KR102009154B1 - 방열 반사시트 구조물 및 이를 구비한 백라이트 유닛 - Google Patents

방열 반사시트 구조물 및 이를 구비한 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 복수 개의 미세 공극을 포함하며 도광부의 하부에 구비되고 상기 도광부로부터 전달되는 광을 상부로 반사시키는 백색반사부, 상기 백색반사부 하부에 구비되며 상기 도광부의 일측에 배치된 광원에서 발생되는 열을 전달받아 분산시키는 방열부 및 상기 백색반사부와 상기 방열부 사이에 형성되어 일체화되도록 접합시키는 접합부를 포함하며, 상기 방열부는 상기 백색반사부의 입광영역에 집중되는 열을 분산시킴으로써, 열이 집중되는 것을 저감시키는 방열 반사시트 구조물이 제공된다.

Description

방열 반사시트 구조물 및 이를 구비한 백라이트 유닛 {Heat discharge reflective sheet structure and back light unit having the same}
본 발명은 방열 반사시트 구조물 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 도광부의 하부에 구비된 반사시트 구조물 내에 별도의 방열부를 구비하여 광원과 인접한 영역에 열이 집중되는 것을 분산시킬 수 있는 방열 반사시트 구조물 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
근래에 들어 평판 디스플레이 패널의 사용이 확대되고 있으며, 그 중 대표적으로 액정표시장치가 있다.
일반적으로, 상기 액정표시장치(LCD)는 종래의 브라운관 방식(CRT)와는 달리 화면 전체에 균일한 광을 제공하는 백라이트 유닛이 필요하다.
일반적으로 백라이트 유닛은 선광원인 램프와 상기 램프의 광을 반사시키는 도광부 및 반사시트 구조물을 구비하여 광을 면광원으로 바꾸어준다. 이때, 광원은 도광부의 측면상에 인접하게 배치되어 도광부 내부로 침투한 광은 반사시트 구조물에 의해 반사된다.
그리고 도광부의 상부에는 흩어진 광을 확산 및 집광시키기 위한 확산시트와 집광시트가 배치된다.
이러한 백라이트 유닛의 특성 상 도광부의 일측에 하나 이상의 광원이 배치되는 구조가 적용되며, 이에 따라 광원에서 발생되는 열이 인접한 영역에 집중되는 문제가 발생된다.
특히 광원과 가장 인접하게 배치되는 반사시트 구조물이나 도광부의 경우 열의 분산이 제대로 이루어지지 않기 때문에 해당 영역에서 온도가 높게 상승한다.
이때, 광원에 의해 발생된 열이 집중된 형태로 있는 경우 해당 영역의 온도는 매우 높아지게 되며, 이에 따라 백라이트 유닛의 부품들이 변형 또는 파손되어 내구성이나 효율이 떨어지는 문제점이 발생하고 있다.
뿐만 아니라, 최근 디스플레이가 박형화 됨에 따라 디스플레이 부품이 얇아지며, 이에 따라 백라이트 유닛과 인접한 다른 부품 역시 영향을 받아 고열에 의한 불량이나 파손이 발생한다.
이와 같은 문제의 해결을 위해 광원으로부터 발생되는 열이 인접한 영역에 집중되는 것을 분산시켜 고온으로 인해 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있는 백라이트 유닛의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 과제는, 도광부의 하부에 구비되는 반사시트 구조물에 별도의 방열부를 구비하여 광원과 인접하게 배치되는 영역에 열이 집중적으로 전달되는 것을 분산시켜 온도상승을 줄일 수 있는 방열 반사시트 구조물 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공함에 있다.
또한, 반사시트 구조물에서 미세 공극을 포함하는 백색반사층의 하부에 완충작용이 가능한 접합부를 구비하여 외력 전달로 발생되는 백점 불량을 저감시킬 수 있는 방열 반사시트 구조물 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공함에 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일측면에 따른 방열 반사시트 구조물은, 내부에 복수 개의 미세 공극을 포함하며 도광부의 하부에 구비되고 상기 도광부로부터 전달되는 광을 상부로 반사시키는 백색반사부, 상기 백색반사부 하부에 구비되며 상기 도광부의 일측에 배치된 광원에서 발생되는 열을 전달받아 분산시키는 방열부 및 상기 백색반사부와 상기 방열부 사이에 형성되어 일체화되도록 접합시키는 접합부를 포함하며, 상기 방열부는 상기 백색반사부의 입광영역에 집중되는 열을 분산시킴으로써, 열이 집중되는 것을 저감시킨다.
또한, 상기 방열부는 열 전달이 가능한 금속성 소재로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 방열부의 측면에서 상하로 연장 형성되어 일측이 상기 백색반사부와 접하며 상기 백색반사부의 열을 상기 방열부로 전달하는 열전달부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 열전달부는 일측 끝단부가 상기 입광영역에 배치되어 상기 광원에서 발생되는 열을 상기 방열부로 전달할 수 있다.
또한, 상기 접합부는 완충 가능한 소재로 구성되어 외부에서 발생된 압력이 상기 백색반사부에 전달되는 것을 저감시킬 수 있다.
또한, 상기 접합부는 내부에 금속성 입자를 포함하여 상기 백색반사부에 집중되는 열을 상기 방열부로 전달할 수 있다.
또한, 상기 접합부는 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나에 기 설정된 구조화패턴을 가지며 일부가 돌출 형성될 수 있다.
