KR200469840Y1 - 백라이트 모듈 및 액정 디스플레이용 광원 소자 - Google Patents

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Abstract

백라이트 모듈용으로 적합한 광원 소자가 기재되어 있다. 상기 광원 소자는 히트 싱크 및 라이트 바를 포함하는데, 상기 라이트 바는 기판, 및 적어도 하나의 스트립을 포함하는 기판 상에 전기적으로 배치된 다수의 발광 다이오드를 구비한다. 제작 시에, 먼저 라이트 바가 제공되며, 이후에 기판의 스트립이 히트 싱크의 홀에 꽂혀지며, 기판의 한쪽 측면이, 라이트 바의 기판 및 히트 싱크가 단단히 결합되도록 히트 싱크의 표면에 부착된다. 이에 따라, 발광 다이오드의 방열 효율이 증가될 수 있으며, 히트 싱크로부터의 기판의 분리가 발광 다이오드에 의해 발생된 열에 의해 야기된 기판의 열 팽창에 의해 방지된다.

Description

백라이트 모듈 및 액정 디스플레이용 광원 소자 {LIGHT SOURCE DEVICE FOR BACKLIGHT MODULE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 고안은 백라이트 모듈 및 액정 디스플레이용 광원 소자, 보다 특히 광원으로서 복수의 발광 다이오드를 구비한 광원 소자, 및 이를 구비한 광 모듈 및 액정 디스플레이에 관한 것이다.
낮은 전력 소비, 광범위한 색재현율, 조정가능한 색도, 짧은 반응 시간, 및 녹색 환경 보호와 같은 발광 다이오드(LED)의 여러 장점들로 인하여, LED는 액정 디스플레이의 백라이트 모듈에서 백라이트 모듈의 광원으로서 널리 사용되고 있다. 이에 따라, 액정 디스플레이의 색도는 LED의 성질로 인해 대부분 개선된다.
백라이트 모듈에서의 LED의 배치에 따라, 두 가지 타입의 백라이트 모듈이 존재한다: "직하형(direct type)" 및 "에지형(edge type)". "에지형"의 백라이트 모듈에서 사용되는 LED가 보다 적기 때문에, 백라이트 모듈에서 충분한 휘도를 제공하기 위해 고출력 LED가 이용되어야 한다. "에지형"의 백라이트 모듈은 일반적으로 도광판, 광학 필름, 히트 싱크(heat sink), 및 발광 다이오드를 포함한 LED 라이트 바(LED light bar)를 포함한다. 통상적인 백라이트 모듈에서, LED 라이트 바는 스크류 및 볼트와 같은 파스너(fastener)에 의해 히트 싱크에 결합되어 있으며, 이에 따라 작동 동안에 발광 다이오드에 의해 발생된 열이 히트 싱크로 전도될 수 있으며, 이후에 LED 라이트 바의 온도가 낮아질 수 있다.
그러나, 히트 싱크에 결합된 LED 라이트 바는 열팽창으로 인하여 구부러질 것이며, 이에 따라 이들 사이에 갭(gap)이 형성된다. 이에 따라, LED 라이트 바는 단지 LED 라이트 바와 히트 싱크 둘 모두가 파스너에 의해 서로 접촉되어 있는 곳에서 열을 히트 싱크로 전도시킬 수 있다. LED 라이트 바와 히트 싱크 간에 접촉이 존재하지 않는 위치에 대하여, 열은 단지 공기를 통해 라이트 바에서 히트 싱크로 전도될 수 있다. 그 결과, LED 라이트 바의 온도는 효율적으로 낮아질 수 없으며, 이에 의해 LED의 광 감쇠 효과를 초래한다. LED의 발광 효율 및 수명 주기가 부정적으로 떨어질 것이다.
본 고안은 히트 싱크 및 라이트 바를 포함한 광원 소자를 기술한다. 상기 히트 싱크는 서로 마주하는 상부 표면 및 하부 표면, 및 히트 싱크를 통해 상부 표면에서 하부 표면으로 관통하는 홀을 구비한다. 상기 라이트 바는 기판, 및 기판 상에 전기적으로 배치된 복수의 발광 다이오드를 포함하는데, 여기서 기판의 한쪽 측면은 도전부를 포함한 스트립을 포함하며, 상기 도전부는, 기판의 한쪽 측면이 히트 싱크의 상부 표면에 부착되도록 홀에 꽂혀지게 구성된다.
본 고안은 또한 광원 소자 및 도광판을 구비한 백라이트 모듈을 기술한다. 상기 광원 소자는 히트 싱크 및 라이트 바를 포함한다. 상기 히트 싱크는 서로 마주하는 상부 표면 및 하부 표면, 및 히트 싱크를 통해 상부 표면에서 하부 표면으로 관통하는 홀을 갖는다. 상기 라이트 바는 기판, 및 기판 상에 전기적으로 배치된 복수의 발광 다이오드를 포함하는데, 여기서 기판의 한쪽 측면은 도전부를 포함한 스트립을 포함하며, 상기 도전부는 기판의 한쪽 측면이 히트 싱크의 상부 표면에 부착되도록 홀에 꽂혀지게 구성된다. 상기 도광판은 발광 다이오드로 향하는 광입사 표면을 갖는다.
