KR20060107025A

KR20060107025A - 백라이트 유니트

Info

Publication number: KR20060107025A
Application number: KR1020050028463A
Authority: KR
Inventors: 고영욱; 이남헌; 홍승식
Original assignee: (주)케이디티
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2006-10-13
Also published as: KR100681521B1; US20060227532A1

Abstract

본 발명은 백라이트 유니트에 관한 것으로서, 광원과 상기 광원의 상부에 배치되는 패드부재를 포함하여 상기 광원으로부터 발광된 빛을 외부로 전부 또는 일부 투과시켜서 상기 패드부재의 표면에 표현된 정보를 시각적으로 파악하기 용이하도록 하는데 사용되는 백라이트 유니트에 있어서, 광원과, 상기 광원의 상부에 배치되어 상기 광원에서 발광된 빛을 여기, 증폭시키는 광여기 물질 및 상기 광원에서 발광된 빛을 산란, 확산시키는 광확산 물질이 균일하게 혼합된 수지제 또는 유리제의 광여기 확산 시트와, 상기 광여기 확산 시트의 상단에 구비되는 상기 패드부재를 포함하되, 상기 광원은 청색 파장 혹은 청색 파장과 청색 이외의 파장이 적어도 하나 이상 혼합된 파장을 가지며, 상기 광여기 확산시트는 상기 광원으로부터 발광된 빛의 전부 또는 일부분을 흡수하여 상기 발광된 빛의 파장과는 다른 파장의 빛을 발광하고, 상기 광원에서 발광된 빛의 나머지 부분을 흡수 또는 투과하는 것임을 특징으로 한다.

백라이트, 광여기확산시트(photoluminescent diffusion sheet), 키패드

Description

백라이트 유니트{Backlight unit}

도 1a는 종래의 청색 LED가 배열된 키 패드의 사시도이다.

도 1b는 종래의 백색 LED가 배열된 키 패드의 사시도이다.

도 1c는 종래의 키패드 단면도이다.

도 2는 본 발명의 광 여기 확산 시트의 개략적인 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유니트의 사시도이다.

도 4a는 본 발명의 일체형 광여기 확산 시트를 이용한 백라이트 유니트 단면도이다.

도 4b는 본 발명의 부분 절개된 광여기 확산 시트를 이용한 백라이트 유니트 단면도이다.

도 4c는 본 발명의 패드부재의 하부에 직접 광여기 확산물질을 프린팅한 백라이트 유니트의 단면도이다.

도 5는 본 발명에 의한 실리콘 패드가 구비되는 백라이트 유니트의 구성을 나타낸 사진이다.

도 6은 청색 LED에 광 여기 확산 시트(YAG, DCJTB)를 적용한 본 발명의 백라이트 유니트와 종래의 백색 LED를 사용한 백라이트 유니트의 비교 스펙트럼이다.

도 7은 청색 LED에 다른 광 여기 확산 시트(YAG, ZnCdS)를 적용한 본 발명 의 키패드의 광원과 종래의 청색 LED를 사용한 키패드의 광원의 비교 스펙트럼이다.

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 청색 LED 11: 백색 LED

12: 키패드 13, 31: PCB

20: 광여기 확산시트 21: 여기물질

22: 확산물질 23: 필름

30: 패드부재 40: 실리콘 패드

41: 메탈 돔 시트

본 발명은 백라이트 유니트에 관한 것으로서, 특히 각종 전자기기의 문자,숫자, 기호 등의 정보키를 표시하는 패드부재와 다수의 청색 LED가 일정간격으로 배치된 PCB 사이에 광여기 확산 시트(Photoluminescent diffusion sheet)를 구비하여 광 여기, 증폭 및 산란, 확산 기능을 갖게 함으로써 고가의 백색 LED를 대체할 수 있고, 색순도가 우수하고 광의 효율성을 향상시킬 수 있도록 한 백라이트 유니트에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰, PDA, 리모콘 및 플레이어 등과 같은 전자기기에는 사용자의 입력키를 받아 들이는 키패드가 구비되어 있으며, 야간이나 조명이 어두운 곳 에서는 키패드의 후면에 형성된 LED가 전면을 향해 발광을 함으로써 사용자의 문자 패드의 입력을 지원한다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 키패드 백라이트 유니트의 구성으로서, 문자판의 크기에 따라 소정의 배열로 배치된 청색 또는 백색 등의 단색 LED를 도시한 것이다.

