KR20080034717A - 에지형 ｌｅｄ 백라이트 유니트 - Google Patents

에지형 ｌｅｄ 백라이트 유니트 Download PDF

Info

Publication number
KR20080034717A
KR20080034717A KR1020060101008A KR20060101008A KR20080034717A KR 20080034717 A KR20080034717 A KR 20080034717A KR 1020060101008 A KR1020060101008 A KR 1020060101008A KR 20060101008 A KR20060101008 A KR 20060101008A KR 20080034717 A KR20080034717 A KR 20080034717A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat transfer
backlight unit
edge
transfer member
heat
Prior art date
Application number
KR1020060101008A
Other languages
English (en)
Inventor
박기점
김대현
김용범
윤재훈
양순모
이제현
Original Assignee
주식회사 우영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 우영 filed Critical 주식회사 우영
Priority to KR1020060101008A priority Critical patent/KR20080034717A/ko
Publication of KR20080034717A publication Critical patent/KR20080034717A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0085—Means for removing heat created by the light source from the package
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/009—Positioning aspects of the light source in the package
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 에지형 LED 백라이트 유니트는 빛을 생성하는 복수개의 LED 칩과; 상기 LED 칩에서 발생된 빛을 안내하는 도광판과; 상기 도광판이 안착되는 기판 섀시를 포함하는 에지형 LED 백라이트 유니트로서, 상기 LED 칩에서 발생된 열을 상기 백라이트 유니트의 가장자리를 따라 전달시키는 제1 열전달 부재와; 상기 LED 칩에서 발생된 열을 상기 기판 섀시의 중앙으로 전달시키는 복수개의 제 2 열전달 부재를 포함한다.

Description

에지형 ＬＥＤ 백라이트 유니트 {Edge-type LED back light unit}
도 1은 종래의 LED 패키지를 구비한 백라이트 유닛의 개략적인 정면도이다.
도 2는 도 1의 백라이트 유닛을 구성하는 단위 LED 패키지가 설치된 상태를 도시하는 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 백라이트 유니트의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 백라이트 유니트의 섀시 베이스에 대한 평면도이다.
도 5는 도 4의 A 부분에 대한 부분 확대도이다.
도 6a 및 6b는 도 5에 대한 조립 사시도이다.
도 7은 도 6b의 VII-VII 선에 따라 취한 단면도이다.
도 8은 도 3의 백라이트 유니트가 조립된 상태에서의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 백라이트 유니트 102: 커버
104: 도광판 106: 기판 섀시
108: 홈 110: 제 2 열전달 부재
112: 금속 PCB 114: 제1 열전달 부재
116: 열전달 블록
본 발명은 LED 광원을 이용한 에지형 LED 백라이트 유니트(edge-type LED back light unit)에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 LED 패키지에서 발생된 빛이 도광판이 에지로 입사하여 혼합된 후 출사되는 에지형 LED 백라이트 유니트이다.
통상적으로, 평판표시장치(flat panel display)는 발광형과 수광형으로 분류되는데, 발광형으로는 음극선관(CRT), 전계 발광(Electro Luminescent;EL) 소자, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel;PDP) 등이 있고, 수광형으로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display;LCD) 등이 있다.
상기 LCD는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 빛을 받아 화상을 형성하는 수광형 소자이므로, 별도의 광원, 예를 들면 이른바 백라이트를 설치하여 어두운 곳에서는 화상을 관찰할 수 있도록 하고 있다.
이러한 LCD용 백라이트는 광원의 설치 위치에 따라 직하형(direct type)과 에지(edge)형으로 구분되며, LED를 광원으로 하여 백색광을 생성하는 방법에는 적녹청(RGB) LED를 광학적으로 믹싱하여 백색광을 생성하는 RGB LED 방법과, 자외선 LED와 적녹청 형광체를 혼합하는 방법, 청색 LED와 황색 형광체를 혼합하는 바이너리 컴플리멘터리(binary complimentary) 방식이 있다. LED 광원은 종래에 광원으로 사용되었던 CCFL에 비하여 응답시간이 상당히 빠를 뿐 아니라 수은과 같은 중금속을 함유하지 않고 완전 고체 소자이므로 친환경적이라는 장점이 있다. 특히 이중에서 RGB LED 방식의 경우 종래에 광원으로 사용되었던 CCFL 및 다른 LED 방식에 비하여 색표현 능력이 우수하여, 고품위의 LCD TV용 LED 백라이트에 채용되었다.
한편 도 1은 종래의 백라이트 유닛에서 LED 패키지의 배열 상태를 도시하는 평면도이다. 가로 프레임(12) 및 세로 프레임(14)에 둘러싸인 기판 섀시(20)상에는 복수개의 LED 패키지(16)가 일렬로 열을 지어 LED 패키지 그룹(18)을 형성하면, 일렬을 이룬 LED 패키지 그룹(18)은 다시 다수개의 행을 이룬다. 이때 번호 ①②③④⑤⑥로 표시된 각각의 구간마다 온도의 차이가 발생하게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 단위 LED 패키지에 대한 설치 단면도이다. 도 2를 참조하면, 빛을 발생하는 LED 패키지(16)의 하부에는 금속 코어 PCB(34 : metal core printed circuit board)가 설치되어 있으며, 상기 LED 패키지(16)와 금속 코어 PBC(34)의 조립체는 LED 지지 프레임(22) 내에 설치된다.
여기서, LED 패키지(16)에서 발생된 열이 LED 지지 프레임(22)에 전달되도록 금속 코어 PCB(34)와 LED지지 프레임(22) 사이의 접촉면에는 열전도 시트(32)가 개재된다. 또한 LED 지지프레임(22)상에 배치된 LED 패키지(16)에서 발생된 열을 넓은 구간에 퍼지게 하기 위하여, LED지지 프레임(22)의 내부에는 길다란 열전도 파이프(30)가 상기 LED지지 프레임(22)를 관통하여 설치된다.
한편, LED 패키지(16)를 둘러싸는 주변부에는 LED 패키지(16)에서 발생된 빛을 출사면으로 반사시키기 위한 반사 플레이트(26)가 설치되며, 반사 플레이트와 LED 패키지(16) 사이의 공간은 지지판(24)에 의해 커버되어 있다.
LED 패키지(16)에서 LED 지지 프레임(22)에 전달된 열은 기판 섀시(20)를 통하여 기판 섀시(20)의 배면에 형성된 방열 휜(44)을 통하여 방열된다. 이 과정에 서 방열을 돕기 위하여, 팬 지지대(46)에 장착된 방열 팬(48)이 회전하여 이로 인해 발생되는 공기에 의해 방열 휜(44)의 열이 소산된다.
한편, LED 패키지(16) 상측에 오벌 도트(oval dot : 50)가 인쇄되어 있는 PMMA(폴리 메틸 메타 아크릴레이트) 플레이트(28)의 디버터(diverter)가 배치되고, 그 상부에는 확산 플레이트(36)가 배치되며, 그 위에는 광학적 시트인 확산시트(38), BEF 시트(40) 및 DBEF-D 시트(42)등이 적층되어 LED 패키지에서 발생된 빛의 휘도를 보정한다.
그러나, 도 2와 같은 구조의 백라이트 유닛의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 기판 섀시 상에 광학적 구성요소들이 적층되는 방식이기 때문에 전체 백라이트 유니트의 두께가 두꺼워지는 단점이 있다. 또한, 수직한 방향으로 빛이 진행되면서 믹싱되는 거리가 짧으면 빛의 믹싱이 완전하지 못하여 균일성도 떨어지면 색재현성이 낮은 문제도 있다. 나아가, LED 패키지들이 기판 섀시 전체에 분포되어 있으므로 열이 방열되지 못하는 문제점이 있었다. 또한 복잡한 내부 구조로 인하여 백라이트의 무게를 증가시켜 상품성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 LED광원을 도광판의 에지에 배치하여 백라이트 유니트의 두께를 감소하면서 동시에 내부에서 발생되는 열을 균일하고 효과적으로 외부로 방출할 수 있는 방열구조를 가진 방열 성능이 우수한 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은,
빛을 생성하는 복수개의 LED 칩과;
상기 LED 칩에서 발생된 빛을 안내하는 도광판과;
상기 도광판이 안착되는 기판 섀시를 포함하는 에지형 LED 백라이트 유니트로서,
상기 LED 칩에서 발생된 열을 상기 백라이트 유니트의 가장자리를 따라 전달시키는 제1 열전달 부재와;
상기 LED 칩에서 발생된 열을 상기 기판 섀시의 중앙으로 전달시키는 복수개의 제 2 열전달 부재를 포함한다.
여기서, 상기 제1 열전달 부재는 히트 파이프이다.
또한, 상기 제1 열전달 부재는 직선형이다.
또한, 본 발명에 따른 에지형 LED 백라이트 유니트는, 상기 LED 칩이 장착되며, 상기 백라이트 유니트의 가장자리를 따라 연장되어 배치되는 금속 PCB를 추가로 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 에지형 LED 백라이트 유니트는, 상기 LED 칩과 상기 제1 열전달 부재 사이에 배치되어 상기 제1 열전달 부재를 수용하는 열전도 블록을 추가로 포함한다.
여기서, 상기 제 1 열전달 부재는 불연속적으로 연장된다.
상기 제2 열전달 부재들의 일측 단부는 상기 LED 칩에 열적으로 접촉(thermally contact)하고 있으며, 그 타측 단부는 상기 기판 섀시의 중앙에 배치 된다.
상기 제2 열전달 부재들은 상기 기판 섀시에 형성된 홈을 따라 연장된다.
상기 제2 열전달 부재들은 소정의 간격으로 서로 이격된다.
상기 제2 열전달 부재들의 일측 단부는 상기 LED 칩의 배열 방향에 나란하게 연장되며, 그 타측 단부가 상기 일측 단부에 대하여 기판 섀시에 중앙으로 배치되도록 상기 제2 열전달 부재들의 일측 단부와 타측 단부간의 중간부는 만곡되어 있다.
상기 제1 열전달 부재는 상기 LED 칩들의 측면에 배치되며, 상기 제2 열전달 부재들은 상기 LED 칩들의 하측을 통과하여 배치된다.
상기 도광판의 하측에는 반사판이 배치된다.
상기 제 2 열전달 부재들은 도광판의 상측 에지로부터 연장되는 상측 연장 열전달부재들과 도광판의 하측 에지로부터 연장되는 하측 연장 열전달부재들을 포함한다.
상기 상측 연장 열전달 부재들과 상기 하측 연장 열전달 부재들의 각각의 단부 중 기판 섀시의 중앙까지 연장되는 단부들은 서로 인접하여 이격된 상태로 겹쳐지게 배치된다.
상기 열전도 블록은 Cu를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 기판 섀시의 배면에는 방열 코팅부가 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직하형 백라이트 유닛을 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 에지형 LED 백라이트 유니트의 분해 사시도이며, 도 4는 도 3에서 커버가 분리된 상태에서의 평면도이다 .
도 3을 참조하면, 본 발명의 에지형 LED 백라이트 유니트(100)는 그 상하측 가장자리에 다수의 LED 칩이 배치되는 도광판(104)과, 상기 도광판에서 발생되는 열을 전달하기 위한 제1 열전달 부재(114)와, 제2 열전달 부재(110)를 포함한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와같이, 상기 제1 열전달 부재(114) 및 제2 열전달 부재(110)는 도광판의 배면에 배치되는 기판 섀시(106)상의 홈(108) 내부에 배치된다. 따라서, 적층 순서상으로 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 홈(108)이 형성된 기판 섀시(106) 상에 제2 열전달 부재(110)가 배치되고, 상기 제2 열전달 부재상에 도광판(104)이 덮히게 된다.
또한, 상기 도광판(104)의 상측과 하측(도 3 및 도 4에서 Y축 방향)의 가장자리에는 다수의 LED 칩(118)이 열을 이루어 장착되는 금속 PCB(112)가 배치되며, 상기 금속 PCB(112)의 측면에 제1 열전달 부재(114)가 배치된 후에 커버(102)가 놓이게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 열전달 부재(110)는 기판 섀시(106)상에 형성된 홈(108) 의 내부에 장착되기 때문에 홈(108)과 대응되는 형상을 구비한다.
상기 제2 열전달 부재(110)는 도광판(104)의 상측 가장자리로 연장되는 상측 연장 열전달부재(110a)와 상기 도광판(104)의 하측 가장자리로 연장되는 하측 연장 열전달부재(110b)를 포함한다. 상기 제 2 열전달 부재(110)들은 소정의 간격으로 서로 이격되어 있다. 또한, 상기 열전달 부재들의 일측 단부는 도광판의 상하측 가장자리에 나란하게 배치된 금속 PCB(112)의 내측 표면에 배치된 LED 칩(도 3 및 도 4에는 미도시)의 배열 방향에 나란하게 연장되는 일측 단부와 상기 기판 섀시(106)의 중앙에 배치된 타측 단부를 구비한다.
상기 제2 열전달 부재(110)는 상기 일측 단부와 타측 단부 중간부의 중간에 배치되는 만곡된 중간부를 구비한다. 여기서, 상기 제2 열전달 부재들의 일측 단부는 상기 LED 칩에 직접 또는 간접적으로 열적으로 접촉하고 있다. 또한 상기 제2 열전달 부재(110)의 타측 단부는 상기 기판 섀시(106)의 중앙에 배치된다.
이러한 구조에서, 도 4에 도시된 바와같이, 상기 상측 연장 열전달 부재들(110a)와 상기 하측 연장 열전달 부재들(110b)의 각각의 단부 중 기판 섀시(104)의 중앙까지 연장되는 타측 단부들은 서로 인접하게 배치되지만 완전히 접촉하여 배치되지는 않고 이격된 상태로 배치된다. 또한 상기 상측 연장 열전달 부재(110a)와 상기 하측 연장 열전달 부재(110b)의 타측 단부는 도 4를 참조할 경우 Y 축 방향으로 서로 그 길이가 오버랩 되는 부분을 구비한다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 상측 연장 열전달 부재(110b)와 상기 하측 연장 열전달 부재(110a)의 타측 단부는 Y 축 방향으로 그 길이가 서로 오버랩되지 않을 수도 있다.
상기 제2 열전달 부재(110)의 단부 중 도광판(104)의 상하측 가장자리에 인접하게 배치되는 일측 단부들은 그 위에 적층되는 다른 구성요소(도 4의 경우 도 면번호 116을 표시된 구성요소)에 의해 덮혀지게 된다. 상기 제2 열전달 부재(110)는 홈(108) 내부에 완전히 수용되도록 상기 홈(108)은 상기 제2 열전달 부재(110)의 두께와 같거나 그보다 깊은 깊이를 구비한다. 한편 상기 홈(108)은 상기 제2 열전달 부재(110)를 수용할 수 있도록 제2 열전달 부재(110)의 폭과 실질적으로 같거나 그보다 넓은 폭을 구비한다.
상기 제2 열전달 부재(110)의 단부 중 기판 섀시(106)의 중앙에 배치되는 타측 단부(110ab, 110bb)는 상기 백라이트 유니트(100)의 기판 섀시(104)의 측면, 즉 도 4의 Y 방향에 나란하게 연장되며, 금속 PCB(116)에 인접하게 위치된 제2 열전달 부재(110)의 일측 단부(110ba, 110aa:도 8 참조)는 기판 섀시의 상하 모서리에 나란하게, 즉 X 방향으로 나란하게 연장된다. 따라서, 상기 제2 열전달 부재의 일측단부와 타측 단부 간의 중간부분은 만곡되어 있는 구조이다.
도 5는 도 4의 A 부분에 대한 부분 확대 평면도이다.
도 5를 참조하면, 기판 섀시(106)상의 홈(108) 내에는 제2 열전달 부재(110) 중 예를 들어 하측 연장 열전달 부재(110b)가 배치되어 있으며, 이러한 하측 연장 열전달 부재(110b)의 일측 단부(110ba)는 기판 섀시(106)의 상하측(도 5에서는 상측만 도시됨) 중 적어도 하나에 형성된 오목한 채널을 이루는 장착 라인(106a)으로 접어들어 배치된다. 홈(108)은 기판 섀시(106)의 중앙에서 연장되어 장착라인(106a)까지 만곡되어 연장되며, 하측 연장 열전달 부재(110b)는 이러한 홈(108)을 따라 배치된다. 도 5에 도시되지는 않았으나, 도 4에 도시된 상측 연장 열전달 부재(110a)로 마찬가지로 대칭적으로 배치된다.
상기 장착라인(106a)에는 다수의 LED 칩(118)이 연속적으로 배치된 금속 PCB(112)가 배치된다. 상기 금속 PCB(112)상에 배치된 다수의 LED 칩(118)은 기판 섀시(106)상에 배치된 도광판(104)의 측면에 배치된다. 따라서, LED 칩(118)에서 발생된 빛(도 5에서 화살표로 도시)은 도광판 내부로 입사하게 된다.
한편, 이러한 다수의 LED 칩(118)들이 배치된 금속 PCB(112)의 측면에는 열적 접촉한 상태로 열전달 블록(116)이 배치된다. 이와 같은 열전달 블록(116)은 LED 칩(118)에서 발생된 열을 전달하는 역할을 하게 된다. 상기 열전달 블록(116)은 Cu로 형성되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 열전도 성능이 우수한 다른 재료도 사용될 수 있다.
도 6a와 도 6b는 도 5에 도시된 백라이트 유니트의 일부분에 대한 분해 사시도를 나타낸다. 도 6a는 열전도 블록(116)이 장착되기 전의 상태를 도시하며, 도 6b는 열전도블록이 장착된 후의 상태를 도시한다.
도 6a를 참조하면, 기판 섀시(106)상에 형성되어 기판 섀시의 측단부에 형성된 장착라인(106a)로 만곡되어 형성된 홈(108)에 수납될 수 있도록 대응하여 형성된 하측 연장 열전달 부재(110b)가 장착된 상태가 도시되어 있다. 제2 열전달 부재(110) 중 일부인 상기 하측 연장 열전달 부재(110b)의 일측 단부는 상기 장착 라인에 형성된 홈의 연장부에 배치되므로 결국 상기 하측 연장 열전달 부재(110b)는 기판 섀시(106)의 중앙에서 만곡되어 배치된다.
상기 LED 칩(118)이 연속적으로 배치되어 LED 칩을 전원 및 제어부와 연결하는 금속 PCB(112)는 기판 섀시(106)에 세로로 세워져서 고정된다. 이때, LED 칩(118)은 기판 섀시의 표면 위로 노출되어 도광판(104: 도 5 참조)과 LED 칩(118)은 대응되는 높이에 위치된다.