본 고안은 또한 백라이트 모듈 및 액정 디스플레이 패널 모듈을 구비한 액정 디스플레이를 기술한다. 상기 백라이트 모듈은 적어도 도광판 및 광원 소자를 포함한다. 상기 광원 소자는 히트 싱크 및 라이트 바를 갖는다. 상기 히트 싱크는 서로 마주하는 상부 표면 및 하부 표면, 및 히트 싱크를 통해 상부 표면에서 하부 표면으로 관통하는 홀을 갖는다. 상기 라이트 바는 기판, 및 기판 상에 전기적으로 배치된 복수의 발광 다이오드를 포함하는데, 여기서 기판의 한쪽 측면은 도전부를 포함한 스트립을 포함하며, 상기 도전부는 기판의 한쪽 측면이 히트 싱크의 상부 표면에 부착되도록 홀에 꽂혀지게 구성된다. 상기 도광판은 발광 다이오드로 향하는 광입사 표면을 갖는다. 상기 액정 디스플레이트 패널 모듈은 도광판의 발광측(light emerging side) 상에 배치된다.
본 고안의 잇점은 하기와 같이 기술된다. 라이트 바의 기판은, 라이트 바가 히트 싱크에 클램핑되고 고정되도록 히트 싱크의 홀에 스트립의 도전부를 꽂히게 함으로써 히트 싱크 상에 결합된다. 이후에, 라이트 바와 히트 싱크 간의 뒤틀림(distortion)은 라이트 바의 열팽창으로 인해 방지될 수 있다. 본 고안은 또한 히트 싱크로부터 기판이 분리되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, LED에 의해 발생된 열은 히트 싱크로 전도되고 효율적으로 소산될 수 있다.
본 고안에 기술된 광원 소자는 보다 적은 비용으로 히트 싱크를 포함할 수 있고 보다 강력한 구조 및 보다 양호한 방열 성능을 가질 수 있다. 이에 따라, 고출력 LED는 단일 LED 칩의 조명 효율을 증가시키기 위해 광원 소자로서 선택될 수 있다. 이에 따라, 본 고안의 광원 소자에서, 라이트 바 상에 배치된 LED의 갯수 및 라이트 바의 비용 둘 모두가 감소될 수 있다.
본 고안의 특징, 실행 및 효과는 도면과 함께 하기에 기술된다.
첨부된 도면은 본 고안의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되는 것으로서, 본 명세서에 도입되고 이의 일부를 구성한다. 본 도면은 본 고안의 구체예들을 예시한 것으로서, 하기 상세한 설명과 함께 본 고안의 원리를 설명하기 위해 제공된 것이다.
도 1은 본 고안의 제 1 구체예에 기술된 백라이트 모듈의 측면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 고안의 제 1 구체예에 기술된 백라이트 모듈의 분해도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 고안의 제 1 구체예에 기술된 백라이트 모듈의 조립도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 고안의 제 1 구체예에 기술된 광원 소자를 제작하는 공정의 흐름도를 도시한 것이다.
도 5는 본 고안의 제 2 구체예에 기술된 광원 소자의 분해도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 고안의 제 2 구체예에 기술된 광원 소자의 조립도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 고안의 제 2 구체예에 기술된 광원 소자를 제작하는 공정의 흐름도를 도시한 것이다.
도 8은 본 고안의 제 3 구체예에 기술된 광원 소자의 분해도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 본 고안의 제 3 구체예에서 홀에 꽂혀졌을 때의 스트립의 측면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 본 고안의 제 3 구체예에 기술된 광원 소자를 제작하는 공정의 흐름도를 도시한 것이다.
도 11은 본 고안의 다른 구체예의 측면도를 개략적으로 도시한 것이다.