도 1c는 종래의 키패드 백라이트 유니트의 단면도로서, 이와같이 여러개의 단색 LED를 이용한 조명방식은 오직 고정된 단일색으로 조광하기 때문에 단조로웠다.

종전의 경우 청색 LED를 이용해서 청색을 발광하고, 다른 색이 필요한 부분에는 단순하게 색을 변환 시켜주는 역할만 하는 필름을 부착하는 방식을 이용하였다. 요즈음 야간이나 조명이 어두운 곳에서 청색 LED 대신에 밝기나 키패드 인지에 있어서 백색 LED를 이용하려고 한다.

즉, 종래의 백라이트 유니트에 있어서 단색 LED가 백색광을 조광하는 백색 LED라 할 경우, 그 백색 LED를 문자판을 고려하여 복수개 배치하였기 때문에 백색광 백라이트만 조광되었으며 따라서 사용자는 백라이트 색을 자신의 취향에 따라 다양한 색으로 적절하게 설정할 수가 없다는 문제점이 있었다.

또한, 단색광 LED에 있어서 종래의 백색 LED는 제작 기술과 구조가 특정 제조업체의 특허권으로 등록되어 있기 때문에 백색 LED를 제조할 경우 특허권을 가진 업체에게 로열티를 지불해야 되는 등 청색 LED에 비해 비교적 고가로 될 수밖에 없는 문제점이 있었고 이로 인해 안정적인 수급이 보장되지 않았다. 이와같은 단점들 로 인해 많은 수요에도 불구하고 그 활용상에 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저가의 청색 LED를 백라이트로 이용하고 패드부재와 청색 LED 사이에 광여기 확산 시트를 배치하여 조광되는 광을 조합함으로써 백색광 뿐만아니라 사용자가 원하는 색 및 휘도 등을 설정할 수 있는 백라이트 유니트를 제공하고 백색 LED를 사용하는 것보다 생산원가가 저렴하고 색순도가 좋도록 한 백라이트 유니트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 백라이트 유니트는 광원과 상기 광원의 상부에 배치되는 패드부재를 포함하여 상기 광원으로부터 발광된 빛을 외부로 전부 또는 일부 투과시켜서 상기 패드부재의 표면에 표현된 정보를 시각적으로 파악하기 용이하도록 하는데 사용되는 백라이트 유니트에 있어서, 광원과, 상기 광원의 상부에 배치되어 상기 광원에서 발광된 빛을 여기, 증폭시키는 광여기 물질 및 상기 광원에서 발광된 빛을 산란, 확산시키는 광확산 물질이 균일하게 혼합된 수지제 또는 유리제의 광여기 확산 시트와 상기 광여기 확산 시트의 상단에 구비되는 상기 패드부재를 포함하되, 상기 광원은 청색 파장 혹은 청색 파장과 청색 이외의 파장이 적어도 하나 이상 혼합된 파장을 가지며, 상기 광여기 확산시트는 상기 광원으로부터 발광된 빛의 전부 또는 일부분을 흡수하여 상기 발광된 빛의 파장과는 다른 파장의 빛을 발광하고, 상기 광원에서 발광된 빛의 나머지 부분을 흡수 또는 투과하는 것임을 특징으로 한다.

또한, 상기 광여기 확산 시트는 패드부재와 일체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광여기 확산 시트는 패드부재의 마스크 형상에 대응되도록 부분적으로 절개되어 패드부재에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광여기 확산 시트는 패드부재의 마스크 형상에 대응되도록 부분적으로 패드부재의 하부에 직접 프린팅되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광여기 확산 시트는 패드부재의 하부에 직접 전체적으로 프린팅하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광원은 청색 LED로 구성되는 것을 특징으로 한다..

또한, 상기 광여기 확산 시트는 여기물질 및 확산물질이 포함되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 핸드폰, 피디에이, 개인휴대단말기 등의 전자기기의 키패드용 백라이트 유니트에 있어서, 각종 문자, 도형, 기호 등의 정보키가 구비되는 키패드와, 상기 키패드의 후면에 배치되어 여기물질 및 확산물질이 첨가되는 실리콘 패드와, 상기 실리콘 패드의 하단에 배치되는 메탈 돔 시트(Metal Dome Sheet)와, 상기 메탈 돔 시트의 하단에 배치되어 다수의 청색 LED가 구비되는 PCB를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 백라이트 유니트에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 이용되는 광 여기 확산 시트(20)는 크게, 광을 여기 및 증폭시켜주는 광여기 물질(21)과 광을 산란 및 확산시켜주는 확산 물질(22) 및 이러한 광 여기 물질 및 확산 물질이 균일하게 분포될 수 있도록 매트릭스 역할을 하는 필름(23)으로 구성된다.

그 외에 물질이나 입자의 균일한 확산이나 필름의 성형성을 좋게 하기 위해 침전 방지제, 기포 방지제, 바인더 등이 필름의 제조시에 첨가되어진다.

발명에서 사용될 수 있는 광 여기 물질(21)은 크게 무기 형광물질, 유기 형광 물질, 유기안료, 나노 물질 등을 포함한다.

대표적인 광여기 무기 형광 물질은 가넷계(Gd) 물질에 Y₃Al₅O₁₂ (YAG)에 세륨(cerium)을 도핑(doping)한 형광체로 구성된다. 본 발명에서 사용될 수 있는 무기 형광 물질로는 구체적으로 Y_1-x-yGd_xCe_y)₃(Al_1-zGa_z)₅O₁₂;(Gd_1-xCe_x)Sc₂Al₅O₁₂;(단,x+y≤1;0≤x≤1;0≤y≤1;0≤z≤1)SrB₄O₇:Sm²⁺;SrGa₂S₄:Eu²⁺;BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺;Sr,Mg,Ca,Ba,Zn)₂P₂O₇:Eu,Mn;(Ca,Sr,Ba,Mg)₅(PO₄)₃(Cl,F,OH):Eu,Mn;(Sr,Ca,Ba,Mg)₁₀(PO₄)₆(F,Cl,Br,OH):Eu²⁺;(Sr,Ca,Ba,Mg)₁₀(PO₄)₆(F,Cl,Br,OH):Eu²⁺,Mn²⁺;Sr,Ba,Ca)MgAl₁₀O₁₇:Eu,Mn;(Ba,Sr,Ca)MgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺;(Sr,Ca)₁₀(PO₄)₆.nB₂O₃:Eu²⁺;(단,0<n<1)Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu;3.5MgO.0.5MgF₂.GeO₂:Mn⁴⁺; ZnS:Cu,Al; ZnS:Ag,Al; CaS:Ce; SrS:Ce; SrS:Eu; MgS:Eu; CaS:Eu;(Y,Tb,Lu,La,Gd)₃(Al,Sc,Ga,In)₅O₁₂:Ce, Pr,Sm;BaAl₈O₁₃:Eu;2SrO.0.84P₂O₅.0.16B₂O₃:Eu;Sr₂Si₃O₈.2SrCl₂:Eu;Ba₃MgSi₂O₈:Eu²⁺;Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺;(Ba,Sr,Ca)Al₂O₄:Eu²⁺; (Y,Gd,Lu,Sc,La)BO₃:Ce³⁺,Tb³⁺; (Ba,Sr,Ca)₂SiO₄:Eu²⁺; (Ba,Sr,Ca)₂(Mg,Zn)Si₂O₇:Eu²⁺;(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)₂S₄:Eu²⁺;(Y,Gd,Tb,La,Sm,Pr,Lu)_x(Al,Ga,In)_yO₁₂:Ce³⁺;(단,2.8≤x≤3;4.9≤y≤5.1)(Ca,Sr,Ba)₈(Mg,Zn)(SiO₄)₄(Cl,F)₂:Eu²⁺,Mn²⁺;(Gd,Y,Lu,La)₂O₃:Eu³⁺,Bi³⁺;(Gd,Y,Lu,La)₂O₂S:Eu³⁺,Bi³⁺;(Gd,Y,Lu,La)VO₄:Eu³⁺,Bi³⁺; SrY₂S₄:Eu²⁺; CaLa₂S₄:Ce³⁺; (Ca,Sr)S:Eu²⁺; (Ba,Sr,Ca)MgP₂O₇:Eu²⁺,Mn²⁺; ZnCdS 등과 이들로부터 선택된 2이상의 혼합물이다.

광여기 물질에서 발광하는 주 파장은 상기에서 기술한 여기 물질에 따라 다르다. 가넷계(garnet composition)에 의존하는 Ce³⁺ 발광은 광 효율의 감소없이 녹색 (~ 540 nm; YAG:Ga,Ce)에서 적색 (~ 600 nm; YAG:Gd,Ce)까지 다양하게 발광 시킬 수 있다.

