KR20110080088A - Backlight apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A backlight apparatus is provided to mix white light by changing blue LED and prevent the light loss. CONSTITUTION: A backlight apparatus comprises a guide unit(410) which receives a light emitting element on one surface of a frame, a light guide plate(300) which receives light from the light emitting element, and a transforming film(200) which is formed between the light emitting element and the light guide plate. Concave parts and protruded parts are formed on the guide unit by turns. A reflection layer is formed on the side part of the concave parts and the protruded parts.

Description

백라이트 장치{BACKLIGHT APPARATUS}Backlight Device {BACKLIGHT APPARATUS}

본 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로서 더욱 자세하게는 단일파장 광원으로 백색광을 만들고, 후방으로 반사되는 빛을 재반사시켜 광효율이 개선된 백라이트 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight device, and more particularly, to a backlight device in which white light is generated by a single wavelength light source, and light reflecting back is reflected back to improve light efficiency.

LED소자는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기 에너지를 빛 에너지로 변환시키는 반도체 소자의 일종이다. LED소자는 방출되는 광의 색 특성에 따라서 청색 LED소자, 백색 LED소자, 7칼라 LED소자 또는 파스텔 칼라 LED소자 등으로 나눌 수 있는데, LED소자는 현재 그 응용분야가 지속적으로 확대되어 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. An LED device is a kind of semiconductor device that converts electrical energy into light energy using characteristics of a compound semiconductor. LED devices can be divided into blue LED devices, white LED devices, 7-color LED devices, or pastel color LED devices according to the color characteristics of the emitted light. Doing.

이 중에서, 백색 LED는 현재, 플래시용 고휘도 광원, 휴대용 전자제품(휴대폰, 캠코더, 디지털 카메라 및 개인 휴대 정보 단말기(PDA) 등)에 사용되는 액정 디스플레이(LCD)의 배면 조명(back light)용 광원, 전광판용 광원, 조명 및 스위치 조명 광원, 표시등 및 교통 신호등의 광원 등으로 그 사용범위가 상당히 넓어지고 있다.Among them, the white LED is a light source for a back light of a liquid crystal display (LCD) currently used in high-brightness light sources for flash and portable electronic products (mobile phones, camcorders, digital cameras and personal digital assistants (PDAs), etc.). In addition, the use range of light sources for electronic signs, light sources for lighting and switch lighting, light sources for indicators and traffic signals, etc. has been expanded considerably.

백라이트 유닛의 광원으로 사용되는 백색 LED를 구현하는 방법으로 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 청색을 내는 3개의 LED를 조합하여 백색을 구현하는 방법이 있으나 이 방법은 하나의 백색광원을 만드는데 3개의 LED를 사용해야 하며, 각각의 LED를 제어해야 하는 기술이 개발되어야 하는 단점이 있어 최근에는 청색 LED를 광원으로 사용하여 형광체를 여기 시킴으로써 백색을 구현하는 방법이 발광효율이 우수하여 각광받고 있다. White LED is used as a light source of the backlight unit. There are three ways to realize white color by combining three LEDs of red, green, and blue, which are three primary colors of light. There is a drawback that the technology to control each LED has to be developed. Recently, a method of implementing white by exciting a phosphor using a blue LED as a light source has been in the spotlight due to its excellent luminous efficiency.

그러나 이 방법은 형광체와 충돌한 청색 광이 후방 산란(Back scattering)되어 LED에 다시 흡수됨으로써 빛 손실이 발생하는 문제점이 있다.However, this method has a problem that light loss occurs because blue light collided with a phosphor is back scattered and absorbed by the LED again.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 청색 LED를 변환시켜 백색광을 혼합하고 광 손실을 방지하는 백라이트를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a backlight that converts a blue LED to mix white light and prevent light loss.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은일측면에 발광소자가 안착되는 가이드부를 포함하는 프레임과, 상기 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 도광판 및 상기 발광소자와 도광판 사이에 형성된 변환막을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a frame including a guide portion on which a light emitting device is seated, a light guide plate on which light emitted from the light emitting device is incident, and a conversion film formed between the light emitting device and the light guide plate. .

이때 상기 가이드부에는 오목부와 볼록부가 교대로 형성되고 상기 오목부와 볼록부의 측면에는 반사층이 형성된다.At this time, the concave portion and the convex portion are alternately formed in the guide portion, and the reflective layer is formed on the side surface of the concave portion and the convex portion.

상기 구성에 의하여 단일 파장의 LED를 이용하여 백색광을 만들 수 있으며, 반사되어 소실되는 광을 재입사시켜 광효율을 개선할 수 있다.According to the above configuration, white light may be generated using a single wavelength LED, and light efficiency may be improved by re-inciding the reflected and lost light.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사층에 의하여 재반사가 일어나는 과정을 보여주는 개략도.1 is a perspective view of a backlight device according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a schematic diagram showing a process in which re-reflection occurs by the reflective layer according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다. In addition, it is to be understood that the accompanying drawings in the present application are shown enlarged or reduced for convenience of description.

이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the drawings. Like reference numerals designate like elements throughout, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치의 사시도이고, 도 2는 반사층에 의하여 재반사가 일어나는 과정을 보여주는 개략도이다.1 is a perspective view of a backlight device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing a process in which re-reflection occurs by a reflective layer.

본 발명의 백라이트 장치는 일측면에 발광소자가 안착되는 가이드부(410)를 포함하는 프레임(400)과, 상기 발광소자(100)에서 방출된 광이 입사되는 도광판(300) 및 상기 발광소자(100)와 도광판(300) 사이에 형성된 변환막(200)을 포함한다.The backlight device of the present invention includes a frame 400 including a guide part 410 on which a light emitting device is mounted, a light guide plate 300 to which light emitted from the light emitting device 100 is incident, and the light emitting device ( The conversion film 200 is formed between the light guide plate 300 and the light guide plate 300.

상기 프레임(400)은 도광판(300) 및 다수의 시트(미도시)가 안착되도록 내부에 공간이 형성되어 있으며, 일측면에는 상기 발광소자(100)가 안착될 수 있는 가이드부(410)가 형성되어 있다.The frame 400 has a space formed therein to seat the light guide plate 300 and a plurality of sheets (not shown), and a guide portion 410 on which one side of the light emitting device 100 is mounted is formed. It is.

상기 가이드부(410)는 오목부(412)과 볼록부(411)가 반복적으로 구성되는 요철형상으로 구성되고 상기 발광소자(100)는 상기 오목부(412)에 안착된다.The guide part 410 has a concave-convex shape in which the concave part 412 and the convex part 411 are repeatedly formed, and the light emitting device 100 is seated in the concave part 412.

또한, 상기 가이드부(410)의 측면에는 반사층(420)이 형성되는데 일반적인 반사판을 가이드부(410)에 별도로 부착하여 구성할 수도 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 인서트 몰딩시 가이드부(410)에 반사판을 일체로 형성하거나 일반적인 증착 방식인 코팅이나 스퍼터링(Sputtering)에 의하여도 형성될 수 있다.In addition, a reflective layer 420 is formed on the side surface of the guide part 410, but a general reflective plate may be separately attached to the guide part 410, but the present invention is not limited thereto, and the reflective plate is formed on the guide part 410 during insert molding. It may be formed by integrally forming or by coating or sputtering, which is a general deposition method.

상기 반사층(420)은 일반적인 은(Ag) 반사판 이외에도 백색 PET 필름, 3M사의 ESR 시리즈, CLC 반사필름 등이 다양하게 선택될 수 있다.The reflective layer 420 may be variously selected from white PET film, 3M's ESR series, CLC reflective film, etc. in addition to the general silver reflective plate.

상기 변환막(200)은 상기 발광소자(100)에서 방출된 단일 파장의 빛을 다양한 파장대로 변환시키고 이들의 혼합에 의하여 백색광을 혼합하는 역할을 하는 것으로 구체적으로는 양 기판(미도시) 사이에 사이즈가 상이한 양자점(QDs)이 주입되어 형성된다. The conversion film 200 converts light of a single wavelength emitted from the light emitting device 100 into various wavelengths and mixes white light by mixing them. Specifically, between the substrates (not shown). Quantum dots (QDs) of different sizes are implanted and formed.

이러한 양자점(QDs)이란 양자고립효과(quantum confinement effect)를 가지는 소정크기의 입자를 말하며 약 2∼15㎚ 크기를 갖는다.The quantum dots (QDs) refer to particles of a predetermined size having a quantum confinement effect and have a size of about 2 to 15 nm.

이러한 양자점(QDs)은 좁은 파장대에서 강한 형광을 발생하게 되는데 양자점(QDs)이 발산하는 광은 전도대(Conduction band)에서 가전자대(valence band)로 불안정한(들뜬) 상태의 전자가 내려오면서 발생하게 된다. The quantum dots (QDs) generate strong fluorescence in a narrow wavelength band, and the light emitted by the quantum dots (QDs) is generated as electrons in an unstable (excited) state fall from the conduction band to the valence band. .

이때 발생하는 형광은 양자점(QDs)의 입자가 작을수록 짧은 파장의 광이 발생하고, 입자가 클수록 긴 파장의 광을 발생하게 된다.In this case, the smaller the particles of the quantum dots QDs generate light having a shorter wavelength, and the larger the particles produce light having a longer wavelength.

따라서 양자점 크기 효과(quantum size effect)에 따른 다양한 파장의 광, 즉 그 크기에 따라 적색, 녹색 및 청색을 포함한 7 빛깔의 무지개색을 용이하게 얻을 수 있다. 그래서 각각 크기별로 발광하는 발광소자(100)를 만들 수도 있고, 혼합하여 사용하면 백색 및 다양한 색을 구현할 수도 있다.Therefore, light of various wavelengths according to the quantum dot size effect, that is, seven rainbow colors including red, green, and blue can be easily obtained according to the size. Therefore, the light emitting device 100 may emit light of each size, or may be mixed and used to implement white and various colors.

특히, 상기 양자점(QDs)은 발광특성이 우수하므로 양자점(QDs)을 이용하여 백색광을 구현하는 경우 기존의 백색 LED에 비하여 녹색과 적색의 색 재현율이 높아지는 효과가 있다.In particular, since the quantum dots (QDs) have excellent light emission characteristics, when the white light is implemented using the quantum dots (QDs), the color reproducibility of green and red is higher than that of a conventional white LED.

따라서 상기 발광소자(100)로 청색 LED를 사용하는 경우에는 양자점의 크기가 청색 파장 대의 광을 흡수하여 녹색 파장 대의 광을 방출하는 크기의 양자점(Q1)과 적색 파장 대의 광을 방출하는 크기의 양자점(Q2)이 랜덤하게 포함될 수 있다.Therefore, when the blue LED is used as the light emitting device 100, the quantum dot size of the quantum dot absorbs light in the blue wavelength band and emits light in the green wavelength band and the quantum dot in size emitting light in the red wavelength band. (Q2) may be included at random.

상기 발광소자(100)와 변환막(200)의 사이에는 광경화성 레진(500)이 도포되고 UV를 조사하여 경화시킴으로써 상기 발광소자(100)와 변환막(200)은 정위치에 고정(index matching)된다.The photocurable resin 500 is applied between the light emitting device 100 and the conversion film 200, and the light emitting device 100 and the conversion film 200 are fixed in place by irradiating UV and curing. )do.

따라서 광원에서 방출된 빛이 상기 변환막(200)을 통과하면서 랜덤하게 양자점(QDs)이 청색광을 흡수하여 녹색 또는 적색 파장 대역의 광으로 변환하게 되고, 그 결과 청색,녹색,적색 파장의 광이 서로 혼합되면서 백색광이 만들어져 이웃한 도광판(300)으로 입사된다.Accordingly, as the light emitted from the light source passes through the conversion layer 200, the quantum dots (QDs) randomly absorb blue light and convert the light into green or red wavelength band light. White light is generated while being mixed with each other and is incident to the adjacent light guide plate 300.

이와 다르게 자외선 발광소자(100)를 사용한 경우에는 양자점(QDs)의 크기가 자외선 파장 대의 광을 흡수하여 청색, 녹색 또는 적색 파장 대역의 광을 방출하는 크기의 양자점(QDs)이 선택되어야 함은 물론이다.In contrast, when the ultraviolet light emitting device 100 is used, the size of the quantum dots QDs absorbs light in the ultraviolet wavelength band and emits light in the blue, green, or red wavelength band. to be.

그러나 이러한 변환막은 기존의 형광막보다 반사율이 높으므로 광원에서 방출된 광 중 일부(L1)는 도 2와 같이 상기 변환막(200)을 통과하지 못하고 후방 산란(Back scattering)된다. However, since the conversion film has a higher reflectance than the conventional fluorescent film, part of the light L1 emitted from the light source does not pass through the conversion film 200 as shown in FIG. 2 and is back scattered.

상기 반사된 광은 무수히 반복되어 백라이트에 흡수되게 되므로 많은 광 손실이 발생하게 되며 결국 휘도 저하를 가져오게 된다.Since the reflected light is repeatedly counted and absorbed by the backlight, a lot of light loss occurs, resulting in a decrease in luminance.

이때 상,하로 반사되는 광은 발광소자(100)가 형성되는 연성인쇄회로기판(FPCB)(미도시)와 도광판(300) 하부에 형성된 반사판(미도시)에 의하여 반사되나 후방으로 반사되는 광의 손실이 심각하게 된다.At this time, the light reflected up and down is reflected by the flexible printed circuit board (FPCB) (not shown) in which the light emitting device 100 is formed and the reflecting plate (not shown) formed under the light guide plate 300, but the loss of light reflected back This becomes serious.

그러나 본 발명의 실시예에 따른 가이드부(410)의 표면에는 반사층(420)이 형성되어 있으므로 변환막(200)을 통과하지 못하여 발광소자(100) 측으로 반사된 광(L1)이 상기 반사층(420)에 의하여 다시 변환막(200) 방향으로 재반사된다.However, since the reflective layer 420 is formed on the surface of the guide part 410 according to the exemplary embodiment of the present invention, the light L1 reflected by the light emitting device 100 due to not passing through the conversion layer 200 is reflected on the reflective layer 420. ) Is again reflected in the conversion film 200 direction.

또한 상기 가이드부(410)의 볼록부(411) 모서리는 라운드 형태로 일정한 곡률 반지름이 형성되어 상기 반사층(420)이 형성이 용이한 장점이 있으며, 반사각이 커져 도광판으로 입사되는 빛의 균일도가 더욱 향상될 수 있다.
In addition, the edge of the convex portion 411 of the guide portion 410 has a certain radius of curvature is formed in a round shape has the advantage that the reflective layer 420 is easy to form, the reflection angle is increased, the uniformity of light incident on the light guide plate further Can be improved.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

<도면의 주요부호에 대한 설명>
100: 발광소자 200: 변환막
300: 도광판 400: 프레임
410: 가이드부 420: 반사층<Description of Major Symbols in Drawing>
100: light emitting element 200: conversion film
300: light guide plate 400: frame
410: guide portion 420: reflective layer

Claims (5)

일측면에 발광소자가 안착되는 가이드부를 포함하는 프레임;
상기 발광소자에서 방출된 광이 입사되는 도광판; 및
상기 발광소자와 도광판 사이에 형성된 변환막을 포함하고,
상기 가이드부에는 오목부와 볼록부가 교대로 형성되고 상기 오목부와 볼록부의 측면에는 반사층이 형성된 백라이트 장치.A frame including a guide part on which a light emitting device is mounted;
A light guide plate on which light emitted from the light emitting device is incident; And
A conversion film formed between the light emitting element and the light guide plate,
And a concave portion and a convex portion are alternately formed in the guide portion, and a reflective layer is formed on side surfaces of the concave portion and the convex portion. 제1항에 있어서,
상기 가이드부의 모서리는 곡률 반지름을 갖는 백라이트 장치.The method of claim 1,
The edge of the guide portion has a radius of curvature backlight device. 제1항에 있어서,
상기 반사층은 부착, 코팅, 또는 증착 중 어느 하나 이상의 방식으로 형성되는 백라이트 장치The method of claim 1,
The reflective layer is formed by any one or more of the method of attaching, coating, or deposition. 제1항에 있어서,
상기 발광소자는 청색 LED 또는 자외선 LED인 백라이트 장치.The method of claim 1,
The light emitting device is a blue LED or an ultraviolet LED backlight device. 제4항에 있어서,
상기 변환막은 청색, 녹색 또는 적색 중 어느 하나 이상의 색을 방출하는 양자점이 포함되는 백라이트 장치.The method of claim 4, wherein
The conversion film includes a quantum dot emitting one or more colors of blue, green or red.
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