KR200424281Y1 - Ｌｅｄ를 이용한 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

개시된 내용은 LED를 이용한 백라이트유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도광판에 다수 형성된 수용부의 내측벽면을 향해 LED가 발광하게 함으로써 소형은 물론 대형의 액정디스플레이에 적용이 가능하고, 광출력 평면 균일도가 향상되며 국부적인 발열문제를 개선하는 LED를 이용한 백라이트유닛에 관한 것이다.
이러한 LED를 이용한 백라이트유닛는 LED를 이용한 백라이트유닛에 있어서, 판면에 수용부들을 소정간격 이격되게 다수 형성한 도광판; 및, 상기 도광판의 하부에서 수용부로 각각 삽입되는 LED가 수용부의 내측벽면을 향해 발광하도록 고정된 회로기판을 포함하여 달성된다.
액정디스플레이, 백라이트, LED, 도광판, 회로기판,

Description

ＬＥＤ를 이용한 백라이트 유닛{Backlight unit using ＬＥＤ as lightsource}
도 1a, 1b는 종래 액정디스플레이용 백라이트의 단면도,
도 2는 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 사시도,
도 3은 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 분해사시도,
도 4는 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 단면도,
도 5는 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 평면도,
도 6은 본 고안의 도광판의 다른 실시예를 나타내는 평면도이며,
도 7은 본 고안의 도광판의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110:도광판, 112:수용부, 114:광학패턴,
120:회로기판, 122:LED, 124:반사판,
본 고안은 도광판에 다수 형성된 수용부의 내측벽면을 향해 LED가 발광하게 함으로써 소형은 물론 대형의 액정디스플레이에 적용이 가능하고, 광출력 평면 균 일도가 향상되며 국부적인 발열문제를 개선하는 LED를 이용한 백라이트유닛에 관한 것이다.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화 되면서 성능이 더욱 향상된 평판표시 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
이러한 평판 표시 장치 중에서 근래에 각광받고 있는 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD)는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(cathode ray tube; CRT)의 단점을 극복 할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.
액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.
액정 표시 장치에서의 액정 표시 패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정 표시 패널 하부에서 액정 표시 패널에 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 구비하고 있다. 백라이트 유닛은 램프, 도광판, 반사 시트 및 광학 시트류 등을 포함한다. 램프는 비교적 발열량이 적으며 자연광에 가까운 백색광을 발생시키고 수명이 긴 냉음극선관 방식 램프나 색재현성이 좋고 저전력이 소비되는 발광 다이오드(light emitting diode, 이하 LED라 함)를 이용한 LED 방식 램프를 사용한다. 종래에는 냉음극선관 방식의 램프를 사용하였으나, LED 방식 램프가 색재현성이 좋으며, 소비전력도 적게 든다는 장점을 가지고 있어서 LED 방식 램프 제품이 사용되기 시작하였다.
이러한 LED 방식의 램프가 액정 표시 패널에 빛을 제공하는 위치에 따라서 에지(edge)형과 직하형으로 나뉘어 진다. 에지형은 도 1a에서 도시하는 바와 같이 액정 표시 패널의 후방에 배치된 도광판(10)의 측면에 LED(20)가 위치하여 도광파판(10)의 측면에서 빛을 제공하는 방식이며, 직하형은 도 1b에서 도시하는 바와 같이 확산판(30)의 뒷면에 LED(20)가 위치하여 뒤에서 빛을 제공하는 방식이다.
에지형은 패널의 일 측면에서만 빛을 제공하기 때문에 액정 패널이 커지면 커질수록 빛이 일 측에 편중되는 문제가 발생하게 되어, 액정 패널의 크기가 점차 거대화되는 추세에 따라 에지형보다는 직하형 방식이 앞으로 더 많이 사용될 것이며, 이에 따라 직하형에 대한 개발이 활발하다.
그런데 LED가 발하는 빛은 직진성이 강해 LED 정면 방향으로 집중하는 경향이 있다. 따라서 빛이 액정 표시 패널의 전체로 고르게 분산되지 못하고 LED의 정면 부분이 더 밝고 정면에서 멀어질수록 어두워지는 문제점이 있다.
강한 휘도를 나타내는 부분을 줄이기 위하여 종래에는 직하형 백라이트 유닛의 두께를 두껍게 형성하거나 LED 렌즈의 상부에 정확하게 정렬된 반사판을 사용하였다. 반사판을 사용한 경우 LED 백라이트 유닛의 두께는 50mm 수준으로 감소되었다.
현재 냉음극선관 방식의 램프를 이용하여 32인치의 직하형 백라이트 유닛을 형성하는 경우 그 두께는 35mm 정도인 반면에, LED를 이용한 32인치의 직하형 백라이트 유닛의 두께는 50mm 정도로 매우 두껍다. 이러한 두께는 액정의 크기가 커질수록 커지며, 현재 LED를 이용하여 46인치 직하형 백라이트 유닛을 형성한 경우 그 두께는 70mm 정도가 되어 LED를 이용한 직하형 백라이트 유닛을 형성함에 있어서, 그 두께를 줄이는 것은 큰 과제이다.
또한 수백개의 LED 렌즈의 상부이며, 도광판의 하부면에 상부 반사판을 붙이는 공정이 어려워서 공정 시간 및 원가가 증가되고, 위치가 어긋나거나 LED 렌즈와 상부 반사판의 간격이 변할 수 있어서 휘도나 색 균일도가 민감하게 변하게 되는 단점도 있다.
본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛는 상기의 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로 소형은 물론 대형의 액정디스플레이에 적용이 가능하고, 광출력 평면 균일도가 향상되며 국부적인 발열문제를 개선하는 LED를 이용한 백라이트유닛를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 도광판상에 다수 배치되어 광이 멀리까지 진행하지 않아도 되므로 도광판의 두께를 줄일 수 있는 LED를 이용한 백라이트유닛를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛는 회로기판의 상면에 반사판을 형성하여 공정을 간소화 시키고 광출력을 개선하는 LED를 이용한 백라이트유닛를 제 공하는 데에도 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛는 LED를 이용한 백라이트유닛에 있어서, 판면에 수용부들을 소정간격 이격되게 다수 형성한 도광판; 및, 상기 도광판의 하부에서 수용부로 각각 삽입되는 LED가 수용부의 내측벽면을 향해 발광하도록 고정된 회로기판;을 포함하는 LED를 이용한 백라이트유닛를 제공함으로써 달성된다.
여기서, 상기 LED는 도광판의 수용부내에서 여러방향으로 각각 발광하도록 다수개 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회로기판은 상면에 고반사의 반사판을 형성하는 것이 바람직하다.
본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 상기 도광판은 저면에 출력광의 조절을 위한 광학패턴을 형성하는 것이 바람직하다.
본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 상기 수용부는 소정깊이를 갖는 수용홈인 것도 바람직할 것이다.
이하, 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
첨부도면중 도 2는 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 사시도이고, 도 3은 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 분해사시도이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 고안 액정디스플레이 LED 백라이트는 크게 도광판(110)과 LED(122)가 고정되는 회로기판(120)으로 구성된다.
상기 도광판(110)은 판면에 사각의 수용부(112)를 소정간격 이격되게 다수 형성하고, 저면에 광학패턴(114)을 형성한다.
상기 회로기판(120)은 상기 도광판(110)의 하부에 배치되는 것으로, 상기 도광판(110)의 수용부(112)로 삽입되는 LED(122)가 수용부(112)의 내측벽면을 향해 발광하도록 각각 고정되며, 상면에는 도광판(110)의 하부로 누광되는 빛을 다시 상측으로 반사시키는 반사판(124)을 형성한다.
이하, 상기의 구조를 갖는 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 결합 및 작용을 설명한다.
첨부도면중 도 4는 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 단면도이고, 도 5는 본 고안 LED를 이용한 백라이트유닛의 평면도이다.
먼저, 도 4에서 도시하는 바와 같이 판면을 관통하는 사각의 수용부(112)가 소정간격으로 다수 형성된 도광판(110)의 하부로 회로기판(120)이 배치되면서 회로기판(120)상에 고정된 LED(122)가 각각의 수용부(112)로 삽입된다.
이때, 상기의 각 LED(122)는 도광판(110)상에 다수 형성된 수용부(112)의 내측벽면을 향하도록 회로기판(120)상에 고정되어 있으므로 전원의 공급시 수용부(112)의 내측벽면을 향해 발광하게 된다.
즉, 도광판(110)상에 다수 형성된 사각의 수용부(112) 내측벽면을 향해 각각 설치된 LED(122)들이 발광하면, 수용부(112)의 내측벽면으로 입사된 빛이 광원을 중심으로 확산하게 되는데, 이러한 각각의 빛들중 도광판(110)의 바닥면을 향하는 빛은 도광판(110) 저면에 형성된 광학패턴(114)에 반사되어 상측방향으로 반사되며, 도광판(110)을 관통한 빛은 회로기판(120)의 상면에 형성된 반사판(124)에 의해 다시 도광판(110)의 상측으로 반사된다.
이처럼 도광판(110)의 상측으로 굴절/반사되는 빛들은 확산판(D)을 통해 확산/혼합되어 균일한 평면광을 이루게 되며, 일정한 각도로 액정디스플레이(L)를 향해 공급된다.
본 고안은 상기와 같이 도광판(110)상에 형성된 사각 수용부(112)의 각각의 내측벽면을 향해 LED(122)가 다수개 설치되어 발광하고, 이러한 수용부(112)들이 도광판(110)상에 일정간격 이격되게 다수 형성되므로 광이 멀리까지 진행하지 않아도 되기 때문에 도광판(110)의 두께를 줄일 수 있게 되며, 이로인해 초대형 액정디스플레이의 조명장치를 구성할 수 있는 특징을 갖는다.
한편, 도 5는 도광판(110)의 평면을 나타낸 것으로 판면에 사각 수용부(112)들이 일정간격 이격되게 다수 형성되어 있으며, 이러한 각 수용부(112)의 내측으로 수용부의 내측벽면을 향하는 다수개의 LED(122)가 각각 배치되어 있다.
이러한 LED(122)들로부터 각각 빛이 발광하게 되면 점선으로 표시한 것과 같이 도광판(110)의 전체로 빛들이 확산하게 되므로, 액정디스플레이의 크기에 관계없이 전체 면적에서 균등한 조명을 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 도광판(110)을 얇게 형성할 수 있는 구조적 특징을 갖게 된다.
상기의 실시예에서는 도광판(110)상에 사각형의 수용부(112)가 등간격으로 형성된 것을 예로 들어 설명하였으나, 도 6과 같이 도광판(110)상에 등간격으로 원 형의 수용부(112')를 형성하고, 이 수용부(112')내로 다수의 LED를 수용부(112') 내측벽면을 향해 다양한 각도로 조명하도록 다수개 배치할 수도 있을 것이다.
한편, 상술한 바와 같은 수용부(112)는 LED(122)를 수용하기 위한 것으로 상기 실시예에서 도광판(110)의 수용부(112)가 관통된 통공으로 이루어진 것으로 설명하였으나, 이러한 수용부(112) 대신 도 7에서와 같이 도광판(110)의 저면에 소정깊이를 갖는 수용홈으로 수용부(112')를 형성할 수 있으며, 이러한 수용부(112') 역시 사각 또는 원형등의 다양한 형상을 갖게 할 수도 있다. 그리고, 이러한 경우에도 수용부(112')의 내측벽면을 향해 다수의 LED(122)들이 배치되게 하면 상기한 실시예와 동일한 효과를 가질 수 있게 된다.
상기한 바와 같은 본 고안 액정디스플레이 LED 백라이트는 소형은 물론 대형의 액정디스플레이에 적용이 가능하고, 광출력 평면 균일도가 향상되며 국부적인 발열문제를 개선하는 효과를 갖는다.
또한, 도광판상에 다수 배치되어 광이 멀리까지 진행하지 않아도 되므로 도광판의 두께를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 회로기판의 상면에 반사판을 형성하여 공정을 간소화 시키고 광출력을 개선하는 효과도 갖는다.

Claims (5)

  1. LED를 이용한 백라이트유닛에 있어서,
    판면에 수용부들을 소정간격 이격되게 다수 형성한 도광판; 및,
    상기 도광판의 하부에서 수용부로 각각 삽입되는 LED가 수용부의 내측벽면을 향해 발광하도록 고정된 회로기판을 포함하는 LED를 이용한 백라이트유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 LED는 도광판의 수용부내에서 여러방향으로 각각 발광하도록 다수개 형성하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 백라이트유닛.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 회로기판은 상면에 고반사의 반사판을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 백라이트유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 도광판은 저면에 출력광의 조절을 위한 광학패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 백라이트유닛.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수용부는 도광판을 관통하는 통공 또는 소정깊이를 갖는 수용홈중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 백라이트유닛.
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