본원에 기술된 광원 소자는 직하형 또는 에지형의 백라이트 모듈에 적용될 수 있다. 하기 구체예에서는 단지 예시를 위해 광원 소자가 에지형의 백라이트 모듈에 적용된 것으로서, 이는 본 고안을 한정하는 것으로 해석되지 않을 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조로 하면, 본 고안의 제 1 구체예는 광원 소자(100) 및 도광판(200)을 포함한 백라이트 모듈(10)을 기술한다. 상기 광원 소자(100)는 히트 싱크(120) 및 라이트 바(140)를 포함한다. 상기 히트 싱크(120)는 라이트 바(140)의 방열을 돕기 위해 사용된다. 이에 따라, 히트 싱크를 제작하기 위해 구리 또는 알루미늄과 같은 양호한 열 전도율을 갖는 재료가 선택될 수 있다. 또한, 히트 싱크(120)에는 서로 마주하는 히트 싱크(120)의 상부 표면(122) 및 하부 표면(124)을 관통하는 적어도 하나의 홀(126)이 제공된다. 히트 싱크(120)가 다수의 홀(126)을 포함할 때, 이러한 것들 모두는 히트 싱크(120) 상에 동일한 방향, 예를 들어 선형, 시계방향, 또는 시계반대방향 등으로 소정의 간격으로 배열된다. 상기 라이트 바(140)에는 라이트 바(140)가 히트 싱크(120)에 단단히 결합될 수 있도록, 히트 싱크(120)의 복수의 홀(126)에 대응하고 여기에 꽂혀지는 복수의 스트립(146)이 배치되어 있다. 이에 대한 상세한 설명은 하기에 설명될 것이다.
이러한 구체예에서, 히트 싱크(120)는 히트 싱크 상에 선형 방향으로 배열된 복수의 홀(126)을 포함하는 것으로서 예시된다. 그러나, 이러한 배치는 제한적인 것 보다는 예시적인 것으로 주지되어야 한다. 또한, 적어도 하나의 베어링부(128)는 도광판(200)을 지지하기 위해 히트 싱크(120) 상에 형성된다. 상기 베어링부(128)는 홀(126)에 인접한 측면에서 히트 싱크(126) 상에 스탬핑(stamping), 레이저 펄스 또는 스폿-용접(spot-welding)에 의해 형성될 수 있지만, 이러한 방법으로 제한되지 않는다.
라이트 바(140)는 기판(142) 및 복수의 발광 다이오드(144)를 포함한다. 상기 라이트 바(140)는 통상적으로, 표면 마운트 기술(surface mount technology; SMT)을 이용하여 기판(142) 상에 복수의 발광 다이오드(144)를 매트릭스 형태로 전기적으로 배열시킨 후에, 이를 스트립 바로 절단하여 복수의 라이트 바(140)를 형성시킴으로써 제작된다. 이러한 방법은 널리 공지된 것으로서, 이러한 방법의 상세한 설명은 본원에서 의도적으로 생략될 것이다. 상기 기판(142)은 구리 또는 알루미늄과 같은 양호한 전기적 및 열 전도율을 갖는 재료로 제조될 수 있지만, 이러한 재료로 제한되지 않는다. 또한, 기판(142)의 측면(1422)을 따라 연장된 복수의 스트립(146)이 존재한다. 상기 스트립(146) 및 기판(142)은 일체형으로 형성되거나 기판(142)의 측면(1422)에서 용접시킴으로써 함께 결합될 수 있다. 그러나, 상술된 바와 같이 기판(142) 상에 다수의 홀(146)을 배치시키기 위한 방법은 단지 예시적인 것으로서 제한적이지 않는 것으로 주지되어야 한다.
각 스트립(146)의 구조는 각 홀(126)의 구조와 일치한다. 즉, 각 스트립(146)은 견고한 결합을 위하여, 외형 또는 프로파일에 있어 각 홀(126)과 실질적으로 매칭되어야 한다. 예를 들어, 각 스트립(146)의 폭은 각 홀(126)의 직경과 동일하거나 그 보다 약간 클 수 있으며, 각 스트립(146)의 높이는 스트립(146)을 보딩 홀(boding hole)(126)에 단단히 꽂혀지게 하기 위해 홀(126)의 깊이와 동일하거나 이보다 작을 수 있다. 예를 들어, 홀(126)이 둥글 때, 스트립(146)은 상응하게 실린더이며; 홀(126)이 사각형일 때, 스트립(146)은 평판 또는 텅 피스(tongue piece)이다. 이러한 구체예에서, 각 스트립(146)의 폭은 각 홀(126)의 직경 보다 크며, 각 스트립(146)의 높이는 각 홀(126)의 깊이와 동일하다. 그러나, 이러한 구체예는 제한적인 것이기 보다는 예시적인 것이다.
기판(142) 상에 배치된 스트립(146)의 갯수는 히트 싱크(120)의 홀(126)의 갯수와 동일하거나 이 보다 적다. 또한, 기판(142) 상의 다수의 스트립(146)은 히트 싱크(120) 상의 다수의 홀(126)과 일치하고, 기판(142)의 측면(1422)의 동일한 라이너 방향으로 배열된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 광원 소자(100)의 제작에 있어서, 먼저 복수의 발광 다이오드(144)를 구비한 라이트 바(140)가 제공된다(S101). 이후에, 라이트 바(140)의 기판(142) 상의 다수의 스트립(146)은, 다수의 스트립(146)을 구비한 기판(142)의 측면(1422)이 히트 싱크의 표면에 부착될 때까지, 일대일(one-to-one) 방식으로 히트 싱크(120)의 다수의 홀(126)에 대응되게 꽂혀진다(S102). 이러한 공정 동안에, 각 스트립(146)의 폭이 각 홀(126)의 직경 보다 실질적으로 크기 때문에, 각 스트립(146)의 외부 표면이, 기판(142)이 히트 싱크(120) 상에 단단히 결합되도록, 각 홀(126)의 내부 벽을 향해 단단히 꽂혀진다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조로 하면, 라이트 바(140)의 기판(142)이 히트 싱크(120)에 결합될 때, 라이트 바(140)의 기판(142)이 히트 싱크(120) 상에 위치되며, 라이트 바(140)의 다수의 발광 다이오드(144)는 히트 싱크(120) 위에 띄워져 있고 라이트 바(140)의 기판(142)과 히트 싱크(120)의 베어링부(128) 사이에 수평으로 위치된다. 또한, 도광판(200)은 히트 싱크(120)의 베어링부(128) 상에 배치되며, 도광판(200)의 광입사 표면(220)은 라이트 바(140)의 다수의 발광 다이오드(144)에 해당한다. 예를 들어, 직하형의 백라이트 모듈에서, 스트립(146)은 히트 싱크(120)의 홀(126)에 꽂혀지게 하기 위하여 다수의 발광 다이오드(144)가 존재하지 않는 기판(142)의 다른 표면 상에 배치된다. 이에 따라, 라이트 바(140)의 다수의 발광 다이오드(144)가 외부에서 전력을 공급받을 때, 발광 다이오드(144)로부터의 광은 도광판(200)의 광입사 표면(220)을 통해 도광판(200)으로 진입하며, 이후에, 도광판(200)의 발광 표면(light emerging surface)을 통해 외측으로 전파된다.
또한, 본 고안의 광원 소자(100)에서, 라이트 바(140)의 기판(142) 상의 스트립(146)은 히트 싱크(120)의 홀(126)에 직접적으로 꽂혀진다. 스크류 및 볼트와 같은 파스너를 위한 기판(142) 상의 임의의 고정 홀을 제공하는 것이 필수적이지 않기 때문에, 회로는 고정 홀을 우회하지 않으면서 발광 다이오드를 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 회로에 의해 점유된 영역은 가능한 한 작을 수 있으며, 라이트 바(140)의 기판(142)이 또한 더욱 작은 크기를 가질 수 있다. 이는 백라이트 모듈의 비용을 감소시키고 현재 트랜드의 얇은 제품을 제작하기 위한 요건을 충족시킨다.
한편, 라이트 바(140)의 다수의 발광 다이오드(144)에 의해 발생된 열은 기판(142)의 측면(1422) 및 다수의 스트립(146)을 통해 히트 싱크(120)로 전도될 수 있고 열교환에 의해 히트 싱크(120)를 통해 주변으로 방산될 수 있다. 또한, 기판(142)의 다수의 스트립(146)의 외부 표면이 히트 싱크(120)의 홀(126)의 내측 표면에 대해 단단히 꽂혀지기 때문에, 기판(142)과 히트 싱크(120) 간의 접촉 면적이 증가되며, 이에 따라, 기판(142)과 히트 싱크(120) 사이의 열전도는 또한 향상된다. 또한, 기판(142) 및 히트 싱크(120)가 발광 다이오드(144)에 의해 발생된 열의 영향 하에서 팽창하는 동안, 기판(142)의 다수의 스트립(146) 및 히트 싱크(120)의 다수의 홀(126)은 더욱 단단히 함께 연결되어, 히트 싱크(120)로부터 기판(142)의 분리를 방지함으로써 발광 다이오드(144)의 낮은 방열 효율의 문제를 해소할 것이다.
또한, 라이트 바(140)가 히트 싱크(120)의 기판(120) 상에 직접적으로 고정되기 때문에, 라이트 바(140)를 고정시키기 위한 별도의 보드를 제공할 필요가 없으며, 방열핀 및 로킹 홀(locking hole)을 제공하는 공정이 제거될 수 있다. 이에 따라, 히트 싱크(120)는 특정 목적용의 외형(dedicated shape)으로 펀칭될 수 있으며, 제작 공정은 단순화될 수 있으며 비용은 감소될 수 있다.
또한, 본원에 기술된 히트 싱크(120)는 구조의 강도 및 방열의 효율을 향상시키기 위해 방열핀을 형성시키기 위한 스퀴징 피스(squeezing piece), 예를 들어 스퀴징 알루미늄(squeezing alumni)으로 스퀴징(squeeze)시킴으로써 형성될 수 있다는 것으로 주지되어야 한다. 그러나, 본 고안은 스퀴징 알루미늄에 의해 제조된 히트 싱크(120)로 제한되는 것은 아니다. 본원에 기술된 광원 소자(100)의 히트 싱크(120)가 보다 양호한 방열 성능을 가지고 있기 때문에, 라이트 바(140)의 온도는 효율적으로 감소될 수 있다. 이에 따라, 히트 싱크(120)는 보다 저렴한 제작 공정에 의해 제조되는 펀칭 피스(punching piece)에 의해 제조될 수 있지만, 여전히 보다 양호한 방열 성능을 가지고 있다.
도 5 및 도 6을 참조로 하면, 본원에 기술된 제 2 구체예에서, 광원 소자(100)는 히트 싱크(120) 및 라이트 바(140)를 포함하며, 상기 히트 싱크(120)는 알루미늄 또는 구리와 같은 양호한 열전도율을 갖는 판 재료로 제조되며, 히트 싱크(120) 상에는 다수의 홀(126) 및 돌출부(130)가 존재한다. 다수의 홀(126)은 서로 마주하는 두 개의 측면을 통해 관통할 수 있지만, 본 고안의 제한으로써 해석되지 않아야 한다. 또한, 다수의 홀(126)은 히트 싱크(120) 상의 동일한 라인에 위치된다. 돌출부(130)는 히트 싱크(120) 상의 다수의 홀(126)의 한쪽 측면에 인접하여 있고 다수의 홀(126)의 배치 방향을 따라 연장된다. 돌출부(130)는 히트 싱크(120) 상에 펀칭에 의해 일체형으로 형성되거나 돌출부(130)가 다소 적절한 거리 만큼 다수의 홀(126)로부터 분리되도록 레이저 펄스 또는 용접에 의해 히트 싱크(120)의 표면에 부착될 수 있다.
라이트 바(140)는 기판(142), 및 기판(142)의 한쪽 측면 상의 복수의 발광 다이오드(144)를 포함한다. 상기 기판(142)은 구리 또는 알루미늄과 같은 양호한 열 및 전기적 전도율을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 또한, 기판(142)의 측면(1422)에는 복수의 스트립(146)이 존재하는데, 스트립(146)의 갯수는, 스트립(146)이 홀(126)에 부분적으로 또는 개별적으로 대응하고 기판(142)의 측면(1422) 상에 선형으로 배열될 수 있도록 히트 싱크(120) 상의 홀(126)의 갯수와 동일하거나 이보다 적다.
보다 상세하게, 각 스트립(146)의 외형 및 구조는 각 홀(126)의 외형 및 구조와 매칭되며, 각 스트립(146)의 폭은 실제로 각 홀(126)의 직경과 동일하거나 이보다 크다. 이러한 구체예에서, 홀(126)의 외형 및 스트립(146)의 외형은 서로 보완적이며, 여기서 긴 및 좁은 홀 및 스트립은 단지 예시를 위한 것으로서, 본 고안의 제한으로서 해석되지 않아야 한다.
도 5 내지 도 7을 참조로 하면, 제작에 있어, 먼저 복수의 발광 다이오드(144)를 구비한 라이트 바(140)가 제공되며(S201), 이후에, 복수의 스트립(146)을 구비한 기판(142)의 측면(1422)이 히트 싱크(120)의 표면에 부착될 때까지, 라이트 바(140)의 기판(142) 상의 스트립(146)은 히트 싱크(120)의 다수의 홀(126)에 대응하게 꽂혀진다(S202). 발광 다이오드(144)가 제공되지 않은 기판(142)의 다른 측면은 또한 히트 싱크(120)의 돌출부(130)의 표면에 부착된다.
이후에, 기판(142)은 용접 또는 용융(melting)에 의해 히트 싱크(120)에 결합된다(S203). 예를 들어, 기판(142)의 다수의 스트립(146)은 히트 싱크(120)의 홀(126)에 꽂혀지며, 스트립(146)의 외부 표면은 납땜(soldering)에 의해 홀(126)의 내부 벽에 결합된다. 또는, 기판(142)의 측면(1422)은 용접 또는 용융에 의해 히트 싱크(120)의 상부 표면(122)에 고정될 수 있다. 또는, 다수의 발광 다이오드(144)가 존재하지 않는 기판의 다른 측면은, 라이트 바(140)의 기판(142)이 히트 싱크(120) 상에 세워질 수 있도록 히트 싱크(120)의 돌출부(130)의 측면에 고정될 수 있으며, 다수의 발광 다이오드(144)는 히트 싱크(120) 위에 위치될 수 있다. 이에 따라, 광원 소자의 제작이 완료된다.
또한, 히트 싱크(120) 상에 기판(142)를 고정시키는 단계에서, 하기 중 하나가 선택될 수 있다. 예를 들어, 홀(126)을 스트립(146)과 결합시킴, 기판(142)의 측면(1422)을 히트 싱크(120)의 상부 표면(122)와 결합시킴, 및/또는 다수의 발광 다이오드(144)가 존재하지 않는 기판의 다른 측면을 히트 싱크(120)의 돌출부(130)의 표면과 결합시킴.
라이트 바(140)가 용접 또는 용융에 의해 히트 싱크(120)에 고정될 때, 기판(142)과 히트 싱크(120) 간의 접촉 면적은 증가하며, 라이트 바(140)의 기판(142)은 히트 싱크(120)에 완전히 결합된다. 이는 열팽창으로 인해 히트 싱크(120) 표면으로부터 라이트 바(140)의 기판(142)이 분리되는 것을 방지할 수 있으며, 기판(142)은 발광 다이오드에 의해 발생된 열을 히트 싱크(120)로 전도시킬 수 있으며, 발광 다이오드(144)의 방열 효율이 개선될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조로 하면, 본 고안의 제 3 구체예는 히트 싱크(120) 및 라이트 바(140)를 갖는 광원 소자(100)를 기술한다. 상기 히트 싱크(120)는 라이트 바(140)의 방열을 돕기 위해 사용되는 것으로 구리 또는 알루미늄과 같은 양호한 열전도율을 갖는 재료로 제조된다. 히트 싱크 상에 형성된 다수의 홀(126)이 존재한다. 다수의 홀(126)은 히트 싱크(120) 상에 선형으로 배열되고, 기판(142)의 상부 표면(122) 및 하부 표면(124)를 관통한다.
이러한 구체예에 기술된 라이트 바(140)는 기판(142), 및 기판(142) 상에 전기적으로 배치되고 기판(142)의 측면(1422) 상에 배열된 복수의 발광 다이오드(144)를 갖는다. 상기 기판(142)은 구리 또는 알루미늄과 같은 양호한 열 및 전기 전도율을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 또한, 다수의 스트립(146)은 기판(142)의 측면(1422) 상에 위치될 수 있고 히트 싱크(120) 상의 다수의 홀(126)에 대응할 수 있다. 다수의 스트립(146)은 기판(142)의 측면(1422)으로부터 연장될 수 있고 기판(142)과 일체형으로 형성되거나 용접에 의해 기판(142)의 측면(1422)에 결합될 수 있다. 이러한 예는 기판 상에 스트립을 결합시키기 위한 상이한 방법들을 설명하기 위해 단지 예시로서, 제한적인 것이 아니다.
또한, 각 스트립(146)의 외형은 각 홀(126)의 외형과 매칭된다. 예를들어, 홀(126)이 사각형일 때, 스트립(146) 또한 사각형이다. 동시에, 각 스트립(146)의 폭은 각 홀(126)의 직경과 실질적으로 매칭된다. 예를 들어, 각 스트립(146)의 폭은 각 홀(126)의 직경과 동일하거나 약간 크며, 모든 스트립(146) 또는 이의 일부의 높이는 홀의 깊이 또는 히트 싱크(120)의 두께 보다 크다.
각 스트립(140)의 높이가 각 홀(126)의 깊이 보다 클 때, 각 스트립(146)은 도전부(1462) 및 구속부(confinement part)(1464)를 갖는다. 상기 도전부(1462)는 기판(142)의 측면(1422) 및 구속부(1464)에 연결된다. 각 도전부(1462)의 실제 높이는 각 홀(126)의 깊이와 동일하다. 스트립(146)이 홀(126)에 꽂혀질 때, 스트립(142)의 도전부(1462)는 홀(126)에 결합될 수 있으며, 구속부(1464)는 기판(142)에 대하여 히트 싱크(120)의 다른 측면으로 연장하도록 홀(126)을 통해 관통할 수 있다.
도 8, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 광원 소자를 제작하는 동안에, 먼저 복수의 발광 다이오드(144)를 구비한 라이트 바(140)가 제공되며, 이후에 라이트 바(140)의 기판(142) 상에 배치된 다수의 스트립(146)은, 기판(142)의 측면(1422)이 히트 싱크(120)의 표면에 부착될 때까지, 히트 싱크(120)의 다수의 홀(126)에 꽂혀진다(S302).
이러한 공정 동안에, 각 스트립(146)의 폭이 각 홀(126)의 직경과 매칭되기 때문에, 기판(142)의 측면(1422)이 히트 싱크(120)의 표면에 부착될 때, 각 스트립(146)의 도전부(1462)의 표면은 도전부(1462)에 의한 히트 싱크(120)에 기판(142)의 결합을 촉진시키기 위하여 각 홀(126)의 내부 표면에 가까우며, 스트립(146)의 구속부(1464)는 기판(142)에 대해서 히트 싱크(120)의 다른 측면으로부터 돌출된다.
이후에, 스트립(146)의 구속부(1464)는 외부 힘에 의해, 예를 들어 홀(126)의 중심으로 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전시킴으로써 구부러진다. 대안적으로, 스트립(146)의 구속부(1464)는, 구속부(1464)가 기판(142)에 대해서 히트 싱크(120)의 다른 표면에 대해 고정되도록, 히트 싱크(120)의 표면 쪽으로 바로 구부러질 수 있고 히트 싱크(120)의 홀(126)으로부터 벗어나게 되며, 이에 따라 라이트 바(140)는 히트 싱크(120)에 클램핑되고 단단히 결합될 수 있다.
