KR101293183B1 - 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 다수의 LED가 실장된 인쇄회로기판과 상기 LED를 수용하는 수용홈이 구비된 도광판, 상기 도광판의 상부면에 적어도 1 이상 형성되는 오목한 구조의 핫스팟제거홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 도광판의 상부에 오목한 구조의 핫스팟제거홈을 형성하거나, 핫스팟제거홈에 레진 또는 비드를 포함하는 레진을 충진하여 핫스팟 현상을 현저하게 감소시키는 효과가 있다.

Description

백라이트 유닛{Back-light unit}

본 발명은 핫스판 현상을 경감 및 제거할 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

백라이트 유닛은 자체적으로 빛을 내지 못하는 LCD 뒷면에 디스플레이 영상이 보일 수 있도록 고르게 빛을 비춰주는 역할을 하며, 도광판은 백라이트 유닛의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로 광원(LED)에서 발산되는 빛을 LCD 전체 면에 균일하게 전달하는 플라스틱 성형렌즈의 하나이다.

도 1은 LED를 광원으로 이용하는 백라이트 유닛의 구조를 도시한 것으로, 도시된 것과 같이 인쇄회로기판(10) 상부에 장착되는 다수의 LED(20)를 구비하며, 상기 LED(20)에서 출사하는 광을 상부로 전달하는 도광판(30)을 구비한다. 특히, 최근에는 복수의 LED를 광원으로 이용하면서 발광 면 전체를 균일하게 면발광시키고자 하는 시도가 이어지고 있으며, 이 경우 평면상에 LED를 다수 배열하고 도광판에 오목홀을 형성하여, 홀 내부로 LDE가 삽입될 수 있도록 하는 구조로 배치하게 된다.

그러나 LED가 도광판의 내부로 삽입이 되는 경우, LED 가까운 면에서는 열로 인해 핫스팟(hot spot;X)이 발생하게 되며, 이러 인해 LED에 가까운 영역에서는 휘도가 상대적으로 높아지고 이에 따라 휘도 얼룩이 발생하게 된다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 도광판의 상부에 오목한 구조의 핫스팟제거홈을 형성하거나, 핫스팟제거홈에 레진 또는 비드를 포함하는 레진을 충진하여 핫스팟 현상을 현저하게 감소시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 다수의 LED가 실장된 인쇄회로기판; 상기 LED를 수용하는 수용홈이 구비된 도광판; 상기 도광판의 일면에 상기 수용홈이 구비되고, 상기 일면과 대향하는 타면에 형성되는 핫스팟제거홈; 을 포함하는 백라이트유닛을 제공할 수 있도록 한다.

특히, 상술한 구조에서 상기 핫스팟제거홈은, 상기 LED의 광출사방향에 배치될 수 있다.

아울로, 상기 핫스팟제거홈은, 상기 수용홈의 형성위치의 수직상부방향에 상기 핫스팟제거홈이 일부 중첩되는 구조로 배치될 수 있다.

특히, 상기 핫스팟제거홈의 내부에 레진물질이 충진되는 구조를 구현하여 광의 확산효과를 더욱 증진시킬 수 있다.

또한, 상기 레진물질은, 올리고머와 고분자 수지(polymer type)의 혼합물을 포함하는 합성수지로 이루어지는 것을 이용할 수 있다.

구체적으로는, 상기 레진물질은, 올리고머와 고분자 수지(polymer type)의 혼합물 20~42%, 모노머 30~63%, 첨가제 1.5~6% 를 포함하여 구성될 수 있으며, 나아가 상기 올리고머와 고분자수지는, 우레탄 아킬레이트 올리고머 10~21%, 폴리아크릴 10~21%의 혼합물을 이용할 수 있으며, 상기 모노머는, IBOA(isobornyl Acrylate) 10~21%, HPA(Hydroxypropyl Acrylate) 10~21%, 2-HEA (2-Hydroxyethyl Acrylate) 10~21%의 혼합물로 이루어지는 것을 이용할 수 있다.

나아가, 상기 레진물질에 들어가는 상기 첨가제는, 광개시제 1~5%, 산화방지제 0.5~1%의 혼합물을 이용할 수 있다.

또한, 상술한 상기 레진물질에는 광을 확산시키는 다수의 비드를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 전체 레진물질 중량 대비 0.01~0.3%를 포함시킬 수 있다.

나아가, 상기 수용홈과 상기 LED의 이격거리(d)는 100mm이하의 범위에서 구현될 수 있다.

본 발명에 따르면, 도광판의 상부에 오목한 구조의 핫스팟제거홈을 형성하거나, 핫스팟제거홈에 레진 또는 비드를 포함하는 레진을 충진하여 핫스팟 현상을 현저하게 감소시키는 효과가 있다.

도 1은 LED를 광원으로 이용하는 백라이트 유닛의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a는 종래구조에서의 핫스팟 형성정도의 시물레이션 결과이며, 도 4b는 본 발명에 따른 레진을 삽입한 핫스팟제거홈이 구현된 구조에서의 결과를 나타낸 이미지이다.

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.

도 2는 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 도시한 개념도이다.

도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 다수의 LED(120)가 실장된 인쇄회로기판(110)과, 상기 LED(120)를 수용하는 수용홈(140)이 구비된 도광판(130), 그리고 상기 도광판(130)의 일면에 상기 수용홈(140)이 구비되고, 상기 일면과 대향하는 타면에 형성되는 핫스팟제거홈(150)을 포함하여 구성될 수 있다.

특히, 핫스팟제거홈은 적어도 1 이상 형성되는 오목한 구조로 구현될 수 있다. 구체적으로는, 상기 핫스팟제거홈(150)은 도광판의 상부면 특히 수용홈의 형성위치에 대응되는 영역을 전부 포함하여 형성되거나, 상기 핫스판 제거홈(150)의 일부 영역이 중첩되는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 상기 핫스팟제거홈(150)은 도시된 것과 같이, 수용홈의 폭(Y)와 대응되는 위치의 도광판 상부면에 수용홈의 폭(Y)보다 큰 홈구조로 형성되거나, 또는 상기 수용홈의 폭(Y)와 상기 핫스팟제거홈(150)의 일부분(X)이 중첩되도록 배치될 수 있다.

나아가 상기 핫스판제거홈은 하나의 홈구조로 구현되거나, 다수의 홈이 상술한 핫스팟제거홈이 형성되는 영역에 구현되어 형성될 수도 있다.

특히, 상기 LED(120)는 광의 출사면(121)이 상기 수용홈(140)의 측벽방향으로 구현되는 측면발광형 LED(side view LED)를 사용할 수 있으며, 즉 LED 광원(130)에서 출사되는 광의 방향이 바로 상부로 직진하는 것이 아니라 측변을 향해서 출사하는 구조의 광원을 이용할 수 있다. 상기 수용홈(140)과 상기 LED의 이격거리(d)는 100mm이하의 범위에서 구현함이 바람직하다. 또한 이 경우, 본 발명에 따른 핫스팟제거홈(150)은 상기 LED의 광출사방향에 배치됨이 바람직하다.

이와 같이, 핫스팟이 발생하는 부위에 형성되는 상기 핫스팟제거홈(150)은 핫스팟의 형성위치를 분산시켜 핫스팟 현상을 현저하게 감소할 수 있는 기능을 구현하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하기 위한 개념도로, 도시된 것은 상기 도 2에서 도시한 구조의 핫스팟제거홈에 레진을 충진하는 변형실시예를 도시한 것이다.

즉, 상술한 핫스팟제거홈(150)은 상부가 개구된 오목한 홈구조의 형상을 구비하게 되는바, 그 내부에 레진물질(160)을 충진하게 되면, 핫스팟의 형성위치를 분산시키는 한편, 레진의 굴절율에 따라 광경로가 변화하게 되어 핫스팟 현상을 현저하게 감소시킬 수 있게 된다.

나아가, 상술한 레진물질(160)의 내부에 비드(170)를 충진시키는 실시예도 구현할 수 있다. 상기 비드가 존재하는 경우에는 비드에 의해 빛이 확산되어 핫스팟 현상을 더욱 감소시킬 수 있다. 상기 비드(bead)는 전체 레진물질 중량 대비 0.01~0.3% 포함하는 것이 바람직하다. 즉 LED에서 측방향으로 출사되는 광은 상기 레진물질(160)과 비드(170)를 통해 확산 및 반사되어 상부방향으로 진행할 수 있게 되어 핫스팟 현상을 현저하게 경감시킬 수 있게 된다.

아울러, 상기 레진물질(150)은 기본적으로 광을 확산할 수 있는 재질의 수지이면 어느 것이던 사용이 가능함은 물론이다. 일례로 레진물질의 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.

보다 구체적으로는, 상기 레진물질은 올리고머와 고분자 수지(polymer type)의 혼합물을 포함하는 합성수지로 이루어질 수 있으며, 특히 올리고머와 고분자 수지(polymer type)의 혼합물 20~42%, 모노머 30~63%, 첨가제 1.5~6% 의 조성으로 형성되는 조성물을 이용할 수 있다.

이 경우, 상기 올리고머와 고분자수지는, 우레탄 아킬레이트 올리고머 10~21%, 폴리아크릴 10~21%의 혼합물로 형성될 수 있다. 아울러, 상기 모노머는 저비점 희성형 반응성 모노모로서, IBOA(isobornyl Acrylate) 10~21%, HPA(Hydroxypropyl Acrylate) 10~21%, 2-HEA (2-Hydroxyethyl Acrylate) 10~21%의 혼합물로 형성될 수 있으며, 상기 첨가제는, 광개시제 1~5%를 첨가하여 광반응성을 개시하는 기능을 수행하게 할 수 있으며, 산화방지제 0.5~1%를 첨가하여 황변 현상을 개선할 수 있는 혼합물로 형성될 수 있다.

상술한 레진물질을 이용하는 경우, 광확산효과로 인한 핫스팟현상을 제거하는 한편, 올리고모 타입의 단점인 표면점착력이 떨어지는 단점을 보완하며, 폴리머타입의 장시간 경화에 따른 양산속도의 저하문제를 일소할 수 있도록 하여 도광판의 핫스팟제거홈과의 점착특성과 신뢰성 및 양산속도를 모두 충족할 수 있도록 할 수 있게 되는 장점이 구현된다.

도 4a는 종래구조에서의 핫스팟 형성정도의 시물레이션 결과이며, 도 4b는 본 발명에 따른 레진을 삽입한 핫스팟제거홈이 구현된 구조에서의 결과를 나타낸 이미지이다.

도시된 것처럼, 도 4a의 시뮬레이션 결과에서 나타나듯, 도 1에서 상술한 구조의 종래 백라이트 유닛에서는 핫스팟이 발생하는 영역이 특정 지역에 국한되어 매우 좁고 강하게 발생하는 것을 확인할 수 있다.

반면, 도 4b의 핫스팟제거홈에 고굴절의 레진물질을 충진하는 경우, 핫스팟의 발생영역이 넓고 약해지는 것을 확인할 수 있으며, 수치상으로는 약 33% 정도 핫스팟이 감소하게 된다. 이는 상술한 실시예에서 비드를 첨가할 경우, 더욱 핫스팟 제거효과가 상승되게 된다.

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.

110: 인쇄회로기판
120: LED
130: 도광판
140: 수용홈
150: 핫스팟제거홈
160: 레진물질
170: 비드

Claims (12)

1. 다수의 LED가 실장된 인쇄회로기판;
   상기 LED를 수용하는 수용홈이 구비된 도광판;
   상기 도광판의 일면에 상기 수용홈이 구비되고, 상기 일면과 대향하는 타면에 형성되는 핫스팟제거홈; 및
   상기 핫스팟제거홈의 내부에 충진되는 레진물질을 포함하고,
   상기 레진물질은,
   광을 확산시키는 다수의 비드 0.01~0.3%, 올리고머와 고분자 수지(polymer type)의 혼합물 20~42%, 모노머 30~63% 및 첨가제 1.5~6%를 포함하고, 상기 첨가제는 광개시제 1~5%, 산화방지제 0.5~1%의 혼합물이며,
   상기 핫스팟제거홈은,
   상기 수용홈의 수직상부방향에 배치되어, 상기 인쇄회로기판의 형성방향에 대응되는 수용홈의 폭(Y)과 핫스팟제거홈의 폭이 일부분(X) 중첩되도록 형성되는, 백라이트유닛.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 핫스팟제거홈은,
   상기 LED의 광출사방향에 배치되는 백라이트 유닛.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 올리고머와 고분자수지는,
   우레탄 아킬레이트 올리고머 10~21%, 폴리아크릴 10~21%의 혼합물인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 모노머는,
   IBOA(isobornyl Acrylate) 10~21%, HPA(Hydroxypropyl Acrylate) 10~21%, 2-HEA (2-Hydroxyethyl Acrylate) 10~21%의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 수용홈과 상기 LED의 이격거리(d)는 100mm이하의 범위에서 구현되는 백라이트 유닛.

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