KR20120033697A - 백라이트 유닛 및 그 제조방법 - Google Patents

백라이트 유닛 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120033697A
KR20120033697A KR1020100095360A KR20100095360A KR20120033697A KR 20120033697 A KR20120033697 A KR 20120033697A KR 1020100095360 A KR1020100095360 A KR 1020100095360A KR 20100095360 A KR20100095360 A KR 20100095360A KR 20120033697 A KR20120033697 A KR 20120033697A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
pattern
backlight unit
light guide
resin
Prior art date
Application number
KR1020100095360A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101211715B1 (ko
Inventor
이승헌
허식
박광호
장우영
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020100095360A priority Critical patent/KR101211715B1/ko
Publication of KR20120033697A publication Critical patent/KR20120033697A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101211715B1 publication Critical patent/KR101211715B1/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
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • 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
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses
    • 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
    • G02B6/0066—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 characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • 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
    • G02F1/133524—Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • 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
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • 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
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors

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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

본 발명은 백라이트유닛의 제조공정 및 구조에 관한 것으로, 특히 마스터 금형에 레진을 투입 및 경화하여, LED 또는 반사패턴에 대응되는 오목패턴이 구비된 도광모듈을 형성하는 1단계와 상기 도광모듈을 LED 또는 반사패턴이 포함된 PCB에 장착하는 2단계를 포함하는 백라이트 유닛의 제조방법을 통해, LED 광원의 외부표면과 상기 도광모듈 사이에 에어갭이 형성되는 백라이트 유닛을 제조할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 금형 또는 기계적 가공을 이용하여 형성한 도광모듈을 LED 또는 반사패턴이 구비된 인쇄회로기판상에 안착 조립하는 방식으로 백라이트 유닛을 제조하여 생산성을 향상시키며, 공정을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

백라이트 유닛 및 그 제조방법{Backlight unit and Fabricating method of the same}
본 발명은 도광모듈의 제작에 있어서, 생산성 및 제조효율을 높일 수 있는 제조공정 및 이에 의해 제조되는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 매트릭스 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 조절할 수 있는 표시장치로서, 자체적으로 발광하지 못하므로 그 배면에 백라이트 유닛(back-light unit)을 설치하여 화상을 표현할 수 있도록 설계된다.
도 1a를 참조하면, 이러한 백라이트 장치(1)는 기판(20) 상에 평탄한 도광판(30)이 배치되고 이 도광판(30)의 측면에는 복수의 측면형 LED(10)(하나만 도시)가 어레이 형태로 배치된다.
LED(10)에서 도광판(30)으로 입사된 빛(L)은 도광판(30)의 밑면에 제공된 미세한 반사 패턴 또는 반사 시트(40)에 의해 상부로 반사되어 도광판(30)에서 출사된 다음 도광판(30) 상부의 LCD 패널(50)에 백라이트를 제공하게 된다. 이러한 백라이트 유닛에는 도 1b에 도시된 개념도와 같이, 상기 도광판(30)과 LCD 패널(50) 사이에 확산시트(31)나 프리즘 시트(32, 33), 보호시트(34) 등의 복수의 광학시트를 더 부가하는 구조로 형성될 수 있다.
이러한 백라이트 유닛은 자체적으로 빛을 내지 못하는 LCD 뒷면에 디스플레이 영상이 보일 수 있도록 고르게 빛을 비춰주는 역할을 하며, 상기 도광판은 백라이트 유닛의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하는 부품으로 광원(LED)에서 발산되는 빛을 LCD 전체 면에 균일하게 전달하는 플라스틱 성형렌즈의 하나이다. 따라서 이러한 도광판은 기본적으로 이러한 백라이트 유닛의 필수적인 부품으로 사용되지만, 이로 인해 도광판 자체의 두께로 인해 전체적인 제품의 두께를 박형화할 수 있는데 한계를 나타내고 있으며, 대면적 백라이트 유닛의 경우, 화질이 저하되는 문제를 야기하고 있다.
본 발명은 금형 또는 기계적 가공을 이용하여 형성한 도광모듈을 LED 또는 반사패턴이 구비된 인쇄회로기판상에 안착 조립하는 방식으로 백라이트 유닛을 제조하여 생산성을 향상시키며, 공정을 단순화시킬 수 있는 제조공정을 제공하는데 있다.
또한, 종래의 백라이트 유닛에서의 필수적인 도광판을 제거하고, 필름타입의 레진층을 이용하여 광원을 유도하는 구조를 형성함으로써, 광원수를 절감할 수 있으며, 전체적인 두께를 박형화하며, 제품 디자인의 자유도를 높일 수 있는 백라이트 유닛의 구조를 제공하는데 본 발명의 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 마스터 금형에 레진을 투입 및 경화하여, LED 또는 반사패턴에 대응되는 오목패턴이 구비된 도광모듈을 형성하는 1단계; 상기 도광모듈을 LED 또는 반사패턴이 포함된 PCB에 장착하는 2단계;를 포함하는 백라이트 유닛의 제조방법을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 상기 1단계는, 자외선경화형 또는 열경화형 레진을 투입하여 경화하는 도광모듈을 형성하는 단계로 구성할 수 있다. 이 경우 투입되는 상기 레진은 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 포함하는 물질을 이용할 수 있다.
또한, 상술한 상기 레진은, 빛의 반사를 증가시키는 비드(bead)를 전체 투입 레진 대비 0.01~0.3%를 더 포함하도록 구현할 수 있다.
상술한 제조공정에 의해 제조되는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구조는 다음과 같다.
구체적으로는, 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 LED 광원; 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하는 도광모듈;을 포함하되, 상기 LED 광원의 외부표면과 상기 도광모듈사이에는 에어갭이 형성되는 구조를 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 도광모듈은, 하부에 상기 LED에 대응되는 오목패턴을 구비하여 상기 LED가 상기 오목패턴에 결합되어 상기 에어갭을 구현하도록 할 수 있으며, 상기 도광모듈은, 레진층 또는 도광판으로 구현할 수 있다.
또한, 상술한 상기 도광모듈은 레진층으로 구현되되, 상기 레진층에는 빛의 반사를 증가시키는 비드(bead)를 전체 투입 레진 대비 0.01~0.3%를 더 포함되어 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 레진층은 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 포함하는 물질로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구조에서 상기 반사패턴은 인쇄회로기판 상부에 적층되는 반사필름에 구비되며, 상기 반사패턴의 외표면과 상기 반사패턴이 삽입되는 오목패턴 사이에는 에어갭이 형성될 수 있다.
또한, 상기 반사패턴은, TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 적용하여 형성될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 상기 백라이트유닛은, 상기 레진층의 상면에 형성되며, 출사되는 빛을 차광 또는 반사하는 광학패턴이 인쇄된 확산판을 더 포함하여 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 광학패턴은, TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 재료로 형성될 수 있다.
또한, 상기 백라이트 유닛은, 상기 확산판의 상부에 적층되는 프리즘시트 또는 보호시트를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 금형 또는 기계적 가공을 이용하여 형성한 도광모듈을 LED 또는 반사패턴이 구비된 인쇄회로기판상에 안착 조립하는 방식으로 백라이트 유닛을 제조하여 생산성을 향상시키며, 공정을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 상기 도광모듈을 레진층을 이용하여 형성하는 경우, 마스크금형에서 미리 제작 경화한 수 인쇄회로기판 상에 조립함으로써, 레진이 인쇄회로기판에서 경화하는 경우 발생하는 휨현상이나 레진의 두께 편차를 제거할 수 있으며, 레진의 경화후 발생하는 불량에도 교체하여 재조립할 수 있도록 하여 제조공정을 효율화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 일반적인 백라이트 유닛의 구조에 필수적인 도광판을 제거하고, 필름타입의 레진층을 이용하여 광원을 유도하는 구조를 형성함으로써, 광원수를 절감할 수 있으며, 백라이트 유닛의 전체적인 두께를 박형화하며, 제품 디자인의 자유도를 높일 수 있는 효과가 있다.
특히, 측면형 발광다이오드를 직하형으로 실장하여 광원의 수를 대폭 절감하면서도 광학특성을 확보할 수 있으며, 도광판을 제거하여 플렉서블 디스플레이의 구조에도 적용가능하며, 레진층에 반사패턴을 포함하는 반사필름 및 확산판을 구비하여 안정적인 발광특성, 광균일도의 광학특성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 제조공정의 순서도 및 공정개념도를 도시한 것이다.
도 3은 는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구조를 도시한 요부 개념도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 인쇄회로기판 상에 구비된 LED 또는 반사필름 등의 패턴에 대응하는 오목패턴을 구비한 도광모듈을 독립적으로 제조하여 조립하는 방식으로 백라이트 유닛을 제조하는 기술을 제공하는 것을 요지로 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 제조공정에 대한 순서도 및 공정도를 도시한 것이다. 도시된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 제조공정은 크게 LED 또는 반사패턴에 대응되는 오목패턴이 형성된 도광모듈을 가공하는 1단계와 상기 도광모듈을 LED 또는 반사패턴이 포함된 PCB에 장착하는 2단계를 포함하여 구성될 수 있다.
제조공정도를 참조하여 구체적인 공정순서를 설명하면 다음과 같다.
1. 도광모듈의 제조단계
우선, S 1 단계에 도시된 것과 같이, 프레임(F) 내부에 일정한 패턴이 구비된 마스터금형을 준비한다. 상기 마스터금형(1)은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 상부에 LED에 대응되는 패턴(2) 또는 반사패턴에 대응되는 패턴(3) 등이 구비됨이 바람직하다.
이후, S 2 단계에서와 같이, 상기 마스터금형(1) 상에 레진을 주입하여 경화하는 공정이 수행된다. 주입되는 레진은 추후 백라이트 유닛의 광원인 LED에서 출사되는 빛을 상부 방향으로 유도할 수 있는 도광기능을 수행할 수 있는 재질을 이용함이 바람직하며, 이는 기본적으로 광을 확산할 수 있는 재질의 수지이면 어느 것이던 사용이 가능함은 물론이다. 특히 본 발명의 바람직한 일례로는 광투과율이 높은 자외선경화형 레진이나 열경화방식의 레진을 이용할 수 있으며, 이는 추후 마스터 금형에서 레진의 경화공정의 효율성을 높일 수 있게 된다.
나아가 본 발명에 따른 일 실시예로서의 레진층의 주재료는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 하는 레진을 이용할 수 있다. 이를테면, 합성올리고머인 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 폴리아크릴인 폴리머 타입과 혼합된 것을 사용할 수 있다. 물론, 여기에 저비점 희석형 반응성 모노머인 IBOA(isobornyl acrylate), HPA(Hydroxylpropyl acrylate, 2-HEA(2-hydroxyethyl acrylate) 등이 혼합된 모노머를 더 포함할 수 있으며, 첨가제로서 광개시제(이를 테면, 1-hydroxycyclohexyl phenyl-ketone 등) 또는 산화방지제 등을 혼합할 수 있다.
또한, 상기 레진층은 빛의 확산과 반사를 증가시키기 위해서 비드를 포함할 수 있다. 이 경우 비드는 전체 레진층 중량 대비 0.01~0.3% 포함하는 것이 바람직하다.
이후, S 3단계에서 마스터 금형에서 레진을 경화한 후 분리하여 도광모듈(140)을 완성할 수 있다.
상기 도광모듈(140)에는 상술한 것처럼, 추후 인쇄회로기판 상에 돌출형성되는 LED 또는 반사패턴에 대응되는 오목패턴(a, b)를 구비하는 구조로 구현할 수 있게 된다.
물론, 상술한 공정에서는 마스터금형에 액상의 레진을 도포하고 경화하는 방식으로 도광모듈을 구현하는 방식을 설명하였으나, 이와는 달리, 도광판 또는 레진플레이트 형식의 경화구조물을 기계적 가공을 통해 상술한 패턴을 구비하도록 구현하여 도광모듈을 구현할 수도 있다.
2. 도광모듈과 인쇄회로기판의 조립단계
이후, S 4단계에서는 LED(130) 또는 반사패턴(121)이 구비된 인쇄회로기판 상에 상기 도광모듈(140)을 장착하여 조립하는 공정이 수행된다. 이 경우, 상기 LED(130) 또는 반사패턴(121)에 각각 대응되는 S 3단계에서의 오목패턴(a, b)이 삽입결합되게 되며, LED(130) 또는 반사패턴(121)과 오목패턴(a, b) 사이에는 필연적으로 일정한 갭(이하, '에어갭'이라 한다.)이 형성되는 구조로 구현이 되게 된다. 즉 경화된 독립구조물을 조립하는 방식으로 구현되게 되는바, 직접 인쇄회로기판 상에 레진액을 도포하여 경화하는 것과는 다른 구조인 에어갭이 발생하게 된다.
이러한 제조방식은 LED(130) 또는 반사패턴(121)이 구현된 인쇄회로기판상에 레진액을 직접 도포하고 경화하는 제조공정에서 발생하는 경우, 레진액이 경화하면서 인쇄회로기판이 휘어지는 문제가 발생하게 되거나, 레진액의 경화시 전체적인 도광모듈의 평탄도를 유지하기 어렵게 되며, 또한, 일단 레진액이 경화하면 인쇄회로기판에서 분리가 어려워 불량이 날 경우 교체가 불가능한 문제가 발생하게 된다.
그러나, 본 발명에 따른 제조공정에서처럼 도광모듈을 별도 제작하여 조립하게 되면, 인쇄회로기판의 휨 현상이나 레진액의 경화시의 두께 편차를 제거할 수 있으며, 레진의 경화 후 발생하는 불량에도 교체하여 재조립할 수 있도록 하여 제조공정을 효율화할 수 있게 된다.
3. 백라이트 유닛의 제조
도 3은 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 구조를 도시한 요부 개념도이다.
상술한 제조단계에 의해 제조된 구조물은 도시된 것과 같이, 출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하며 하면에 상기 LED에 대응되는 오목패턴을 구비하는 도광모듈(140)이 적층되는 구조를 구비하게 된다. 특히, 이 경우 본 발명에 따른 상기 LED와 상기 오목패턴에 삽입되는 구조로 결합되며, 상기 LED와 상기 오목패턴에 삽입되는 구조로 결합되어, 상기 LED 광원의 외부표면과 상기 오목패턴의 내부 표면 사이에 에어갭이 형성되는 구조를 구비하게 된다. 또한, 상기 인쇄회로기판 상에 반사패턴을 구비한 반사필름이 존재하는 경우에는 상기 반사패턴에 대응되는 오목패턴이 구비되어 상기 반사패턴이 오목패턴으로 삽입되는 구조로 결합되어, 상기 반사패턴의 외표면과 이를 둘러싸는 오목패턴의 내부면 사이에도 에어갭이 존재할 수 있게 된다.
즉, 이는 도광모듈을 독립적으로 제조한 후, 인쇄회로기판상에 조립형성하는 본 발명에 따른 제조공정의 특수성에의 해 구현되는 특징이라 할 것이다.
또한, 상기 도광모듈(140)의 상부에는 확산판(160)이 배치될 수 있으며, 아울러, 상기 확산판의 상부에 프리즘시트, 보호시트 등이 부가적으로 구비될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 상기 확산판(160)과 도광모듈(140)의 사이에는 빛을 차광 또는 반사하는 광학패턴(150)이 배치될 수 있다. 이 경우 상기 광학패턴(150)은 상기 확산판의 상부면 또는 하부면에 일체로 형성되거나, 상기 도광모듈의 상부와 확산판의 사이에 배치되는 투명기판에 일체로 광학패턴이 인쇄되는 별개의 독립적인 구조로 형성될 수 있다.
특히, 상기 도광모듈(140)은 기존의 도광판을 제거하고, 이를 필름 타입의 레진으로 대체하여 광을 전방으로 유도하는 기능을 수행할 수 있도록 하게 된다.
상기 LED 광원(130)은 인쇄회로기판(110) 상에 적어도 1 이상의 개수로 배열되어 광을 출사하며, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 측면형 발광다이오드(side view LED)를 사용할 수 있다. 즉 LED 광원(130)에서 출사되는 광의 방향이 바로 상부로 직진하는 것이 아니라 측변을 향해서 출사하는 구조의 광원을 이용할 수 있다. 아울러 배치방식을 측면형 발광다이오드를 이용하여 직하형으로 배치하게 되는바, 광확산 및 반사기능을 구현하는 레진층을 활용하여 전체 광원의 개수를 감소시키면서도 백라이트 유닛의 전체의 두께를 혁신적으로 줄일 수 있게 된다. 도시된 도면에서의 상기 인쇄회로기판(110)의 하부에는 백커버(B)가 접착물질(P)로 접착된 구조로 구현할 수도 있다.
상기 도광모듈(140)은 상기 LED 광원(111)의 주위를 둘러싸는 구조로 적층되며어, 측방향으로 출사하는 광원의 빛을 분산시키는 기능을 수행하게 된다. 즉 종래의 도광판의 기능을 도광모듈(140)에서 수행할 수 있게 된다. 상기 레진층은 기본적으로 광을 확산할 수 있는 재질의 수지이면 어느 것이던 사용이 가능함은 제조공정에서 상술한바 있다.
아울러, 상기 도광모듈(140)은 빛의 확산과 반사를 증가시키기 위해서 비드(bead;141)를 포함할 수 있다. 상기 비드(141)는 전체 레진층 중량 대비 0.01~0.3% 포함하는 것이 바람직하다. 즉 LED에서 측방향으로 출사되는 광은 상기 도광모듈(140)과 비드(141)를 통해 확산 및 반사되어 상부방향으로 진행할 수 있게 되며, 그리고 후술할 반사필름(120)과 반사패턴(121)을 구비하는 경우, 이러한 반사 기능을 더욱 촉진시킬 수 있게 된다. 상기 레진으로 형성되는 도광모듈의 존재는 종래의 도광판의 차지하던 두께를 혁신적으로 감소시켜 전체 제품의 박형화를 구현할 수 있음은 물론, 연성의 재질을 가지게 되는바 플렉서블한 디스플레이에도 적용할 수 있는 범용성을 구비할 수 있게 된다.
아울러, 상기 반사필름(120)은 광원에서 도출되는 빛을 분산시킬 수 있도록 반사재질을 가짐과 동시에 빛을 분산을 촉진시키기 위해 화이트(white)인쇄를 통해 반사패턴(121)이 구비됨이 더욱 바람직하다. 상기 반사패턴은 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 이용하여 인쇄할 수 있다.
상기 확산판(160)은 상기 레진층(140)을 통과하여 출사되는 빛을 확산하는 기능을 수행하며, 상기 확산판의 하부에는 광학패턴(150)을 구비함이 더욱 바람직하다. 상기 광학패턴(150)은 빛이 강도가 과하게 강하여 광학특성이 나빠지거나 황색광도출(yellowish) 현상을 방지하기 위하여 일정 부분 차광효과가 구현될 수 있도록 차광패턴으로 형성됨이 바람직하다. 즉 빛의 집중이 이루어지지 않도록 차광잉크를 이용하여 차광패턴을 인쇄할 수 있다. 상기 광학패턴은 광을 완전차단하는 기능이 아니라, 광의 일부 차광 및 확산의 기능을 수행할 수 있도록 하나의 광학패턴으로 광의 차광도나 확산도를 조절할 수 있도록 구현할 수 있다. 나아가 더욱 바람직하게는 본 발명에 따른 광학패턴은 복합적인 패턴의 중첩인쇄구조로 구현할 수도 있다. 중첩인쇄의 구조란 하나의 패턴을 형성하고, 그 상부에 또 하나의 패턴형상을 인쇄하여 구현하는 구조를 말한다.
일례로는 상기 광학패턴(150)을 구현함에 있어서, 광의 출사방향으로 고분자필름의 하면에 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 차광잉크를 이용하여 형성되는 확산패턴과, Al 또는 Al과 TiO2의 혼합물질을 포함하는 차광잉크를 이용한 차광패턴의 중첩인쇄구조로 구현할 수 있다. 즉 고분자필름의 표면에 확산패턴를 화이트인쇄 하여 형성한 후, 그 위에 차광패턴를 형성하거나, 이와 반대의 순서로 2중 구조로 형성하는 것도 가능하다. 물론 이러한 패턴의 형성 디자인은 광의 효율과 강도, 차광율을 고려하여 다양하게 변형할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 또는, 순차적층구조에서 가운데층에 금속패턴인 차광패턴를 형성하고, 그 상부와 하부에 각각 확산패턴을 구현하는 3 중구조로 형성하는 것도 가능하다. 이러한 3 중구조에서는 상술한 물질을 선택하여 구현하는 것이 가능하며, 바람직한 일례로서는 굴절율이 뛰어난 TiO2를 이용하여 확산패턴 중 하나를 구현하고, 광안정성과 색감이 뛰어난 CaCO3를 TiO2와 함께 사용하여 다른 확산패턴을 구현하며, 은폐가 뛰어난 Al을 이용하여 차광패턴을 구현하는 구조의 3 중 구조를 통해 빛의 효율성과 균일성을 확보할 수 있다. 특히 CaCO3는 황색광의 노출을 차감하는 기능을 통해 최종적으로 백색광을 구현하도록 하는 기능을 하여 더욱 안정적인 효율의 광을 구현할 수 있게 되며, CaCO3이외에도 BaSO4, Al2O3, Silicon 비드 등의 입자 사이즈가 크고, 유사한 구조를 가진 무기 재료들을 활용할 수도 있다. 아울러, 상기 광학패턴은 상기 LED 광원의 출사방향에서 멀어질수록 패턴밀도가 낮아지도록 패턴밀도를 조절하여 형성함이 광효율의 측면에서 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 반사필름(120)은 상기 인쇄회로기판상에 적층되며, 반사필름상에 형성된 홀을 관통하여 LED 광원(130)이 외부로 돌출되게 된다. 이러한 LED 광원은 측면 발광형의 구조로 구현하는 경우, 광원의 수를 대폭 절감할 수 있음은 상술한 바와 같고, 이러한 절감율을 줄이기 위해 광의 반사율을 대폭 향상할수 있도록 반사패턴(130)을 구현함이 바람직하다.
상기 반사패턴은 LED 광원의 광출사 방향에 형성함이 바람직하며, 특히 상기 LED 광원의 출사방향에서 멀어질수록 패턴 밀도가 높아지도록 패턴을 배치할 수 있다. 아울러 상기 반사패턴의 형성은 TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 반사잉크을 이용하여 인쇄하는 방식으로 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 다음과 같은 구성과 작용을 통해 LCD에 적용될 수 있다. 즉, LED(130)에서 광이 출사하게 되며, 출사된 광은 종래의 도광판의 구조 대신 형성된 도광모듈(140)에서 반사, 확산하게 되며, 이는 특히 반사필름(120)과 반사패턴(121)에 의해 더욱 반사효율이 높아져, 광을 전방으로 유도할 수 있게 된다. 이렇게 레진층(140)을 통과한 광은 광학패턴(150)을 통해 확산 또는 차광되는 과정을 거치게 되며, 이렇게 정제된 광은 광학특성이 정제되어 균일도를 증가할 수 있게 되며, 추후 부가되는 프리즘시트(170), DBEF(180) 등의 광학 시트를 거쳐서 백색광으로 LCD 패널로 입사하게 된다.
이처럼, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 도광판의 구조를 제거하고, 광의 공급원을 측면발광형 LED를 적용하고 레진층을 통하여 광을 확산, 반사를 통해 광을 유도함으로써, 박형화 및 광원의 수를 감소하는 한편, 레진층의 상부면에 하드코팅레진층을 인쇄하여 레진층의 보호 및 각 구조의 접합성을 향상시킬 수 있으며, 광원의 감소로 인한 휘도저하 및 균일도의 문제를 반사패턴과 차광패턴을 구비하여 조절할 수 있도록 하여 광학 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 인쇄회로기판
120: 반사필름
121: 반사패턴
130: 광원
140: 도광모듈
141: 비드
150: 광학패턴
160: 확산판
170: 프리즘시트
180: DBEF
G: 에어갭

Claims (14)

  1. 마스터 금형에 레진을 투입 및 경화하여, LED 또는 반사패턴에 대응되는 오목패턴이 구비된 도광모듈을 형성하는 1단계;
    상기 도광모듈을 LED 또는 반사패턴이 포함된 PCB에 장착하는 2단계;
    를 포함하는 백라이트 유닛의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 1단계는,
    자외선경화형 또는 열경화형 레진을 투입하여 경화하는 도광모듈을 형성하는 단계인 백라이트 유닛의 제조방법.
  3. 청구항 2에 이어서,
    상기 레진은 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 포함하는 물질인 백라이트 유닛의 제조방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 레진은,
    빛의 반사를 증가시키는 비드(bead)를 전체 투입 레진 대비 0.01~0.3%를 더 포함하는 물질을 이용하는 백라이트 유닛의 제조방법.
  5. 인쇄회로기판 상에 형성되는 다수의 LED 광원;
    출사되는 빛을 전방으로 확산 유도하며 하면에 상기 LED 광원에 대응되는 오목패턴을 구비하는 도광모듈;을 포함하되,
    상기 LED와 상기 오목패턴에 삽입되는 구조로 결합되어, 상기 LED 광원의 외부표면과 상기 오목패턴의 내부 표면 사이에 에어갭이 형성되는 백라이트 유닛.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 도광모듈은 상기 인쇄회로기판 상에 형성되는 반사패턴에 대응되는 오목패턴을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  7. 청구항 5 또는 6에 있어서,
    상기 도광모듈은,
    레진층 또는 도광판인 백라이트 유닛.
  8. 청구상 6에 있어서,
    상기 도광모듈은 레진층으로 구현되며,
    상기 레진층에는 빛의 반사를 증가시키는 비드(bead)를 전체 투입 레진 대비 0.01~0.3%를 더 포함되는 백라이트 유닛.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 레진층은 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 주원료로 포함하는 물질인 백라이트 유닛.
  10. 청구항 6 또는 8에 있어서,
    상기 반사패턴은 인쇄회로기판 상부에 적층되는 반사필름에 구비되며,
    상기 반사패턴의 외표면과 상기 반사패턴이 삽입되는 오목패턴 사이에는 에어갭이 형성되는 백라이트 유닛.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 반사패턴은, TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 적용하여 형성되는 백라이트 유닛.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 백라이트유닛은,
    상기 레진층의 상면에 형성되며, 출사되는 빛을 차광 또는 반사하는 광학패턴이 인쇄된 확산판을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 광학패턴은,
    TiO2, CaCO3, BaSO4, Al2O3, Silicon, PS 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 재료로 형성되는 백라이트 유닛.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    상기 확산판의 상부에 적층되는 프리즘시트 또는 보호시트를 더 포함하여 이루어지는 백라이트 유닛.
KR1020100095360A 2010-09-30 2010-09-30 백라이트 유닛 및 그 제조방법 KR101211715B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100095360A KR101211715B1 (ko) 2010-09-30 2010-09-30 백라이트 유닛 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100095360A KR101211715B1 (ko) 2010-09-30 2010-09-30 백라이트 유닛 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120033697A true KR20120033697A (ko) 2012-04-09
KR101211715B1 KR101211715B1 (ko) 2012-12-12

Family

ID=46136415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100095360A KR101211715B1 (ko) 2010-09-30 2010-09-30 백라이트 유닛 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101211715B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101446917B1 (ko) * 2012-02-21 2014-10-06 엘지이노텍 주식회사 조명장치 및 그 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102320144B1 (ko) * 2012-12-17 2021-11-01 엘지이노텍 주식회사 조명유닛 및 이를 포함하는 차량용 면광원

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10235748A (ja) * 1997-02-27 1998-09-08 Seiko Epson Corp 導光体の製造方法
JP4694985B2 (ja) * 2006-02-13 2011-06-08 セイコーインスツル株式会社 面発光装置及び表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101446917B1 (ko) * 2012-02-21 2014-10-06 엘지이노텍 주식회사 조명장치 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101211715B1 (ko) 2012-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101168404B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101211728B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
US11994768B2 (en) Lighting apparatus
KR101192275B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101168403B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101379924B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101148119B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101341972B1 (ko) 조명장치 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101269952B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR20120069045A (ko) 백라이트 유닛 및 그 제조방법, 이를 포함하는 액정표시장치
KR101211715B1 (ko) 백라이트 유닛 및 그 제조방법
KR101128992B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR20120113178A (ko) 조명장치 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101211710B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101829306B1 (ko) 조명장치
KR101515134B1 (ko) 조명장치 및 그 제조방법, 조명장치를 포함하는 액정표시장치
KR101446917B1 (ko) 조명장치 및 그 제조방법
KR101829305B1 (ko) 조명장치
KR101148102B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101211709B1 (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR20180134825A (ko) 조명장치
KR101399039B1 (ko) 조명장치 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR20110032476A (ko) 백라이트 어셈블리, 그것의 제조 방법, 이 백라이트 어셈블리를 포함하는 액정표시장치
KR20110126839A (ko) 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR101930852B1 (ko) 조명장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151105

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161104

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171107

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee