KR20080018649A - Ｌｅｄ 백라이트 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광확산판(Diffusion plate), 적어도 하나의 광학장치, 적어도 하나의 LED(Light-emitting diode)와 제2반사표면을 포함하고 있는 LED 백라이트 모듈에 관한 것으로, 제1반사표면을 갖고 광확산판의 하부에 위치하는 광학 장치와, 광학장치의 하부에 위치하여, 첫 번째로 반사를 수행하는, 제1반사표면을 향해 광을 발산하는 LED, LED의 하부에 위치하여 첫 번째로 반사된 광을 받아 두 번째로 반사하는 제2반사표면으로 구성되며, 이에 의해 광학장치들로 광의 경로를 제어하여, LED의 전면부에서 직접 빛을 발산하는 것 대신에, LED로부터 특정한 방향으로 빛을 발산하도록 하여, 색 혼합과 일정한 색 분배를 가능하게 할 수 있다.

LED, 백라이트, 광확산판, 광원

Description

ＬＥＤ 백라이트 모듈{LED Backlight Module}

도 1은 본 발명의 첫 번째 실시 예에 따른 LED 백라이트 모듈의 구조도,

도 2는 본 발명의 첫 번째 실시 예에 따른 광학 장치의 구조도,

도 3은 본 발명의 첫 번째 실시 예에 따른 LED 배열을 나타내는 구조도,

도 4는 본 발명의 두 번째 실시 예에 따른 LED 백라이트 모듈 내의 광학 장치를 나타내는 구조도,

도 5a는 본 발명의 세 번째 실시 예에 따른 LED 백라이트 모듈 내의 광학 장치를 나타내는 구조도,

도 5b는 본 발명의 세 번째 실시 예에 따른 광학 장치의 광 분포도,

도 6a는 싱킹 타입(sinking type) LED 패키지 구조를 갖는 본 발명의 첫 번째 실시 예에 따른 광학 장치의 구조도, 그리고

도 6b는 싱킹 타입 LED 패키지 구조를 갖는 본 발명의 첫 번째 실시 예에 따른 광학 장치의 광 분포도이다.

본 발명은 백라이트(Backlight) 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원으로서 LED(Light-emitting diode)를 이용한 백라이트 모듈에 관한 것이다.

LCD(Liquid Crystal Display) 텔레비전의 수요 증가로 인해 2006년에는 LCD 텔레비전의 총량이 1624만 대에 달할 것으로 보인다. 따라서 LCD의 주요 부품 산업인 원자재와 원재료시장에서, 또 다른 상업적 기회가 발생하고 있으며, 그 중에서 백라이트 모듈은 특별히 중요하게 발전하고 있는 요소이다. 환경보호에 발맞춰, 백라이트 모듈에서 소형이며 에너지 소비율이 좋은 백라이트 광원이 사용되고 있는 추세에 따라, CCFL(cold cathode Fluorescent lamp)는 점차 LED로 대체되어 가고 있으며, CCFL과 같은 선형(Line source) 광원에서 점형(Point source) 광원으로 그 특성이 바뀌어 가고 있다.

그러므로 차세대 백라이트 광원의 개발에 있어서, LED 광원을 이용한 백라이트 모듈에 의해 제공되는 고해상도, 높은 루미네슨스(luminescence), 무 수은, 높은 색 재현력의 특질들은, 단지 공간 이용의 효율을 높이는 종래 LED의 효능을 넘어 추가적인 가치를 부여할 수 있다. 그렇기 때문에 LED 백라이트 모듈의 응용은 앞으로 휴대 전자기기에까지 확장될 것으로 일반적으로 인식되고 있으며, 더 나아가 자동차, 상업용 광고판, 텔레비전과 같은 비디오 매체, 통신, 가전제품, 소모품 등과 같은 다양한 영역에까지 확대되어 사용될 것으로 여겨지고 있다. 한편, 백라 이트 모듈로서 LED사용에 있어서 최대의 과제는 어떻게 하면 점광원인 단색 LED에서 전체 표면으로 균등하게 광을 발산할 것인지 그리고 일정한 색과 광도를 얻을 수 있을 것인 지이다. 본 기술분야에 관계된 특허는 미국 공보 No. 2005/0001537 및 미국 특허 No. 5,499,120을 포함한다.

미국 특허 No. 5,499,120 에 의하면 큰 광각을 갖는 LED들이 LCD의 백라이트로서 기능하기 위해 망(Matrix)의 형태로 배열된다. 하지만, 백라이트 모듈의 LED들이 규칙적으로 배열되고, 그 광의 경로를 제어하는 어떠한 광학 장치도 없기 때문에 색상을 섞는 것이 어렵다. 이로 인해 종래의 기술은 단색광원에 적용될 뿐 다색의 효과를 얻을 수는 없다.

또한, 미국 특허 No. 2005/0001537 에서는 LED에 전 내부 반사(TIR, Total reflection thoery) 이론을 적용하는 기술을 제안하고 있다. 옆 표면으로부터 발광된 후 색 혼합과 일정한 색 분배의 목적으로, LED 칩들로부터 발광된 광들을 제어하기 위한, TIR 각도를 만족시키는 특별한 광학 장치 구조가 사용된다.

하지만, 이 특허에서 사용되는 광학장치 구조는 TIR 이론에서 요구되는 경계 각을 만족시켜야 하고, 이것은 설계에 있어 대단히 복잡한 문제이다. 나아가 광학장치 구조는 아주 조금의 허용 범위가 있을 뿐이다. 그러기에 복잡한 장치 구조가 요구되고 이는 생산의 어려움과, 생산에 필요한 다수의 장치 주형의 필요에 의해 비용의 증가를 불러온다.

게다가, TIR 이론의 요구조건을 만족시키는 것은 정말 어렵다. 일단 TIR 표면에 대응되는 위치에 따라 LED 칩이 놓이지 못하면, 광은 전면부 표면에서 발산될 뿐이다. 이에 종래 기술에 의해 제조된 제품들은 측면에서 발광할 수 없고, 이것은 획일적이지 못한 발광으로 귀결된다.

더 나아가 종래 기술을 사용하면 광의 일부는 LED의 전면부에서 발광 될 것이고, 발광의 일정성을 개선하기 위해서는 두 개의 광확산판이 전체 모듈에 요구된다. 그리고 완전한 쉴딩(shielding)과 TIR의 요구 조건인 경계각을 만족시키기 위해서는 추가적인 작은 반사체가 LED의 위 표면에 덧붙여져야 한다. 그것은 언급한 특허에서 발광의 일정성 문제를 개선하기 위해서는 많은 층의 구조물이 있어야 함을 뜻한다. 이에 언급한 특허의 기술을 이용하는 LED 백라이트 모듈은 복잡한 구조, 제조상의 난점, 고비용, 산업상 응용의 어려움이 있으며 개선을 요한다.

한편, 전형적인 패키지 구조(package bases) LED들은 싱킹 타입(sinking type), 오버헤드 타입(overhead type) 구조들을 포함하고 있으며, 다른 패키지 구조에 따라 다른 광을 발산하게 된다. 예를 들면, 오버헤드 타입의 LED 패키지 구조에서는 각도 180도 이내의 범위에서 직접 광을 발산하게 되고, LED 칩의 광학 장치들은 전면부에서 발산된 광만을 반사하게 된다. 반대로, 싱킹 타입의 LED 패키지 구조에서는, 주요 출력 부분이 쉴드처리 되어 있기 때문에, LED 칩에서 생산된 광은 특정한 각으로 발산되기 위하여, 빗나가게 되어야 한다. 그러나 언급한 특허에서 사용되는 특정한 광학 장치들은 오직 특정한 굴절각들은 제공할 뿐이어서, 싱킹 타입과 오버헤드 타입 각각 모두에 이용되기 어려운 면이 있으며, 산업상 응용력이 결여되어 있다.

위의 종래 기술이 색 혼합에 있어서의 어려움, 일률적이지 않은 발광, 복잡한 구조, 제조의 난점, 고비용, 산업상 응용력이 떨어지는 등의 문제가 있기 때문에, 산업상 응용 증대와 종래 기술의 문제 극복을 위해서, 간단하고 쉽게 생산가능하며, 더 적은 비용으로 색 혼합과 백라이트 모듈의 일정성을 확보하는 것은 시급한 과제라 할 것이다.

위의 종래 기술의 단점에서 보듯이, 이 발명의 주요 목적은 색 혼합과 색의 일정한 분배 효율을 높인 LED 백라이트 모듈에 있다.

또한, 간단하고 쉽게 생산 가능한 구조를 갖는 LED 백라이트 모듈을 제공하는 데에도 이 발명의 목적이 있다.

그리고, 제조 공정상의 비용을 절감할 수 있는 LED 백라이트 모듈의 제공에 도 목적이 있다.

이에 더하여, 산업적 응용력을 증대시킬 수 있는 LED 백라이트 모듈을 제공함에도 이 발명의 목적이 있다.

이러한 목적들을 달성하기 위해서, 본 발명은 광확산판과, 적어도 하나의 광학장치, 적어도 하나의 LED, 제2반사표면을 포함하는 LED 백라이트 모듈을 제공한다. 광확산판은 일률적으로 광을 발산하기 위하여 사용된다. 상기 적어도 하나의 광학 장치는, 광확산판의 하부에 위치하며, 제1반사표면을 갖고 있다. 상기 적어도 하나의 LED는, 상기 적어도 하나의 광학 장치 하부에 위치하여, 첫 번째로 반사를 수행하는 제1반사표면으로 광을 발산하는 역할을 한다. 상기 제2반사표면은, 상기 적어도 하나의 LED의 하부에 위치하여, 첫 번째로 반사된 광을 받아 두 번째로 반사하는 역할을 한다.

바람직하게는, 본 발명의 광학 장치는, 고 투과율을 갖는 물질로 된 구조로 되어 있으며, 그 물질은 플라스틱 또는 유리 등의 것이다. 광학장치의 제1반사표면은 금속 층이나 유전체 층을 가질 수 있으며, 그 금속층은 이배포레이션 처리(evaporation treatment)나 스퍼터링 처리(sputtering treatment)에 의해 얻어진 구조가 될 수 있고, 그 유전체 층은 절연 물질을 복층으로 적층하여 만든 구조가 될 수 있다. 언급된 실시예에서 금속 층은 플라스틱 등으로 이루어진 광학 장치의 반사표면에 은이나 알루미늄 등으로 스퍼터링 처리를 하여 형성된 구조이다. 언급된 또 다른 실시예에서 유전체 층은 유리 등으로 이루어진 광학 장치의 제1반사표면에 TiO₂ 등 적층하여 형성된 구조이다. 또 하나의 언급된 실시예에서 광학 장치의 측면부는, 기울어진 표면과 정상적인 LED로부터의 발산 방향 범위가 각도 1도에서 45도의 범위를 갖도록 경사진 표면을 가질 수 있다.

게다가 제1반사표면은 V-모양, 커브, 원, 타원, 톱니 형상 중 하나의 기하학적인 횡단면을 가질 수 있다. 될 수 있으면, V-모양의 횡단면을 갖는 제1반사표면과 LED사이의 각도는 1도에서 60도의 범위 내이어야 한다. 나아가 이 발명의 LED 백라이트 모듈은 다수의 광학 장치들과 이에 대응하는 LED들을 포함하고 있을 수 있으며, LED들은 적색, 녹색, 청색 색상의 무순서한 순열일 수 있다. 언급된 실시예에서 LED들은 백색의 LED들일 수 있다.

한편, LED 백라이트 모듈은 광확산판 상에 밝기를 증대할 수 있는 필름(BEF, brightness enhancement film)을 더 포함할 수 있으며, 될 수 있으면 그 필름은 광을 집중시키거나 밝기를 증대시키기 위해 폴리에스테르나 폴리카보네이트와 같은 물질로 구성된 것이어야 한다.

본 발명은 직접 발광된 LED 백라이트 모듈을 제공하며, 적색, 녹색, 청색 등등의 LED들은 LCD(liquid crystal display)의 하부에 위치하여 엇갈리게 배열되고, 백라이트 모듈의 하부에 위치한 제2반사표면은 광을 LCD로 반사하며, 모든 LED는 광의 경로를 제어할 수 있는 광학 장치를 포함하고 있다. 이렇게 각각의 광학 장치의 제1반사표면에 의해, LED 칩들에서 직접 발광된 광은 전면부의 표면에서 발광되는 것 대신에 특정한 방향으로 발광되도록 제어될 수 있다. 이런 방식으로 종래 기술에서 단원광들로 부터 색상 혼합의 효과를 얻을 수 없었던 결점들은 해소될 수 있다. 또한, 종래 기술에서 여러 층의 구조로 되어 광의 일정성을 확보할 수 없었던 문제에서 벗어나 색혼합의 효율과 색 분배의 일정성을 확보할 수 있다.

이어지는 실시예 들은 본 발명을 좀더 상세하게 묘사하기 위한 것이며, 발명의 범위가 상기 실시예에 의해 제한되는 것은 아님을 밝혀둔다.

첫 번째 실시예.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 LED 백라이트 모듈을 설명하기 위한 구조도이다. 도 1에서 보이는 바와 같이 백라이트 모듈(1)은 광확산판(11)과 다수의 광학 장치들(13), 다수의 LED들(15) 그리고 제2반사표면(17)을 포함하고 있다.

광확산판(11)은 LCD(12)의 하부에 위치하여 광을 살포하고 일정하게 발산하기 위한 것이다. LCD(12)는 종래의 구조와 운영 메커니즘이 있으므로 더 이상 설명하지 않기로 한다.

각각의 광학 장치들(13)은 발산 쉬트(sheet)(11)의 하부에 위치하며, 바람직하게는, 플라스틱, 유리, 기타 다른 대체가능한 물질들로부터 선택된, 투과율이 높은 물질로 이루어진 구조로 되어 있다. 나아가 도 2에서 볼 수 있듯이 각각의 광학 장치들(13)은 예를 들면 원형의 횡단면을 갖는 것과 같은 제1반사표면(131)을 갖고 있다. 각각의 광학 장치들(13)의 제1반사표면(131)은 금속 층, 유전체 층, 그리고 반사율을 개선할 수 있는 다른 대체 가능한 거울 표면의 층이 있으며, 제1반사표면(131)과 각각의 LED들(15) 간의 각도는 1도에서 60도의 범위를 갖는다. 금속 층은 이배포레이션 처리 또는 스퍼터링 처리와 같은 방법에 의해 얻어진 구조일 수 있으며, 예를 들면 플라스틱이나 기타 비슷한 물질로 형성된 각각의 광학 장치들(13)의 제1반사표면에 은이나 알루미늄으로 스퍼터링 처리되어 생산된 금속 층이 될 수 있다. 절연체 층은 절연물질들을 복층으로 적층하여 형성된 구조가 될 수 있으며, 예를 들면 유리나 다른 동등한 물질에 의해 생산된 각각의 광학 장치들(13)의 제1반사표면(131)상에 TiO₂를 적층하여 형성된 절연체 층이 될 수 있다. 제1반사표면(131)을 거울과 같은 표면으로 바꾸는데 필요한 처리와 물질들에 대한 언급은 필요치 않을 것이며, 그것은 각각 필요에 따라 바뀔 수 있고, 실시예에 한정되지 않는다.

각각의 LED(15)들은 개별적으로 각각의 광학 장치들(13) 하부에 위치한다. 도 3에서 볼 수 있듯이 각각의 LED(15)들은 LCD 화면 하부에 적색(R), 녹색(G) 그리고 청색(B)이 무순서로 엇갈리게 배열되어 있다. 이렇게 하여 각각의 LED(15)들은, LED의 광의 경로를 제어하기 위한, 광학 장치들 중의 하나를 갖고 있으며, 그 점에서, 각각의 광학 장치들은, LED에서 발산된 광을 전면부가 아닌 특정한 방향으로 반사시키기 위한 제1반사표면을 갖고 있다. LED(15)는 백색 LED가 될 수 있다는 것은 당해 분야에 있는 사람에게는 일반적으로 알려진 것이므로 더 이상의 설명은 하지 않도록 하겠다. 더 나아가 LED(15)들은, 이에 제한되는 것은 아니나, 싱킹 타입 LED 패키지 구조나 오버헤드 타입 LED 패키지 구조로 될 수 있다. 대안으로 보통의 LED 칩이 외부 기판에 직접적으로 있을 수 있으며, 이것은 광학 장치(13)들에 의해 덮여질 수 있다.

제2반사표면(17)은 적어도 LED(15)들의 하부에 위치하며, 각각의 LED(15)로 부터 발산된 광을 LCD(12)로 다시 반사하기 위한 것이고, 광 이용의 효율을 높이게 된다. 게다가 LED(15)의 하부에 위치한 실시예의 제2반사표면(17)은 전체 모듈의 옆 표면에 위치할 수 있다. 상기 제2반사표면(17)은 반사 쉬트(sheet)로 구성될 수 있다. 상기 광확산판(11)과 제2반사표면(17)은 당해 기술분야에서 일반적인 지식이 있는 사람에게 쉽게 이해될 수 있으므로 더 이상의 설명은 않기로 한다.

이 실시예의 LED 백라이트 모듈(1)에서는 광을 집중시키고 밝기를 증대시키기 위한 밝기 증대 필름(BEF, bright enhancement film)(19)을 광확산판에 덧붙일 수 있다. 밝기 증대 필름(BEF)(19)은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 폴리에스테르나 폴리카보네이트로 이루어진 필름이나 쉬트일 수 있다.

한편으로는, 다른 실시예들에서, 밝기 증대 필름(BEF)(19)은 비용 절감과 구조의 단순화를 위해 LCD 화면(12)에 합쳐질 수 있다. 그러나 그 변경은 이 기술분야에서 일반적인 지식을 갖은 사람에게 자명한 것이므로 더 이상의 설명은 않기로 한다.

각각의 광학 장치들은 제1반사표면(131)을 갖고 있기 때문에, 각각의 LED(15)로 부터 발산된 광은, 각각의 제1반사표면(131)들의 각기 다른 부분들을 접촉하게 된다. 하부바닥에서부터 다양한 방향으로 반사되는 광들의 특성에 의해, 각기 다른 방향으로 향하게 되는, 일정한 광의 분산이 가능하게 된다. 이런 식으로, LED로 부터 발산된 광은, 광학 장치들(12)에 의해 반사된 후, 제2반사표면(17)을 거쳐 LCD 화면(12)으로 반사되고, 광확산판(17)은 전면부로 나가는 소량의 광을 막아 색 혼합과 일정성의 효과를 달성할 수 있게 된다.

특수한 구조들의 광학 장치들을 사용하고, 고비용 때문에 이용하기 어려운 여러 개의 동작 모듈을 사용하는, 종래의 기술과 비교할 때, 본 발명의 광학 장치들은 압출 가공된 회로 기판과 같이 단순한 기판을 사용하기 때문에, 제조 공정이 용이하게 된다. 게다가 본 발명의 LED 백라이트 모듈에서는 종래의 기술이 사용했던, 전부 내부에서 반사(TIR, total internal reflection)해야하는 것과 같은 필수적인 조건이 없으며, 종래 기술에 의할 때, 장치의 옆 표면에서 발산하도록 광을 제어할 수 없었던 문제점을 해결할 수 있게 되었다.

그러므로 본 발명을 이용하는 LED 백라이트 모듈에서는 색상 혼합과 일정성의 효과를 얻을 수 있으며, 종래의 기술보다 저렴하기 때문에 공정 비용의 절감 효과가 있고, 종래의 기술에서 문제되었던 산업적 응용의 면에서는, 그 응용성을 증대시킬 수 있고, 프로세스가 더 용이하게 된다.

두 번째 실시예

도 2는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 LED 백라이트 모듈을 묘사한 구조도이다. 본 발명이 더 쉽게 이해되기 위해, 이하 이어질 설명에서는, 첫 번째 실시예에서 언급된 또는 이와 유사한 장치들에 대해서는 같은 또는 유사한 언급을 하기로 하고, 추가적인 그림이나 삽화의 설명은 않기로 한다.

도 4에서 볼 수 있듯이, 첫 번째 실시예와 두 번째 실시예와의 차이점은, 첫 번째 실시예의 광학 장치(13)들이 V-모양의 횡단면을 한 제1반사표면(131)을 갖고 있는데 반해, 두 번째 실시예의 광학 장치(13')들은 커브 모양의 횡단면을 한 제1반사표면(131')을 갖고 있다는 점이다.

이 실시예에서 횡단면이 커브 모양인 제1반사표면(131')은 전면부 표면에서 광이 분산되는 것을 더욱 줄일 수 있으며, 광 확산의 일정성을 더욱 향상할 수 있다.

분명히 제1반사표면(131)(131')의 횡단면 모양은 위의 V-모양과 커브 형상에 국한되는 것이 아니다. 본 발명에 응용되기 쉬운 여러 기하학적인 또는 기하학적이지 않은 디자인들, 예를 들면 원, 타원, 톱니모양, 다각형 또는 제1반사표면의 구부러진 면들의 굴곡 정도에 따라 서로 다를 수 있고, 요구되는 분광 각도에 따라 정해질 수 있는 다른 대체 가능한 형상들이 본 발명에 적용될 수 있다. 다른 말로 설명하자면, LED의 위치들, 제1반사표면의 모양, 물질들, 코팅의 프로세스 등과 같이 상기 언급된 설명들은 단지 전형적인 예들이고 상기 실시예에 국한되어서는 안 된다. 이 분야에 일반적인 지식을 가진 사람에게는 동등한 실시예들이 용이하게 정정되어 사용될 수 있음을 밝혀둔다.

세 번째 실시예

도 5a는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 LED 백라이트 모듈을 묘사한 구조도이다. 본 발명이 더 쉽게 이해되기 위해, 이하 이어질 설명에서는, 첫 번째 실시예에서 언급된 또는 이와 유사한 장치들에 대해서는, 동일한 또는 유사한 언급을 하기로 하고, 추가적인 그림이나 삽화의 설명은 않기로 한다.

도 5a에서 볼 수 있듯이 첫 번째 실시예와 세 번째 실시예 간의 차이점은, 첫 번째 실시예의 광학 장치들(13)은 횡단면이 V-모양인 제1반사표면(131)을 갖고 있는 반면, 세 번째 실시예 에서는, 횡단면이 V-모양인 제1반사표면(131)(또는 커브 모양의 표면)을 갖고 있는 것은 물론이고, 경사진 표면으로 이루어진 옆 표면을 갖고 있고, 예들 들자면, 그 옆 표면은 싱킹 타입 LED 팩키지 구조(151) 상부에 위치한다.

이 실시예에서는 싱킹 타입 LED 팩키지 구조(151)가 사용되었기 때문에, LED(15)의 외각 부분이 방패처럼 둘러싸였고, 이에 각각의 LED(15)에서 발산된 광들을 둘러싸게 됨으로써, 특정한 각을 갖는 광을 발산할 수 있게 된다. 게다가 작은 굴절각을 갖는 광은 각각의 광학 장치의 옆 표면(13'')에 위치한 경사진 표면(133)을 통해 제1반사표면(131)으로 굴절되고 이어서 제1반사표면(131)을 통해서 특정한 각도로 굴절되게 되며, 출력되는 광의 각도를 넓히는 목적을 달성하게 된다. 그 결과 이 실시예의 광학 장치들(13'')은 싱킹 타입과 오버헤드 타입의 LED 구조 모두에 사용할 수 있게 된다. 게다가 출력되는 광의 각도가 넓어질 수 있고, 전체 LED 백라이트 모듈의 두께를 줄이기 위해 각각의 광학 장치들(13'')과 광확산판 사이의 간격을 좁힐 수 있다.

각각의 광학 장치들(13'')은 플라스틱, 유리, 그 밖의 다른 대체 가능한 물질들과 같이 고 반사율의 물질들로 구성될 수 있으며, 의도하지 않은 방향으로 나아가는 대부분의 광들을 정상 방향과 가깝게 기울어진 표면(133)을 통해 발송할 수 있고, 역으로 정상 방향과 많은 차이를 보이며 의도하지 않은 방향으로 나아가는 광은 제1반사표면(131)으로 굴절시킬 수 있다. 경사진 표면(133)의 경사각은 될 수 있으면 각각의 LED(15)에서 발산된 광의 확장 경로가 기울어진 경사면과 겹쳐질 수 있는 범위 내에서 제어되어야 한다. 더욱 바람직하게는 경사진 표면과 LED(15)에서 발산된 광의 정상 방향 사이의 각도는 1도에서 45도의 범위 내에 있어야 한다.

비교예들

도 5a, 5b, 6a 그리고 6b에는 첫 번째 실시예와 세 번째 실시예의 광학 장치들(13)의 세기와 출력된 광의 각도가 비교되어 있다. 이 시험은 같은 조건에서 수행되었다.

도 5a와 6a에서 볼 수 있듯이, 각각의 광학 장치들(13)(13'')은 싱킹 타입 LED 패키지 구조의 위에 위치하고 있으며, 제1반사표면(131)과 LED(15)간의 사이 각도도 서로 같다. 각각의 광학 장치들(13)과 비교하여 광학 장치들(13'')은 경사진 옆면이 좀 더 붙어있을 뿐이다.

도 5b와 6b에서 볼 수 있듯이 수평축은 출력 광의 각도를 의미하고, 수직축은 출력 광의 강도를 의미하며, 각각의 광학 장치들(13)의 출력 광의 각도가 대략 106도일때 주요하게 집중되어 있고, 각도가 대략 11도일때 작은 부분이 집중되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 비해, 광학 장치들(13'')의 출력 광의 각도가 대략 75도일때 주요하게 집중되어 있는 것을 알 수 있으며 작은 각도의 광은 차츰 줄어든다. 따라서 시험 결과에 의할 때, 본 발명은 효과적으로 전면부에서 발산되는 광을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.

그러므로 본 발명의 LED 백라이트 모듈은 전면부에서 직접 광을 발산하게 하는 대신에 광학 장치들을 경유하여 LED 칩들에서 발산된 광을 특정한 경로로 향하게 제어하여 색상 혼합과 일률성의 확보라는 효과가 있을 뿐만 아니라 생산 비용을 줄이고 산업상 응용성을 증대시키는 효과도 있다.

본 발명은 특정한 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자 는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

본 발명에서 사용되는 광학 장치들은 간단하고 쉽게 생산 가능한 구조를 갖고 있기 때문에, 복잡하고 복층으로 적층된 구조로 인하여 문제되었던, 제조상의 어려움, 고비용, 산업상 응용력 부족 등 종래 기술의 난점들을 해결할 수 있게 되었다. 즉, 본 발명은 종래 기술이 갖고 있었던 제조상의 어려움과 같은 문제가 없고, 비용 절감 효과가 있으며, 여러 산업분야에 널리 이용될 수도 있다. 나아가 본 발명에 의해 간단하면서, 쉽게 생산 가능하고, 저비용이며, 산업상 응용력이 있는 LED 백라이트 모듈을 제공할 수 있고, 색 혼합과 일률적이고도 정형적인 색 분배도 가능하게 되며, 이로 인해 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있게 되었다.

Claims (19)

1. 광확산판;

   상기 광확산판의 하부에 위치하여, 제1반사표면을 갖는, 적어도 하나의 광학 장치;

   상기 적어도 하나의 광학장치의 하부에 위치하며, 첫 번째 반사가 수행되는 상기 제1반사표면으로 광을 발산하기 위한, 적어도 하나의 LED; 및

   상기 적어도 하나의 LED의 하부에 위치하며, 상기 제1반사표면으로부터 첫 번째 반사된 광을 받아, 두 번째로 반사하는 제2반사표면을 포함하는 LED 백라이트 모듈.
2. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 장치는 고 투과율의 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
3. 제 2항에 있어서, 상기 고 투과율의 물질은 플라스틱 또는 유리 중 하나인 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
4. 제 1항에 있어서, 상기 광학 장치의 제1반사표면은 금속 층이나 유전체 층 중 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
5. 제 4항에 있어서, 상기 금속 층은 이배포레이션 처리 또는 스퍼터링 처리 중 하나에 의해 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
6. 제 5항에 있어서 상기 금속 층은 플라스틱으로 구성된 광학 장치의 제1반사표면상에 은 또는 알루미늄을 스퍼터링 하여 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
7. 제 4항에 있어서, 상기 유전체 층은 유전물질들을 복층으로 적층하여 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
8. 제 7항에 있어서, 상기 유전체 층은 유리로 구성된 상기 광학 장치의 상기 제1반사표면상에 TiO₂를 적층하여 형성된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라 이트 모듈.
9. 제 1항에 있어서, 상기 제1반사표면은 기하학적인 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
10. 제 1항에 있어서, 상기 제1반사표면은 V-모양, 커브, 원, 타원, 톱니모양 형상 중 하나의 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
11. 제 10항에 있어서, V-모양의 제1반사표면과 상기 LED의 사이 각도가 1도에서 60도의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
12. 제 1항에 있어서, 상기 LED 백라이트 모듈은, 다수의 광학장치와 그 광학장치 들에 대응하는 개수의 LED들을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
13. 제 12항에 있어서, 상기 LED는 적색, 녹색, 청색 LED들의 무순서의 순열을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
14. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 LED는 백색의 LED인 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
15. 제 1항에 있어서, 광확산판에 광도를 증대시키는 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
16. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 장치의 옆 표면은 기울어진 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
17. 제 1항에 있어서, 상기 제2반사표면은, LED의 하부와 LED 백라이트 모듈의 옆 표면에 위치하는 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
18. 제 17항에 있어서, 상기 제2반사표면은 반사 쉬트로 구성된 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.
19. 제 1항에 있어서, 상기 제2반사표면은 반사 쉬트로 구성된 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 모듈.

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