한편, 상기 제2 열전달 부재들은 금속 PCB 아래를 지나서 장착 라인(106a)을 따라 만곡되어 배치된다. 즉 제2 열전달 부재(110)의 상측 연장 열전달 부재(110a)의 일측 단부(110aa:도 8 참조) 및 하측 연장 열전달 부재(110b)의 일측 단부(110ba: 도 6a 참조)는 LED 칩(118)의 배열 방향에 나란하게 연장된다.
도 6b에는 도 6a의 금속 PCB(112)의 측면에 열전달 블록(116)이 배치된 것을 도시한다. 전술한 바와 같이, 이때 열전달 블록은 Cu와 같은 열전도성이 우수한 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 열전달 블록(116)과 금속 PCB(112)는 열적 접촉(thermally contact)한 상태로 유지된다. 즉 상기 금속 PCB(112)의 일측에는 LED 칩(118)들이 연속적으로 배치되고, 그 반대되는 타측의 측면에 열전달 블록(116)이 접촉하여 배치된다. 백라이트 유니트(100) 전체를 기준으로 설명하면, 열전달 블록(116)은 금속 PCB(112)와 접촉하면서 백라이트 유니트의 테두리, 즉 가장자리 부분에 배치된다.
여기서, 상기 열전달 블록(116)의 위치를 정확히 설정하기 위해서 장착 라인(106a)에 열전달 블록(116)이 안착되게 된다. 상기 열전달 블록(116)은 도 3에 도시된 바와 같이, 백라이트 유니트(100)의 상하측 가장자리를 따라 길게 연장된 형상이다. 상기 열전달 블록(116)은 금속 PCB(112)와 접촉 면적을 최대한 넓게 하도록 배치된다. 도 6b를 참조하면, 금속 PCB(112)의 측면과 상면에서 열전달 블록(116)이 접촉하도록 열전달 블록이 형성된다.
도 7은 도 6b의 VII-VII 선을 따라 취한 단면을 도시한다.
도 7을 참조하면 각각의 구성요소간의 상세한 적층 관계가 용이하게 이해될 수 있다. 기판 섀시(106)의 일측 단부(도 3에 따라 백라이트 유니트를 기준으로 설명할 경우에는 상하측 가장자리부분)에는 기판 섀시(106)와 높이가 다르게 오목하게 단차가 형성된 장착 라인(106a)가 형성되어 있으며, 상기 장착라인(106a)에는 제2 열전달 부재(110)의 일측 단부(110ba)가 수용되는 홈(108)이 형성되어 있다. 도 7에 명확히 도시되어 있지는 않지만, 상기 홈(108)은 기판 섀시(106)의 중앙으로부터 소정의 형상으로 연장되어 형성된다.
상기 기판 섀시(106) 상에는 그 하측에 반사시트(140)가 형성된 도광판(104)이 놓이게 된다. 상기 도광판(104)은 기판 섀시(106)보다 가로 세로 크기가 작게 형성되어 그 외측에 LED 칩을 포함하는 발광부가 설치될 공간을 확보한다.
상기 도광판(104)의 측면(백라이트 유니트 전체를 기준으로 할 경우에는 상하측 가장자리를 말하면, 경우에 따라서는 백라이트 유니트의 적어도 하나의 측면을 말한다)에는 LED 칩(118)이 배치되며, 상기 LED 칩(118)은 금속 PCB(112)상에 실장되어 있다. 상기 금속 PCB(112)의 일측면에는 LED 칩(118)이 형성되므로 이러한 LED 칩이 도광판에 대향하여 배치되도록 하기 위하여, 상기 금속 PCB(112)는 기판 섀시(106)에 대하여 세로로 세워져 배치된다.
상기 금속 PCB(112)의 일부 단부(112a)는 전원공급 및 제어를 위하여 리드선 역할을 하기 때문에 기판 섀시(106)를 관통하여 기판 섀시(106)의 배면을 지나서 돌출된다. 따라서 도면에 도시되지는 않았으나, 이러한 금속 PCB(112)의 단 부(112a)는 전원 공급 및/또는 제어 장치에 전기적으로 접속된다. 전원 공급 및/또는 제어장치의 신호에 따라 LED칩은 빛을 소정의 세기와 시간동안 발생시키게 된다.
한편, LED칩(118)에서 발생된 빛은 도광판(104)으로 입사하여 그 내부 다수의 반사 과정을 진행하면서 충분히 믹싱되다가 출사면(도광판의 상측 표면)을 통하여 외부로 방출되게 된다. 이와같은 LED 칩(118)은 그 작동과정에 많은 열의 발생을 동반하게 되므로 LED칩(118)에서 발생되는 열을 효과적으로 외부로 방출시켜줄 필요가 있다. 특히, LED 칩(118)들이 금속 PCB(112)상에서 연속적으로 배치되므로, 그 연속적으로 배치되는 방향을 따라서 발생되는 열의 균일한 분포와 발산이 필요하며, 이러한 분포와 발산의 문제가 해결되지 못하면, 백라이트 유니트에서 방출되는 빛이 일정하지 않게 되거나, LED 칩(118)의 작동에 심각한 결과를 초래할 수도 있다.
이러한 발열의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 복합적인 열발산 부재를 사용하여 효과적으로 열을 균일하게 분포시키고 발산시킨다. 도 7을 참조하면, 열전달 블록(116)의 측면 중 금속 PCB(112)와 접촉하지 않는 다른 쪽 측면에는 수용부(115)가 형성되어 그 수용부(115)내에 제1 열전달 부재(114)가 배치된다. 상기 제1 열전달 부재는 길다란 형상의 히트 파이프인 것이 바람직하다. 따라서, 이러한 제1 열전달 부재(114)는 도 3에 도시된 바와 같이 백라이트 유니트(100)의 상측과 하측에 각각 배치되어 X 축방향으로 열을 균일하게 분포시키는 역할을 한다. 즉 X 방향으로 연속적으로 형성된 LED 칩(118)간에 온도의 차이가 발생하는 경우 X 방향으로는 제1 열전달 부재(114)에 의해 열이 골고루 분포하게 된다.
일반적으로 X 축 방향의 경우, 백라이트 유니트의 중앙부분에서 온도가 가장 높게 되는데, 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로의 열 전달을 위하여, 제1 열전달 부재(114)의 길이 방향인 X 축방향에서 제1열전달 부재(114)는 단속적으로 끊어져 있어서, 2개의 부재로 구성되는 것이 바람직하다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 따라서, 제1 열전달 부재(114)는 완전히 일체의 히트 파이프이거나, 아니면 3개 이상의 히트 파이프로 분할될 수도 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, LED 칩(118)이 장착되는 금속 PCB(116)는 백라이트 유니트(100)의 상하측 가장자리를 따라 연장되어 있는데, 결국 백라이트 유니트의 상하측 가장자리를 따라 LED 칩이 배치되는 구조가 되므로 백라이트 유니트(100)의 상하측 가장자리에 나란한 방향(X 방향)으로의 열전달은 제1 열전달 부재(114)에 의해 이루어짐을 알 수 있다. 그러나, LED 칩(118)이 배열된 백라이트 유니트의 상하측 가장자리에서만 열전달이 이루어진다면 그 가장자리간에 열적 균일은 달성될 수 있지만 열을 외부로 발산시키는데는 한계가 있다.
따라서, 백라이트 유니트의 상하측 가장자리(즉, 도광판의 상하측 가장자리)에 집중되어 있는 열을 Y 방향으로 전달시켜 방출시킬 필요가 있다. 이러한 Y 방향으로의 열전달을 위하여, 제2 열전달 부재(110)가 상하 방향으로 연장되어 배치된다. 이미 전술한 바와 같이, 상기 제2 열전달부재(110)는 상측으로 연장되는 상측 연장 열전달 부재(110a)와 하측으로 연장되는 하측 연장 열전달 부재(110b)를 포함하며, 각각의 상측 및 하측 연장 열전달 부재(110a, 110b)의 타측 단부(110ab, 110bb)는 기판 섀시(106)의 중앙에까지 연장되어 중앙에서 종료하게 된다.
이러한 Y 방향(도 3 및 4 참조)으로의 열전달을 위하여, 제2 열전달 부재(110)는 LED 칩(118)과 열적 접촉하여 LED 칩에서 발생된 열을 기판 섀시의 Y 방향 중앙으로 전달시켜 소산시키게 된다. 이를 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 LED 칩(118)에 대하여 제1 열전달 부재(114)와 제2열전달 부재(110: 도 7에서는 제2열전달 부재의 일측 단부인 도면번호 (110ba)가 열적으로 접촉하고 있다.
열적 접촉을 위하여 상기 열전달 부재들이 LED칩에 바로 접촉하는 것이 아니라 LED 칩(118)이 배치되는 금속 PCB(112)에 접촉하는 열전달 블록(116)에 각각의 제1 열전달 부재(114)와 제2열전달 부재(110)가 접촉하고 있다.
상기 제1 열전달 부재와 상기 제2 열전달 부재가 반드시 도 7과 같이 열전달 블록을 통하여 간접적으로 접촉하고 있을 필요는 없으며, 열적 전달이 용이하다면 다양한 열적 접촉 형태가 허용될 수 있다.
따라서,상기 LED 칩(118)은 제1 열전달 부재(114)를 통하여 X 방향으로 열을 전달하여 열을 균일하게 분포시키며, 제2열전달 부재(110)를 통하여 X 방향으로만 몰려 있는 열을 Y 방향으로 열을 전달시켜 기판 섀시의 중앙부에서 열을 소산시키게 된다. 열의 소산을 위하여 기판 섀시(106)도 열발산이 용이한 부재가 사용되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 도면에 도시되지는 않았으나 상기 기판 섀시(106)의 배면에는 방열 코팅부가 형성될 수도 있다.
