KR20120067612A - 저전력 및 고휘도를 갖는 백라이트 유니트 - Google Patents

저전력 및 고휘도를 갖는 백라이트 유니트 Download PDF

Info

Publication number
KR20120067612A
KR20120067612A KR1020100129113A KR20100129113A KR20120067612A KR 20120067612 A KR20120067612 A KR 20120067612A KR 1020100129113 A KR1020100129113 A KR 1020100129113A KR 20100129113 A KR20100129113 A KR 20100129113A KR 20120067612 A KR20120067612 A KR 20120067612A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
guide plate
blu
backlight unit
light guide
led package
Prior art date
Application number
KR1020100129113A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101225609B1 (ko
Inventor
정윤모
채경필
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 KR1020100129113A priority Critical patent/KR101225609B1/ko
Publication of KR20120067612A publication Critical patent/KR20120067612A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101225609B1 publication Critical patent/KR101225609B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133502Antiglare, refractive index matching layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133524Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/133615Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 저전력 및 고휘도를 갖는 백라이트 유니트(BLU)에 관한 것으로, LED와 도광판(LGP) 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 인덱스 매칭 물질(index matching material)를 삽입하여 광 손실을 줄임으로써, 한정된 광원으로 2?3배의 광원을 발생시킬 수 있어 전체 휘도를 향상시킬 수 있다. 이로 인해, LED 개수를 줄일 수 있어 전체 비용을 절감할 수 있으며, 이에 따라 최근 백라이트 유니트(BLU) 추세인 슬림(Slim)화를 구현할 수 있다. 또한, 휘도 향상으로 인해, 비용이 가장 많이 소요되는 휘도강화필름(DBEF)과 휘도 향상을 위해 사용되는 다른 시트류 들을 제거할 수 있어 제조 비용을 낮출 수 있으며, LED 감소로 인해 최근 이슈로 대두되고 있는 그린 스마트(Green Smart), 즉 저전력까지 달성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의한 백라이트 유니트(BLU)는 백라이트 유니트(BLU) 면에 배열된 도광판(LGP)과, 상기 도광판의 한쪽 또는 양쪽 방향에 설치된 복수 개의 LED 패키지와, 상기 LED 패키지와 도광판 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 인덱스 매칭부를 포함하고 있다.

Description

저전력 및 고휘도를 갖는 백라이트 유니트{Back Light Unit Having High Brightness and Low Power}
본 발명은 백라이트 유니트(Back Light Unit: BLU)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED와 도광판(LGP) 사이에 인덱스 매칭 물질(index matching material)를 삽입하여 광 효율을 극대화한 백라이트 유니트(BLU)에 관한 것이다.
오늘날, 백라이트 유니트(Back Light Unit: BLU)는 액정디스플레이나 LED 표시장치에 없어서는 안 될 중요한 부품 중 하나로 자리 잡고 있다. 이 중에서 패널의 휘도를 향상하고 밝기를 균일하게 제어하며 광선 방향을 유도하는 도광판은 백라이트 유니트(BLU)의 효율에 영향을 미치는 중요한 요소들 중 하나이다.
기존의 LED 백라이트 유니트는 다이렉트 라이트(Direct Light)형과 에지 라이트(Edge Light)형으로 나눌 수 있다.
상기 다이렉트 라이트(Direct Light)형은 도 1a에 나타낸 바와 같이, LED를 백라이트 유니트(BLU)의 바닥에 설치하고 그 위에 확산 플레이트(Diffusing Plate)를 비롯한 광학 시트(Sheet)를 올려서 만들어진다. 반면에, 상기 에지 라이트(Edge Light)형은 도 1b에 나타낸 바와 같이, 백라이트 유니트(BLU)에 도광판(Light Guiding Plate: LGP)을 설치하고 그 옆면에 LED를 설치하고 도광판 위에 각종 광학 시트(Sheet)를 올려서 만들어진다.
상기 다이렉트 라이트(Direct Light)형과 상기 에지 라이트(Edge Light)형은 아래의 표 1과 같은 특징을 가지고 있다.
Figure pat00001
상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 상기 다이렉트 라이팅(Direct Lighting) 방식은 로컬 디밍(Local Dimming) 구현, 저 비용(Low Cost), 신뢰성 및 품질 측면에서 유리하고, 상기 에지 라이팅(Edge Lighting) 방식은 초 슬림(Slim)화 구성에 유리하다. 반면에, 상기 다이렉트 라이팅(Direct Lighting) 방식은 초 슬림(Slim)화 구성시 비용이 상승하는 단점이 있고, 상기 에지 라이팅(Edge Lighting) 방식은 로컬 디밍(Local Dimming)을 구현할 수 없고 비용(Cost)면에서도 불리한 단점이 있다.
최근 LCD 모듈(Module)의 박형화 추세에 따라 에지 라이팅(Edge Lighting) 방식이 각광을 받기 시작했지만, LED를 적용할 때 가장 두드러진 장점 가운데 하나인 로컬 디밍(Local Dimming)을 구현할 수 없다는 점은 반드시 해결하여야 할 과제 중 하나이다.
종래의 에지형(Edge type) 백라이트 유니트(BLU)는 직사각형 형태의 단축 방향을 따라 LED가 배열되는 수직형(Vertical type)(도 2b)과, 장축 방향으로 LED가 배열되는 수평형(Horizontal type)(도 2c)이 있다.
상기 수직형(Vertical type)은 LED가 도광판의 좌우 한쪽에만 배열된 1 바(Bar)와, 도광판(10)의 좌우 양쪽에 LED 패키지(또는, 간단히 "LED"라고도 칭함)(20)가 배열된 2 바(Bar)로 구분된다. 마찬가지로, 상기 수평형(Horizontal type)도 LED가 도광판의 상하 한쪽에만 배열된 1 바(Bar)와, 도광판(10)의 상하 양쪽에 LED(20)가 배열된 2 바(Bar)로 구분되어 진다(도 2b 및 도 2c 참조).
종래의 에지형(Edge type) 백라이트 유니트(BLU)는 도 2a에 도시된 바와 같이, LED(20)와 도광판(LGP) 사이에 에어 갭(Air Gap)이 존재하였다. 이로 인해, 종래에는 LED 패키지(20)의 광원에서 나오는 광선이 봉지재(22)를 통해 공기(Air) 중으로 나올 때 봉지재(22)와 공기(Air)의 굴절률 차이로 인해 광이 굴절되면서 광량 손실이 발생하고, 다시 공기(Air) 중에서 도광판(LGP)(10)으로 들어갈 때 공기와 도광판(LGP)의 굴절률 차이로 인해 광이 굴절되면서 광량 손실이 발생한다(도 3a 및 도 3b 참조). 따라서, 백라이트 유니트(BLU)의 전체적인 광 효율(휘도)이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 에지형(Edge type) 백라이트 유니트(BLU)는 앞에서 설명한 바와 같이, 초 슬림(Slim)화 구성에는 유리하지만 로컬 디밍(Local Dimming)에는 불리한 측면을 가지고 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, LED와 도광판(LGP) 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 인덱스 매칭 물질(index matching material)를 삽입하여 광 손실을 줄임으로써, 광 효율을 극대화시킨 백라이트 유니트(BLU)를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 LED와 도광판(LGP) 사이에 LED 패키지의 봉지재와 도광판(LGP) 사이의 굴절률을 갖는 인덱스 매칭 물질(index matching material)를 삽입하여 광 손실을 줄임으로써, 광 효율을 극대화시킨 백라이트 유니트(BLU)를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 슬림(Slim)화를 구현할 수 있는 백라이트 유니트(BLU)를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 LED 개수를 줄여 비용을 절감시키면서도 전체 휘도는 더 향상시킬 수 있는 백라이트 유니트(BLU)를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 한정된 광원으로 기존 대비 2?3배의 광원을 발생시켜 전체 휘도를 향상시킬 수 있는 백라이트 유니트(BLU)를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 전체 휘도를 향상시켜 휘도 향상을 위해 구성되는 시트나 필름 등을 제거함으로써 제조 비용을 낮출 수 있는 백라이트 유니트(BLU)를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 휘도 향상에 따른 LED 개수의 감소에 따라 저전력 구현이 가능한 백라이트 유니트(BLU)를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 동일한 개수의 LED와 소비전력으로 고휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유니트(BLU)를 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 백라이트 유니트(BLU)는 백라이트 유니트(BLU) 면에 배열된 도광판(LGP)과, 상기 도광판의 한쪽 또는 양쪽 방향에 설치된 복수 개의 LED 패키지와, 상기 LED 패키지와 도광판 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 인덱스 매칭부를 구현하였다.
여기서, 상기 인덱스 매칭부는 상기 LED 패키지의 봉지재와 상기 도광판 사이의 굴절률을 갖는 물질로 형성된다. 가령, 상기 LED 패키지의 봉지재의 굴절률을 n2, 상기 도광판의 굴절률을 n3이라 하면, 상기 인덱스 매칭부의 굴절율(n1)은 n2≤n1≤n3의 값을 갖는다.
상기 인덱스 매칭부는, 상기 도광판의 한쪽 또는 양쪽 방향에 바(Bar) 형태로 구성할 수도 있고, 상기 도광판에 일 면이 접촉되고 타 면에 LED 광원을 감싸도록 상기 LED 패키지가 내부로 매립된 형태로 구성할 수도 있다.
또한, 상기 도광판의 끝단 외주 면에 체결되고, 상기 LED 패키지가 내부 중앙에 설치되며, 상기 도광판의 측면과 상기 LED 패키지 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 물질이 구성할 수도 있다. 이때, 상기 물질은 앞에서와 마찬가지로, 상기 LED 패키지의 봉지재와 상기 도광판 사이의 굴절률을 갖는 물질로 형성된다. 여기서, 상기 인덱스 매칭부는 상기 LED 패키지의 광원이 일정한 지향 각을 갖도록 경사면을 이루고 있으며, 상기 경사면에 광을 반사하는 물질이 형성되어 있거나 또는 반사경이 구성되어 있다.
상기 인덱스 매칭부는 레진(resin) 계열 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 백라이트 유니트(BLU)는 상기 LED 패키지가 좌우 양쪽 또는 좌우 중 어느 한쪽에 배열된 수직형(Vertical type)과, 상기 LED 패키지가 상하 양쪽 또는 상하 중 어느 한쪽에 배열된 수평형(Horizontal type)에 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, LED와 도광판(LGP) 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 인덱스 매칭 물질(index matching material)를 삽입하여 광 손실을 줄임으로써, 한정된 광원으로 2?3배의 광원을 발생시킬 수 있어 전체 휘도를 향상시킬 수 있다. 이로 인해, LED 개수를 줄일 수 있어 전체 비용을 절감할 수 있으며, 이에 따라 최근 백라이트 유니트(BLU) 추세인 슬림(Slim)화를 구현할 수 있다.
또한, 휘도 향상으로 인해, 비용이 가장 많이 소요되는 휘도강화필름(Dual Brightness Enhancement Film: DBEF)을 제거할 수 있고, LED 개수를 감소할 수 있으며, 휘도 향상을 위해 사용되는 다른 시트류 들을 제거할 수 있어 제조 비용을 낮출 수 있다.
또한, LED 감소로 인해 최근 이슈로 대두되고 있는 그린 스마트(Green Smart), 즉 저전력까지 달성할 수 있으며, 동일한 개수의 LED와 소비전력으로 고휘도를 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술의 실시 형태에 따른 LED 백라이트 유니트의 다이렉트 라이트(Direct Light)형과 에지 라이트(Edge Light)형을 나타낸 도면이다.
도 2a는 종래 기술의 실시 형태에 따른 에지형(Edge type) 백라이트 유니트(BLU)의 개략도이다.
도 2b 및 도 2c는 에지형(Edge type) 백라이트 유니트(BLU) 중에서 수직형(Vertical type)과 수평형(Horizontal type) 백라이트 유니트(BLU)의 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 종래의 LED 패키지에서 LED 광이 봉지재를 통해 공기(Air) 중으로 굴절되는 모습과 광량 손실을 나타낸 시뮬레이션 그래프이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 백라이트 유니트(BLU)의 단면 및 평면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 의한 백라이트 유니트(BLU)의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 의한 백라이트 유니트(BLU)의 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 의한 LED 패키지에서 LED 광이 봉지재를 통해 인덱스 매칭 물질(Index matching material)로 굴절되는 모습과 광량 손실을 나타낸 시뮬레이션 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
백라이트 유니트(BLU)의 제 1 실시 예
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 의한 백라이트 유니트(BLU)의 단면 및 평면도이다.
상기 백라이트 유니트(BLU)의 제 1 실시 예는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 백라이트 유니트(BLU) 면에 배열된 도광판(LGP)(100)과, 상기 도광판(100)의 양쪽 방향(또는 한쪽 방향)에 설치된 복수 개의 LED 패키지(110)와, 상기 LED 패키지(110)와 상기 도광판(100) 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 인덱스 매칭(index matching)부(120)를 포함하고 있다.
여기서, 상기 인덱스 매칭부(120)는 상기 LED 패키지(110)의 봉지재(도 8a의 112 참조)와 상기 도광판(100) 사이의 굴절률을 갖는 물질로 형성되며, 이 중에서 상기 굴절률을 만족하는 레진(resin) 계열 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 인덱스 매칭부(120)의 굴절율(n1)은 상기 LED 패키지(110)의 봉지재(112)의 굴절률을 n2, 상기 도광판(100)의 굴절률을 n3이라 하면, n2≤n1≤n3의 값을 갖는다. 실 예로, 상기 LED 패키지(110)의 봉지재(112)의 굴절률은 제품에 따라 차이가 있으나 1.40?1.50(대략 1.47 정도) 정도의 값을 가지며, 상기 도광판(100)의 굴절률은 1.49?1.52(대략 1.50) 정도의 값을 갖는다.
따라서, 상기 LED 패키지(110)와 상기 도광판(LGP)(100) 사이에 LED 봉지재(112)와 도광판(LGP) 사이의 굴절률을 갖는 인덱스 매칭 물질(index matching material)을 삽입함으로써, LED 광이 도광판(100)의 전달되는 과정에서 굴절률 차이로 인해 발생 되는 광 손실을 줄일 수 있다. 이로 인해, 백라이트 유니트(BLU)의 광 효율을 극대화할 수 있다.
한편, 상기 인덱스 매칭부(120)는 상기 LED 패키지(110)가 좌우에 있는 수직형(Vertical type) 또는 상기 LED 패키지(110)가 상하에 있는 수평형(Horizontal type) 백라이트 유니트(BLU)의 1 바(Bar) 또는 2 바(Bar) 구조에 모두 적용할 수 있다.
백라이트 유니트(BLU)의 제 2 실시 예
도 6은 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 의한 백라이트 유니트(BLU)의 단면도이다.
상기 백라이트 유니트(BLU)의 제 2 실시 예는 도 6에 도시된 바와 같이, 백라이트 유니트(BLU) 면에 배열된 도광판(LGP)(100)과, 상기 도광판(100)의 양쪽 방향(또는 한쪽 방향)에 설치된 LED 패키지(110)와, 상기 LED 패키지(110)와 상기 도광판(100) 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 인덱스 매칭(index matching)부(130)를 포함하고 있다. 이때, 상기 인덱스 매칭부(130)는 상기 도광판(100)에 일 면이 접촉되고, 타 면에 LED 광원을 감싸도록 상기 LED 패키지(110)가 내부로 매립된 형태로 구성되어 있으며, 레진(resin)과 같이 LED 봉지재와 상기 도광판(100) 사이의 굴절률을 갖는 물질로 형성된다.
그러므로, 제 1 실시 예와 마찬가지로, 상기 LED 패키지(110)와 상기 도광판(LGP)(100) 사이에 LED 봉지재(112)와 도광판(LGP) 사이의 굴절률을 갖는 인덱스 매칭 물질(index matching material)을 삽입함으로써, LED 광이 도광판(100)의 전달되는 과정에서 굴절률 차이로 인해 발생 되는 광 손실을 줄일 수 있다. 이로 인해, 백라이트 유니트(BLU)의 광 효율을 극대화할 수 있다.
한편, 상기 인덱스 매칭부(130)도 상기 LED 패키지(110)가 좌우에 있는 수직형(Vertical type) 또는 상기 LED 패키지(110)가 상하에 있는 수평형(Horizontal type) 백라이트 유니트(BLU)의 1 바(Bar) 또는 2 바(Bar) 구조에 모두 적용할 수 있다.
백라이트 유니트(BLU)의 제 3 실시 예
도 7은 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 의한 백라이트 유니트(BLU)의 단면도이다.
상기 백라이트 유니트(BLU)의 제 3 실시 예는 도 7에 도시된 바와 같이, 백라이트 유니트(BLU) 면에 배열된 도광판(LGP)(100)과, 상기 도광판(100)의 양쪽 방향(또는 한쪽 방향)에 설치된 LED 패키지(110)와, 상기 LED 패키지(110)와 상기 도광판(100) 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 인덱스 매칭(index matching)부(140)를 포함하고 있다.
여기서, 상기 인덱스 매칭부(140)는 상기 도광판(100)의 끝단 외주 면에 체결되고, 상기 LED 패키지(110)가 내부 중앙에 설치되며, 상기 도광판(100)의 측면과 상기 LED 패키지(110) 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 물질(150)이 구성되어 있다. 이때, 상기 물질(150)은 상기 LED 패키지(110)의 봉지재(112)와 상기 도광판(100) 사이의 굴절률을 갖는 물질로 형성되며, 레진(resin) 계열의 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인덱스 매칭부(140)는 상기 LED 패키지(110)의 광원이 일정한 지향 각(예를 들어, half angle: 30)을 갖도록 경사면을 이루고 있으며, 상기 경사면에 광을 반사하는 물질이 형성되어 있거나 또는 반사경이 구성되어 있다.
그러므로, 앞에서와 마찬가지로, 상기 LED 패키지(110)와 상기 도광판(LGP)(100) 사이에 LED 봉지재(112)와 도광판(LGP) 사이의 굴절률을 갖는 인덱스 매칭 물질(index matching material)을 삽입함으로써, LED 광이 도광판(100)의 전달되는 과정에서 굴절률 차이로 인해 발생 되는 광 손실을 줄일 수 있다. 이로 인해, 백라이트 유니트(BLU)의 광 효율을 극대화할 수 있다.
한편, 상기 인덱스 매칭부(140)도 상기 LED 패키지(110)가 좌우에 있는 수직형(Vertical type) 또는 상기 LED 패키지(110)가 상하에 있는 수평형(Horizontal type) 백라이트 유니트(BLU)의 1 바(Bar) 또는 2 바(Bar) 구조에 모두 적용할 수 있다.
시뮬레이션 결과
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 의한 LED 패키지에서 LED 광이 봉지재를 통해 인덱스 매칭 물질(Index matching material)로 굴절되는 모습과 광량 손실을 나타낸 시뮬레이션 그래프이다.
본 발명은 LED가 좌우에 있는 수직형(Vertical type) 또는 LED가 상하에 있는 수평형(Horizontal type) 백라이트 유니트(BLU)의 1 바(Bar) 또는 2 바(Bar) 구조에서, LED(110)와 빛을 가이드 해주는 도광판(100) 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 인덱스 매칭 물질(Index matching material)을 추가함으로써, 광원에서 나오는 광선이 LED 칩(Chip)(111)에서 봉지재(112)를 통해 공기(Air) 중으로 나올 때 발생하는 광 손실과 다시 공기(Air) 중에서 도광판(LGP)(100)으로 들어갈 때 발생하는 광 손실을 줄여준다. 이때, 상기 LED 칩(111)에서 나온 광선이 봉지재(112)에서 공기(Air)가 아닌 인덱스 매칭 물질(Index matching material)을 통과할 때 공기(Air) 상태일 때보다 광 추출 효율이 2?3배가량 높아진다. 이는 상기 도광판(100) 내에서 광 확산에 기여하는 광선이 2?3배 많아지기 때문이다. 따라서, 전체적으로 백라이트 유니트(BLU) 상태에서 휘도가 상승하게 된다.
도 8b에서 볼 수 있듯이, 기존(도 3b)과 비교해 볼 때 본 발명의 인덱스 매칭(Index matching)에 의해 광량의 변화가 거의 없음을 알 수 있다. 따라서, 동일한 LED 개수와 동일한 소비전력을 사용할 경우 기존의 BLU에 비해 휘도가 상승 되므로, LED 개수를 줄일 수 있고, 소비전력 또한 줄일 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 백라이트 유니트(BLU)는 LED와 도광판(LGP) 사이에 LED 패키지의 봉지재와 도광판(LGP) 사이의 굴절률을 갖는 인덱스 매칭 물질(index matching material)를 삽입하여 광 손실을 줄임으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.
상술한 실시 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다.
따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 이상에서 실시 예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의한 백라이트 유니트(BLU)는 LED 표시장치의 백라이트 유니트 뿐만 아니라 LCD 표시장치의 백라이트 유니트에도 동일하게 적용할 수 있다.
100 : 도광판(LGP) 110 : LED 패키지(package)
111 : LED 칩 112 : 봉지재
120 : 인덱스 매칭(index matching)부
130 : 인덱스 매칭(index matching)부
140 : 인덱스 매칭(index matching)부
150 : 인덱스 매칭 물질(index matching material)

Claims (11)

  1. 백라이트 유니트(BLU) 면에 배열된 도광판(LGP)과;
    상기 도광판의 한쪽 또는 양쪽 방향에 설치된 복수 개의 LED 패키지; 및
    상기 LED 패키지와 도광판 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 인덱스 매칭부;
    를 포함하는 백라이트 유니트(BLU).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인덱스 매칭부는:
    상기 LED 패키지의 봉지재와 상기 도광판 사이의 굴절률을 갖는 물질로 형성된 백라이트 유니트(BLU).
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 인덱스 매칭부의 굴절율(n1)은:
    상기 LED 패키지의 봉지재의 굴절률을 n2, 상기 도광판의 굴절률을 n3이라 하면, n2≤n1≤n3의 값을 갖는 백라이트 유니트(BLU).
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 인덱스 매칭부는:
    상기 도광판의 한쪽 또는 양쪽 방향에 바(Bar) 형태로 구성된 백라이트 유니트(BLU).
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 인덱스 매칭부는:
    상기 도광판에 일 면이 접촉되고, 타 면에 LED 광원을 감싸도록 상기 LED 패키지가 내부로 매립된 형태로 구성된 백라이트 유니트(BLU).
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 인덱스 매칭부는:
    상기 도광판의 끝단 외주 면에 체결되고, 상기 LED 패키지가 내부 중앙에 설치되며, 상기 도광판의 측면과 상기 LED 패키지 사이에 굴절률 완충 작용을 하는 물질이 구성되어 있는 백라이트 유니트(BLU).
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 물질은:
    상기 LED 패키지의 봉지재와 상기 도광판 사이의 굴절률을 갖는 물질로 형성된 백라이트 유니트(BLU).
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 인덱스 매칭부는:
    상기 LED 패키지의 광원이 일정한 지향 각을 갖도록 경사면을 이루고 있으며, 상기 경사면에 광을 반사하는 물질이 형성되어 있거나 또는 반사경이 구성되어 있는 백라이트 유니트(BLU).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인덱스 매칭부는:
    레진(resin) 계열 물질로 형성된 백라이트 유니트(BLU).
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 백라이트 유니트(BLU)는:
    상기 LED 패키지가 좌우 양쪽 또는 좌우 중 어느 한쪽에 배열된 수직형(Vertical type)으로 구성된 백라이트 유니트(BLU).
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 백라이트 유니트(BLU)는:
    상기 LED 패키지가 상하 양쪽 또는 상하 중 어느 한쪽에 배열된 수평형(Horizontal type)으로 구성된 백라이트 유니트(BLU).
KR1020100129113A 2010-12-16 2010-12-16 저전력 및 고휘도를 갖는 백라이트 유니트 KR101225609B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100129113A KR101225609B1 (ko) 2010-12-16 2010-12-16 저전력 및 고휘도를 갖는 백라이트 유니트

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100129113A KR101225609B1 (ko) 2010-12-16 2010-12-16 저전력 및 고휘도를 갖는 백라이트 유니트

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120067612A true KR20120067612A (ko) 2012-06-26
KR101225609B1 KR101225609B1 (ko) 2013-01-24

Family

ID=46686581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100129113A KR101225609B1 (ko) 2010-12-16 2010-12-16 저전력 및 고휘도를 갖는 백라이트 유니트

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101225609B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101373250B1 (ko) * 2012-10-25 2014-03-12 전북대학교산학협력단 박막 태양전지 및 그 제조 방법
US9612392B2 (en) 2014-02-06 2017-04-04 Samsung Display Co., Ltd. Display device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050106545A (ko) * 2004-05-04 2005-11-10 삼성전자주식회사 휘도를 극대화한 액정표시장치
KR20040077846A (ko) * 2004-08-20 2004-09-07 폴리나노테크놀로지(주) 발광 다이오드 및 도광판을 사용한 백라이트 장치
KR20060104795A (ko) * 2005-03-31 2006-10-09 삼성에스디아이 주식회사 평판표시장치의 백라이트 유닛
US7639318B2 (en) * 2005-07-08 2009-12-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Backlight and liquid crystal display using same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101373250B1 (ko) * 2012-10-25 2014-03-12 전북대학교산학협력단 박막 태양전지 및 그 제조 방법
US9612392B2 (en) 2014-02-06 2017-04-04 Samsung Display Co., Ltd. Display device

Also Published As

Publication number Publication date
KR101225609B1 (ko) 2013-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102214773B (zh) 发光器件和具有发光器件的照明单元
KR101970552B1 (ko) 퀀텀 도트를 갖는 확산시트 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
US20090213571A1 (en) Back light unit
EP3321565A1 (en) Backlight module and display device
US9329323B2 (en) Light source and backlight module having the same
JP2008010693A (ja) 液晶表示装置
CN105572967B (zh) 透镜、包含该透镜的发光装置及包含该发光装置的背光单元
EP2881655A1 (en) Luminous flux control member, light emitting device, and display device
US8210700B2 (en) Backlight module
CN201706345U (zh) 背光模块以及液晶显示装置
JP5944516B2 (ja) エッジライト型面光源装置
US20120249921A1 (en) Light guide plate, liquid crystal display module and liquid crystal display
KR101066755B1 (ko) 측면 조광형 백라이트 장치
KR101225609B1 (ko) 저전력 및 고휘도를 갖는 백라이트 유니트
US8814378B2 (en) LCD device and LED package structure thereof
KR102436800B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치
CN208621883U (zh) 一种直下式背光模组
CN102720990A (zh) 一种玻璃导光板侧入式led背光模组
US20160161658A1 (en) Backlight Module and LCD Device
KR20080045471A (ko) 도광판 및 이를 포함한 백라이트 어셈블리
CN210803919U (zh) 用于窄边框显示屏的背光模组及液晶显示装置
KR102066089B1 (ko) 백라이트 유닛 및 그의 조립 방법
US10302855B2 (en) Back-light
JP2006343624A (ja) 光透過フィルム、バックライト装置および液晶表示装置
KR101677742B1 (ko) 도광판 및 이를 구비하는 백라이트 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
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151204

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee