KR20100077872A - 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

방열 효율을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛이 개시되어 있다. 백라이트 유닛은 광을 가이드하기 위한 도광판, 도광판의 일 측면 측에 설치되어 도광판의 단부를 감싸는 광원 커버 및 도광판의 측면과 마주보도록 광원 커버에 직접 실장되는 발광 칩을 포함한다. 상기 광원 커버는 상기 측면부 상에 형성된 절연층 및 상기 발광 칩에 전원을 인가하기 위하여 상기 절연층 상에 형성된 도전 패턴을 포함할 수 있다. 이와 같이, 발광 칩을 광원 커버에 직접 실장시킴으로써, 발광 칩에서 발생되는 열이 광원 커버를 통해 직접 방출되므로 방열 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

백라이트 유닛{BACK LIGHT UNIT}

본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 점광원인 발광 칩을 이용하여 디스플레이 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 액정을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로써, CRT, PDP 등의 다른 표시 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.

액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 액정표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 별도의 백라이트 유닛을 필요로 한다.

백라이트 유닛에 채용되는 광원으로 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 주로 사용되었으나, 최근 들어 냉음극 형광램프에 비하여 색재현성이 우수하고 소비 전력이 적은 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛 제품이 출시되고 있다.

발광 다이오드를 사용하는 종래의 백라이트 유닛은 인쇄회로기판(PCB)이나 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 발광다이오드를 표면 실장하여 백 커버나 바텀 샤시에 체결하는 구조를 갖는다.

그러나, 이러한 구조에서는 발광다이오드 내에 실장된 발광 칩으로부터 발생되는 열이 리드 프레임, 인쇄회로기판 및 백 커버를 거쳐 방출되므로, 방열 측면에서 효율이 떨어지는 문제가 발생되고 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 방열 효율을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따른 백라이트 유닛은 광을 가이드하기 위한 도광판, 상기 도광판의 일 측면 측에 설치되어 상기 도광판의 단부를 감싸는 광원 커버 및 상기 도광판의 측면과 마주보도록 상기 광원 커버에 직접 실장되는 발광 칩을 포함한다. 상기 광원 커버는 상기 도광판의 상면에 대응되는 상면부, 상기 도광판의 측면에 대응되며 상기 발광 칩이 실장되는 측면부 및 상기 도광판의 하면에 대응되는 하면부를 포함할 수 있다. 상기 광원 커버는 상기 측면부 상에 형성된 절연층 및 상기 발광 칩에 전원을 인가하기 위하여 상기 절연층 상에 형성된 도전 패턴을 포함할 수 있다. 상기 측면부에는 상기 발광 칩이 실장되는 홈 또는 함몰부가 형성될 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 상기 발광 칩 상에 형성되며, 상기 발광 칩에서 발생된 광의 적어도 일부를 다른 파장의 광으로 변환시키는 형광체를 함유한 봉지제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 백라이트 유닛은 바텀 샤시, 상기 바텀 샤시의 바닥면 상에 직접 실장되어 상부 방향으로 광을 방출하는 다수의 발광 칩들 및 상기 발광 칩들의 상부에 배치되어 광의 경로를 제어하는 광학 부재를 포함할 수 있다. 상기 바텀 샤시는 상기 바닥면의 적어도 일부 영역에 형성된 절연층 및 상기 발광 칩에 전원을 인가하기 위하여 상기 절연층 상에 형성된 도전 패턴을 포함할 수 있다. 상기 바닥면에는 상기 발광 칩이 실장되는 홈 또는 함몰부가 형성될 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 상기 발광 칩 상에 형성되며, 상기 발광 칩에서 발생된 광의 적어도 일부를 다른 파장의 광으로 변환시키는 형광체를 함유한 봉지제를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 백라이트 유닛에 따르면, 발광 칩을 광원 커버에 직접 실장시킴으로써, 발광 칩에서 발생되는 열이 광원 커버를 통해 직접 방출되므로 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 인쇄회로기판이나 발광다이오드를 형성하기 위한 별도의 부자재들을 제거하여 제조 원가를 절감하고, 제품의 두께를 감소시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르 게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 도광판과 광원 커버가 결합된 상태의 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 광원 커버를 펼친 상태를 나타낸 사시도이며, 도 4는 발광 칩이 실장된 부분을 나타낸 확대도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 도광판(110), 도광판(110)의 일 측면 측에 설치되는 광원 커버(120) 및 광원 커버(120)에 직접 실장되는 발광 칩(130)을 포함한다.

도광판(110)은 측면에 배치된 발광 칩(130)으로부터 입사되는 광의 경로를 변경하여 상부에 배치될 액정표시패널 방향으로 가이드한다. 도광판(110)은 광의 손실을 최소화시키기 위하여 투명한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 도광판(110)은 예를 들어, 투명한 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate : PMMA) 또는 폴리 카보네이트(polycarbonate : PC) 재질로 형성된다.

도광판(110)의 하부면에는 광의 산란 반사를 위한 소정의 반사 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도광판(110)의 하부면에 형성되는 상기 반사 패턴은 인쇄 패턴 또는 요철 패턴 등을 포함할 수 있다. 따라서, 발광 칩(130)으로부터 도광판(110)의 내부로 입사된 광은 상기 반사 패턴에 의하여 산란 반사되고, 도광판(110)의 상부면에 특정 임계각을 넘는 각도로 입사되는 광은 도광판(110)의 상부면을 통해 출사하게 된다.

도광판(110)은 발광 칩(130)이 배치된 입사면과 그 반대 부분인 대광면이 서로 동일한 두께를 갖는 플레이트 형상을 갖거나, 입사면으로부터 대광면으로 갈수록 두께가 얇아지는 쐐기 형상을 가질 수 있다.

광원 커버(120)는 도광판(110)의 적어도 일 측면 측에 설치되어 도광판(110)의 단부를 감싼다. 광원 커버(120)는 발광 칩(130)에서 발생되는 열을 효율적으로 방출시키기 위하여 열전도도가 높은 금속으로 형성된다. 광원 커버(120)는 도광판(110)의 상면에 대응되는 상면부(122), 도광판(110)의 측면에 대응되는 측면부(124) 및 도광판(110)의 하면에 대응되는 하면부(126)를 포함할 수 있다. 이때, 발광 칩(130)은 광원 커버(120)의 측면부(124)에 실장된다. 이러한 광원 커 버(120)는 도 3에 도시된 것과 같은 평판 형상의 광원 커버에 발광 칩(130)을 실장한 후, 절곡선(128)을 따라 절곡함으로써 제작될 수 있다.

광원 커버(120)는 도 4에 도시된 바와 같이, 측면부(124) 상에 형성된 절연층(140) 및 발광 칩(130)에 전원을 인가하기 위하여 절연층(140) 상에 형성된 도전 패턴(152, 154)을 포함할 수 있다.

절연층(140)은 금속으로 이루어진 광원 커버(120)와 도전 패턴(152, 154)을 절연시키기 위하여 광원 커버(120)와 도전 패턴(152, 154) 사이에 형성된다. 예를 들어, 절연층(140)은 광원 커버(120)의 측면부(124)에 전체적으로 형성되거나, 도전 패턴(152, 154)이 형성되는 영역에 부분적으로 형성될 수 있다.

도전 패턴(152, 154)은 광원 커버(120)와의 절연을 위해 절연층(140) 상에 형성된다. 도전 패턴(152, 154)은 발광 칩(130)의 두 전극에 각각 서로 다른 전원을 인가하기 위한 제1 패턴(152) 및 제2 패턴(154)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 칩(130)은 제1 패턴(152)에 직접 실장되며, 도전성 와이어를 통해 제2 패턴(154)과 전기적으로 연결된다.

한편, 광원 커버(120)의 측면부(124)에는 발광 칩(130)을 수용하기 위한 홈(124a)이 형성될 수 있다.

발광 칩(130)은 그 발광면이 도광판(110)의 측면과 마주보도록 광원 커버(120)의 측면부(124)에 실장된다. 특히, 발광 칩(130)은 측면부(124)에 형성된 홈(124a)의 내부에 실장된다. 발광 칩(130)의 두 전극은 도전 패턴(152, 154)과 전기적으로 연결되며, 도전 패턴(152, 154)을 통해 인가되는 전원에 반응하여 광을 발출한다. 발광 칩(130)은 그 용도에 따라 다양한 파장대의 광을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 발광 칩(130)은 청색, 적색, 황색 또는 자외선 파장대의 광을 발생시킬 수 있다.

한편, 발광 칩(130)의 상부에는 봉지제(160)가 형성될 수 있다. 봉지제(160)는 발광 칩(130)을 외부로부터 보호하기 위한 것으로서, 예를 들어, 투명한 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로 형성된다. 봉지제(160) 내에는 발광 칩(130)으로부터 발생된 광의 파장을 변환시키기 위한 형광체가 형성될 수 있다. 예를 들어, 봉지제(160) 내에는 적색, 녹색 및 청색 형광체들 중 어느 하나 이상이 포함되어 백색 광 등의 원하는 색상의 광을 구현하게 된다. 이러한 봉지제(160)는 발광 칩(130)을 덮도록 측면부(124)의 홈(124a) 내에 채워질 수 있다.

한편, 백라이트 유닛(100)은 도광판(110)의 하부에 배치되는 반사 시트(170)를 더 포함할 수 있다. 반사 시트(170)는 도광판(110)의 하부면을 통해 외부로 누설되는 광을 도광판(110) 내부로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킨다. 반사 시트(170)는 예를 들어, 백색의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate : PET) 또는 폴리 카보네이트(Poly Carbonate : PC) 재질로 형성된다.

또한, 백라이트 유닛(100)은 도광판(110)의 상부에 배치되는 적어도 하나의 광학 시트(180)를 더 포함할 수 있다. 광학 시트(180)는 광을 확산시켜 휘도 균일도를 향상시키기 위한 확산 시트, 광을 집광시켜 정면 휘도를 향상시키기 위한 집광 시트, 광의 리사이클링을 통해 휘도를 증가시키기 위한 반사편광시트 등에서 적 어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 광원 커버(120)의 측면부(124)에는 발광 칩(130)을 실장하기 위한 함몰부(124b)가 형성된다. 본 실시예에서, 광원 커버(120)의 측면부(124)에 홈 대신 함몰부(124b)가 형성되는 것을 제외하고는 도 2에 도시된 것과 동일하므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 광원 커버(120)의 측면부(124)에는 홈이나 함몰부가 형성되지 않는다. 대신, 발광 칩(130)은 평평한 측면부(124) 상에 실장되며, 발광 칩(130)의 상부에는 발광 칩(130)을 보호하기 위한 봉지제(160)가 형성되어 있다. 본 실시예에서, 상기한 차이점을 제외한 나머지 구성은 도 2에 도시된 것과 동일하므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이, 발광 칩(130)을 광원 커버(120)에 직접 실장하게 되면, 발광 칩(130)에서 발생되는 열이 광원 커버(120)를 통해 직접 방출되므로 방열 효율이 향상된다. 또한, 인쇄회로기판이나 발광다이오드를 형성하기 위한 별도의 부자재들을 제거하여 제조 원가를 절감하고, 제품의 두께를 감소시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 분해 사시도이며, 도 8은 도 7의 백라이트 유닛의 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 바텀 샤시(210), 바텀 샤시(210)의 바닥면(212) 상에 직접 실장되어 상부 방향으로 광을 방출하는 다수의 발광 칩들(220) 및 발광 칩들(220)의 상부에 배치되어 광의 경로를 제어하는 광학 부재(230)를 포함한다.

바텀 샤시(210)는 예를 들어, 금속으로 형성된다. 바텀 샤시(210)의 바닥면(212)의 적어도 일부 영역, 즉 발광 칩(220)이 실장될 영역에는 절연층(240)이 형성된다. 발광 칩(220)에 전원을 인가하기 위하여, 절연층(240) 상에는 도전 패턴(250)이 형성되며, 발광 칩(220)은 도전 패턴(250)에 연결된다. 절연층(240), 도전 패턴(250) 및 발광 칩(220)의 구성은 도 2를 참조하여 설명한 것과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

바텀 샤시(210)의 바닥면(212)에는 발광 칩(220)을 실장하기 위한 함몰부(212a)가 형성되며, 함몰부(212a) 내부에는 봉지제(260)가 채워진다. 이 외에도, 바텀 샤시(210)의 바닥면(212)에는 도 2에 도시된 바와 같은 홈이 형성될 수 있으며, 또한, 도 6에 도시된 바와 같이 평평한 바닥면(212) 상에 발광 칩(220)이 직접 실장되고 그 위에 봉지제(260)가 형성된 구조를 가질 수도 있다.

광학 부재(230)는 발광 칩들(220)의 상부에 배치되는 확산판(232) 및 확산판(232)의 상부에 배치되는 적어도 하나의 광학 시트(234)를 포함할 수 있다. 확산판(232)은 발광 칩(220)으로부터 발생된 광을 확산시켜 백라이트 유닛(200)의 전체적인 휘도 균일성을 향상시킨다. 확산판(232)은 광의 투과를 위하여 투명한 재질로 이루어지며, 광을 확산을 위한 확산제를 포함할 수 있다. 확산판(232)은 예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate : PMMA) 재질로 형성된다.

광학 시트(234)는 확산판(232)을 통해 확산된 광의 경로를 다시 한번 변경하여 광의 휘도 특성을 향상시킨다. 광학 시트(234)는 예를 들어, 확산 시트, 프리즘 시트, 반사편광시트 등을 포함할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 도광판과 광원 커버가 결합된 상태의 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 광원 커버를 펼친 상태를 나타낸 사시도이다.

도 4는 발광 칩이 실장된 부분을 나타낸 확대도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 단면도이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.

도 8은 도 7의 백라이트 유닛의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 백라이트 유닛 110 : 도광판

120 : 광원 커버 130 : 발광 칩

140 : 절연층 152, 154 : 도전 패턴

160 : 봉지제 170 : 반사 시트

180 : 광학 시트 210 : 바텀 샤시

Claims (9)

1. 광을 가이드하기 위한 도광판;

   상기 도광판의 일 측면 측에 설치되어, 상기 도광판의 단부를 감싸는 광원 커버; 및

   상기 도광판의 측면과 마주보도록 상기 광원 커버에 직접 실장되는 발광 칩을 포함하는 백라이트 유닛.
2. 제1항에 있어서, 상기 광원 커버는

   상기 도광판의 상면에 대응되는 상면부;

   상기 도광판의 측면에 대응되며, 상기 발광 칩이 실장되는 측면부; 및

   상기 도광판의 하면에 대응되는 하면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
3. 제2항에 있어서, 상기 광원 커버는

   상기 측면부 상에 형성된 절연층; 및

   상기 발광 칩에 전원을 인가하기 위하여 상기 절연층 상에 형성된 도전 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
4. 제2항에 있어서,

   상기 측면부에는 상기 발광 칩이 실장되는 홈 또는 함몰부가 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
5. 제2항에 있어서,

   상기 발광 칩 상에 형성되며, 상기 발광 칩에서 발생된 광의 적어도 일부를 다른 파장의 광으로 변환시키는 형광체를 함유한 봉지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
6. 바텀 샤시;

   상기 바텀 샤시의 바닥면 상에 직접 실장되어 상부 방향으로 광을 방출하는 다수의 발광 칩들; 및

   상기 발광 칩들의 상부에 배치되어 광의 경로를 제어하는 광학 부재를 포함하는 백라이트 유닛.
7. 제6항에 있어서, 상기 바텀 샤시는

   상기 바닥면의 적어도 일부 영역에 형성된 절연층; 및

   상기 발광 칩에 전원을 인가하기 위하여 상기 절연층 상에 형성된 도전 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
8. 제6항에 있어서,

   상기 바닥면에는 상기 발광 칩이 실장되는 홈 또는 함몰부가 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
9. 제6항에 있어서,

   상기 발광 칩 상에 형성되며, 상기 발광 칩에서 발생된 광의 적어도 일부를 다른 파장의 광으로 변환시키는 형광체를 함유한 봉지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

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