KR101211709B1 - Back light unit within resin layer for light-guide and LCD using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 LED 광원과 상기 LED 광원 상에 적층되어, 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층을 포함하되, 상기 LED 광원의 수평중심축(X)에 대하여 광출사면이 이루는 발광각도(θ)가 상이한 LED 가 적어도 1 이상 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, LED의 발광각도를 조절하여 광효율을 증진시키며, 전체적인 두께를 박형화할 수 있음과 동시에 핫스팟을 제거할 수 있으며, 특히 일반적인 백라이트 유닛의 구조에 필수적인 도광판을 제거하고, 필름타입의 레진층을 이용하여 광원을 유도하는 구조를 형성함으로써, 광원수를 절감할 수 있으며, 백라이트 유닛의 전체적인 두께를 박형화하며, 제품 디자인의 자유도를 높일 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a backlight unit, comprising a plurality of LED light sources formed on a printed circuit board and a resin layer stacked on the LED light sources to diffuse outgoing light to the front, the horizontal center of the LED light source At least one LED having a different light emission angle θ formed by the light exit surface with respect to the axis X is included.
According to the present invention, it is possible to improve the light efficiency by adjusting the light emitting angle of the LED, to reduce the overall thickness and at the same time to remove the hot spots, in particular to remove the light guide plate, which is essential for the structure of the general backlight unit, the resin of the film type By forming a structure to guide the light source using the layer, the number of light sources can be reduced, the overall thickness of the backlight unit can be reduced, and the degree of freedom in product design can be increased.
Description
본 발명은 도광판의 구조를 제거하여 백라이트 유닛의 구조를 박형화하며, 광효율을 확보할 수 있는 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight unit capable of thinning the structure of a backlight unit by removing the structure of the light guide plate and securing a light efficiency and a liquid crystal display device using the same.
액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 조절할 수 있는 표시장치로서, 자체적으로 발광하지 못하므로 그 배면에 백라이트 유닛(back-light unit)을 설치하여 화상을 표현할 수 있도록 설계된다.A liquid crystal display (LCD) is a display device that can control a desired image by individually supplying data signals according to image information to pixels arranged in a matrix form and adjusting light transmittance of the pixels. Since it does not emit light, it is designed to display an image by installing a back-light unit on its back side.
도 1a를 참조하면, 이러한 백라이트 장치(1)는 기판(20) 상에 평탄한 도광판(30)이 배치되고 이 도광판(30)의 측면에는 복수의 측면형 LED(10)(하나만 도시)가 어레이 형태로 배치된다. Referring to FIG. 1A, in the
LED(10)에서 도광판(30)으로 입사된 빛(L)은 도광판(30)의 밑면에 제공된 미세한 반사 패턴 또는 반사 시트(40)에 의해 상부로 반사되어 도광판(30)에서 출사된 다음 도광판(30) 상부의 LCD 패널(50)에 백라이트를 제공하게 된다. 이러한 백라이트 유닛에는 도 1b에 도시된 개념도와 같이, 상기 도광판(30)과 LCD 패널(50) 사이에 확산시트(31)나 프리즘 시트(32, 33), 보호시트(34) 등의 복수의 광학시트를 더 부가하는 구조로 형성될 수 있다.The light L incident from the
이러한 백라이트 유닛은 자체적으로 빛을 내지 못하는 LCD 뒷면에 디스플레이 영상이 보일 수 있도록 고르게 빛을 비춰주는 역할을 하며, 상기 도광판은 백라이트 유닛의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로 광원(LED)에서 발산되는 빛을 LCD 전체 면에 균일하게 전달하는 플라스틱 성형렌즈의 하나이다. 따라서 이러한 도광판은 기본적으로 이러한 백라이트 유닛의 필수적인 부품으로 사용되지만, 이로 인해 도광판 자체의 두께로 인해 전체적인 제품의 두께를 박형화할 수 있는데 한계를 나타내고 있으며, 대면적 백라이트 유닛의 경우, 화질이 저하되는 문제를 야기하고 있다.The backlight unit serves to evenly illuminate the display image on the back of the LCD which does not emit light itself, and the light guide plate is a component that performs brightness and uniform illumination of the backlight unit. It is one of the plastic molded lenses that uniformly transmits the emitted light to the entire LCD surface. Therefore, such a light guide plate is basically used as an essential component of such a backlight unit, but because of this, the thickness of the entire product can be reduced due to the thickness of the light guide plate itself. Is causing.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 LED의 발광각도를 조절하여 광효율을 증진시키며, 전체적인 두께를 박형화할 수 있음과 동시에 핫스팟을 제거할 수 있으며, 특히 일반적인 백라이트 유닛의 구조에 필수적인 도광판을 제거하고, 필름타입의 레진층을 이용하여 광원을 유도하는 구조를 형성함으로써, 광원수를 절감할 수 있으며, 백라이트 유닛의 전체적인 두께를 박형화하며, 제품 디자인의 자유도를 높일 수 있는 구조물을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to improve the light efficiency by adjusting the light emitting angle of the LED, to reduce the overall thickness and at the same time can remove the hot spots, in particular the general backlight By removing the light guide plate essential to the structure of the unit and forming a structure that guides the light source using a film type resin layer, the number of light sources can be reduced, the overall thickness of the backlight unit can be reduced, and the degree of freedom of product design can be increased. To provide a structure that can be.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 LED 광원과 상기 LED 광원 상에서 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층;을 포함하되, LED 광원의 광축(수평중심축(X))과 인쇄회로기판의 경사각을 이루도록 형성할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention includes a plurality of LED light source formed on a printed circuit board and a resin layer for inducing diffusion of light emitted from the LED light source forward, including, the optical axis (horizontal center axis) of the LED light source (X)) and the inclined angle of the printed circuit board.
아울러, 상기 LED 광원의 수평중심축(X)에 대하여 광출사면이 이루는 발광각도(θ)가 상이한 LED 가 적어도 1 이상 포함되는 백라이트 유닛을 제공할 수 있도록 한다.In addition, it is possible to provide a backlight unit including at least one LED having a different light emission angle θ formed by the light exit surface with respect to the horizontal center axis X of the LED light source.
또한, 상기 발광각도(θ)는 -45도 ~ +45도의 범위에서 조절될 수 있도록 하며, 단, "+"는 수평중심축(0도)을 기준으로 반시계방향으로 이루는 각도, "-"는 시계방향으로 이루는 각도를 의미한다.In addition, the light emission angle (θ) can be adjusted in the range of -45 degrees to +45 degrees, except that "+" is an angle formed counterclockwise with respect to the horizontal center axis (0 degrees), "-" Means an angle formed clockwise.
본 발명에서의 상기 LED 광원은 측면형 발광다이오드(side view)를 이용할 수있다.The LED light source in the present invention may use a side light emitting diode (side view).
또한, 상기 LED 광원의 양(+)의 발광각도의 조절은, 상기 LED 광원의 광출사면 이외의 영역이 인쇄회로기판의 내부에 매립되는 구조로 구현될 수 있으며, 상기 LED 광원의 음(-)의 발광각도의 조절은, 상기 인쇄회로기판의 상부에서 상기 LED 광원이 중심을 기준으로 일정각도(θ)로 회전된 구조로 구현될 수 있다.In addition, the adjustment of the positive light emission angle of the LED light source may be implemented in a structure in which a region other than the light exit surface of the LED light source is buried in the printed circuit board, and the negative (−) of the LED light source. Control of the luminous angle may be implemented in a structure in which the LED light source is rotated at a predetermined angle (θ) with respect to the center of the printed circuit board.
아울러 상술한 구조에서의 상기 백라이트 유닛은, 상기 레진층의 상부에 배치되며 광학패턴을 포함하는 광학패턴층; 상기 광학패턴층의 상부에 배치되는 확산판;을 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the backlight unit in the above-described structure, the optical pattern layer disposed on the resin layer and including an optical pattern; And a diffuser plate disposed on the optical pattern layer.
아울러, 상기 광학패턴층은, 상기 광학패턴을 내부에 포함하는 제1기판 및 제2기판; 상기 광학패턴의 주변부를 포위하는 상기 제1에어영역;을 포함하여 형성될 수 있다.In addition, the optical pattern layer may include a first substrate and a second substrate including the optical pattern therein; And a first air region surrounding a peripheral portion of the optical pattern.
또한, 상기 광학패턴층과 상기 확산판의 사이에는 제2에어영역을 구비한 에어갭모듈이 더 구비될 수 있다.In addition, an air gap module having a second air region may be further provided between the optical pattern layer and the diffusion plate.
본 발명에 따른 상기 백라이트 유닛은, 상기 인쇄회로기판에 상면에 적층되는 반사패턴이 형성된 반사필름을 더 포함하여 구성될 수 있다.The backlight unit according to the present invention may further include a reflective film having a reflective pattern stacked on an upper surface of the printed circuit board.
이 경우 상기 반사패턴은, TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS(Poly Stylen) 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 적용하여 형성될 수 있다.In this case, the reflective pattern may be formed by applying a reflective ink including any one of TiO 2 , CaCO 3 , BaSO 4 , Al 2 O 3 , Silicon, and Poly Stylen (PS).
본 발명에 따른 상기 레진층은 빛의 반사를 증가시키는 비드(bead)를 전체 레진층 대비 0.01~0.3%를 더 포함하여 구성될 수 있다.The resin layer according to the present invention may further comprise a bead (bead) to increase the reflection of light compared to the total resin layer 0.01 to 0.3%.
또한, 상기 광학패턴은,In addition, the optical pattern,
TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS(Poly Stylen) 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 재료로 형성되는 차광패턴일 수 있다.The light blocking pattern may be formed of a material including any one or more materials selected from TiO 2 , CaCO 3 , BaSO 4 , Al 2 O 3 , Silicon, and PS (Poly Stylen).
본 발명에 따른 상기 백라이트 유닛은, 상기 확산판의 상부에 적층되는 프리즘시트 또는 보호시트를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The backlight unit according to the present invention may further include a prism sheet or a protective sheet stacked on the diffusion plate.
상술한 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 이용하여 액정표시장치를 구현할 수 있음은 물론이다.Of course, the liquid crystal display device may be implemented using the backlight unit according to the present invention.
본 발명에 따르면, LED의 발광각도를 조절하여 광효율을 증진시키며, 전체적인 두께를 박형화할 수 있음과 동시에 핫스팟을 제거할 수 있으며, 특히 일반적인 백라이트 유닛의 구조에 필수적인 도광판을 제거하고, 필름타입의 레진층을 이용하여 광원을 유도하는 구조를 형성함으로써, 광원수를 절감할 수 있으며, 백라이트 유닛의 전체적인 두께를 박형화하며, 제품 디자인의 자유도를 높일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to improve the light efficiency by adjusting the light emitting angle of the LED, to reduce the overall thickness and at the same time to remove the hot spots, in particular to remove the light guide plate, which is essential for the structure of the general backlight unit, the resin of the film type By forming a structure to guide the light source using the layer, the number of light sources can be reduced, the overall thickness of the backlight unit can be reduced, and the degree of freedom in product design can be increased.
또한, 음(-)의 발광 각도를 가지도록 구현하는 경우 중심 핫스팟(Hot spot) 영역을 제거할 수 있으며, 양(+)의 발광각도를 가지도록 구현하는 경우 차광패턴에서 중심점의 휘도를 잡아주어 광효율을 증대할 수 있게 되며, 아울러 LED의 발광각도 조절을 위한 LED 패키지의 각도에 따라 두께를 슬림하게 조절할 수 있는 장점도 구현될 수 있다.In addition, when implementing to have a negative (-) light emission angle can be removed the center hot spot (hot spot) area, and when implemented to have a positive (+) light emission angle to capture the brightness of the center point in the shading pattern It is possible to increase the light efficiency, and also can be implemented to the advantage that the thickness can be adjusted slim according to the angle of the LED package for adjusting the light emitting angle of the LED.
특히, 측면형 발광다이오드를 직하형으로 실장하여 광원의 수를 대폭 절감하면서도 광학특성을 확보할 수 있으며, 도광판을 제거하여 플렉서블 디스플레이의 구조에도 적용가능하며, 레진층에 반사패턴을 포함하는 반사필름 및 에어층을 포함하는 확산판을 구비하여 안정적인 발광특성을 확보할 수 있는 효과도 있다.In particular, by mounting the side-type light emitting diode in a direct type, it is possible to secure the optical characteristics while significantly reducing the number of light sources, and can be applied to the structure of the flexible display by removing the light guide plate, and a reflective film including a reflective pattern in the resin layer And it is also provided with a diffuser plate including an air layer has the effect of ensuring a stable light emission characteristics.
또한, 차광패턴층과 이를 둘러싸는 에어영역을 구비한 광학패턴층 또는 에어층을 구비한 에어갭모듈을 구비할 수 있도록 하여, 백라이트 유닛의 확산, 광균일도의 광학특성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the optical pattern layer having the light shielding pattern layer and the air region surrounding the air gap module or the air gap module having the air layer can be provided, thereby increasing the optical characteristics of the backlight unit and the light uniformity. have.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 단면도를 개념적으로 도시한 것이며, 도 2b 및 도 2c는 도 2a의 구조에서의 LED광원의 발광각도를 조절하는 예시를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 발광각도 조절시, LED 전면부의 거리에 따른 각도별 조도분포를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 발광각도별 Illumition의 분포도를 도시한 것이다.1A and 1B are conceptual views illustrating a structure of a backlight unit according to the prior art.
FIG. 2A conceptually illustrates a cross-sectional view of a backlight unit according to the present invention, and FIGS. 2B and 2C illustrate examples of adjusting an emission angle of an LED light source in the structure of FIG. 2A.
Figure 3 shows the illuminance distribution for each angle according to the distance of the LED front portion when adjusting the emission angle of the present invention.
Figure 4 shows the distribution of Illumition for each emission angle in accordance with the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation according to the present invention. In the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 발명은 종래의 백라이트 유닛의 구조에서 도광판을 제거하고 이를 대체하는 레진층을 구비하며, LED 광원의 발광각도를 조절하여 광효율을 증진시키며, 전체적인 두께를 박형화할 수 있는 구조를 제공하는 것을 그 요지로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention includes a resin layer that removes and replaces a light guide plate in the structure of a conventional backlight unit, and improves light efficiency by adjusting the light emitting angle of an LED light source, and provides a structure capable of reducing the overall thickness. Shall be.
도 2a는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 단면도를 개념적으로 도시한 것이며, 도 2b 및 도 2c는 도 2a의 구조에서의 LED광원의 발광각도를 조절하는 예시를 도시한 것이다.FIG. 2A conceptually illustrates a cross-sectional view of a backlight unit according to the present invention, and FIGS. 2B and 2C illustrate examples of adjusting an emission angle of an LED light source in the structure of FIG. 2A.
도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 인쇄회로기판(110) 상에 형성되는 다수의 LED 광원(130)과 상기 인쇄회로기판(110) 상에 형성되어 상기 LED 광원 상에서 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층(140)을 포함하되, LED 광원의 광축(수평중심축(X))과 인쇄회로기판이 경사각을 이루도록 형성할 수 있다.Referring to the drawings, the backlight unit according to the present invention includes a plurality of
특히, 이 경우 상기 LED 광원의 수평중심축(X)에 대하여 광출사면이 이루는 발광각도(θ)가 상이한 LED 가 적어도 1 이상 포함되는 것을 특징으로 한다.(여기에서 수평중심축(X)은 상기 LED 광원의 광출사면의 광축을 의미한다.)In particular, in this case, at least one LED having a different light emission angle θ formed by the light exit surface with respect to the horizontal center axis X of the LED light source is included. Means the optical axis of the light exit surface of the LED light source.)
이 경우 상기 인쇄회로기판의 상부면에는 반사필름(120)이 적층될 수 있으며, 상기 레진층(140)의 상부에 형성되는 확산판(170)과 상기 광학패턴층(150)의 사이에는 제2에어영역(160)을 구비한 에어갭모듈이 더 구비될 수 있다. 아울러, 상기 확산판의 상부에 프리즘시트, 보호시트 등이 부가적으로 구비될 수 있다.In this case, a
특히, 본 발명에 따른 LED 광원(130)의 발광각도의 조절은 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 상기 LED 광원(130)의 중심점에서의 광출사방향으로의 수평중심축(X)을 고려할 때, 상기 수평 중심축의 발광각도를 0도 라고 정의하면, 이러한 수평중심축(X)에 대하여 광출사면이 이루는 발광각도(θ)가 반시계방향으로 조절되는 경우를 양(+)의 방향으로의 조절, 시계방향으로 조절되는 경우를 음(-)의 방향으로의 조절이라고 할 때, 상기 발광각도(θ)는 -45도 ~ +45도의 사이에서 조절될 수 있도록 함이 바람직하다.In particular, the adjustment of the emission angle of the
구체적으로는 도 3은 본 발명의 발광각도 조절시, LED 전면부의 거리에 따른 각도별 조도분포를 도시한 것이다. 도시된 조도분포를 참조하여보면, 발광각도를 고려할 때, 도 2a에 제시된 구조가 발광각도 0도라고 할 경우, 발광각도가 90도에 가까워지는 양(+)일 때 핫스팟(Hot-spot)이 강하게 발생하며, 따라서 핫스팟(Hot-spot)이 셀 경우 발광각도를 눕혀주면 조도가 떨어지나 핫스팟은 줄어들게 된다. 아울러 음(-)으로 조정되면 핫스팟은 줄어드나 조도가 약해지게 된다. 따라서 uniformity 측면에서 핫(Hot-spot) 제거를 위해서는 음의 발광각도를 광효율 측면에서는 양의 발광각도를 갖는 것이 유리하다. 그러나 발광각도가 +45도 이상이면 핫스팟(Hot spot)이 너무 세져서 uniformity하게 만들 수 없고 -45도 이하이면 빛의 소실이 많아 전체 조도가 떨어지게 되는바, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서의 발광각도의 조절은 -45도 ~ +45도의 사이에서 조절될 수 있도록 함이 바람직하다.Specifically, Figure 3 illustrates the illumination intensity distribution for each angle according to the distance of the LED front portion when adjusting the light emission angle of the present invention. Referring to the illuminance distribution shown, when considering the light emission angle, if the structure shown in Figure 2a is 0 degree of light emission angle, the hot spot is strongly when the light emission angle is positive (+) approaching 90 degrees Therefore, when hot spots are counted, if the light emission angle is laid down, illuminance decreases, but the hot spots are reduced. Negative adjustments also reduce hot spots and reduce illumination. Therefore, it is advantageous to have a negative light emitting angle and a light light emitting angle in terms of light efficiency for hot-spot removal in terms of uniformity. However, if the luminescence angle is more than +45 degrees, the hot spot is too hard to make uniformity, and if the luminescence angle is less than -45 degrees, the overall illuminance decreases due to the loss of light. The adjustment of the angle is preferably such that it can be adjusted between -45 degrees to +45 degrees.
도 4는 발광각도에 따른 Illumination 분포도를 도시한 것으로, 핫스팟을 제거하기 위해서는 음의 발광각도를 가지는 LED 패키지를 사용할 경우, 중심의 핫스팟 영역이 작아져 제어가 유리하며, 광효율 증대를 위해서는 양의 발광각도를 가지는 LED 패키지를 사용하여 차광패턴에서 중심점의 휘도를 잡도록 구현함이 바람직하다. 이러한 두가지 요인을 만족하는 휘도 컨트롤(control)영역은 -45도 ~ +45도가 된다.Figure 4 shows the illumination distribution according to the emission angle, in the case of using a LED package having a negative emission angle to remove the hot spot, the central hot spot area is smaller control is advantageous, and positive light emission to increase the light efficiency It is preferable to implement to obtain the luminance of the center point in the light shielding pattern using the LED package having an angle. The luminance control region satisfying these two factors is -45 degrees to +45 degrees.
또한, 도 2b 및 도 2c에 도시된 것과 같이, 상기 LED 광원(130)의 양(+)의 발광각도의 조절은, 상기 LED 광원(130)의 광출사면 이외의 영역이 인쇄회로기판의 내부에 매립되는 구조로 구현되는바, 이에 따른 전체적인 백라이트 유닛의 두께를 슬림(Slim)하게 가져갈 수 있게 된다. 물론 상기 LED 광원의 음(-)의 발광각도의 조절은, 상기 인쇄회로기판의 상부에서 상기 LED 광원이 중심을 기준으로 일정각도(θ)로 회전된 구조로 구현될 수 있다. 어느 경우이던 광출사면이 매립되지 않도록 함이 바람직하다.In addition, as shown in FIGS. 2B and 2C, the positive light emission angle of the LED
이하에서는 상술한 구조의 발광각도의 조절이 구현된 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구조 및 작용을 도 2a 및 도 2b의 구성을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the structure and operation of the backlight unit according to the present invention in which the adjustment of the emission angle of the above-described structure is implemented will be described in detail with reference to the configuration of FIGS. 2A and 2B.
도 2에 도시된 것과 같이, LED 광원(130)은 인쇄회로기판(110) 상에 적어도 1 이상의 개수로 배열되어 광을 출사하며, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 측면형 발광다이오드(side view LED)를 사용할 수 있다. 특히 본 발명에서의 상기 LED 광원의 상기 발광각도(θ)는 -45도 ~ +45도의 사이에서 조절될 수 있도록 함이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the LED
이를 통해 상기 LED 광원(130)에서 출사되는 광의 방향이 바로 상부로 직진하는 것이 아니라 측변을 향해서 출사하는 구조의 광원을 이용할 수 있다. 아울러 배치방식을 측면형 발광다이오드를 이용하여 직하형으로 배치하게 되는바, 광 확산 및 반사기능을 구현하는 레진층(140)과 상술한 확산판(170)을 활용하여 전체 광원의 개수를 감소시키면서도, 발광각도를 조절하여 핫스팟을 제거하고 광균일도를 향상시킬 수 있으며, 백라이트 유닛의 전체의 두께를 혁신적으로 줄일 수 있게 된다. In this way, the light emitted from the LED
또한, 상기 레진층(140)은 상기 LED 광원(130)의 주위를 둘러싸는 구조로 적층되며, 측방향으로 출사하는 광원의 빛을 분산시키는 기능을 수행하게 된다. 즉 종래의 도광판의 기능을 레진층(140)에서 수행할 수 있게 된다. 상기 레진층은 기본적으로 광을 확산할 수 있는 재질의 수지이면 어느 것이던 사용이 가능함은 물론이다. 일례로 본 발명에 따른 일 실시예로서의 레진층의 주재료는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 하는 레진을 이용할 수 있다. 이를테면, 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 폴리아크릴인 폴리머 타입과 혼합된 것을 사용할 수 있다. 물론, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로서 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone 등) 또는 산화방지제 등을 혼합할 수 있다.In addition, the
상기 레진층(140)은 빛의 확산과 반사를 증가시키기 위해서 비드(bead;141)를 포함할 수 있다. 상기 비드(bead)는 전체 레진층 중량 대비 0.01~0.3% 포함하는 것이 바람직하다. 즉 LED에서 측방향으로 출사되는 광은 상기 레진층(140)과 비드(141)를 통해 확산 및 반사되어 상부방향으로 진행할 수 있게 되며, 그리고 후술할 반사필름(120)과 반사패턴(121)을 구비하는 경우, 이러한 반사 기능을 더욱 촉진시킬 수 있게 된다. 상기 레진층의 존재는 종래의 도광판의 차지하던 두께를 혁신적으로 감소시켜 전체 제품의 박형화를 구현할 수 있음은 물론, 연성의 재질을 가지게 되는바 플렉서블한 디스플레이에도 적용할 수 있는 범용성을 구비할 수 있게 된다.The
특히, 상기 레진층(140)의 상부에 형성되는 상기 광학패턴층(150)은, 상기 차광패턴(151)을 내부에 포함하는 제1기판(150A) 및 제2기판(150B)를 구비하며, 상기 광학패턴(151)의 주변부를 포위하는 상기 제1에어영역(152) 이외의 부분에 도포되는 접착층을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제1기판(150A) 및 제2기판(150B)은 광투과율이 우수한 재질의 기판을 이용할 수 있으며, 일례로 PET를 이용할 수 있다. 상기 제1기판(150A) 및 제2기판(150B)의 사이에 배치되는 광학패턴(151)은 기본적으로 LED 광원에서 출사되는 빛이 집중되지 않도록 하는 기능을 수행하며, 상기 제1기판(150A) 또는 제2기판(150B)의 어느 하나에 차광인쇄를 통해 구현할 수 있으며, 상기 차광패턴의 주변부를 포위하는 구조로 접착물질을 도포하는 접착층으로 두 기판을 접착하여 어라인을 구현할 수 있도록 한다. 즉, 상기 제1기판(150A) 및 제2기판(150B)의 접착구조는 인쇄된 차광패턴(151)을 고정하는 기능을 아울러 구현할 수 있게 된다. 아울러 상기 접착층은, 열경화 PSA, 열경화접착제, UV 경화 PSA 타입의 물질을 이용할 수 있다.In particular, the
구체적으로, 상기 광학패턴은 빛이 강도가 과하게 강하여 광학특성이 나빠지거나 황색광이 도출(yellowish)되는 현상을 방지하기 위하여 일정 부분 차광효과가 구현될 수 있도록 차광패턴으로 형성됨이 바람직하다. 즉 빛의 집중이 이루어지지 않도록 차광잉크를 이용하여 차광패턴을 인쇄할 수 있다. 상기 광학패턴은 광을 완전차단하는 기능이 아니라, 광의 일부 차광 및 확산의 기능을 수행할 수 있도록 하나의 광학패턴으로 광의 차광도나 확산도를 조절할 수 있도록 구현할 수 있다. 나아가 더욱 바람직하게는 본 발명에 따른 광학패턴은 복합적인 패턴의 중첩인쇄구조로 구현할 수도 있다. 중첩인쇄의 구조란 하나의 패턴을 형성하고, 그 상부에 또 하나의 패턴형상을 인쇄하여 구현하는 구조를 말한다.Specifically, the optical pattern is preferably formed as a light shielding pattern so that a part of the light shielding effect can be implemented in order to prevent the phenomenon that the light is excessively strong, so that the optical characteristics deteriorate or yellowish light is emitted. That is, the light shielding pattern may be printed using the light shielding ink so that light does not concentrate. The optical pattern may not be a function of completely blocking light, but may be implemented to control light blocking degree or diffusing degree of light with one optical pattern to perform a function of partially blocking and diffusing light. Furthermore, more preferably, the optical pattern according to the present invention may be implemented as a superimposed printed structure of a complex pattern. The superimposed printing structure refers to a structure that forms one pattern and prints another pattern shape on the upper portion thereof.
일례로는 상기 광학패턴(151)을 구현함에 있어서, 광의 출사방향으로 고분자필름의 하면에 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성되는 확산패턴과, Al 또는 Al과 TiO2의 혼합물질을 포함하는 차광잉크를 이용한 차광패턴의 중첩인쇄구조로 구현할 수 있다. 즉 고분자필름의 표면에 확산패턴을 화이트인쇄 하여 형성한 후, 그 위에 차광패턴을 형성하거나, 이와 반대의 순서로 2중 구조로 형성하는 것도 가능하다. 물론 이러한 패턴의 형성 디자인은 광의 효율과 강도, 차광율을 고려하여 다양하게 변형할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 또는, 순차적층구조에서 가운데 층에 금속패턴인 차광패턴을 형성하고, 그 상부와 하부에 각각 확산패턴을 구현하는 3 중구조로 형성하는 것도 가능하다. 이러한 3 중구조에서는 상술한 물질을 선택하여 구현하는 것이 가능하며, 바람직한 일례로서는 굴절률이 뛰어난 TiO2를 이용하여 확산패턴 중 하나를 구현하고, 광안정성과 색감이 뛰어난 CaCO3를 TiO2와 함께 사용하여 다른 확산패턴을 구현하며, 은폐가 뛰어난 Al을 이용하여 차광패턴을 구현하는 구조의 3 중 구조를 통해 빛의 효율성과 균일성을 확보할 수 있다. 특히 CaCO3는 황색광의 노출을 차감하는 기능을 통해 최종적으로 백색광을 구현하도록 하는 기능을 하여 더욱 안정적인 효율의 광을 구현할 수 있게 되며, CaCO3이외에도 BaSO4, Al2O3, Silicon 비드 등의 입자 사이즈가 크고, 유사한 구조를 가진 무기 재료들을 활용할 수도 있다. For example, in implementing the
아울러, 상기 광학패턴은 상기 LED 광원의 출사방향에서 멀어질수록 패턴밀도가 낮아지도록 패턴밀도를 조절하여 형성함이 광효율의 측면에서 바람직하다.In addition, it is preferable in view of light efficiency that the optical pattern is formed by adjusting the pattern density so that the pattern density is lowered away from the emitting direction of the LED light source.
상기 반사필름(120)은 광원에서 도출되는 빛을 분산시킬 수 있도록 반사재질을 가짐과 동시에 빛을 분산을 촉진시키기 위해 화이트(white)인쇄를 통해 반사패턴(121)이 구비됨이 더욱 바람직하다. 특히 상기 반사필름(120)은 상기 인쇄회로기판상에 적층되며, 상기 반사필름상에 형성된 홀을 관통하여 LED 광원(130)이 외부로 돌출되게 된다. 이러한 LED 광원은 측면 발광형의 구조로 구현하는 경우, 광원의 수를 대폭 절감할 수 있음은 상술한 바와 같고, 이러한 절감률을 줄이기 위해 광의 반사율을 대폭 향상할 수 있도록 반사패턴(130)을 구비되며. 상기 반사패턴은 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS(Poly Stylen) 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 이용하여 인쇄할 수 있다. 상기 반사패턴은 LED 광원의 광출사 방향에 형성함이 바람직하며, 특히 상기 LED 광원의 출사방향에서 멀어질수록 패턴 밀도가 높아지도록 패턴을 배치할 수 있다.The
본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구성에는 광학패턴층(150)과 확산판(170) 사이에 에어층(제2에어영역;160)을 구비하는 구조를 추가할 수 있으며, 상기 제2에어영역(160)의 존재로 인해 상기 광원으로부터 출사된 광을 확산시키고, 광의 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 구현된다. 아울러, 상기 레진층(140)과 광학패턴층(150)을 투과한 빛의 편차를 최소화할 수 있게 하기 위해, 상기 제2에어영역(160)의 두께는 0.01~2mm로 형성함이 바람직하다. 상기 제2에어영역(160)은 확산판의 하부에 에어층을 형성할 수 있는 구조를 구현하여 형성할 수 있으며, 이러한 구조를 통해 구현되는 제2에어영역을 포함하여 "에어갭모듈"이라고 정의한다. 상기 에어갭모듈은 확산판 자체를 가공하여 에어영역(에어층)을 구현하는 방식 또는, 확산판의 하부에 별도의 구조물을 형성하여 에어영역을 형성하는 구성 등을 모두 포함한다.In the backlight unit according to the present invention, a structure including an air layer (second air region) 160 between the
상술한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 다음과 같은 구성과 작용을 통해 LCD에 적용될 수 있다. 도 2a를 참조하면 측면발광형 LED(130)에서 측방향으로 광이 출사하게 되며, 특히 광출사의 발광각도를 -45도에서 +45도의 범위에서 조절할 있도록 조절한다. 이렇게 발광각도의 조절로 인해, 1차적으로 핫스팟의 발생을 제거하며, 나아가 광균일도를 확보할 수 있게 되며, 전체적인 두께를 줄일 수 있도록 할 수 있음은 상술한 바와 같다.The backlight unit according to the present invention described above may be applied to the LCD through the following configuration and operation. Referring to FIG. 2A, light is emitted from the side emitting
나아가 출사된 광은 종래의 도광판의 구조 대신 형성된 레진층(140)에서 반사, 확산하게 되며, 광학패턴층(150)을 통해 광의 집중을 막고, 확산판의 하부에 형성된 제2에어영역(160)을 통해 빛의 편차를 최소화할 수 있게 된다.Furthermore, the emitted light is reflected and diffused from the
아울러 반사필름(120)과 반사패턴(121)에 의해 출사된 광은 더욱 반사효율이 높아져, 광을 전방으로 유도할 수 있게 된다. 이렇게 레진층(140)을 통과한 광은 광학패턴층(150)에 형성된 광학패턴(151)을 통해 확산 또는 차광되는 과정을 거치게 되며, 이렇게 정제된 광은 확산판의 하부에 형성되는 에어갭모듈을 통해 다시한번 광학특성이 정제되어 균일도를 증가할 수 있게 된다. 아울러 추후 부가되는 프리즘시트, (190) 등의 광학 시트를 거쳐서 백색광으로 LCD 패널로 입사하게 된다.In addition, the light emitted by the
이처럼, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 도광판의 구조를 제거하고, 광의 공급원을 측면발광형 LED를 적용하고 레진층을 통하여 광을 확산, 반사를 통해 광을 유도함으로써, 박형화 및 광원의 수를 감소하는 한편, 광원의 감소로 인한 휘도저하 및 균일도의 문제를 반사패턴과 차광패턴 및 에어갭모듈의 에어영역을 구비하여 조절할 수 있도록 하며, 특히 LED 광원의 발광각도의 조절을 통해 핫스팟의 제거 및 광학 특성을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, the backlight unit according to the present invention removes the structure of the light guide plate, applies a side light-emitting LED as a light source, diffuses light through the resin layer, and induces light through reflection, thereby reducing the thickness and the number of light sources. On the other hand, it is possible to control the problem of the decrease in brightness and uniformity due to the reduction of the light source with the reflection pattern, the light shielding pattern, and the air region of the air gap module. It will be possible to improve.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the embodiments of the present invention but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.
110: 인쇄회로기판
120: 반사필름
121: 반사패턴
130: 광원
140: 레진층
150: 광학패턴층
151: 광학패턴
152: 제1에어영역
160: 제2에어영역
170: 확산판110: printed circuit board
120: reflective film
121: reflection pattern
130: Light source
140: Resin layer
150: optical pattern layer
151: optical pattern
152: first air zone
160: second air area
170: diffusion plate
Claims (15)
상기 LED 광원에 밀착하며, 상기 LED 광원을 매립하는 구조로 상기 인쇄회로기판 상에 적층되어 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 레진층;을 포함하되,
상기 LED 광원의 광출사면의 광축인 수평중심축(X)이 상기 인쇄회로기판과 경사각를 이루는 백라이트 유닛.
A plurality of LED light sources formed on the printed circuit board;
And a resin layer in close contact with the LED light source, and having a structure for embedding the LED light source to inject light emitted and stacked forward on the printed circuit board to the front.
And a horizontal center axis (X), which is an optical axis of the light exit surface of the LED light source, forms an inclination angle with the printed circuit board.
상기 LED 광원의 수평중심축(X)에 대하여 광출사면이 이루는 발광각도(θ)가 상이한 LED 가 적어도 1 이상 포함되는 백라이트 유닛.
The method according to claim 1,
And at least one LED having a different light emission angle θ formed by the light exit surface with respect to the horizontal center axis (X) of the LED light source.
상기 발광각도(θ)는 -45도 ~ +45도의 범위에서 조절되는 백라이트 유닛.
(단, "+"는 수평중심축(0도)을 기준으로 반시계방향으로 이루는 각도, "-"는 시계방향으로 이루는 각도를 의미한다.)
The method according to claim 2,
The emission angle (θ) is a backlight unit that is adjusted in the range of -45 degrees to +45 degrees.
(However, "+" means the angle made counterclockwise with respect to the horizontal center axis (0 degree), and "-" means the angle made clockwise.)
상기 LED 광원은 측면형 발광다이오드(side view)를 이용하여 형성되는 백라이트 유닛.
The method according to claim 3,
The LED light source is a backlight unit is formed using a side light emitting diode (side view).
상기 LED 광원의 양(+)의 발광각도의 조절은,
상기 LED 광원의 광출사면 이외의 영역이 인쇄회로기판의 내부에 매립되는 구조로 구현되는 백라이트 유닛.
The method of claim 4,
Adjusting the light emission angle of the positive (+) of the LED light source,
And a region other than the light exit surface of the LED light source is embedded in the printed circuit board.
상기 LED 광원의 음(-)의 발광각도의 조절은,
상기 인쇄회로기판의 상부에서 상기 LED 광원이 중심을 기준으로 일정각도(θ)로 회전된 구조로 구현되는 백라이트 유닛.
The method of claim 4,
Adjusting the negative light emission angle of the LED light source,
The backlight unit is implemented in a structure in which the LED light source is rotated by a predetermined angle (θ) relative to the center on the printed circuit board.
상기 백라이트 유닛은,
상기 레진층의 상부에 배치되며 광학패턴을 포함하는 광학패턴층;
상기 광학패턴층의 상부에 배치되는 확산판;을 더 포함하여 구성되는 백라이트 유닛.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The backlight unit includes:
An optical pattern layer disposed on the resin layer and including an optical pattern;
And a diffuser plate disposed on the optical pattern layer.
상기 광학패턴층은,
상기 광학패턴을 내부에 포함하는 제1기판 및 제2기판;
상기 광학패턴의 주변부를 포위하는 제1에어영역;을 포함하여 형성되는 백라이트 유닛.
The method of claim 7,
The optical pattern layer,
A first substrate and a second substrate including the optical pattern therein;
And a first air region surrounding a peripheral portion of the optical pattern.
상기 광학패턴층과 상기 확산판의 사이에는 제2에어영역을 구비한 에어갭모듈이 더 구비되는 백라이트 유닛.
The method of claim 7,
And an air gap module having a second air region between the optical pattern layer and the diffusion plate.
상기 백라이트 유닛은,
상기 인쇄회로기판에 상면에 적층되는 반사패턴이 형성된 반사필름을 더 포함하는 백라이트유닛.
The method of claim 7,
The backlight unit includes:
And a reflective film having a reflective pattern stacked on an upper surface of the printed circuit board.
상기 반사패턴은, TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS(Poly Stylen) 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 적용하여 형성되는 백라이트 유닛.
The method of claim 10,
The reflective pattern is formed by applying a reflective ink containing any one of TiO 2 , CaCO 3 , BaSO 4 , Al 2 O 3 , Silicon, PS (Poly Stylen).
상기 레진층은,
빛의 반사를 증가시키는 비드(bead)를 더 포함하되,
상기 비드는 전체 레진층의 중량의 0.01~0.3% 가 상기 레진층 상에 포함되는 백라이트 유닛.
The method of claim 7,
The resin layer,
It further includes a bead that increases the reflection of light,
The bead is a backlight unit 0.01 to 0.3% of the weight of the total resin layer is included on the resin layer.
상기 광학패턴은
TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질 또는 둘이상의 혼합물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성되는 확산패턴으로 형성되거나,
상기 확산패턴과 Al 또는 Al에 TiO2를 혼합한 물질을 포함하는 차광잉크로 형성되는 차광패턴의 중첩인쇄구조로 구현되는 백라이트 유닛.
The method of claim 7,
The optical pattern is
TiO 2 , CaCO 3 , BaSO 4 , Al 2 O 3 It is formed as a diffusion pattern formed using a light shielding ink containing any one or more materials selected from silicon or two or more mixtures,
A backlight unit embodied by a superimposed printing structure of a light shielding pattern formed of a light shielding ink including the diffusion pattern and Al or Al mixed with TiO 2 .
상기 백라이트 유닛은,
상기 확산판의 상부에 적층되는 프리즘시트 또는 보호시트를 더 포함하여 이루어지는 백라이트 유닛.
The method of claim 12,
The backlight unit includes:
And a prism sheet or a protective sheet stacked on the diffusion plate.
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