KR101288928B1

KR101288928B1 - Ｌｅｄ 램프와 이를 구비한 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR101288928B1
Application number: KR1020070031597A
Authority: KR
Inventors: 장현우; 정순신
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2013-07-22
Also published as: KR20080088820A

Abstract

본 발명은 생산비를 절약할 수 있고, LED 램프의 열전도 성능을 향상시킬 수 있으며, LED 램프에서 백라이트 유닛의 광산란 수단까지의 거리를 확보하기에 알맞은 LED 램프와 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 백라이트 유닛은, 커버 바텀과; 상기 커버 바텀의 소정영역이 드러나도록 복수개의 홀이 구비되어 구성된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 각 홀에 의해 드러난 상기 커버 바텀 상부에 배치된 열전도 패드와, 상기 열전도 패드 상부에 LED 칩이 실장된 LED 바디부와, 상기 LED 칩을 감싸도록 포탄형으로 형성된 광학렌즈와, 상기 LED 칩의 양단에 연결되며, 상기 인쇄회로기판에 부착된 캐소드 리드선 및 애노드 리드선을 포함한 매트릭스 형상으로 구성된 복수개의 LED 램프들과; 상기 LED 램프들의 상부에 구성된 광 산란 수단을 포함함을 특징으로 한다.

LED, 인쇄회로기판, 플라스틱

Description

ＬＥＤ 램프와 이를 구비한 백라이트 유닛{LED lamp and backlight unit having the same}

도 1은 종래 기술에 따른 LED 램프를 구비한 백라이트 유닛의 구조 단면도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 램프의 구조 단면도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 램프를 구비한 백라이트 유닛의 구조 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : LED 램프 21 : 커버 바텀

22 : 인쇄회로기판 23 : 열전도 패드

24 : 슬러그 25 : LED 바디부

26 : 광학렌즈 27a, 27b : 캐소드, 애노드 리드선

29 : 납땜 31 : 홀

32 : 반사판 33 : 광 산란수단

본 발명은 LED 램프에 대한 것으로, 특히 LED 램프의 열전도 성능을 향상시 키고, LED 램프에서 백라이트 유닛의 광산란 수단까지의 거리를 확보하기에 알맞은 LED 램프와 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 텔레비전(TV)을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다.

따라서 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있으며 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로, 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD ; Liquid Crystal Display), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP ; Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD ; Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한, 액정표시장치는 최근에 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터 뿐만 아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터 및 대형정보 표시장치 등에 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다.

한편, 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광원의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백 라이트 유닛이 반드시 필요하다.

근래의 백라이트 유닛은 어두운 장소에서 액정표시장치의 화면에 표시되는 정보를 읽기 위한 기능으로 사용되어 왔으나, 최근에는 디자인, 저전력화, 박형화 등의 여러 가지 요구에 의하여 도광판을 보다 얇게 형성하고 있으며, 여러 가지 칼라를 표현할 수 있는 기능뿐만 아니라, LED(Light Emitting Diode)를 사용하여 표시 품위를 향상시키기 위한 기술 개발 등이 이루어지고 있다.

일반적으로 LED는 반도체의 광전변환효과를 이용한 고체소자로써, 순방향 전압을 가하면 빛을 발하는 반도체 소자로, 텅스텐 필라멘트를 사용한 램프에 비해 낮은 전압에서 발광하고, 필라멘트가 가열되어 빛나는 것이 아니라 전자가 정공과 재결합시 그 에너지 차이로 발생하는 빛으로 빛나는 것이기 때문에 오래전부터 각종 표시장치에 널리 사용되어 왔다.

그리고 상기 LED를 발광시키기 위해서는 수V정도의 직류전압을 인가하면 되기 때문에 DC-AC 변환기가 필요없어 구동 장치가 단순하다.

또한, LED는 반도체 디바이스이기 때문에, 음극선관보다도 신뢰성이 높고, 소형, 장수명이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 LED 램프를 구비한 백라이트 유닛에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 LED 램프를 구비한 백라이트 유닛의 구조 단면도이다.

종래의 백라이트 유닛은, 복수개의 LED 램프(10)가 직하형으로 배열된 직하방식 백라이트 유닛으로, 단위 LED 램프(10)의 구성을 중심으로 설명하면 다음과 같다.

백라이트 유닛은, 도 1에 도시한 바와 같이, 커버 바텀(11) 상부에 금속으로 구성된 인쇄회로기판(12)이 배치되어 있고, 상기 금속 인쇄회로기판(12)의 소정영역에 원형으로 형성된 열전도 패드(13)와, 상기 열전도 패드(13) 상부에 위치하며 상부에 LED 칩(미도시)이 실장된 LED 바디부(15)와, 상기 LED 바디부(15) 상부에 실장된 LED 칩을 감싸도록 포탄형으로 형성된 광학렌즈(16)와, 상기 LED 칩의 양단에 각각 연결된 캐소드 리드선(17a) 및 애노드 리드선(17b)을 포함하여 구성된다.

상기에서 LED 램프(10)의 상부에는 LED 램프(10)에서 발광한 광이 균일하게 전달될 수 있도록 발광된 광을 산란시키는 확산 시트(Diffusion sheet) 및 확산 플레이트(Diffusion plate)와 같은 광 산란수단(18)이 구성되어 있다.

상기 LED 바디부(15)는 LED 칩에 연결된 캐소드 리드선(17a) 및 애노드 리드선(17b)의 일부를 감싸도록 원형으로 형성되어 있고, 캐소드 리드선(17a)과 애노드 리드선(17b)은 LED 바디부(15)의 외부로 각을 갖고 돌출되어 있다.

그리고, 상기 캐소드 리드선(17a)과 애노드 리드선(17b)은 금속 인쇄회로기판(12)에 납땜(19)되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 백라이트 유닛은, LED 램프(10)들이 발광하여 열이 발생하고, 상기 LED 램프(10)에서 발생된 열이 LED 램프(10)의 광학렌즈(16) 및 그 주변을 포함한 백라이트 유닛의 내부로 대류하고, 이후에 백라이트 유닛의 내부로 대류된 열이 인쇄회로기판(12)으로 전도되고, 상기 인쇄회로기판(12)으로 전도된 열은 커버 바텀(11)으로 전달되어 외부로 방열된다.

상기 구성을 갖는 종래의 백라이트 유닛은 다음과 같은 문제가 있다.

종래의 백라이트 유닛은 상기 LED 램프의 발광 후 발열 문제로 인해서, LED 램프(10)를 금속 재질의 인쇄회로기판에 조립한다.

그러나, 금속 재질 예를 들어, 알루미늄으로 구성된 인쇄회로기판 자체의 가격이 비싸다는 문제가 있다.

또한, 이와 같은 금속 재질의 상부에 LED 램프를 조립하기가 어려우며, 조립된 LED 램프가 불량일 경우 LED 램프를 교체하여야 하는데, 이와 같은 교체 작업도 조립 만큼 어렵다. 즉, LED 램프를 금속 재질의 인쇄회로기판에 조립하거나 교체하는 작업이 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 생산비를 절약할 수 있고, LED 램프의 열전도 성능을 향상시킬 수 있는 LED 램프와 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 LED 램프에서 백라이트 유닛의 광산란 수단까지의 거리를 확보하기에 알맞은 LED 램프와 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 램프는 커버 바텀과; 상기 커버 바텀이 드러나도록 홀이 구비되어 구성된 인쇄회로기판과; 상기 인쇄회로기판의 홀에 의해 드러난 상기 커버 바텀 상부에 배치된 열전도 패드와; 상기 열전도 패드 상부에 LED 칩이 실장된 LED 바디부와; 상기 LED 칩을 감싸도록 포탄형 으로 형성된 광학렌즈와; 상기 LED 칩의 양단에 연결되며, 상기 인쇄회로기판에 부착된 캐소드 리드선 및 애노드 리드선을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 인쇄회로기판은 플라스틱 재질로 구성되고, 상기 인쇄회로기판의 홀은 중앙에 형성된다.

상기 인쇄회로기판의 홀 및/또는 상기 열전도 패드는 원형 또는 삼각형, 사각형, 오각형을 포함한 다각형으로 구성된다.

그리고, 상기 열전도 패드와 상기 LED 바디부의 사이에 슬러그가 형성되는 것을 더 포함한다.

상기 캐소드 리드선과 애노드 리드선은 상기 인쇄회로기판에 납땜되어 부착된다.

상기 LED 램프는 상기 광학렌즈에 대응되는 부분에 홀이 형성되어, 상기 광학렌즈가 드러나도록 인쇄회로기판의 상부에 반사판이 구비되는 것을 더 포함한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 커버 바텀과; 상기 커버 바텀의 소정영역이 드러나도록 복수개의 홀이 구비되어 구성된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 각 홀에 의해 드러난 상기 커버 바텀 상부에 배치된 열전도 패드와, 상기 열전도 패드 상부에 LED 칩이 실장된 LED 바디부와, 상기 LED 칩을 감싸도록 포탄형으로 형성된 광학렌즈와, 상기 LED 칩의 양단에 연결되며, 상기 인쇄회로기판에 부착된 캐소드 리드선 및 애노드 리드선을 포함한 매트릭스 형상으로 구성된 복수개의 LED 램프들과; 상기 LED 램프들의 상부에 구성된 광 산란 수단을 포함함을 특징으로 한다.

상기 광 산란수단은 상기 LED 램프에서 발광한 광이 상부로 균일하게 전달될 수 있도록, 확산 시트(Diffusion sheet) 및 확산 플레이트(Diffusion plate)로 구성된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 램프와 이를 구비한 백라이트 유닛에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 램프의 구조 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조 단면도이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 LED 램프의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 LED 램프는, 도 2에 도시한 바와 같이, 커버 바텀(21) 상부에 중앙에 홀(31)이 구비되어 커버 바텀(21)의 일영역이 드러나는 인쇄회로기판(22)이 배치되어 있다. 이때, 인쇄회로기판(22)은 플라스틱 재질로 구성된다.

그리고, 상기 인쇄회로기판(22)의 홀(31)에 의해 드러난 커버 바텀(21) 상부에 원형으로 형성된 열전도 패드(23)가 삽입되어 있다.

이때, 상기 인쇄회로기판(22)의 홀(31) 및/또는 열전도 패드(23)는 원형 외에 삼각형, 사각형, 오각형을 포함한 다각형으로 구성할 수도 있다.

그리고, 상기 열전도 패드(23)의 상면에 열전도를 위한 히트(heat) 슬러그(slug)(24)가 형성되어 있고, 상기 슬러그(24)의 소정영역 상부에 LED 바디부(25)가 구성되어 있다. 이때 LED 바디부(25)의 상부에는 LED 칩(미도시)이 실장된다.

그리고, 상기 LED 바디부(25) 상부에 실장된 LED 칩을 감싸도록 포탄형으로 광학렌즈(26)가 구성되어 있다.

그리고, 상기 LED 칩의 양단에 각각 캐소드 리드선(27a) 및 애노드 리드선(27b)이 연결되어 있고, 상기 LED 바디부(25)는 LED 칩에 연결된 캐소드 리드선(27a) 및 애노드 리드선(27b)의 일부를 감싸도록 원형으로 형성되어 있다.

이때, 상기 캐소드 리드선(27a)과 애노드 리드선(27b)은 LED 바디부(25)의 종래 기술보다 LED 바디부(25)의 상측 부분에서 돌출되어 각을 갖고 있다.

그리고, 상기 캐소드 리드선(27a)과 애노드 리드선(27b)은 플라스틱 재질의 인쇄회로기판(22)에 납땜(29)되어 있다.

상기 LED 램프(20)는 광학렌즈(26)에 대응되는 부분에 홀이 형성되어, 광학렌즈(26)가 드러나도록 인쇄회로기판(22)의 상부에 반사판(32)이 더 구비될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 LED 램프(20)는 발광함에 따라 열이 발생하는데, 상기 LED 램프(20)에서 발생된 열은 LED 바디부(25) 하부의 열전도를 위한 슬러그(24)와 열전도 패드(23) 및 커버 바텀(21)을 통해서 외부로 방출된다.

이와 같이 열전도를 위한 슬러그(24)가 열전도 패드(23)를 사이에 두고 커버 바텀(21)과 접촉되어 있으므로, 인쇄회로기판(22)을 플라스틱으로 구성하더라도 LED 발열에 따른 문제를 해결할 수 있다.

상기와 같이 인쇄회로기판을 플라스틱 재질로 구성하면, 종래의 금속 재질의 인쇄회로기판보다 가격을 절약할 수 있고, LED 램프의 조립도 간편하게 진행할 수 있다.

부연하면, LED 램프(20)를 납땜에 의해서 인쇄회로기판에 부착시킬 때 열을 가해서 진행해야 하는데, 이때 금속 재질로 구성된 인쇄회로기판에 부착시킬 때 보다 플라스틱 재질로 구성된 인쇄회로기판에 납땜하여 부착시키는 것이 훨씬 간편하다.

또한, 플라스틱 재질의 인쇄회로기판(22)에 홀을 형성하여, 열전도 패드(23)를 커버 바텀(21)에 직접 부착하여 구성하므로, 방열 경로를 단축시킬 수 있다.

다음에, 상기 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 램프를 구비한 백라이트 유닛의 구조 단면도이다. 이때, 열전도 패드(23)는 원형 외에 삼각형, 사각형, 오각형을 포함한 다각형으로 구성할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 LED 램프를 구비한 백라이트 유닛은, 복수개의 LED 램프(20)가 매트릭스 형성으로 직하형으로 배열된 백라이트 유닛에 관한 것으로, 단위 LED 램프(20)의 구성을 중심으로 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시한 바와 같이, 커버 바텀(21) 상부에 플라스틱 재질로 구성된 인쇄회로기판(22)이 중앙에 커버 바텀(21)이 드러나는 홀(31)을 구비하여 배치되어 있다.

이때, 도면에는 도시되지 않았지만, 커버 바텀(21) 상에 복수개의 인쇄회로기판(22)이 구성될 수 있고, 상기 각 인쇄회로기판 상에 LED 램프(20)가 구성될 영 역마다 각각 홀이 구비되어 있다.

그리고, 상기 인쇄회로기판(22)의 각 홀(31)에 의해 드러난 커버 바텀(21) 상부에 각각 원형으로 형성된 열전도 패드(23)가 배치되어 있다.

그리고, 상기 열전도 패드(23)의 상면에 슬러그(24)가 형성되어 있고, 상기 슬러그(24)의 소정영역 상부에 LED 바디부(25)가 구성되어 있다. 이때 LED 바디부(25)의 상부에는 LED 칩(미도시)이 실장된다.

상기 LED 램프(20)는 광학렌즈(26)에 대응되는 부분에 홀이 형성되도록 인쇄회로기판(22)의 상부에 반사판(32)이 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 LED 램프(20)의 상부에는 LED 램프(20)에서 발광한 광이 상부 로 균일하게 전달될 수 있도록 발광된 광을 산란시키는 확산 시트(Diffusion sheet) 및 확산 플레이트(Diffusion plate)와 같은 광 산란수단(33)이 구성되어 있다.

상기 구성을 갖는 백라이트 유닛의 LED 램프(20)는 발광함에 따라 열이 발생하는데, 상기 LED 램프(20)에서 발생된 열은 LED 바디부(25) 하부의 슬러그(24)와 열전도 패드(23) 및 커버 바텀(21)을 통해서 외부로 방출된다.

뿐만 아니라, 종래보다 LED 램프(20)의 광학렌즈(26)와 광 산란수단(33) 사이의 거리를 인쇄회로기판(PCB)(22)의 두께만큼 확보할 수 있으므로, LED 램프(20)의 R,G,B 색 섞임을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 LED 램프(20)와 광 산란수단(33) 사이의 거리를 종래와 동일하게 구성시킬 경우, 인쇄회로기판(22)의 두께만큼 슬림한 직하형 백라이트 유닛을 구성시킬 수도 있다.

한편, 상술한 본 발명의 LED 램프 및 백라이트 유닛은 액정 디스플레이 장치를 포함하여 각종 디스플레이 장치의 후미 또는 전방에서 광원으로 사용될 수 있을 뿐 아니라, 그 자체로서의 발광 장치로 사용될 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 LED 램프와 이를 구비한 백라이트 유닛은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 인쇄회로기판을 플라스틱 재질로 구성시킴으로써, 생산 단가를 절약할 수 있다.

둘째, LED 램프를 인쇄회로기판에 부착시킬 때, 인쇄회로기판을 플라스틱 재질로 구성시킴으로써, 조립을 간편하게 할 수 있다.

셋째, 플라스틱 재질의 인쇄회로기판에 홀을 형성하여, 열전도 패드를 커버 바텀에 직접 부착하여 구성하므로, 방열 경로를 단축시킬 수 있다.

넷째, LED 램프에서 백라이트 유닛의 광산란 수단까지의 거리를 확보함으로써, 색 섞임을 향상시킬 수 있다.

다섯째, LED 램프와 광 산란수단 사이의 거리를 종래와 동일하게 구성시킬 경우, 인쇄회로기판의 두께만큼 슬림한 직하형 백라이트 유닛을 구성시킬 수 있다.

Claims

커버 바텀과;

상기 커버 바텀이 드러나도록 홀이 구비되어 구성된 인쇄회로기판과;

상기 인쇄회로기판의 홀에 의해 드러난 상기 커버 바텀 상부에 배치된 열전도 패드와;

상기 열전도 패드 상부에 LED 칩이 실장된 LED 바디부와;

상기 LED 칩을 감싸도록 포탄형으로 형성된 광학렌즈와;

상기 LED 칩의 양단에 연결되며, 상기 인쇄회로기판에 부착된 캐소드 리드선 및 애노드 리드선과,

상기 광학렌즈에 대응되는 부분에 홀이 형성되어 상기 광학렌즈가 드러나도록 상기 인쇄회로기판의 상부에 형성된 반사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
제1항에 있어서,

상기 인쇄회로기판은 플라스틱 재질로 구성됨을 특징으로 하는 LED 램프.
제1항에 있어서,

상기 인쇄회로기판의 홀은 중앙에 형성됨을 특징으로 하는 LED 램프.
제1항에 있어서,

상기 인쇄회로기판의 홀 및 상기 열전도 패드는 원형 또는 삼각형, 사각형, 오각형을 포함한 다각형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
제1항에 있어서,

상기 열전도 패드와 상기 LED 바디부의 사이에 슬러그가 형성되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 LED 램프.
제1항에 있어서,

상기 캐소드 리드선과 애노드 리드선은 상기 인쇄회로기판에 납땜되어 부착됨을 특징으로 하는 LED 램프.
삭제
커버 바텀과;

상기 커버 바텀의 소정영역이 드러나도록 복수개의 홀이 구비되어 구성된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 각 홀에 의해 드러난 상기 커버 바텀 상부에 배치된 열전도 패드와, 상기 열전도 패드 상부에 LED 칩이 실장된 LED 바디부와, 상기 LED 칩을 감싸도록 포탄형으로 형성된 광학렌즈와, 상기 LED 칩의 양단에 연결되며, 상기 인쇄회로기판에 부착된 캐소드 리드선 및 애노드 리드선과, 상기 광학렌즈에 대응되는 부분에 홀이 형성되어 상기 광학렌즈가 드러나도록 상기 인쇄회로기판의 상부에 형성된 반사판을 포함한 매트릭스 형상으로 구성된 복수개의 LED 램프들과;

상기 LED 램프들의 상부에 구성된 광 산란 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제8항에 있어서,

상기 광 산란수단은 상기 LED 램프에서 발광한 광이 상부로 균일하게 전달될 수 있도록, 확산 시트(Diffusion sheet) 및 확산 플레이트(Diffusion plate)로 구성됨을 백라이트 유닛.
제8항에 있어서,

상기 인쇄회로기판은 플라스틱 재질로 구성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제8항에 있어서,

상기 인쇄회로기판의 홀은 중앙에 형성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제8항에 있어서,

상기 인쇄회로기판의 홀 및 상기 열전도 패드는 원형 또는 삼각형, 사각형, 오각형을 포함한 다각형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제8항에 있어서,

상기 열전도 패드와 상기 LED 바디부의 사이에 슬러그가 형성되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제8항에 있어서,

상기 캐소드 리드선과 애노드 리드선은 상기 인쇄회로기판에 납땜되어 부착됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
삭제