하는 방열층을 구비하는 LED BLU를 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 LED BLU 구조를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 본 발명은 LED 가 부착되어 있는 에지 부분의 온도와 도광판 중앙 부분의 온도차이를 줄여서 쉬트움 개선 효과를 내는 장점이 있다. 따라서, 빛 샘 불량, LED BLU 부품의 휨 또는 뒤틀림 등의 문제가 해결될 수 있다.

Description

ＬＥＤ 백라이트 유닛{LIGHT EMITTED DIODE BACK LIGHT UNIT}
본 발명은 LED 백라이트 유닛에 관한 발명이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display, 이하 LCD)는 백라이트 유닛(Back Light Unit: 이하 BLU)와 액정 패널로 구성되어 있고, LCD는 그 특성상 자체 발광이 불가능하므로 광원이 필요하다. 이 광원을 제공하는 구성을 BLU라고 한다. 종래에는 BLU의 부품 중 하나인 램프에서 발산되는 빛에 의한 발열량이 많지 않았으나, 발광다이오드(Light Emitted Diode: LED) 광원이 채용되는 LCD 패널의 경우 발열이 심하여 LED가 부착되어 있는 에지(edge)부분의 온도와 도광판(Light Guide Plate : 이하LGP) 중앙 부분의 온도차가 크게 발생하였다. 이로 인해 발생하는 쉬트(sheet)움 현상으로 인해 빛 샘 불량, BLU 부품의 휨 또는 뒤틀림 등의 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED가 부착되어 있는 에지(edge) 부분의 온도와 도광판 중앙 부분의 온도차를 줄여서 쉬트움 개선효과가 있는 LED 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 LED(Light Emitted Diode) 백라이트 유닛(Back Light Unit: 이하 BLU)에 있어서, LED 바와 압출바 사이에 방열 도료를 포함하는 방열층을 형성하는 LED BLU를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 LED BLU 구조를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명은 LED 바와 압출바 사이에 방열 도료를 포함하는 방열층을 형성하는 LED BLU를 제공함으로써, LED 가 부착되어 있는 에지 부분의 온도와 도광판 중앙 부분의 온도차이를 줄여서 쉬트움 개선 효과를 내는 장점이 있다. 따라서, 빛 샘 불량, LED BLU 부품의 휨 또는 뒤틀림 등의 문제가 해결될 수 있다.
도 1은 LED 바와 압출바 사이에 방열층을 구비한 LED BLU의 측면의 일부를 나타내는 개략도이다.
도 2 및 도 3은 LED 바와 압출바 사이에 체결 수단과 방열층을 구비한 LED BLU의 측면의 일부를 나타내는 개략도이다.
도 4 및 도 5는 LED 바와 압출바 사이에 방열층을 구비하고, 압출바의 타측면에 방열층을 구비한 LED BLU의 측면의 일부를 나타내는 개략도이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예는 LED(Light Emitted Diode) 백라이트 유닛(Back Light Unit: 이하 BLU)에 있어서, LED 바와 압출바 사이에 방열 도료를 포함하는 방열층을 구비하는 LED BLU를 제공한다.
여기서, 방열층이란 열의 전도, 대류, 복사의 원리로 발열원의 열을 방출시키는데 도움을 주는 구성을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 방열층은 0.5kgf/25mm 이상의 점착력으로 LED 바와 압출바를 고정하는 것이 바람직하다. 점착력이 0.5kgf/25mm 미만인 경우 점착력이 약하여 LED 바와 압출바를 고정할 수 없다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 LED 바와 압출바를 복수 개의 체결수단으로 고정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 LED 바와 압출바 사이에 체결 수단에 의해 발생된 틈이 존재하고, 상기 틈 사이에 방열층이 형성되는 것이되, 상기 방열층은 체결 수단이 존재하지 않는 부위에 구비될 수 있다. 방열층이 없이 LED 바와 압출바 사이에 체결 수단에 의해 틈이 발생하였던 기존의 BLU의 휨, 뒤틀림 문제가 체결수단이 존재하지 않는 부위에 구비된 방열층으로 인해 BLU의 휨, 뒤틀림 문제가 감소되는 효과가 있다. 또한, 방열층이 LED 바에서 발생한 열을 압출바로 전달하여 효과적으로 방열 효과를 낼 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예는 상기 압출바의 타측면에 방열 도료를 포함하는 방열층을 구비하는 LED BLU를 제공한다. 이 경우 LED 바와 압출바 사이에 방열 도료를 포함하는 방열층이 구비되어 있고, 압출바의 타 측면에도 방열 도료를 포함하는 방열층이 구비되어 있으므로 방열 효과가 더욱 개선된다.
또한, LED 바와 압출바 사이에 체결 수단에 의해 발생된 틈이 존재하고, 상기 틈 사이에 방열층이 형성되는 것이되, 상기 방열층은 체결 수단이 존재하지 않는 부위에 구비되며, 상기 압출바의 타측면에 방열 도료를 포함하여 구비하므로 방열 효과가 더욱 개선된다.