또한, 상기 접합부는 상기 입광영역에 형성된 상기 구조화패턴간의 이격거리와 상기 입광영역의 반대편에 형성된 상기 구조화패턴간의 이격거리가 서로 상이하게 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 접합부는 복수 개로 구성되어 상기 방열부와 상기 백색반사부 사이에서 각각이 이격되어 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 접합부는 상기 입광영역에서의 상호간 이격거리와 상기 입광영역의 반대편에서의 상호간 이격거리가 서로 상이하게 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 접합부는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 멜 리민 수지 및 폴리실리콘 수지 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 방열부의 하면에 형성되어 외부로부터의 간섭을 차단하는 코팅부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 코팅부는 내부에 금속성 입자를 포함하여 상기 방열부의 열을 외부로 방출할 수 있다.
또한, 상기 백색반사부는 하부에 구비되어 상기 백색반사부를 통과한 광을 상부로 반사시키는 반사코팅을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 백색반사부는 내부에 미세 공극이 포함된 복수 개의 시트가 적층되어 구성될 수 있다.
또한, 상기 방열부는 하면이 기설정된 패턴으로 형성되어 상기 방열부의 표면적을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 패턴은, 양각 패턴 또는 음각 패턴 중 적어도 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따른 백라이트 유닛은, 상술한 반사시트 구조물을 포함한다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 도광부의 하부에 배치되는 반사시트 구조물이 광을 반사하는 백색반사부 및 백색반사부의 하부에 적층되어 열을 분산 및 냉각시키는 방열부를 포함하며, 방열부는 광원과 인접하여 열이 집중되는 영역에서 전달되는 열을 분산시킴으로써 반사시트 구조물의 집중적인 온도 상승을 방지할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 반사시트 구조물에서 백색반사부와 방열부를 접합시키는 접합부의 적어도 일면이 구조화패턴을 가지며 형성되어 외부로부터 작용한 외력이 백색반사부로 전달되는 것을 완충함으로써, 외력에 의한 백점 불량의 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 반사시트 구조물의 측면상에 구비되어 백색반사부와 방열부를 직접 연결함으로써 광원에 인접한 영역에서 발생되는 열을 방열부로 전달하여 빠르게 분산시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열 반사시트 구조물의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 방열 반사시트 구조물을 구비한 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 도 1의 방열 반사시트 구조물에서 광원에 의해 열이 집중되는 입광영역을 나타낸 도면;
도 4는 도 1의 방열 반사시트 구조물에서 방열부를 통해 열이 전달 및 분산되는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 1의 방열 반사시트 구조물에서 백색반사부의 내부 구성을 나타낸 도면;
도 6은 도 5의 방열 반사시트 구조물에서 백색반사부가 가압되며 백점 불량이 발생하는 상태를 나타낸 도면;
도 7은 도 1의 방열 반사시트 구조물에서 별도의 열전달부를 더 포함한 상태를 나타낸 도면;
도 8 내지 도 11은 도 1의 방열 반사시트 구조물에서 접합부의 변형된 실시예를 나타낸 도면;
도 12는 도 1의 방열 반사시트 구조물에서 방열부의 변형된 실시예를 나타낸 도면;
도 13은 도 1의 방열 반사시트 구조물에서 방열부의 유무에 따른 위치별 측정온도를 나타낸 도면; 및
도 14는 도 13의 온도 측정 결과를 그래프로 나타낸 도면임.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 방열 반사시트 구조물은 LCD나 LED 패널 등의 평판 액정표시장치의 백라이트 유닛에 적용되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 허나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 광전달유닛 단독으로 사용될 수도 있으며, 또는 액정표시장치에 적용되는 것이 아닌 다른 기구에 적용되는 백라이트 유닛일 수도 있으며, 또는 조명기구 등 광의 특성 및 경로를 변화시키는 장치라면 어느 것에도 적용될 수도 있다.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구성에 대해 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열 반사시트 구조물의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 방열 반사시트 구조물을 구비한 백라이트 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 방열 반사시트 구조물에서 광원에 의해 열이 집중되는 입광영역을 나타낸 도면이다.
그리고 도 4는 도 1의 방열 반사시트 구조물에서 방열부를 통해 열이 전달 및 분산되는 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 1의 방열시트 구조물에서 백색반사부의 내부 구성을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 방열시트 구조물에서 백색반사부가 가압되며 백점 불량이 발생하는 상태를 나타낸 도면이이다.
일반적으로 액정표시장치를 구성함에 있어서, 액정패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU: Back Light Module)이 필수적으로 구비되어야 한다.
이와 같은 백라이트 유닛은 크게 광원(10), 도광부(200), 반사시트 구조물(100), 확산시트(300) 및 집광시트(400)를 포함합니다.
일반적으로 상기 광원(10)은 백라이트 유닛의 부피를 최소화 하기 위해 상기 도광부(200)의 측부에서 광을 발생시키며, 상기 도광부(200)로 광을 전달한다. 이러한 광원(10)으로는 LED(Light Emitting Diode) 및 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL) 등이 선택적으로 사용될 수 있다.
구체적으로 상기 광원(10)은 적어도 하나 이상으로 구성되어 복수 개로 구성될 수 있으며, 상기 도광부(200)의 측부를 향해 광을 발광한다.
상기 도광부(200)는 기 설정된 두께를 가지며, 평판 형태로 형성되어 측면을 통해 입광되는 광을 상부로 전달시킨다.
구체적으로 상기 도광부(200)로 입사된 광은 도광부(200) 내부에서 전반사를 일으키며 진행하여 상부로 전달된다. 이때, 상기 도광부(200)는 상기 광원(10)에서 전달된 광이 평판을 따라 이동하여 면광원 형태를 이루며 상부로 전달된다.
한편, 상기 확산시트(300)는 도광부(200)의 상부에 배치되어 광을 확산시키는 구성으로, 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나에 불균일한 형태로 패턴이 형성되어 광을 확산시킨다. 이때, 상기 확산시트(300)에 형성된 패턴은 불균일한 크기의 구형 돌기 형태로 형성되어 광을 확산시킨다.
즉, 상기 확산시트(300)는 상기 도광부(200)에 의해 상부로 전달되는 광을 고르게 분산시키도록 구성된다.
한편, 상기 집광시트(400)는 상기 확산시트(300)의 상부에 적층되거나 접합되는 형태로 배치되어 전달되는 광을 집광하여 상부로 이동시킨다. 여기서 상기 집광시트(400)는 단일한 형태의 역프리즘 시트 형태로 형성될 수도 있고, 복수 개가 적층되어 접합 된 정프리즘 시트 형태로 형성될 수도 있다.
그리고 이와 같이 구성된 상기 집광시트(400)는 상기 확산시트(300)를 투과하여 전달되는 광을 상부로 굴절시켜 집광한다.
본 실시예에서 상기 집광시트(400)는 복수 개의 정프리즘 형태로 구성된다.
이와 같이 상기 확산시트(300)는 상기 도광부(200)의 상부에서 광을 고르게 확산시키고, 상기 집광시트(400)는 확산된 광을 균일하게 집광시켜 휘도를 증가시킬 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 반사시트 구조물(100)은 상기 도광부(200)의 하부에 배치되어 투과되는 광을 상부로 반사함과 동시에 발생되는 열을 분산 및 냉각시키는 구성으로, 복수 개의 시트가 적층된 형태로 배치된다.
구체적으로 상기 반사시트 구조물(100)은 크게 백색반사부(110), 방열부(130) 및 접합부(120)를 포함한다.
상기 백색반사부(110)는 상기 도광부(200)의 하부에 적층되며, 상기 도광부(200)에서 전반사되지 못하고 투과되는 광을 상부로 반사시킨다.
구체적으로 상기 백색반사부(110)는 도 5와 같이 내부에 복수 개의 미세 공극이 포함된 형태로 적어도 하나 이상의 시트로 구성되어 상기 도광부(200)를 투과한 광을 상부로 반사시킨다.
이때, 상기 백색반사부(110)는 상기 미세 공극의 밀도에 따라 상부로 반사되는 광의 효율을 증가시키는 구조이다.
구체적으로, 상기 백색반사부(110)는 내부에 포함된 복수 개의 상기 미세 공극에 의해 광을 반사하며, 이는 상기 백색반사부(110)를 이루는 소재와 상기 미세 공극 사이의 굴절률 차이에 의해 발생된다. 상기 백색반사부(110)는 합성수지에 백색 안료를 반죽해 필름화한 것이나 합성수지를 내부에 상기 미세공극이 다수 생성되도록 필름화한 것 등을 이용할 수 있다.
여기서, 상기 백색반사부(110)의 소재는 합성수지로서는 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리초산비닐계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 셀룰로오스계 수지 등의 일반적인 합성수지를 이용할 수 있고 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지가 적합하게 이용될 수 있다.
이와 같이 구성된 상기 백색반사부(110)는 내부에 상기 미세 공극을 함유한 상태에서 시트 형태로 압출되어 형성된다.
본 실시예에서 상기 백색반사부(110)는 하나의 시트로 구성되어 있으나, 이와 달리 복수 개가 적층 형태로 배치될 수도 있다.
이와 같이 상기 백색반사부(110)는 상기 도광부(200)의 하부에 구비되어 상기 광원(10)에서 출사되는 광을 상부로 전달할 수 있도록 구성된다.
여기서, 상기 백색반사부(110)는 하면에 구비되어 상기 백색반사부(110) 내부에서 반사되지 못하고 통과하는 광을 상부로 반사시키는 반사코팅(112)이 더 포함될 수 있다.
상기 반사코팅(112)은 반사율이 높은 금속성 소재로 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 Ag로 구성될 수 있다.
이와 같이 상기 백색반사부(110)는 상술한 바와 같이 내부에 복수 개의 공극을 포함하여 광을 반사하도록 구성되어 있으며, 하면에는 상기 반사코팅(112)이 형성되어 광의 반사율을 증가시킬 수 있다.
본 실시예에서 상기 백색반사부(110) 상기 도광부(200)의 하부에서 상기 광원 방향으로 연장 형성되며, 상기 광원(10)이 상기 백색반사부(110)의 일측 상부에 배치되도록 구성된다.
한편, 상기 방열부(130)는 상기 백색반사부(110)의 하부에 구비되어 광원(10)으로부터 상기 백색반사부(110)에 전달된 열을 고르게 분산 및 냉각시킨다.
구체적으로 상기 방열부(130)는 시트형태로 구성되어 상기 백색반사부(110)의 하부에 적층되며, 상기 백색반사부(110)로부터 열을 전달받는다.
이때, 상기 백색반사부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 일측에 상기 광원(10)이 위치하기 때문에 광원(10)에서 인접한 영역과 상대적으로 인접하지 않은 영역의 온도 차이가 발생하게 된다. 특히 상기 광원(10)과 인접한 입광영역(A)의 경우 필연적으로 나머지 영역보다 상대적으로 높은 온도를 가지게 된다.
물론, 상기 백색반사부(110)는 상기 광원(10)으로부터 직접 열을 전달받을 수도 있으며, 이와 달리 상기 도광부(200)를 통해 전달 받을 수도 있다.
이와 같이 상기 상기 백색반사부(110)는 일부가 상기 광원(10)과 인접하게 배치되는 특성상 상기 입광영역(A)에 열이 집중될 수 밖에 없으며, 상기 백색반사부(110)를 이루는 소재는 열 전달이 원활하게 이루어지지 않아 상기 입광영역(A)의 온도가 집중적으로 상승하는 문제가 발생한다.
하지만, 본 발명은 상기 백색반사부(110)의 하면에 상기 방열부(130)가 구비되어 상기 백색반사부(110)의 입광영역(A)에 집중되는 열을 고르게 분산하여 온도 상승을 저감시킬 수 있다.
본 실시예에서 상기 방열부(130)는 상기 백색반사부(110)의 크기에 대응하여 형성되며, 상기 백색반사부(110)로부터 전달되는 열을 고르게 분산시킬 수 있도록 Al, Cu, Ag, Au 등의 열전도율이 높은 금속소재가 적용된다.
이와 같이 상기 방열부(130)는 상기 백색반사부(110)의 하부에 적층되며, 상기 광원에서 발생된 열이 상기 입광영역(A)에 집중되는 것을 분산시킨다.
이어서, 상기 접합부(120)는 상기 백색반사부(110)와 상기 방열부(130) 사이에 구비되어 상호 접합시킬 수 있도록 구성된다.
구체적으로 상기 접합부(120)는 상기 백색반사부(110)와 상기 방열부(130) 사이에 형성되어 일체로 경화될 수 있도록 구성되며, 상기 광원(10)에서 발생되는 열이 상기 방열부(130)로 전달되는데 방해되지 않도록 상기 접합부(120)의 두께는 매우 얇게 형성된다.
이러한 상기 접합부(120)는 5um 이하로 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 3um 이하로 형성될 수 있다. 추가적으로, 상기 접합부(120)는 열 전달이 가능한 소재로도 형성될 수 있으며, 이를 통해 상기 백색반사부(110)에 발생된 열을 상기 방열부(130)로 용이하게 전달할 수 있도록 구성된다.
구체적으로, 상기 접합부(120)는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 멜 리민 수지 및 폴리실리콘 수지 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되어 형성될 수 있다.
이때, 상기 접합부(120)는 완충 가능한 소재로 구성되어 외부로부터 발생된 압력이 상기 백색반사부(110)에 전달되는 것을 저감시키도록 구성되는 것이 바람직하다.
특히, 백색반사부(110)의 경우 외부 충격 또는 외력에 의해 내부에 포함된 상기 미세 공극이 눌림으로 인해 밝게 빛나는 백점 불량이 발생될 수 있다.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 백색반사부(110)에 외력이 작용하면, 외력을 받는 영역에 형성된 상기 미세 공극이 눌림으로 인해 내부 빛의 산란이 감소하게 되어 해당 영역이 밝게 빛나는 백점 불량이 발생하게 되며, 이는 반사율이 저감되는 문제점을 야기시킨다.
특히, 상기 백색반사부(110)에서 가장자리 부분이나 또는 사용자가 사용 시 디스플레이 패널을 가압하여 일정 수준 이상의 압력이 작용하는 경우, 백점 불량이 발생하여 상기 미세 공극은 복원되지 않아 기능을 상실하게 된다.
따라서, 본 발명과 같이 상기 접합부(120)에서 충격을 완충시켜줌으로써, 상기 백색반사부(110)의 백점 불량 발생을 억제시켜 반사율 저감을 방지한다.
또한, 상기 접합부(120)는 내부에 금속성 입자를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 금속성 입자를 통해 상기 백색반사부(110)에 발생된 열을 보다 안정적으로 상기 방열부(130)에 전달시킬 수 있다.
이와 같이 상기 접합부(120)는 상기 백색반사부(110)와 상기 방열부(130) 사이에서 상호 접합시키는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 상기 백색반사부(110)에 작용하는 충격을 완충시키고, 상기 방열부(130)로 열은 전달하도록 구성된다.
물론, 상기 접합부(120)는 상술한 바와 달리 단순히 상기 백색반사부(110)와 상기 방열부(130)를 접합시키는 역할만 수행할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 상기 반사시트 구조물(100)은 상술한 상기 백색반사부(110), 상기 방열부(130) 및 상기 접합부(120)뿐만 아니라 추가적으로 별도의 코팅부(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 코팅부(140)는 상기 방열부(130)의 하면에 형성되어 외부로부터의 간섭을 차단한다.
구체적으로 상기 코팅부(140)는 도시된 바와 같이 상기 방열부(130)의 하면에 코팅형태로 형성될 수 있으며, 취급에 의해 방열부(130)의 하면이 손상되거나 외부로부터 발생되는 물리적 간섭에 의해 상기 방열부(130)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 코팅부(140)는 UV경화성 소재로 구성되어 상기 방열부(130)의 하면에 코팅되며, 경화된 상태로 상기 방열부(130)의 손상을 방지하고 외관의 향상 역할을 한다.
본 실시예에서 상기 코팅부(140)는 상기 방열부(130)의 하면에 Black Ink를 이용하여 코팅되도록 구성되어 있으나, 이와 달리 반경화 상태로 형성하여 시트 형태로 상기 방열부(130)의 하면에 접합될 수도 있다.
이와 같이 상기 코팅부(140)가 상기 방열부(130)의 하면에 형성되어 물리적 간섭에 의한 파손을 방지함과 동시에 외관을 형성할 수 있다.
추가적으로 상기 코팅부(140)는 도면에 도시되지 않았지만 내부에 금속성 입자를 포함하여 상기 방열부(130)의 열을 외부로 전달하여 냉각시킬 수도 있다. 물론 상기 금속성 입자는 다양한 소재로 구성될 수 있으며, 열 전도율이 높은 소재로 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에 따른 반사시트 구조물(100)은 상기 도광부(200) 하부에 적층되며, 상기 도광부(200)를 투과해 전달되는 광을 상부로 전달함과 동시에 상기 광원(10)에 의해 발생된 열이 상기 입광영역(A)에 집중되는 것을 분산 및 냉각시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 반사시트 구조물(100)은 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 지속적으로 사용하더라도, 열에 의해 휘어짐이 발생하거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
특히 최근 디스플레이가 박형화 됨에 따라 디스플레이 부품이 얇아지며, 이에 따라 백라이트 유닛과 인접한 다른 부품 역시 영향을 받아 고열에 의한 불량이나 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있다
다음으로, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 반사시트 구조물(100)의 변형된 형태에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 7은 도 1의 방열 반사시트 구조물(100)에서 별도의 열전달부(150)를 더 포함한 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 도면을 살펴보면, 기본적인 구성은 상술한 반사시트 구조물(100)의 구성과 유사하지만 별도의 열전달부(150)를 더 포함한다.
상술한 바와 같이 상기 백색반사부(110)와 상기 방열부(130)는 상기 접합부(120)에 의해 적층 접합된 상태이며, 상기 백색반사부(110)에 발생된 열은 상기 방열부(130)로 전달된다.
여기서, 상기 열전달부(150)는 상기 방열부(130)의 측면에서 상하방향으로 연장 형성되어 일측이 상기 백색반사부(110)와 접하며, 상기 백색반사부(110)의 열을 상기 방열부(130)로 전달한다.
구체적으로 상기 열전달부(150)는 상술한 방열부(130)와 마찬가지로 열 전도율이 높은 소재로 구성될 수 있으며, 상기 방열부(130)의 측면에서 연장되어 상기 백색반사부(110)에 일측이 접하도록 구성된다.
이때, 상기 열전달부(150)는 상기 광원(10)과 인접한 방향의 측면에 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 입광영역(A)에 배치되어 상기 백색반사부(110)에 발생된 열을 상기 방열부(130)로 빠르게 전달할 수 있도록 구성된다.
본 실시예에서는 도시된 바와 같이 상기 백색반사부(110)의 일부가 상기 광원(10)의 하부에 배치되기 때문에 상기 열전달부(150)의 일측이 상기 방열부(130)의 측면에서 상부로 연장된 후 상기 광원(10)의 하부에 위치한 상기 백색반사부(110)의 일부 상면을 감싸도록 구성될 수 있다.
이에 따라 상기 광원(10)에서 발생되는 열의 일부가 상기 열전달부(150)로 직접 전달되어 상기 방열부(130)로 빠르게 전달 및 분산됨으로써 상기 입광영역(A)에서의 집중되는 열을 보다 효과적으로 분산 및 냉각시켜 온도 상승을 저감시킬 수 있다.
상기 열전달부(150)는 별도의 부재로 구성되어 상기 반사시트 구조물(100)의 일측 측면에 접합될 수도 있고, 이와 달리 경화성 소재로 구성되어 상기 반사시트 구조물(100)의 측면상에 도포되는 형태로 형성될 수도 있다.
이와 같이 상기 열전달부(150)는 상기 백색반사부(110)와 상기 방열부(130) 사이에 위치한 상기 접합부(120)에 의해 간섭 받지 않고, 직접 상기 광원(10)에서 상기 입광영역(A)에 전달되는 열의 일부를 직접 상기 방열부(130)로 전달할 수 있다.
다음으로, 도 8 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 상기 접합부(120)의 변형된 형태에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 8을 살펴보면 본 실시예에서 상기 접합부(120)는 상술한 바와 달리 평판 형태가 아니라 상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나에 기 설정된 구조화패턴(122)을 가지며 일부가 돌출 형성된다.
구체적으로 상기 접합부(120)는 상기 구조화패턴(122)을 가지며 돌출 형성되어 상기 방열부(130)와 상기 백색반사부(110) 사이에 구비됨으로써, 공간을 형성하여 공기와의 접촉에 의한 상기 백색반사부(110)의 냉각을 수행할 수 있도록 한다.
특히, 백색반사부(110)는 상기 광원(10)에서부터 전달되는 열을 직접적으로 전달받기 때문에 상기 방열부(130)로 열을 전달하여 고르게 분산시킨다 하더라도 전체적인 온도가 상승하게 된다.
이에 따라 상기 접합부(120)에 의해 공간을 형성함으로써 공기와의 접촉을 통해 냉각시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 접합부(120)에 상기 구조화패턴(122)이 형성됨으로써 상기 백색반사부(110)에 외력이 작용하는 것을 완충시킬 수 있다. 특히, 상기 백색반사부(110)는 외력에 민감한 특징을 가지고 있으며, 외력이 작용하더라도 상기 구조화패턴(122)에 의해 형성된 공간을 통해 충격이 완충되어 백점 불량이 발생되는 것을 저감시킬 수 있다.
본 실시예에서 상기 구조화패턴(122)은 상기 접합부(120)의 하면에 복수 개가 돌출된 형태로 형성된다.
이때, 상기 입광영역(A)에 형성된 상기 구조화패턴(122)간의 이격거리와 상기 입광영역(A)의 반대편에 형성된 상기 구조화패턴(122)간의 이격거리가 상이하게 형성된다.
즉, 상기 접합부(120)는 상기 백색반사부(110)와 상기 방열부(130) 사이에서 돌출 형성된 상기 구조화패턴(122)의 분포가 상기 입광영역(A)과 반대편이 서로 상이하도록 구성된다.
구체적으로, 도 8을 참조하여 살펴보면 상기 접합부(120)는 상기 입광영역(A)에 형성된 상기 구조화패턴(122)간의 이격거리가 상기 입광영역(A)의 반대편에 형성된 상기 구조화패턴(122)간의 이격 거리보다 상대적으로 가깝게 분포된다.
이는 상기 접합부(120) 내부에 금속성입자가 포함되어 있으며, 이에 따라 상기 입광영역(A)에 배치된 상기 구조화패턴(122)의 분포를 증가시킴으로써, 상기 입광영역(A)으로 집중되는 열을 빠르게 상기 방열부(130)로 전달할 수 있다.
즉, 상기 접합부(120)에 금속성입자가 포함되는 경우 상기 입광영역(A)에 배치된 상기 구조화패턴(122)의 돌출된 개수를 증가시킴으로써 상기 방열부(130)와의 접촉면적을 증가시켜 열전도율을 증가시킬 수 있도록 구성된다.
이에 반하여 상기 입광영역(A)의 반대편은 상기 입광영역(A)에 비해 상대적으로 열의 집중도가 낮으므로 공기와의 접촉을 통해 냉각효과를 볼 수 있도록 한다.
한편, 도 9를 살펴보면, 상기 접합부(120)에 금속성입자기 포함되지 않은 상태이다.
여기서도 상기 접합부(120)는 복수 개의 상기 구조화패턴(122)이 형성되어 있으나, 상술한 바와 달리 상기 입광영역(A)에 배치된 상기 구조화패턴(122)간의 이격거리가 상기 입광영역(A) 반대편에 배치된 상기 구조화패턴(122)간의 이격 거리보다 상대적으로 멀게 배치된다.
이는 상기 접합부(120)에 금속성입자가 포함되어 있지 않기 때문에 상기 입광영역(A)에 집중된 열을 전도만으로는 모두 방열부(130)로 전달하여 냉각하기 어렵기 때문에 공기와의 접촉면적을 증가시키기 위함이다.
따라서, 상기 접합부(120)에 금속성 입자가 포함되지 않는 경우에는 상기 입광영역(A)에서 상기 구조화패턴(122)의 분포가 상기 입광영역(A)의 반대편보다 상대적으로 적게 배치된다.
이에 따라 본 발명에 따른 상기 접합부(120)에 상기 구조화패턴(122)이 형성되고, 금속성입자의 유무에 대응하여 상기 구조화패턴(122)의 분포가 상기 입광영역(A)과 반대편 영역간에 차이가 발생하도록 배치함으로써, 상기 입광영역(A)으로 집중되는 열을 빠르게 상기 방열부(130)로 전달하거나 공기와의 접촉을 통해 냉각시킬 수 있다.
본 실시예에서 상기 구조화패턴(122)은 상기 접합부(120)의 하면에 돌출 형성되도록 구성되어 있으나, 이와 달리 상기 구조화패턴(122)은 상기 접합부(120)의 상면 또는 상 하면에 모두 형성될 수도 있다.
이와 같이 상기 접합부(120)는 상기 구조화패턴(122)을 가지며, 상기 백색반사부(110)와 상기 방열부(130)를 접합시키도록 구성됨으로써, 상기 백색반사부(110)에 외력이 전달되는 것을 완충시킴과 동시에 공기와의 접촉을 통해 냉각효과를 증가시킬 수 있다.
한편, 도 10 및 도 11을 살펴보면 상술한 바와 달리 상기 접합부(120)가 시트 형태로 형성되는 것이 아니라 상기 접합부(120) 자체가 복수 개로 구성되어 상기 백색반사부(110)와 상기 방열부(130) 사이에서 각각 이격되어 배치될 수도 있다.
구체적으로 상기 접합부(120)가 복수 개로 구성되어 상기 방열부(130)와 상기 백색반사부(110) 사이에서 일부 영역에만 분포됨으로써 공기가 유동할 수 있는 유로를 형성하여 상기 방열부(130)와 상기 백색반사부(110)를 냉각시킬 수 있다.
도10을 살펴보면, 상기 접합부(120) 내부에 금속성 입자가 포함된 구성으로 상기 입광영역(A)에서 상기 접합부(120)의 상호 이격거리가, 상기 입광영역(A)의 반대편에서 상기 접합부(120)의 상호 이격 거리보다 상대적으로 가깝게 형성된다.
즉, 상기 입광영역(A)에서 상기 접합부(120)의 분포가 상기 입광영역(A)의 반대편보다 상대적으로 많게 배치된다.
이는 상기 접합부(120)에 금속성 입자가 포함되어 있기 때문에 상기 입광영역(A)에 집중된 열을 전도하여 상기 방열부(130)로 빠르게 전달하기 위함이다.
그리고 도 11에 도시된 바와 같이 상기 접합부(120)에 상기 금속성입자가 포함되지 않는 경우에는 이와 반대로 상기 입광영역(A)에의 분포가 상기 입광영역(A)의 반대편보다 상대적으로 적게 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 접합부(120)가 복수 개로 구성되어 상호 이격 배치됨으로써 상기 백색반사부(110)가 공기와 접촉하여 냉각될 수 있도록 한다.
다음으로, 도 12를 참조하여 상기 방열부(130)의 변형된 형태에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 12는 도 1의 방열 반사시트 구조물(100)에서 방열부(130)의 변형된 실시예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 상기 방열부(130)는 하면이 평판형태가 아니라 일정한 패턴이 형성될 수 있다.
구체적으로 상기 방열부(130)는 상기 백색반사부(110) 또는 상기 열전달부(150)에서 전달받은 열을 고르게 분산시킬 뿐만 아니라 외부와의 접촉면을 통해 열을 배출하도록 구성된다.
이때, 도시된 바와 같이 상기 방열부(130)의 하면에 기 설정된 패턴이 형성됨으로써 평면 형태일 때 보다 공기와 접하면 표면적이 증가하게 되고, 이에 따라 방열부(130)의 냉각 효율 역시 증가하게 된다.
여기서, 상기 기 설정된 패턴은 상기 방열부(130)의 표면적 증가를 위해 하면의 적어도 일부에는 패턴이 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 방열부(130)의 방열효과를 증가시킬 수 있다.
본 실시예에서 상기 방열부(130)는 하면에 삼각 형태로 양각 패턴이 형성되어 있으나, 이와 달리 타원이나 구, 다각형 등의 양각 패턴 또는 음각 패턴으로 형성되어 공기와의 접촉면적을 증가시킬 수 있다.
이와 같이 상기 방열부(130)의 하면에 상기 기 설정된 패턴이 형성됨으로써, 상기 방열부(130)의 표면적이 증가하게 되고, 이에 따라 상기 방열부(130)에 의한 열 배출 효율이 증가한다.
또한, 상기 방열부(130)의 하면에 상기 코팅부(140)가 구비되는 경우 상기 코팅부(140) 역시 상기 방열부(130)의 하면 형상에 대응하는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에 따른 반사시트 구조물(100)은 단순히 도광부(200) 하부에서 광을 반사시켜 상부로 전달할 뿐만 아니라 상기 방열부(130)를 구비하여 상기 백색반사부(110)의 상기 입광영역(A)에 집중되는 열을 고르게 분산 및 냉각시킬 수 있다.
이어서, 도 13 및 도 14를 참조하여 본 발명에 따른 반사시트 구조물(100)의 방열부(130) 유무에 따라 온도 변화를 살펴보면 다음과 같다.
도 13은 도 1의 방열 반사시트 구조물(100)에서 방열부(130)의 유무에 따른 위치별 측정온도를 나타낸 도면이고, 도 14는 도 13의 온도 측정 결과를 그래프로 나타낸 도면이다.
먼저 도 13의 (a)를 살펴보면 도광부(200)의 하부에 반사시트 구조물(100)을 적층하고, 내부에 상기 방열부(130)를 포함하지 않은 상태에서 온도를 측정한 도면이다.
이때, 온도는 별도의 열화상카메라를 상기 반사시트 구조물(100) 하부에서 45도 각도로 촬영한 상태이다.
본 실험은 도광부(200)의 하부에 반사시트 구조물(100)을 적층하고 5분 Aging 시간을 거친 후 열화상 카메라를 통해 온도를 측정한 결과이다. 측정 조건은 아래와 같다
- 광원: LED(3.8㎜ x 1.0㎜ x 800㎛) x 12ea, 서울반도체 SWDB05V
- 광원의 점등 조건: 18V, 0.04A
- 도광부의 크기: 63.5㎜ x 115㎜ x 400㎛
- 반사시트 구조물 크기: 65㎜ x 117.9㎜ x 80㎛
- 열화상 카메라: FLIR
도시된 바와 같이 도 13의 (a)를 살펴보면 상기 반사시트 구조물(100)의 온도를 위치 별로 P1~P5로 나누어 각각 온도를 측정 하였으며, P1지점이 상기 광원(10)에서 가장 인접한 상기 입광영역(A)에 해당하여 가장 높은 온도로 측정되는 것을 알 수 있다.
그리고 도 13의 (b)를 살펴보면, 도 13의 (a)와 동일한 조건에서 측정한 실험 결과이나 도 4와 같이 상기 반사시트 구조물(100)에 상기 방열부(130)가 추가되어 상기 광원(10)에서 발생되는 열을 분산시키는 구조에서의 측정한 온도를 나타내고 있다.
여기서 도 13의 (b)를 살펴보면, 상기 입광영역(A)에서 가장 높은 온도를 나타내며 멀어질수록 온도가 낮아지는 것을 알 수 있다.
이때, 도 13의 (a)와 도 13의 (b)에서 각각 P1지점의 온도를 살펴보면 상기 방열부(130)를 포함하지 않은 도 13의 (a)에서 온도가 더 높은 것을 알 수 있다.
이는 상기 반사시트 구조물(100)에서 상기 방열부(130)가 존재하지 않는 경우 상기 입광영역(A)에 열이 집중되어 열의 분산이 이루어지지 않음을 알 수 있다.
보다 상세하게 살펴보면, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 반사시트 구조물(100)에서 상기 방열부(130)가 존재하지 않는 경우 P1~P5에 이르는 지점의 온도 변화를 나타낸 L1 그래프와, 상기 방열부(130)가 존재하는 경우 P1~P5에 이르는 지점의 온도변화를 나타낸 L2 그래프가 도시되어 있다.
이때, L1 그래프의 경우 상기 입광영역(A)에서는 L2 그래프보다 높은 온도를 나타내고 있으며, 나머지 영역에서는 L2 그래프보다 낮은 온도를 나타내고 있다.
이는, L1 그래프에서 상기 입광영역(A)에 열이 집중되어 고르게 주변으로 분산되지 않았기 때문이며, 이에 따라 상기 방열부(130)의 유무에 따른 온도 변화 차이를 알 수 있다.
이와 같이 상기 방열부(130)의 유무에 따라 상기 입광영역(A)에서 열이 집중되는 차이가 발생하며, 이에 따라 고온이 발생하여 백라이트 유닛 주변에 배치된 다른 부품들도 함께 온도 상승으로 인해서 파손되는 문제를 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 광원
100: 반사시트 구조물
110: 백색반사부
120: 접합부
130: 방열부
140: 코팅부
150: 열전달부
200: 도광부
300: 확산시트
400: 집광시트
A: 입광영역

Claims (19)

  1. 내부에 복수 개의 미세 공극을 포함하며 도광부의 하부에 구비되고 상기 도광부로부터 전달되는 광을 상부로 반사시키는 백색반사부;
    상기 백색반사부 하부에 구비되며 상기 도광부의 일측에 배치된 광원에서 발생되는 열을 전달받아 분산시키는 방열부; 및
    상기 백색반사부와 상기 방열부 사이에 형성되어 일체화되도록 접합시키는 접합부;를 포함하며,
    상기 접합부는,
    복수 개로 구성되어 상기 방열부와 상기 백색반사부 사이에서 각각이 이격되어 배치되고, 상기 광원과 인접한 입광영역에서의 상호간 이격거리와 상기 입광영역 반대편에서의 상호간 이격거리가 서로 상이하게 구성되며,
    상기 방열부는 상기 백색반사부의 상기 입광영역에 집중되는 열을 분산시킴으로써, 열이 집중되는 것을 저감시키는 방열 반사시트 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열부는,
    열 전달이 가능한 금속성 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 방열 반사시트 구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열부의 측면에서 상하로 연장 형성되어 일측이 상기 백색반사부와 접하며 상기 백색반사부의 열을 상기 방열부로 전달하는 열전달부를 더 포함하는 방열 반사시트 구조물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열전달부는,
    일측 끝단부가 상기 입광영역에 배치되어 상기 광원에서 발생되는 열을 상기 방열부로 전달하는 방열 반사시트 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는,
    완충 가능한 소재로 구성되어 외부에서 발생된 압력이 상기 백색반사부에 전달되는 것을 저감시키는 방열 반사시트 구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는,
    내부에 금속성 입자를 포함하여 상기 백색반사부에 집중되는 열을 상기 방열부로 전달하는 방열 반사시트 구조물.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는,
    에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 멜 리민 수지 및 폴리실리콘 수지 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되어 형성되는 방열 반사시트 구조물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 방열부의 하면에 형성되어 외부로부터의 간섭을 차단하는 코팅부를 더 포함하는 방열 반사시트 구조물.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 코팅부는,
    내부에 금속성 입자를 포함하여 상기 방열부의 열을 외부로 방출하는 방열 반사시트 구조물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 백색반사부는,
    하부에 구비되어 상기 백색반사부를 통과한 광을 상부로 반사시키는 반사코팅을 더 포함하는 방열 반사시트 구조물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 백색반사부는,
    내부에 미세 공극이 포함된 복수 개의 시트가 적층 되어 구성되는 것을 특징으로 하는 방열 반사시트 구조물.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 방열부는,
    하면이 기설정된 패턴으로 형성되어 상기 방열부의 표면적을 증가시키는 것을 특징으로 하는 방열 반사시트 구조물.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기설정된 패턴은,
    양각 패턴 또는 음각 패턴 중 적어도 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 방열 반사시트 구조물.
  18. 내부에 복수 개의 미세 공극을 포함하며 도광부의 하부에 구비되고 상기 도광부로부터 전달되는 광을 상부로 반사시키는 백색반사부;
    상기 백색반사부 하부에 구비되며 상기 도광부의 일측에 배치된 광원에서 발생되는 열을 전달받아 분산시키는 방열부; 및
    상기 백색반사부와 상기 방열부 사이에 형성되어 일체화되도록 접합시키는 접합부;를 포함하며,
    상기 접합부는,
    상면 또는 하면 중 적어도 어느 하나에 기 설정된 구조화패턴을 가지며 일부가 돌출 형성되고, 상기 광원과 인접한 입광영역에 형성된 상기 구조화패턴간의 이격거리와 상기 입광영역의 반대편에 형성된 상기 구조화패턴간의 이격거리가 서로 상이하게 구성되며,
    상기 방열부는 상기 백색반사부의 상기 입광영역에 집중되는 열을 분산시킴으로써, 열이 집중되는 것을 저감시키는 방열 반사시트 구조물.
  19. 제1항 내지 제6항, 제11항 내지 제18항 중 어느 한 항의 방열 반사시트 구조물이 구비된 백라이트 유닛.
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