이러한 방식으로, 라이트 바(140)의 다수의 발광 다이오드(144)가 전력을 공급함으로써 빛을 방출할 때, 이러한 발광 다이오드(144)로부터 발생된 열은 기판(142)의 측면(1422) 및 다수의 스트립(146)을 통해 히트 싱크(120)로 전도될 수 있으며, 이후에 열은 히트 싱크(120)에 의해 주변으로 소산된다. 또한, 다수의 스트립(146)이 기판(142)으로부터 연장되거나 기판(142)에 결합되기 때문에, 기판(142) 및 히트 싱크(120)가 열적으로 팽창될 때, 스트립(146)은 또한, 라이트 바(140)가 히트 싱크(120)에 단단히 부착되도록 팽창될 것이다. 이는 히트 싱크(120)로부터 기판(142)이 분리되는 것을 방지할 수 있고 전체 방열 효율을 증가시킬 수 있다.
본 고안의 광원 소자(100)는 히트 싱크(120)의 재료와 무관하게, 양호한 방열 성능을 가질 수 있다. 또한, 고출력 LED는 이러한 구체예에서 하나의 단일 LED에 있어서 발광 효율을 개선시키도록 선택될 수 있다. 이에 따라, 라이트 바(140) 상의 발광 다이오드(144)의 갯수는 휘도를 희생시키지 않으면서 감소되며, 이에 의해 광원(100)의 라이트 바(140)의 비용이 감소된다.
본 고안의 다른 구체예인 도 11을 참조로 하면, 액정 디스플레이(300)는 액정 디스플레이 모듈(320) 및 백라이트 모듈(10)을 포함한다. 상기 백라이트 모듈(10)은 적어도 하나의 도광판(200), 및 히트 싱크(120) 및 라이트 바(140)를 구비한 적어도 하나의 광원 소자(100)를 포함한다. 상기 라이트 바(140)는 기판(142), 및 기판(142) 상에 전기적으로 제공된 복수의 발광 다이오드(144)를 구비한다. 다수의 스트립(146)은 기판(142)의 한쪽 측면 상에 위치된다. 각 스트립(146)은 도전부(1462) 및 구속부(1464)를 포함한다. 기판(142)의 다수의 스트립(146)은, 기판(142)의 측면이 히트 싱크의 상부 표면(122)과 접촉하며 홀(146)의 도전부(1462)가 홀(126)의 내부 벽과 접촉하도록, 히트 싱크(120)의 다수의 홀(126)에 대응하게 꽂혀진다.
또한, 다수의 스트립(146)의 구속부(1464)는 히트 싱크(120)의 하부 표면(124)에 노출된다. 이러한 구체예에서, 구속부(1464)는 히트 싱크(120)의 하부 표면(124)에 대해 고정되도록 구부러진다. 기판(142)의 측면이 히트 싱크(120)의 상부 표면(122)에 결합될 수 있는 한, 구속부(1464)가 다른 방식들로 히트 싱크(120)의 하부 표면(124)에 결합될 수 있는 것으로 인식된다. 도광판(200)은 히트 싱크(120) 상에 배치되며, 도광판(200)의 적어도 하나의 광입사 표면(220)은 다수의 발광 다이오드(144)로 향한다. 액정 디스플레이 모듈(320)은 광입사 표면(220)으로부터 도광판(200)으로 진입하고 발광 표면(240)으로부터 도광판(200)을 떠나는 빛을 수용하기 위해 백라이트 모듈(10)의 도광판(200)의 발광 표면(240) 상에 대응되게 배치된다.
광원 소자(100) 및 백라이트 모듈(10)의 구조 및 효과는 상술된 것과 유사하다. 상기에서 언급된 바와 같이, 광원 소자(100)가 양호한 방열 효율을 가지기 때문에, 칼라 부여 성질 및 보디 긴 수명을 획득하기 위하여, 액정 디스플레이(300)에 보다 적은 수의 고휘도의 발광 다이오드(144)가 사용될 수 있다. 또한, 크기가 보다 작은 라이트 바(140)가 광원 소자(100)에 사용될 수 있으며, 이에 따라, 보다 적은 비용 및 이를 위한 슬림 요건(slim requirement)이 달성될 수 있다.
본 고안의 광원 소자(100)는 본원에 기술된 구체예들로 제한되지 않는 것으로 주지되어야 한다. 당업자는 상이한 전기 제품의 요구를 따르기 위해 요망되는 경우에 본 고안에서 언급된 히트 싱크(120) 및 라이트 바(140)을 제외하고 다른 구성요소 또는 부품을 변화시키거나 변경시킬 수 있다.
본 고안이 상기 구체예를 참조로 하여 기술되었지만, 당업자에게, 소정의 구체예에 대한 변형이 본 고안의 사상으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있는 것으로 인식될 것이다. 이에 따라, 본 고안의 범위는 상기 상세한 설명에 의한 것이 아니라 첨부된 도면에 의해 규정될 것이다.
10 백라이트 모듈
100 광원 소자
120 히트 싱크
122 상부 표면
124 하부 표면
126 홀
128 베어링부
130 돌출부
140 라이트 바
142 기판
1422 기판의 한쪽 측면
144 발광 다이오드 (LED)
146 스트립
1462 도전부
1464 구속부
200 도광판
220 광입사 표면
240 발광 표면
300 액정 디스플레이
320 액정 디스플레이 모듈

Claims (14)

  1. 서로 마주하는 상부 표면 및 하부 표면, 및 히트 싱크를 통해 상부 표면에서 하부 표면으로 관통하는 홀을 구비한 히트 싱크; 및
    기판, 및 기판 상에 전기적으로 배치된 복수의 발광 다이오드를 포함하고, 기판의 한쪽 측면이 도전부를 포함하는 스트립을 포함하고, 기판의 한쪽 측면이 히트 싱크의 상부 표면에 부착되도록 도전부가 홀에 꽂혀지게 구성되는 라이트 바를 포함하고, 그리고
    스트립은 히트 싱크의 홀을 가로질러 히트 싱크의 하부 표면에 대해 고정되는 구속부를 추가로 포함하는 광원 소자.
  2. 제 1항에 있어서, 기판의 도전부가 홀에 결합된 광원 소자.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 히트 싱크의 상부 표면이 돌출부를 구비하며, 기판의 두 개의 인접한 측면이 히트 싱크의 상부 표면 및 돌출부에 각각 결합된 광원 소자.
  5. 서로 마주하는 상부 표면 및 하부 표면, 및 히트 싱크를 통해 상부 표면에서 하부 표면으로 관통하는 홀을 구비한 히트 싱크; 및 기판, 및 기판 상에 전기적으로 배치된 복수의 발광 다이오드를 포함하고, 기판의 한쪽 측면이 도전부를 포함하는 스트립을 포함하며, 기판의 한쪽 측면이 히트 싱크의 상부 표면에 부착되도록 도전부가 홀에 꽂혀지게 구성되며, 스트립은 히트 싱크의 홀을 가로질러 히트 싱크의 하부 표면에 대해 고정되는 구속부를 추가로 포함하는 라이트 바를 포함하는 광원 소자; 및
    발광 다이오드로 향하는 광입사 표면을 구비한 도광판을 포함하는 백라이트 모듈.
  6. 제 5항에 있어서, 기판의 도전부가 홀에 결합된 백라이트 모듈.
  7. 삭제
  8. 제 5항에 있어서, 히트 싱크가 돌출부를 구비하며, 기판의 두 개의 인접한 측면이 기판의 상부 표면 및 히트 싱크의 돌출부에 각각 결합된 백라이트 모듈.
  9. 제 5항에 있어서, 히트 싱크가 도광판이 배치된 하나 이상의 베어링부를 포함하는 백라이트 모듈.
  10. 서로 마주하는 상부 표면 및 하부 표면, 및 히트 싱크를 통해 상부 표면에서 하부 표면으로 관통하는 홀을 구비한 히트 싱크; 및 기판, 및 기판 상에 전기적으로 배치된 복수의 발광 다이오드를 포함하고 기판의 한쪽 측면이 도전부를 포함하는 스트립을 포함하며 기판의 한쪽 측면이 히트 싱크의 상부 표면에 부착되도록 도전부가 홀에 꽂혀지게 구성되며, 스트립은 히트 싱크의 홀을 가로질러 히트 싱크의 하부 표면에 대해 고정되는 구속부를 추가로 포함하는 라이트 바를 포함하는 광원 소자, 및
    발광 다이오드로 향하는 광입사 표면을 구비한 도광판을 포함하는 백라이트 모듈; 및
    도광판의 발광측(light emerging side) 상에 배치된 액정 디스플레이 패널 모듈을 포함하는 액정 디스플레이.
  11. 제 10항에 있어서, 기판의 도전부가 홀에 결합된 액정 디스플레이.
  12. 삭제
  13. 제 10항에 있어서, 히트 싱크가 돌출부를 가지며, 기판의 두 개의 인접한 측면이 히트 싱크의 상부 표면 및 돌출부에 각각 결합된 액정 디스플레이.
  14. 제 10항에 있어서, 히트 싱크가 도광판이 배치된 하나 이상의 베어링부를 포함하는 액정 디스플레이.
KR2020120001220U 2011-05-11 2012-02-17 백라이트 모듈 및 액정 디스플레이용 광원 소자 KR200469840Y1 (ko)

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