또한, 심적색을 발광시키기 위한 대표적인 무기 형광체는 SrB₄O₇:Sm²⁺ 이다. SM²⁺는 주로 적색의 파장을 나타내는데 기여한다.

특히, 상기와 같은 심적색 무기 형광체는 600 nm 이하의 가시광 영역 전체를 흡수를 하여 심적색 즉, 650 nm 이상의 파장을 갖고 발광을 한다. 녹색을 발광시키기 위한 대표적인 무기 형광체는 SrGa₂S₄:Eu²⁺ 이다.

상기와 같은 녹색 무기 형광체는 500 nm 이하의 광을 흡수하여 535 nm의 주 파장을 방출한다.

청색을 발광 시키기 위한 대표적인 무기 형황체는 BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺ 이다. 상

기와 같은 청색 무기 형광체는 430 nm 이하의 광을 흡수하여 450 nm의 주 파장을 방출한다.

유기물 형광 물질도 청색, 녹색, 적색을 발광 시킬 수 있다. 예를 들면 (4,4'-비스(2,2-디페닐-에텐-1-일)디페닐(DPVBi), 비스(스티릴)아민(DSA)계 등이 청색을 발광하는 대표적인 유기물질이고, 트리스(8-퀴놀리나토)알루미늄 (III)(Alq₃), 큐마린 6, 10-(2-벤조티아조ㅇ릴)-1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라히드로-1 H ,5 H ,11 H -[1]벤조피라노[6,7,8- ij ]- 퀴놀리진-11-온(C545T) 및 퀴나크리돈 등은 녹색을 발광하는 대표적인 유기물질이다. 또한, 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(줄로리딘-4-일-비닐)-4H-피란(DCM2), 4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란(DCJT), 4-(디시아노메틸렌)-2-터셔리부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란(DCJTB) 등이 적색을 내는 대표적인 유기 물질이다.

본 발명에서 사용가능한 유기 안료로는 아조계로는 불용성 아조안료, 아조레이크 안료, 축합 아조안료 및 금속염 아조안료를 등이 있으며, 프탈로시아닌계로는 구리 프탈로시아닌, 할로겐화 구리 프탈로시아닌, 무금속 프탈로시아닌 및 구리 프탈로시아닌 레이크 안료로 구성되며, 염료 레이크 안료로는 산성연료 레이크 및 염기성염료 레이크 안료 등이 있으며, 축합다환 안료로는 안트라퀴논, 티오인디고, 퍼릴렌, 프리논, 퀴나크리돈, 다이옥사진, 이소인도리논, 이소인도린, 퀴나프탈론 등이며, 기타 안료로는 니트로소 안료, 알리자린, 금속착염 아조메틴, 아닐린 블랙, 알칼리 블루 및 화광 형광이 등이 있다.

나노 메탈 및 복합 재료의 양자 점(quantum dot) 등의 재료로는 나노 크기의 금속이나 나노 복합 재료가 사용되는데, 나노 금속으로는 백금, 금, 은 , 니켈, 마그네슘, 팔라듐 등등이 이용되고, 나노 복합 재료는 카드늄 설파이드 (CdS), 카드늄 셀레나이드 (CdSe), 진크 설파이드 (ZnS), 진크 셀레나니드 (ZnSe), 인듐 포스파이트 (InP), 티타늄 옥사이드 (TiO₂), 진크 옥사이드 (ZnO), 틴 옥사이드 (SnO), 실리콘 옥사이드 (SiO₂), 마그네슘 옥사이드 (MgO) 등이다.

광을 균일하게 해주는 확산 기능을 가지는 본 발명의 확산 물질(22)은 크게 투명확산제와 백색 확산제로 나뉜다.

상기 투명 확산제로는 아크릴수지, 스틸렌수지, 실리콘 수지 등의 유기 투명 확산제와 합성실리카, 글래스비드, 다이아몬드 등의 무기 투명 확산제가 있으며, 상기 백색 확산제로는 산화실리콘(SiO₂), 산화티타늄(TiO₂), 산화아연(ZnO), 황산바 륨(BASO₄), 탄산칼슘(CaSO₄), 탄산마그네슘(MgCO₃), 수산화알루미늄(Al(OH)₃), 클레이 등을 포함한 무기산화물 등이 대표적인 확산 물질(22)이다.

상기 광 여기 물질(21)과 확산 물질(22)의 매트릭스 수지는 에폭시 계, 우레탄 계, 아크릴 계, PET 계, 폴리염화비닐 계, 폴리에스테르 계, 폴리카르보네이트 계, 비닐 계, 메타크릴산 에스테르 계, 폴리아미드 계, 합성 라바 계, 폴리스틸렌 계, CBS,폴리메틸메타크릴레이트, 불소수지 계, 폴리에틸렌 계, 폴리프로필렌 계, ABS 계, 페라 수지 계 등이 있다.

더불어, 상기 광 여기 물질(21), 확산 물질(22), 수지 등을 이용하여 필름(23)을 제조할 때 필름막을 균일하게 만듦과 동시에 광 여기 물질(21), 확산 물질(22) 등이 침전하지 않게 하기 위하여 침전 방지제, 기포가 발생하지 않도록 하기 위하여 기포 방지제, 바인더 등을 포함 할 수 있다.

상기의 물질을 이용하여 본 발명의 광 여기 확산시트(20)를 제조하는 방식은 몰드방식, 압출방식, exclusion 방식, 현탁액 인쇄방식, 핫롤러 방식(hot roll type)의 코팅, 열판 방식(heat plate type) 코팅, 콜드 방식(cold type) 코팅, 스크린 프린팅, 딥 코팅, 디스레이 방식, 스핀 코팅 방식, 닥터 브레이드, 압출 성형 방식, 트랜스퍼방식, 적층방식, 사출방식, 취입방식, 캘린더 가공, 주형, FRP 성형, 열성형, 용접 등이 있는데, 그 중에서 대표적인 것이 압출 성형 방식과 인쇄법을 이용한 스크린 프린팅 방식이다.

먼저, 합성수지를 용융상태로 제작한 후, 광여기 물질(21), 확산 물질(22), 침전 방지제, 기포 방지제, 바인더 등을 넣고 균일하게 섞어준다.

용융 상태에서 빠른 냉각은 비교적 결정화를 낮게 하는데, 우수한 성형성을 가진 필름이 제조되어 질 수 있다. 필름의 형태, 즉 결정화도와 결정 크기, 결정 구조는 필름의 성질에 큰 영향을 준다. 결정비는 강도, 불투과성, 내화학성을 결정한다. 무정형 단면은 내구성(toughness)와 유연성을 결정한다.

필름의 두께 또한 냉각 속도에 크게 영향을 준다. 용융상태에서 느린 냉각은 높은 결정화도를 얻게 한다. 이것은 연성이 적은 필름이지만 우수한 불투과성과 높은 강도를 가진다. 후 가공은 필름 경화도에 영향을 미치게 되는데 열성형과 연신(stretching)시 결정화도를 증가시킬 수 있다.

이하 상기와 같은 구성요소들을 포함하는 광 여기 확산 시트를 이용하여 구성한 백라이트 유니트의 실시예를 도 3, 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 청색 LED를 광원으로 이용한 전자기기용 백라이트 유니트에 광 여기 확산 시트를 사용한 것이다.

본 발명에서는 사용자가 키패드의 백라이트 색을 설정할 수 있게 하여 사용자가 설정한 값에 따라 그 색을 광 여기 확산 시트에 사용하는 형광체 물질에 따라 조정하였다.

도 4a는 도 3의 단면도로서, 청색 LED를 광원으로 하여 일체형 광 여기 확산 시트를 적용한 전자기기용 백라이트 유니트를 나타낸 단면구성도이다.

즉, 광 여기 확산 시트(20)에 들어온 청색 빛의 일부는 투과하고, 일부는 광 여기 확산 시트(20)의 내부에 있는 광 여기 물질(21)에 의해서 청색 빛이 녹색, 노랑색, 적색, 백색 등 여러가지 색깔의 빛으로 바뀌고 동시에 광 증폭이 된다.

또한, 광 여기 확산 시트(20)의 내부에 있는 확산 물질(22)에 의해서 광이 산란 및 확산하게 되어 빛의 균일도를 향상시켜준다. 상기 광 여기 확산 시트(20)를 빠져 나온 빛은 색순도가 좋은 백색광이 된다. 또한, 산란 또는 확산된 빛을 굴절시키고, 집광하여 휘도를 더욱 향상시켜 준다.

또한, 도 4b는 키패드의 마스킹에 따라 부분적으로 절개된 광 여기 확산 시트를 이용한 백라이트 유니트를 나타낸 것으로서, 이 경우에는 키패드 등의 패드부재의 광원이 통과하는 마스킹 형태에 따라 그에 맞게 광 여기 확산 시트를 절개하여 패드부재에 끼워지도록 되어있다.

이에 의하면 패드부재의 해당 부분에만 부분적으로 광 여기 확산 시트가 끼워지기 때문에 비용 절감이 된다.

또한, 도 4c는 상기 도 4a의 광 여기 확산 시트 대신에 광 여기 물질 및 확산 물질을 키패드의 하단에 직접 프린팅한 것을 나타낸 것으로서, 도 4a와 마찬가지로 청색 LED 광원이 프린팅된 광 여기 물질 및 확산 물질을 통과하게 되면 다양한 색과 휘도를 갖게 된다.

한편, 도 5는 휴대폰 등의 전자기기용 백라이트 유니트의 다른 일실시예를 나타낸 것으로서, 그 구성을 보면 키패드(30)의 후면에 실리콘 패드(40)가 배치되고, 상기 실리콘 패드(40)에는 여기물질인 형광체 및 확산물질이 첨가된다.

그리고, 상기 실리콘 패드의 하단에는 청색 LED(10)가 다수개 구비되는 PCB(31)가 배치되고 상기 PCB(31)와 실리콘 패드(40)의 사이에는 메탈 돔 시트(41)가 구비되어 있다. 이것은 PCB(31)의 개별 키 접점의 바로 위에 위치하여 메탈 돔 시트(Metal Dome Sheet)(41)의 접촉부분을 누르면 돔이 PCB(31)에 접점 되어 신호를 인식하는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 상기 청색 LED(10)로부터 광원이 상기 실리콘 패드(40)를 통과하면 첨가된 형광체에 의해 다양한 색을 표현할 수 있다.

도 6은 종래의 장치(도 1, 광원:백색 LED)와 본 발명의 도 3의 광 여기 확산 시트를 적용한 키패드 백라이트 유니트(광원:청색 LED)의 스펙트럼을 비교한 그래프이다.(미놀타에서 제작한 CS-1000A 를 사용, 이하 같다). 종래의 장치는 약 460 nm 와 약 560 nm 에서 주 파장을 갖는 보색 관계를 이용한 것임을 알 수 있다.

본 발명의 장치는 청색 LED를 광원으로 이용하여, 광 여기 확산시트의 구성을 무기 형광체인 YAG와 무기 형광체인 SrS:Eu, SGa2S4:Eu, Y3Al5O12:Ce, (YGd)3Al5O12:Ce, ZnCdS 등을 혼합하여 제작하였다. 본 발명의 장치는 460 nm와 590 nm의 주 파장을 갖을 뿐만 아니라, 종래의 장치에 비하여 녹색 및 적색이 많이 나와 다양한 색을 구성함과 동시에 휘도 향상, 키패드의 휘도 균일성 등을 나타낸다.

종래의 장치 또한 현재 휘도를 높임과 동시에 다양한 색을 내는 것에 대하여 많은 연구가 이뤄지고 있지만, 형광체가 몰딩부 내에 분포하기 때문에 무기 LED의 출력을 높이면 형광체가 쉽게 열화되는 문제점을 가지고 있어서, 무기 LED의 칩 주변에 여러 색을 내는 형광체를 삽입하기가 어려운 단점이 있다.

본 발명의 광 여기 확산시트는 광원과 별도로 구성되기 때문에 이러한 문제점을 해결할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 도 6의 본 발명의 스펙트럼 결과는 이를 잘 설명해준다.

도 7는 상기 도 3에서 나타낸 광 여기 확산시트의 적색 색소 구성을 유기 형광체(DCJTB) 대신에 무기 형광체(ZnCdS)인 SrS:Eu, SGa2S4:Eu, Y3Al5O12:Ce, (YGd)3Al5O12:Ce, ZnCdS 등를 사용하여, 즉, 광 여기 확산시트의 구성을 무기형광체들의 비율을 조절하여 제작한 후 본 발명의 장치(도 3의 장치)에 적용한 그래프이다.

본 발명의 장치의 스펙트럼은 약 460 nm의 청색의 파장과 약 520 nm의 녹색의 파장, 약 600 nm의 적색 파장을 보여 3파장 백색광임을 나타낸다. 도 6의 본 발명의 스펙트럼 결과는 유기 형광체 뿐만 아니라, 무기 형광체 또한 발광에 아무런 문제가 없음을 잘 보여준다.

상기 도 6과 도 7의 결과로 볼 때, 형광체가 쉽게 열화되는 문제점 때문에 여러 색을 내는 형광체를 삽입하기가 어려웠던 종래 장치의 문제점을 본 발명의 광 여기 확산시트가 잘 해결함을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 광 여기 확산시트는 상기 종래 장치의 문제점을 해결함으로써 다양한 색을 구성함과 동시에 휘도향상, 키패드의 균일성 등을 구현할 수 있는 특징을 가진다. 실 예로 도 6의 본 발명의 광원을 적용한 스펙트럼(그래프에서 검정색으로 채워진 사각형)을 살펴보면, 청색, 녹색, 적색 모두 균일한 빛이 나와 높은 색재현율을 보이는 것을 알 수 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 기존의 백색 LED 대신 새로운 광 여기 확산 시트를 이용함으로써 생산 원가를 절감할 수 있다.

둘째, 광 여기 확산 시트를 사용함으로써, 생산 비용 절감뿐만 아니라 생산 공정도 간단하게 될 수 있다.

또한, 광 여기 확산 시트의 광 여기 물질을 잘 선정하면 소비자가 원하는 파장과 색을 만들어 낼 수 있고, 휘도 또한 증가 시킬 수 있다.

셋째, 각종 전자기기에 구성된 문자판의 조광용 백라이트에 있어서 그 색을달리 할 수 있기 때문에 디자인이 우수하며, 현재 동작되는 전자기기의 상태를 2가지 이상의 물질을 혼합하여 제조하는 광여기 확산 시트의 종류에 따라 특정 색을 표현 할 수 있는 장점이 있다.

Claims

광원과 상기 광원의 상부에 배치되는 패드부재를 포함하여 상기 광원으로부터 발광된 빛을 외부로 전부 또는 일부 투과시켜서 상기 패드부재의 표면에 표현된 정보를 시각적으로 파악하기 용이하도록 하는데 사용되는 백라이트 유니트에 있어서,

광원과,

상기 광원의 상부에 배치되어 상기 광원에서 발광된 빛을 여기, 증폭시키는 광여기 물질 및 상기 광원에서 발광된 빛을 산란, 확산시키는 광확산 물질이 균일하게 혼합된 수지제 또는 유리제의 광여기 확산 시트와,

상기 광여기 확산 시트의 상단에 구비되는 상기 패드부재를 포함하되,

상기 광원은 청색 파장 혹은 청색 파장과 청색 이외의 파장이 적어도 하나 이상 혼합된 파장을 가지며, 상기 광여기 확산시트는 상기 광원으로부터 발광된 빛의 전부 또는 일부분을 흡수하여 상기 발광된 빛의 파장과는 다른 파장의 빛을 발광하고, 상기 광원에서 발광된 빛의 나머지 부분을 흡수 또는 투과하는 것임을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
제1항에 있어서, 상기 광여기 확산 시트는 패드부재와 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
제1항에 있어서, 상기 광여기 확산 시트는 패드부재의 마스크 형상에 대응되도록 부분적으로 절개되어 패드부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
제1항에 있어서, 상기 광여기 확산 시트는 패드부재의 마스크 형상에 대응되도록 부분적으로 패드부재의 하부에 프린팅되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
제1항에 있어서, 상기 광여기 확산 시트는 패드부재의 하부에 직접 전체적으로 프린팅되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
제1항에 있어서,상기 광원은 청색 LED로 구성되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
제1항에 있어서, 상기 광여기 확산 시트는 여기물질 및 확산물질이 포함되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유니트.
핸드폰, 피디에이, 개인휴대단말기 등의 전자기기의 백라이트 유니트에 있어서,

각종 문자, 도형, 기호 등의 정보키가 구비되는 키패드와,

상기 키패드의 후면에 배치되어 여기물질 및 확산물질이 첨가되는 실리콘 패드와,

상기 실리콘 패드의 하단에 배치되는 메탈 돔 시트(Metal Dome Sheet)와,

상기 메탈 돔 시트의 하단에 배치되어 다수의 청색 LED가 구비되는 PCB를 포함하는 전자기기의 백라이트 유니트.
제8항에 있어서, 상기 키패드는 그 자체에 여기물질 및 첨가물질이 첨가되는 것을 특징으로 하는 전자기기의 백라이트 유니트.