한편, 상기 LED 칩(118)들은 적(R), 녹(G), 청(B)색의 LED 칩인 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 백색광 LED 칩일 수도 있다. 특히, 대형 TV에 사용되는 백라이트의 경우 RGB LED 칩을 채용하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 구성에 따른 백라이트 유니트가 조립된 상태에서의 측단면도를 도시한다. RGB LED칩에서 발생된 빛은 LED 칩(118) 측면에 위치한 도광판의 입사면으로 입사하게 된다. 도광판(104)에 입사된 빛은 반사시트(140)에서 반사되면서 도광판 (104) 내부에서 믹싱되어 전반사 이내의 각으로 반사되는 지점에서 출사면을 통하여 방출되며 이러한 방출된 빛은 도광판(104)이 상측에 배치된 광학시트(146)에 의해 적절하게 광학적 처리되어 백라이트 유니트로부터 완전히 출사된다.
이과정에서 LED 칩(118)에서 발생된 열은 열전달 블록(116)을 통하여 열전달 블록과 열적으로 접촉하고 있는 제1 열전달 부재(114)와 제2열전달 부재(110)의 하측 연장 열전달 부재와 상측 연장 열전달 부재의 각각의 일측 단부(110ba, 110aa)를 통하여 서로 수직한 방향으로 전달되어 균일하게 분포되면서 소산되게 된다. 이 과정에서 백라이트 유니트의 Y 방향과 X 방향으로 동시에 열전달이 일어나게 되므로 열이 어느 한 방향에 집중되는 것이 방지되며, 광원과 멀리 떨어진 부분으로 열이 전달되어 소산되게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 구조의 직하형 백라이트 유닛에 의하면 아래와 같은 효과를 달성할 수 있다.
첫째, LED 칩에서 발생된 빛이 도광판에서 믹싱되므로 빛의 혼합 정도가 균일하게 된다.
둘째, LED칩이 도광판의 에지에 배치되므로 백라이트 유니트의 전체 두께가 감소된다.
셋째, 가로방향과 세로방향으로의 열전달이 동시에 일어나게 되므로 백라이트 유니트 내부의 방열 성능이 향상된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 빛을 생성하는 복수개의 LED 칩과;
    상기 LED 칩에서 발생된 빛을 안내하는 도광판과;
    상기 도광판이 안착되는 기판 섀시를 포함하는 에지형 LED 백라이트 유니트로서,
    상기 LED 칩에서 발생된 열을 상기 백라이트 유니트의 가장자리를 따라 전달시키는 제1 열전달 부재와;
    상기 LED 칩에서 발생된 열을 상기 기판 섀시의 중앙으로 전달시키는 복수개의 제 2 열전달 부재를 포함하는 에지형 LED 백라이트 유니트
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 열전달 부재는 히트 파이프인 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 열전달 부재는 직선형인 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED 칩이 장착되며, 상기 백라이트 유니트의 가장자리를 따라 연장되어 배치되는 금속 PCB를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 LED 칩과 상기 제1 열전달 부재 사이에 배치되어 상기 제1 열전달 부재를 수용하는 열전도 블록을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 열전달 부재는 불연속적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 열전달 부재들의 일측 단부는 상기 LED 칩에 열적으로 접촉(thermally contact)하고 있으며, 그 타측 단부는 상기 기판 섀시의 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 열전달 부재들은 상기 기판 섀시에 형성된 홈을 따라 연장되는 것 을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 열전달 부재들은 소정의 간격으로 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 열전달 부재들의 일측 단부는 상기 LED 칩의 배열 방향에 나란하게 연장되며, 그 타측 단부가 상기 일측 단부에 대하여 기판 섀시에 중앙으로 배치되도록 상기 제2 열전달 부재들의 일측 단부와 타측 단부간의 중간부는 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 열전달 부재는 상기 LED 칩들의 측면에 배치되며, 상기 제2 열전달 부재들은 상기 LED 칩들의 하측을 통과하여 배치되는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판의 하측에는 반사판이 배치되는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 열전달 부재들은 도광판의 상측 에지로부터 연장되는 상측 연장 열전달부재들과 도광판의 하측 에지로부터 연장되는 하측 연장 열전달부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상측 연장 열전달 부재들과 상기 하측 연장 열전달 부재들의 각각의 단부 중 기판 섀시의 중앙까지 연장되는 단부들은 서로 인접하여 이격된 상태로 겹쳐지게 배치되는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  15. 제 5 항에 있어서,
    상기 열전도 블록은 Cu를 포함하는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 섀시의 배면에는 방열 코팅부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에지형 LED 백라이트 유니트.