기존의 방열 원리는 발열원에서 전달된 열이 수평으로 발산되어 열을 발열원 주변으로 확산시키는 원리로 발열 부위의 온도를 낮추었으나, 본 발명은 LED 바에서 발생한 열이 방열층을 통해 압출바로 수평 및 수직으로 전달되고, 다시 방열층을 통해 수평 및 수직으로 전달되어 공기 중으로 발산되므로 발열 부위의 온도를 효과적으로 낮추게 된다. 방열층이 방열도료와 점착층을 포함하는 단면 또는 양면의 테이프인 경우는 발생한 열이 방열 도료층과 점착층을 통해 수평 및 수직으로 전달되게 된다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 방열 도료는 제한되지는 않으나, 예를 들어 실리콘과 같은 러버(Rubber)계열, 폼 테이프(Foam tape)와 같은 아크릴계 또는 그라파이트(Graphite)를 사용할 수 있고, 바람직하게는 열전도성이 우수한 그라파이트를 포함한다. 그라파이트는 부서지거나 훼손되는 문제가 있어서, 그라파이트를 포함하면서 도료의 액성을 가지도록 제조하여 사용하는 것이 좋다. 물성에 있어 도료의 액성을 가지므로 코팅의 방법으로 방열층을 형성시키거나 방열 테이프를 제작할 수 있고, 두께를 조절할 수 있는 이점이 있다. 본 발명에서는 (DYBRID CAB-02, 다진케미스)를 방열 도료로 사용하였다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 방열층은 점착층을 더 포함하는 방열 테이프를 접착하여 형성한 것이고, 상기 방열테이프의 점착층이 상기 LED 바 또는 압출바에 직접 접하는 것이다.
상기 방열 테이프는 단면 테이프 또는 양면 테이프일 수 있다. 방열층의 한 면에만 점착층이 형성된 단면 테이프인 경우에는 LED 바와 압출바를 복수 개의 체결수단으로 고정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 방열 테이프는 방열층과 점착층 사이에 금속 기재를 더 포함할 수 있고, 상기 금속 기재는 제한되지는 않으나, 메쉬 구조일 수 있다.
상기 금속 기재는 제한되지는 않으나, 바람직하게는 니켈, 철, 알루미늄, 구리, 주석, 아연, 텅스텐, 금, 동 및 은으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 순수 금속 또는 2 이상의 합금일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 점착층은 점착성 수지 및 방열 도료를 포함하는 열전도성 점착제로 형성된 것이다. 상기 점착성 수지는 제한되지는 않으나, 바람직하게는 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제 및 실리콘계 점착제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 상기 LED BLU를 포함하는 디스플레이 장치이다. 상기 디스플레이 장치는 에지(edge) 부분과 센터(center) 부분의 온도 차가 감소되어 LED BLU의 쉬트(sheet) 움 개선 효과를 보인다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
시험예 1: 방열 효과의 측정
LED 바와 압출바 사이에 볼트로 고정시키고, 방열 처리하지 않은 경우(비교예 1), LED 바와 압출바 사이에는 방열 처리하지 않고 압출바 외부에만 종래의 방열 테이프(SPREADEFSHIELD, 미국 이-그라프트사 제품)을 부착한 경우(비교예 2) 한 시간 후에 BLU 에지부분과 디스플레이 장치의 센터 부분의 온도를 측정하여 방열정도를 시험하였다.
LED가 부착되어 있는 알루미늄 샤시인 LED 바와 알루미늄 샤시인 압출바에 방열층을 형성하고 한 시간 후에 BLU 에지부분과 디스플레이 장치의 센터 부분의 온도를 측정하여 방열정도를 시험하였다(실시예 1~8).
LED 바와 압출바 사이에 10cm 간격으로 볼트를 위치시켜 고정시키고, 볼트 사이에 종래의 방열 테이프(SPREADEFSHIELD, 미국 이-그라프트사 제품)를 부착하였다(실시예 1). LED 바와 압출바 사이에 10cm 간격으로 볼트를 위치시켜 고정시키고, 볼트 사이마다 LED 바와 압출바에 방열 도료(DYBRID CAB-02, 다진케미스)만 코팅하여 방열층을 형성하였다(실시예 2). LED 바와 압출바 사이에 10cm 간격으로 볼트를 위치시켜 고정시키고, 볼트 사이마다 LED 바와 압출바에 단면 방열 테이프를 부착하여 방열층을 형성하였다. 상기 단면 방열 테이프는 니켈 메쉬 기재의 양면에 방열 도료를 25㎛ 두께로 그라비아 코팅 기계를 이용하여 그라비아 코팅한 후 한 면의 방열도료층에 점착층을 20㎛ 두께로 콤마 코팅하여 제조하였다. 상기 점착층은 아크릴계 수지 50 중량%와 방열 도료 50 중량%를 배합하여 제조한 열전도성 점착제를 사용하여 코팅하였다(실시예 3). LED 바와 압출바 사이에 볼트의 사용 없이 실시예 3의 방열 테이프에서 점착층을 양면 코팅하여 제조한 양면 방열 테이프를 사용하여 방열층을 형성하여 점착력만으로 LED 바와 압출바를 고정하였다(실시예 4).
상기 실시예 1에서 방열테이프(SPREADEFSHIELD, 미국 이-그라프트사 제품)를 압출바의 타측면에도 부착하였다(실시예 5). 상기 실시예 2에서 방열 도료를 압출바의 타측면에도 코팅하였다(실시예 6). 상기 실시예 3에서 단면 방열 테이프를 압출바의 타측면에도 부착하였다(실시예 7). 상기 실시예 4에서 단면 방열 테이프를 압출바의 타측면에도 부착하였다(실시예 8).
상기 BLU 에지부분과 디스플레이 장치의 센터 부분의 온도를 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
온도 BLU 에지부분(상측)온도 BLU 에지부분(하측)온도 BLU 에지부분(좌측)온도 BLU 에지부분(우측)온도 LGP 중앙 부분 온도
비교예 1 43.3 41.4 45.0 43.1 29.3
비교예 2 40.1 39.9 41.5 40.7 27.9
실시예 1 42.1 40.2 43.3 41.9 29.0
실시예 2 40.5 39.9 40.3 39.9 27.7
실시예 3 39.9 38.8 39.7 39.3 27.5
실시예 4 40.2 39.7 40.6 39.8 27.5
실시예 5 38.6 37.7 39.0 39.6 27.4
실시예 6 36.1 35.5 36.7 35.2 25.0
실시예 7 35.4 34.0 35.1 34.5 24.9
실시예 8 38.0 35.9 38.9 37.0 26.0
시험예 2 : 쉬트(sheet)움 개선 정도
비교예 1~2 및 실시예 1~8의 경우 쉬트움 개선 정도를 표 2에 나타내었다.
쉬트움 개선 정도
비교예 1 ×
비교예 2 △
실시예 1 △
실시예 2 ○
실시예 3 ○
실시예 4 △
실시예 5 ○
실시예 6 ◎
실시예 7 ◎
실시예 8 ○
X : 쉬트 움 50% 이상 발생
△ : 쉬트 움 30% 이상 발생
○ : 쉬트 움 15% 이상 발생
◎ : 쉬트 움 15% 미만 발생
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
10 : LED
20 : LED 바(bar)
30 : 압출바(bar)
40 : 방열층
50 : 체결 수단
60 : 방열층

Claims (14)

  1. LED(Light Emitted Diode) 백라이트 유닛(Back Light Unit: 이하 BLU)에 있어서,
    LED 바와 압출바 사이에 방열층이 형성되고,
    상기 방열층은,
    메쉬 구조의 금속 기재;
    상기 금속 기재의 양면에 방열 도료가 코팅되어 형성된 방열도료층; 및
    상기 방열도료층 상에 형성된 점착층을 포함하고,
    상기 점착층은 점착성 수지와 방열 도료를 포함하는 열전도성 점착제로 형성된 것이며,
    상기 방열 도료는 그라파이트를 포함하고,
    상기 점착성 수지는 아크릴계 점착제 및 우레탄계 점착제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 LED BLU.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열층은 0.5 kgf/25mm 이상의 점착력으로 LED 바와 압출바를 고정하는 것을 특징으로 하는 LED BLU.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 LED 바와 압출바는 복수 개의 체결수단으로 고정된 것을 특징으로 하는 LED BLU.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 LED 바와 압출바 사이에 체결 수단에 의해 발생된 틈이 존재하고,
    상기 틈 사이에 방열층이 형성되되, 상기 방열층은 체결 수단이 존재하지 않는 부위에 형성된 것을 특징으로 하는 LED BLU.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 압출바의 타측면에 방열 도료가 코팅되어 형성된 방열도료층을 구비하는 것을 특징으로 하는 LED BLU.
  6. LED(Light Emitted Diode) 백라이트 유닛(Back Light Unit: 이하 BLU)에 있어서,
    LED 바와 압출바 사이에 방열층이 형성되고,
    상기 LED 바와 압출바는 복수 개의 체결수단으로 고정된 것을 특징으로 하는 LED BLU.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 LED 바와 압출바 사이에 체결 수단에 의해 발생된 틈이 존재하고,
    상기 틈 사이에 방열층이 형성되되, 상기 방열층은 체결 수단이 존재하지 않는 부위에 형성된 것을 특징으로 하는 LED BLU.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 금속 기재는 니켈, 철, 알루미늄, 구리, 주석, 아연, 텅스텐, 금, 동 및 은으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 순수 금속 또는 2 이상의 합금인 것을 특징으로 하는 LED BLU.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 LED BLU 구조를 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 에지(edge) 부분과 중앙 부분의 온도 차가 감소되어 LED BLU의 쉬트(sheet) 움 개선 효과를 보이는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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