KR20200045075A - NTSC를 개선한 LED Back Light 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 휘도가 향상되고, LED 칩에서 발생하는 가시광선의 활용 효율을 극대화할 수 있는 LED 백라이
트 유닛을 제공하는 것이다. 이를 위하여 본 발명에서는, 인쇄회로기판; 측면에 단자가 형성되고, 적, 녹, 청색
의 LED 칩을 포함하며, 상기 인쇄회로기판 상에서 일렬로 배치된 복수 개의 LED 패키지; 상기 LED 패키지들에서
발생하는 가시광선을 전방으로 방출하는 도광판; 및 상기 인쇄회로기판, LED 패키지 및 도광판을 지지하는 섀시
베이스를 포함하고, 상기 LED 패키지에서 상기 LED 칩이 배치되고 상기 도광판의 입사면과 마주하는 부분에는 상
기 LED 칩의 주위에 광가이드가 형성된 NTSC를개선한 LED 백라이트 모듈을 제공한다.

Description

NTSC를 개선한 LED Back Light 모듈{LED back light Module}

본 발명은 NTSC를개선한 LED(Light Emitting Diode) 백라이트 모듈(Back Light module: BLM)<10> 에 관한 것으로서, 보다 상세하게

는 도광판의 에지(edge)에 배치되고 다수의 LED 칩을 구비한 LED 광원모듈을 구비하고, 상기 LED 광원모듈에서

발생된 빛이 도광판을 통하여 LCD 패널을 향해 출사되는 LED 백라이트 유닛에 관한 것이다.

<11> 통상적으로, 평판표시장치(flat panel display)는 발광형과 수광형으로 분류되는데, 발광형으로는 음극선관

(Cathode Ray Tube: CRT), 전계 발광(Electro Luminescent: EL) 소자, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma

Display Panel: PDP), 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display: FED)등이 있고, 수광형으로는 액정표시

장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등이 있다.

<12> 이중 액정표시장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 빛을 받아 화상을 형성하는 수광

형 소자이므로, 별도의 광원, 예를 들면 이른바 백라이트 유닛을 설치하고 백라이트 유닛에서 나오는 가시광선

을 조절하여 화상을 구현하도록 구성되어 있다.이러한 액정표시장치용 백라이트 유닛은 광원의 설치 위치에 따라 직하형(direct type)<13> 과 에지(edge)형으로 구

분된다. 광원으로는 종래에 CCFL이 많이 사용되었으나, 최근에는 LED가 사용되는 경우가 증가하고 있다. 백라

이트 유닛은 기본적으로 백색광을 발생시켜야 하는데, LED를 광원으로 하여 백라이트 유닛을 구성할 때의 백색

광을 생성하는 방법에는 적, 녹, 청 LED 칩에서 발생된 빛을 광학적으로 믹싱하여 백색광을 생성하는 RGB LED

방식과, 자외선 LED와 적, 녹, 청 형광체를 혼합하는 방식, 청색 LED와 황색 형광체를 혼합하는 바이너리 컴플

리멘터리(binary complimentary) 방식 등이 있다. LED 광원은 종래에 광원으로 사용되었던 CCFL에 비하여 응답

시간이 상당히 빠를 뿐 아니라 수은과 같은 중금속을 함유하지 않고 완전 고체 소자이므로 친환경적이라는 장점

이 있다. 특히 종래의 방법 중 RGB LED 방법의 경우 종래에 광원으로 사용되었던 CCFL 및 다른 LED 방식에 비

하여 색표현 능력이 우수하여, 고품위의 LCD TV용 LED 백라이트 유닛에 채용되고 있다.

<14> 도 1에는 이전의 RGB LED 방식의 LED 백라이트 유닛의 구성을 간략히 보여주는 도면이 도시되어 있고, 도 2에는

도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.

<15> 도 1에 도시된 것과 같이, 여러 개의 LED 패키지(10)들이 서로 인접하여 일렬로 배치됨으로써 LED 백라이트 유

닛의 광원을 구성한다. 광원에서 발생한 빛은 도광판(30)을 거쳐 LCD 패널(미도시)로 입사된다. LCD 패널에서

는 백라이트 유닛으로부터 받은 가시광선을 이용하여 화상을 구현하게 된다.

<16> 도 2에 도시된 것과 같이, 이전의 LED 광원 모듈과 이를 구비한 LED 백라이트 유닛에서는 LED 패키지에서 발생

된 가시광선이 도광판의 입사면으로 전부 입사되기 어려운 구조를 가진다. 즉, LED 칩의 표면으로 방출되는 가

시광선은 전방향으로 진행하기 때문에 LED 칩에서 발생한 가시광선의 전부를 백라이트 유닛에서 사용하지 못하

는 문제가 있었다. 이에 LCD용 백라이트 유닛의 휘도를 개선시키면서, LED 칩에서 발생하는 가시광선을 최대로

활용할 수 있는 새로운 구조의 LED 백라이트 모듈을 개발할 필요성이 크게 대두되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 휘도가

향상되고, LED 칩에서 발생하는 가시광선의 활용 효율을 극대화할 수 있는 NTSC를 개선한 LED 백라이트 모듈을 제공하는 것이

다.

본 발명에 따르면, 제1광가이드 및/또는 제2광가이드를 사용하여 LED 칩에서 발생하는 가시광선이 분산되지 않

고 도광판의 입사면을 향해 나아가도록 할 수 있고, 이에 따라 LED 칩에서 발생하는 가시광선의 광 이용 효율이증대되고, LED 백라이트 유닛의 휘도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 <47> 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.

상기와 같은 본 발명의 목적은,

<19> 인쇄회로기판;

<20> 측면에 단자가 형성되고, 적, 녹, 청색의 LED 칩을 포함하며, 상기 인쇄회로기판 상에서 일렬로 배치된 복수 개

의 LED 패키지;

<21> 상기 LED 패키지들에서 발생하는 가시광선을 전방으로 방출하는 도광판; 및

<22> 상기 인쇄회로기판, LED 패키지 및 도광판을 지지하는 섀시 베이스를 포함하고,

<23> 상기 LED 패키지에서 상기 LED 칩이 배치되고 상기 도광판의 입사면과 마주하는 부분에는 상기 LED 칩의 주위에

제1광가이드가 형성된 것을 특징으로 하는 LED 백라이트 유닛을 제공함으로써 달성된다.

<24> 여기서, 상기 LED 칩과 상기 도광판의 입사면 사이 공간의 상하부를 덮는 제2광가이드가 더 설치될 수 있다.

<25> 또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은,

<26> 인쇄회로기판;

<27> 측면에 단자가 형성되고, 적, 녹, 청색의 LED 칩을 포함하며, 상기 인쇄회로기판 상에서 일렬로 배치된 복수 개

의 LED 패키지;

<28> 상기 LED 패키지들에서 발생하는 가시광선을 전방으로 방출하는 도광판; 및

<29> 상기 인쇄회로기판, LED 패키지 및 도광판을 지지하는 섀시 베이스를 포함하고,

<30> 상기 LED 칩과 상기 도광판의 입사면 사이 공간의 상하부를 덮는 광가이드가 설치된 것을 특징으로 하는 LED 백

라이트 유닛을 제공함으로써 달성된다.여기서, 상기 광가이드는 가시광선을 반사하는 <31> 재질로 만들어질 수 있다.

<32> 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

<33> 도 3에는 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛의 개략적인 구성을 보여주는 부분 단면도가 도시되어 있다.

<34> 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛은, LED 패키지(100), 인쇄회로기판(20), 도광판

(30) 및 섀시 베이스(40)를 포함한다.

<35> 상기 LED 패키지(100)는 복수 개가 일렬로 상기 인쇄회로 기판의 상측에 배치된다. 상기 LED 패키지(100)는 이

른바 RGB 타입 LED 패키지이다. 즉, 하나의 LED 패키지(100)에 동일한 크기 혹은 서로 다른 크기를 갖는 적

(Red), 녹(Green), 청(Blue) 색상의 LED 칩(11)을 일정한 순서로 배열하여 패키지화한 것이다. 이러한 RGB 타

입 LED 패키지에서 백색광을 구현하기 위해서는 패키지 내의 적, 녹, 청 색상의 LED 칩(11)에서 나오는 각각의

고유한 파장의 빛의 광량을 조절하여야 하는데, 이러한 조절은 별도로 설치되는 구동회로를 통하여 구현될 수

있다.

<36> 상기 LED 패키지(100)에 배치된 LED 칩(11)들에서 나오는 각기 다른 파장의 가시광선을 혼색시켜 백색광을 구현

하는 데에 필요한 적, 녹, 청 색상의 빛의 광량의 상대적인 비율은 적:녹:청 = 3:6:1로 녹색 LED 칩에서 방출되

는 녹색의 가시광선이 상대적으로 많은 광량을 필요로 한다.

<37> 따라서, 동일한 크기 혹은 서로 다른 크기를 갖는 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) LED 칩(11)에서 나오는 광량으

로 백색광을 구현하기 위하여 상대적으로 광량이 많은 녹색의 LED 칩을 사용하는 것이 바람직하다.

<38> 복수 개의 RGB 타입 LED 패키지가 전류 인가 및 열 방출을 위한 인쇄회로기판(20) 상에 일렬로 배치되어 LED 광

원모듈로 사용된다.

<39> 상기 도광판(導光板, Light Guide Plate: LGP)(30)은 백라이트 유닛(BLU)의 휘도와 균일한 조명 기능을 수행하

기 위한 부품으로, 백라이트 유닛의 가시광선이 LCD 패널의 전체 면에 균일하게 전달되도록 하는 기능을 한다.

대체로 아크릴 계열의 고분자 재료를 사출성형하여 만들어진 플라스틱 성형 렌즈가 사용된다.

<40> 상기 섀시 베이스(40)는 인쇄회로기판과 LED 패키지들을 포함하는 광원 모듈과 상기 도광판(30)을 지지하는 기

능을 하는 것으로 가급적 강성은 크고 중량은 적게 나가는 알루미늄 계열의 소재를 사용하는 것이 바람직하다.

<41> 상기 LED 패키지(100)들이 일렬로 배열되어 이루어지는 LED 광원모듈을 LCD 패널의 액티브 영역(Active Area)에

맞추어 배열하여, 도광판(30)을 통해 백색광이 LCD 패널(미도시)에 입사하도록 하는 LED 백라이트 유닛을 구성

하게 된다.

<42> 상기 LED 패키지(100)에는 상기 LED 칩(11)이 외부에 돌출된 부분의 양측에 제1광가이드(100a)가 형성되어

있다. 상기 제1광가이드(100a)는 가시광선을 반사할 수 있는 재질로 만들어지는 것이 바람직하다. 상기 제1광

가이드(100a)에 의해 LED 칩(11)에서 발생된 가시광선은 분산되지 않고 상기 도광판(30)의 입사면을 향하여 진

행할 수 있게 된다.

<43> 도 4에는 본 발명에 따른 LED 광원 모듈의 다른 실시예를 보여주는 도면이 도시되어 있다.

<44> 본 실시예가 도 3에 도시된 실시예와 다른 점은, LED 패키지(100)와 도광판(30)의 입사면 사이 공간의 상하부를

덮는 제2광가이드(12, 13)가 더 설치된다는 점이다. 상기 제2광가이드(12, 13)는 앞서 제1광가이드(100a)와 같

이 가시광선을 반사하는 재질로 만들어지는 것이 바람직하다. 제1광가이드(100a)와 함께 제2광가이드(12, 13)

가 사용되는 경우, LED 칩(11)에서 발생한 가시광선이 모두 도광판(30)의 입사면으로 입사되도록 할 수 있어 백

라이트 유닛의 광 이용 효율을 증대시킬 수 있고, 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.

<45> 본 발명을 설명하면서 참조한 도 1에는 LED 패키지(100)가 3개만 연결된 경우를 도시하고 있으나, 이는 설명을

위해 일부만 표시한 것이고 실제로는 더 많은 수의 LED 패키지(100)가 일렬로 배치되는 형태로 LED 광원모듈을

구성하여 LED 백라이트 유닛이 이루어지는 것임을 밝혀둔다. 또한, 도 1에는 LED 패키지들 사이에 간격이 형성

된 것으로 도시하고 있으나, 본 발명의 경우 반드시 LED 패키지들 사이에 간격이 형성될 필요는 없으며, 광원모

듈의 크기 축소를 위해 간격이 없도록 배치되는 것이 바람직하다.

Claims (1)

1. 인쇄회로기판;
   측면에 단자가 형성되고, 적, 녹, 청색의 LED 칩을 포함하며, 상기 인쇄회로기판 상에서 일렬로 배치된 복수 개
   의 LED 패키지;
   상기 LED 패키지들에서 발생하는 가시광선을 전방으로 방출하는 도광판; 및
   상기 인쇄회로기판, LED 패키지 및 도광판을 지지하는 섀시 베이스를 포함하고,
   상기 LED 패키지에서 상기 LED 칩이 배치되고 상기 도광판의 입사면과 마주하는 부분에는 상기 LED 칩의 주위에
   제1광가이드가 형성된 NTSC를 개선한 LED 백라이트 모듈.

Images