KR1020060101008A 2006-10-17 2006-10-17 에지형 ｌｅｄ 백라이트 유니트 KR20080034717A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060101008A KR20080034717A (ko) 2006-10-17 2006-10-17 에지형 ｌｅｄ 백라이트 유니트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060101008A KR20080034717A (ko) 2006-10-17 2006-10-17 에지형 ｌｅｄ 백라이트 유니트

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080034717A true KR20080034717A (ko) 2008-04-22

Family

ID=39574030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060101008A KR20080034717A (ko) 2006-10-17 2006-10-17 에지형 ｌｅｄ 백라이트 유니트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080034717A (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101054767B1 (ko) * 2010-05-25 2011-08-05 엘지이노텍 주식회사 백라이트 유닛 및 표시장치
KR20110129073A (ko) * 2010-05-25 2011-12-01 엘지이노텍 주식회사 백라이트 유닛 및 표시장치
CN102748672A (zh) * 2012-06-28 2012-10-24 华南理工大学 一种具有集成热管的侧入式led背光源及制造方法
KR20130022074A (ko) * 2011-08-24 2013-03-06 엘지이노텍 주식회사 발광 모듈 및 백라이트 유닛
TWI393833B (zh) * 2010-09-17 2013-04-21 Au Optronics Corp 直立使用之散熱結構、背光模組及顯示裝置
TWI408306B (zh) * 2010-06-03 2013-09-11 Young Lighting Technology Corp 背光模組及散熱模組
WO2013154370A1 (ko) * 2012-04-13 2013-10-17 티티엠주식회사 백라이트 유닛

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101054767B1 (ko) * 2010-05-25 2011-08-05 엘지이노텍 주식회사 백라이트 유닛 및 표시장치
KR20110129073A (ko) * 2010-05-25 2011-12-01 엘지이노텍 주식회사 백라이트 유닛 및 표시장치
US8550665B2 (en) 2010-05-25 2013-10-08 Lg Innotex Co., Ltd. Backlight unit and display device including the same
US8668364B2 (en) 2010-05-25 2014-03-11 Lg Innotek Co., Ltd. Backlight unit and display device including the same
US8757844B2 (en) 2010-05-25 2014-06-24 Lg Innotek Co., Ltd. Backlight unit and display device including the same
TWI408306B (zh) * 2010-06-03 2013-09-11 Young Lighting Technology Corp 背光模組及散熱模組
TWI393833B (zh) * 2010-09-17 2013-04-21 Au Optronics Corp 直立使用之散熱結構、背光模組及顯示裝置
KR20130022074A (ko) * 2011-08-24 2013-03-06 엘지이노텍 주식회사 발광 모듈 및 백라이트 유닛
WO2013154370A1 (ko) * 2012-04-13 2013-10-17 티티엠주식회사 백라이트 유닛
KR101354884B1 (ko) * 2012-04-13 2014-01-27 티티엠주식회사 백라이트 유닛
CN102748672A (zh) * 2012-06-28 2012-10-24 华南理工大学 一种具有集成热管的侧入式led背光源及制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4430585B2 (ja) 面光源装置
JP4590977B2 (ja) バックライト装置及び透過型液晶表示装置
US7481566B2 (en) Light emitting diode backlight unit and liquid crystal display having the same
JP4706206B2 (ja) 放熱装置及び表示装置
US7097337B2 (en) Vertical light emitting type backlight module
KR100751455B1 (ko) 액정표시장치
US8031292B2 (en) Liquid crystal display comprising first and second point light source assemblies wherein a first support substrate is larger than the second support substrate, and a first groove of a lower container is deeper than a second groove
JP5506483B2 (ja) 液晶表示装置および照明装置
JP2006310221A (ja) エッジ入力型バックライト及び液晶表示装置
KR20060106774A (ko) 발광 장치, 액정 디스플레이 및 실질적 투명 도광판
KR20080034717A (ko) 에지형 ｌｅｄ 백라이트 유니트
KR20080023803A (ko) 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치
JP4160444B2 (ja) 面状光源装置及びそれを用いた表示装置
JP2009058768A (ja) 表示装置、発光装置
KR100708461B1 (ko) 멀티-칩 발광다이오드 패키지를 구비한 측광형 백라이트유닛 및 이를 채용한 디스플레이 장치
TW201426129A (zh) 液晶顯示裝置
KR101119172B1 (ko) 발광 다이오드 모듈 및 이를 구비한 표시 장치
CN102155676A (zh) 背光单元及其显示设备
US8517592B2 (en) Lighting device, display device and television receiver
US8511857B2 (en) Planar light source and backlight unit having the same
KR20080034715A (ko) 에지형 ｌｅｄ백라이트 유니트
KR100761055B1 (ko) 직하형 ｌｅｄ 백라이트 유닛
KR101039738B1 (ko) 도광판 카트리지, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 표시 장치
KR20080034716A (ko) Ｌｅｄ 백라이트 유니트
KR20110132802A (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee