KR101131150B1 - Ｌｅｄ를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LED 소자를 광원으로 이용하는 디스플레이용 백라이트 유닛을 구성함에 있어서, 투명재질의 절연체로 이루어지고, 저면에 반사막이 구비되는 인쇄회로기판상에, 다수개의 LED 소자로 구성되는 LED 어레이를 실장하되 LED 소자로부터 방출되는 빛의 주사방향이 인쇄회로기판의 하방을 향하도록 실장하여, LED 소자로부터 방출되는 빛이 인쇄회로기판 저면에 구비된 반사막에 의해 반사되어 투명재질의 인쇄회로기판 내부에서 산란, 확산되는 과정을 거치면서 인쇄회로기판 상방으로 조사되도록 구성함으로써, 디스플레이 패널에 균일한 조명을 제공하기 위한 백라이트 유닛 두께의 설계 제한값을 감소시킨 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, LED를 이용한 디스플레이 패널에 조명을 제공하는 백라이트 유닛에 있어서, 투명재질의 절연체로 이루어지고, 저면에 반사막이 구비된 인쇄회로기판; 다수개의 LED 소자로 구성되어 상기 인쇄회로기판상에 실장되되, 상기 다수개의 LED 소자 각각으로부터 방출되는 빛의 주사방향이 상기 인쇄회로기판의 하방을 향하도록 실장되는 LED 어레이; 및 상기 LED 어레이가 실장된 인쇄회로기판 상부에 구비되어 상기 인쇄회로기판으로부터 출사되는 빛을 확산시키는 도광레진;을 포함하여 구성되되, 상기 반사막에는 상기 LED 소자로부터 방출되는 빛을 난반사시키기 위한 반사 패턴이 형성되어, 상기 LED 소자로부터 방출되는 빛이 상기 반사막에 형성된 상기 반사 패턴에 의해 난반사되어 상기 투명재질의 인쇄회로기판 내부에서 산란, 확산되는 과정을 거치면서 상기 인쇄회로기판 상방으로 조사되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＬＥＤ를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛{A backlight unit(BLU) for display device using LEDs}
본 발명은 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LED 소자를 광원으로 이용하는 디스플레이용 백라이트 유닛을 구성함에 있어서, 투명재질의 절연체로 이루어지고, 저면에 반사막이 구비되는 인쇄회로기판상에, 다수개의 LED 소자로 구성되는 LED 어레이를 실장하되 LED 소자로부터 방출되는 빛의 주사방향이 인쇄회로기판의 하방을 향하도록 실장하여, LED 소자로부터 방출되는 빛이 인쇄회로기판 저면에 구비된 반사막에 의해 반사되어 투명재질의 인쇄회로기판 내부에서 산란, 확산되는 과정을 거치면서 인쇄회로기판 상방으로 조사되도록 구성함으로써, 디스플레이 패널에 균일한 조명을 제공하기 위한 백라이트 유닛 두께의 설계 제한값을 감소시킨 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(LCD)는 자체적인 발광이 어려워 외부로부터 빛을 받아 화상을 나타내는 수광형 소자로서, 통상적으로 후면에 백라이트 유닛이 설치되어, 백라이트 유닛으로부터 발산되는 빛을 통해 화상을 형성하게 된다.
이러한 백라이트 유닛은 냉음극 형광램프(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp), 열음극 형광램프(HCFL : Hot Cathode Fluorescent Lamp), 외부전극 방전램프(EEFL : External Electrode Fluorescent Lamp) 등의 원통형 형광램프나 발광다이오드(Light-emitting diode) 소자 및 전계발광(EL : Electro Luminescence) 소자 등을 광원으로 사용하며, 최근에는 친환경성, 에너지 절감, 수명 연장 및 내구성 등의 이유로 LED를 광원으로 사용하는 경우가 증가하고 있다.
LED를 이용하는 디스플레이용 백라이트 유닛은 LED 광원의 설치 위치에 따라 크게 에지방식(Edge type)과 직하방식(Direct type)으로 구분된다.
도 1은 LED를 이용하는 에지방식 및 직하방식의 디스플레이용 백라이트 유닛의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 1(a)에 도시된 바와 같이, 에지방식의 백라이트 유닛은 반사시트(20) 상에 도광판(40)이 설치되고, 도광판(40) 양측에는 다수개의 LED 소자(30)가 실장된 인쇄회로기판(10)이 각각 구비되며, 도광판(40) 상부에는 도광판(40)으로부터 출사되는 빛을 균일하게 확산시키는 확산시트(60), 확산된 빛의 측광들을 집광하여 휘도를 높이는 프리즘 시트(70) 및 빛의 휘도를 극대화하는 휘도향상필름(DBEF : Dual Brightness Enhancement Film)(80) 등이 순차적으로 위치된다.
상술한 바와 같은 에지방식의 백라이트 유닛은 LED 소자들이 도광판(40)의 양 측면에만 설치되어 제조 원가가 절감되고, 백라이트 장치의 두께도 슬림화할 수 있다는 장점이 있기는 하나, 1차원적 디밍(Dimming)만이 가능할 뿐 디스플레이 영역의 각 조사영역별로 명암 대비를 독립적으로 조절할 수 있도록 하는 파인 로컬 디밍(Fine local dimming)이 불가능하여 그 해상도가 상대적으로 낮으며, 전력 소모 효율을 높이는 데에 한계가 있다는 단점이 있다.
한편, 직하방식(Direct type)의 백라이트 유닛은 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상면에 반사시트(20)가 구비된 인쇄회로기판상(10)에 다수개의 LED 소자(30)로 구성된 LED 어레이를 실장하고, 실장된 LED 어레이 상부에 LED 소자(30)로부터 발산된 빛을 확산시키는 확산판(50)을 구비하며, 확산판(50)의 상부에는 확산시트(60), 프리즘 시트(70) 및 휘도향상필름(80) 등을 순차적으로 구비하여 구성된다.
상술한 바와 같은 직하방식의 백라이트 유닛은 다수개의 발광셀들로 이루어진 LED 어레이가 확산판(50) 하부에 설치되어 디스플레이 영역의 각 조사 영역별로 로컬 디밍(Local dimming)이 가능하게 구성됨으로써, 이를 통해 제공되는 화면의 해상도를 높이는 동시에 전력 소모 효율을 높일 수 있다는 장점이 있으나, 각 조사영역의 직하방에 LED 소자(30)가 위치하게 되기 때문에, 이로 인하여 해당 조사 영역 내에서 LED 소자가 위치하는 부분이 여타 영역에 비하여 밝게 나타나는 화이트-스팟(White-spot) 현상이 발생하게 되고, 따라서 이를 억제하고 LED 소자로부터 방출되는 빛이 충분히 균일하게 조사영역에 확산 전달되게 하기 위해서는 LED 소자와 확산판 사이에 빛의 확산을 위한 에어갭(Air-gap)을 설치하고, 확산판의 두께를 늘려야 하는 등의 설계 제한이 따르게 되며, 이러한 이유로 직하방식의 백라이트 유닛은 필연적으로 백라이트 유닛의 두께가 증가한다는 문제점이 있다.
특히, 최근에는 디스플레이를 슬림화하고자 하는 경향이 두드러지고 있는바, 디스플레이의 슬림화를 위해서는 백라이트 유닛의 두께를 최소화하는 것이 필연적이며, 이러한 점에 비추어 볼 때, 상술한 바와 같은 빛의 확산을 위한 직하방식 백라이트 유닛의 두께의 설계 제한값은 디스플레이를 슬림화하는 데에 가장 큰 제한 요건으로 작용하고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 최근에는 LED 어레이를 직하방식으로 인쇄회로기판상에 설치하되, 각 LED 소자들에서 방출되는 빛의 주사방향이 인쇄회로기판의 전방이 아닌 측방을 향하도록 설치하여, 방출되는 빛의 분산과 반사판에 의한 난반사를 통해 화이트 스팟을 제거하고자 하는 구성이 시도되고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 구성의 백라이트 유닛 역시, 종래의 통상적인 직하방식의 백라이트 유닛에서 나타나는 빛의 집중 현상을 일부 완화시킨 효과만을 보일 뿐, 디스플레이 화면에서 화이트 스팟을 충분히 제어하기 위해서는 여전히 일정 간격의 에어갭(Air-gap)이 필요한 등 전체적인 백라이트 유닛의 두께를 줄이는 데에는 한계가 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 LED 소자를 광원으로 이용하는 디스플레이용 백라이트 유닛을 구성함에 있어서, 투명재질의 절연체로 이루어지고, 저면에 반사막이 구비되는 인쇄회로기판상에, 다수개의 LED 소자로 구성되는 LED 어레이를 실장하되 LED 소자로부터 방출되는 빛의 주사방향이 인쇄회로기판의 하방을 향하도록 실장하여, LED 소자로부터 방출되는 빛이 인쇄회로기판 저면에 구비된 반사막에 의해 반사되어 투명재질의 인쇄회로기판 내부에서 산란, 확산되는 과정을 거치면서 기판 상방으로 조사되도록 구성함으로써, 디스플레이 패널에 균일한 조명을 제공하기 위한 백라이트 유닛 두께의 설계 제한값을 감소시키는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, LED를 이용한 디스플레이 패널에 조명을 제공하는 백라이트 유닛에 있어서, 투명재질의 절연체로 이루어지고, 저면에 반사막이 구비된 인쇄회로기판; 다수개의 LED 소자로 구성되어 상기 인쇄회로기판상에 실장되되, 상기 다수개의 LED 소자 각각으로부터 방출되는 빛의 주사방향이 상기 인쇄회로기판의 하방을 향하도록 실장되는 LED 어레이; 및 상기 LED 어레이가 실장된 인쇄회로기판 상부에 구비되어 상기 인쇄회로기판으로부터 출사되는 빛을 확산시키는 도광레진;을 포함하여 구성되되, 상기 반사막에는 상기 LED 소자로부터 방출되는 빛을 난반사시키기 위한 반사 패턴이 형성되어, 상기 LED 소자로부터 방출되는 빛이 상기 반사막에 형성된 상기 반사 패턴에 의해 난반사되어 상기 투명재질의 인쇄회로기판 내부에서 산란, 확산되는 과정을 거치면서 상기 인쇄회로기판 상방으로 조사되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛은 투명재질의 절연체로 이루어지고, 저면에 반사막이 구비되는 인쇄회로기판상에, LED 어레이를 실장하되 LED 소자로부터 방출되는 빛의 주사방향이 인쇄회로기판의 하방을 향하도록 실장하여, LED 소자로부터 방출되는 빛이 인쇄회로기판 저면에 구비된 반사막에 의해 반사되어 투명재질의 인쇄회로기판 내부에서 산란, 확산되는 과정을 거치면서 기판 상방으로 조사되도록 구성함으로써, 디스플레이 패널에 균일한 조명을 제공하기 위한 백라이트 유닛의 두께의 설계 제한값을 감소하여 백라이트 유닛의 전체 두께를 슬림화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 LED를 이용하는 에지방식 및 직하방식의 디스플레이용 백라이트 유닛의 개략적인 구성을 보여주는 도면.
도 2는 종래의 직하방식 백라이트 유닛에서의 빛의 확산 과정을 보여주기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛에서의 빛의 확산 과정을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛의 구성을 보여주는 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 종래의 직하방식 백라이트 유닛에서의 빛의 확산 과정을 보여주기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 직하방식 백라이트 유닛은 상면에 반사판(20)이 부착된 인쇄회로기판(10)상에, LED 칩(32)이 방열체(31) 상면에 실장된 LED 소자(30)가 다수개 실장되어, LED 소자(30)로부터 방출되는 빛이 LED 소자(30) 상부에 설치된 확산판(50)으로 직접 조사되도록 구성된다.
상술한 바와 같은 종래의 직하방식 백라이트 유닛은 LED 소자(30)로부터 방출되는 빛이 디스플레이 패널의 조사영역에 균일하게 확산 전달되게 하기 위해서는 LED 소자(20)와 확산판(50) 사이에 빛의 확산을 위한 일정 두께(G1)의 에어갭(Air-gap)(90)을 구비해야 하고, 또한, 에어갭(90)을 통해 일정 분포로 확산된 빛을 더욱 균일하게 확산시키기 위해 상기 빛이 확산판(50) 내부에서 충분히 확산되도록 확산판(50)의 두께(G2)를 늘려야 하는 등의 설계 제한이 따르게 되며, 이러한 이유로 종래의 직하방식의 백라이트 유닛은 에어갭의 두께(G1) 및 확산판 두께(G2) 등의 설계 제한 요소로 인해 필연적으로 백라이트 유닛의 두께(T)가 증가한다는 문제점이 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛에서의 빛의 확산 과정을 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛은 투명재질의 절연체로 이루어져 저면에 반사막(200)이 구비되는 인쇄회로기판(100)상에, 다수개의 LED 소자(300)로 구성되는 LED 어레이가 실장되되, LED 소자(300)로부터 방출되는 빛의 주사방향이 인쇄회로기판(100)의 하방을 향하도록 실장되어, LED 소자로부터 방출되는 빛이 인쇄회로기판(100) 저면에 구비된 반사막(200)에 의해 반사되어 투명재질의 인쇄회로기판(100) 내부에서 산란, 확산된 후, 인쇄회로기판(100) 상부에 구비되는 도광레진(400)을 통해 균일하게 확산되어 조사 영역으로 조사되도록 구성된다.
인쇄회로기판(100)은 투명재질의 물질로 이루어지며, 상면에는 기판 상면에 실장된 LED 소자(300)에 전류를 공급하기 위한 전극배선회로(미도시)가 인쇄되고, 이러한 전극배선회로를 통해 외부전원과 연결되어 상면에 실장된 LED 어레이의 각 LED 소자(300)들을 구동시키는 동시에, LED 소자(300) 발광시 LED 소자(300)로부터 발생하는 열을 흡수 방열하는 역할을 수행한다.
이때, 인쇄회로기판(100)의 재질은 유리, 에폭시, 페놀, 폴리에스테르 등의 투명재질의 다양한 절연체로 이루어질 수 있으며, 빛의 산란 및 방열 특성을 고려할 때, 유리로 형성하는 것이 가장 바람직하다.
반사막(200)은 인쇄회로기판(100) 저면에 반사율이 높은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 등의 금속물질을 증착하여 코팅층을 형성하거나, TiO2 및/또는 SiO2 등과 같은 반사제를 포함하는 백색 잉크(White ink)를 이용하여 코팅층을 형성함으로써 구성할 수 있으며, 이외에도 상술한 물질들을 포함하여 구성되는 반사필름을 인쇄회로기판(100) 저면에 부착하여 형성할 수도 있다.
이와 같은 구성을 통해 인쇄회로기판(100) 저면에 형성된 반사막(200)은 LED 소자(300)로부터 방출되는 빛을 기판 상부 방향으로 반사시킨다.
LED 어레이는 다수개의 LED 소자(300)로 구성되어, 인쇄회로기판(100) 상면에 설치되는데, 이때, LED 어레이의 각 LED 소자(300)들은 방출되는 빛의 주사방향이 상기 인쇄회로기판(100)의 하방을 향하도록 실장되어 LED 소자(300)로부터 발생되는 빛이 상기 인쇄회로기판(100) 하부로 방출되도록 설치된다.
도광레진(400)을 형성하는 물질에는 특별한 제한은 없으며, 통상적으로 도광재료로 사용될 수 있을 정도의 투명도를 갖는 물질이라면 어떠한 것이라도 무방하다.
즉, 기존의 도광재료로 사용되는 각종 열경화수지 또는 광경화수지 등이 다양하게 적용될 수 있다.
이중, 광경화수지의 예로는 분자의 말단 또는 측쇄에 (메타)아크릴로일기를 갖는 라디칼중합성의 모노머나 올리고머를 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 폴리에스테르(메타)아크릴레이트계, 에폭시(메타)아크릴레이트계, 우레탄(메타)아크릴레이트계, 폴리에테르(메타)아크릴레이트계, 폴리부타디엔(메타)아크릴레이트계, 실리콘 (메타)아크릴레이트계 등의 각종 중합성 올리고머를 들 수 있다.
또한, 상술한 수지재료에 점도의 조정, 광가교반응의 촉진, 경화물의 가교밀도의 조정 등을 위하여, 단관능성이나 다관능성의 광중합성 모노머를 병용하거나, 또는 경화를 위한 개시제 등을 첨가하여 사용할 수 있음은 물론이다.
또한, 상술한 도광재료를 이용하여 도광재질을 형성함에 있어, 빛의 산란 및 확산을 촉진하기 위해 비드(bead)형태의 광분산제를 첨가할 수도 있다.
이렇게 구성된 도광레진(400)은 인쇄회로기판(100) 상부에 구비되어 인쇄회로기판(100)으로부터 출사되는 빛을 균일하게 확산시켜 디스플레이 패널 측으로 방출하는 역할을 수행한다.
상술한 바와 같은 구성을 통해, LED 소자(300)로부터 방출되는 빛은 투명재질의 인쇄회로기판(100) 하방으로 조사되어 반사막(200)에 의해 반사되고, 다시 인쇄회로기판(100)을 통과하는 과정을 통해 산란, 확산되면서 비교적 고른 광학 분포를 갖고 인쇄회로기판(100)의 상면으로 출사하게 된다.
이때, LED 소자(300)의 직하방에 위치하는 인쇄회로기판(100) 내에서는 LED 소자(300)로부터 하방으로 방출되는 빛과 LED 소자(300) 직하방에 위치한 반사막(200)에서 다시 반사되어 상부로 진행하는 빛이 서로 충돌하는 현상이 자주 발생하게 되는데, 이러한 충돌은 필연적으로 광량의 손실을 가져오게 되고, 이렇게 발생되는 광량 손실은 디스플레이 유닛의 전력 소모 효율을 저감시킬 뿐만 아니라, 손실되는 광량이 열로 변환되어 백라이트 유닛의 방열 성능을 저하시키는 요인이 된다.
따라서, 이와 같은 빛의 충돌현상을 최소화하기 위해 반사막(200)에 반사 패턴(210)을 형성하여, LED 소자(300)로부터 조사되는 빛을 상기 반사 패턴(210)을 통해 난반사시킴으로써, LED 소자(300)로부터 조사되는 빛과 반사막(200)에 의해 반사되는 빛의 충돌을 억제하는 것이 바람직하다.
또한, 인쇄회로기판(100)의 상면에는 빛을 산란, 확산시키기 위한 산란 패턴(110)이 형성되는데, 이는 인쇄회로기판(100)으로부터 도광레진(400)으로 출사되는 빛의 확산을 보다 용이하게 하는 동시에, 본 발명에 따른 디스플레이 패널에 형성될 수 있는 다크 스팟(Dark-spot)의 발생을 억제하기 위한 구성이다.
이를 보다 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 디스플레이용 백라이트 유닛에서는, LED 소자(300)로부터 방출되어 인쇄회로기판(100) 저면에 구비된 반사막(200)에 의해 반사되어 다시 기판 상부 방향으로 출사되는 빛은 기판상에 실장된 LED 소자(300)에 의해 부분적으로 차폐되어, LED 소자(300)가 실장된 영역의 직상방으로는 바로 출사되지 못하는 현상이 나타나게 되고, 이에 따라 상부의 디스플레이 패널에는 직하방에 LED 소자(300)가 실장된 영역이 상대적으로 어둡게 나타나는 다크 스팟(Dark-spot)이 발생할 수 있는 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 이를 방지하기 위해 인쇄회로기판(100)의 상면에 산란 패턴(110)을 형성하여, 인쇄회로기판(100)에서 상부의 도광레진(400)으로 출사되는 빛의 출사각을 상기 산란 패턴(110)을 통해 조절하여, 출사되는 빛이 LED 소자(300)의 실장 영역 상부에도 균일하게 조사되도록 구성함으로써, 디스플레이 패널에서의 다크 스팟(Dark-spot)의 발생을 방지한다.
이때, 상기 산란 패턴(110)은 빛의 산란, 확산 및 출사각의 설정에 따라 인쇄회로기판(100)의 상면뿐 아니라 하면에도 형성할 수 있으며, 산란 패턴(110)의 형태는 요구되는 빛의 산란 및 확산 정도에 따라 다양한 패턴으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛에서는 LED 소자(300)로부터 방출되는 빛이 인쇄회로기판(100) 저면에 부착된 반사막(200)에 의해 반사되어 투명재질의 인쇄회로기판(100) 내부에서 산란, 확산되는 과정을 거치면서 인쇄회로기판(100) 상방으로 조사되기 때문에, 종래의 직하방식 LED 백라이트 유닛에서 요구되던 에어 갭(Air gap)을 구성하지 않고도 화이트-스팟(White-spot)의 발생을 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 상술한 바와 같은 인쇄회로기판(100) 내에서의 일차 확산을 거쳐, 다시 인쇄회로기판(100) 상방으로 출사되는 빛의 확산을, 빛의 산란 및 확산기능을 갖는 도광레진(400)을 통해 더욱 극대화시킴으로써, 종래의 백라이트 유닛 두께보다 훨씬 얇은 두께(T)로 백라이트 유닛을 구성할 수 있는 방법을 제공하여 디스플레이 장치의 슬림화를 효과적으로 달성할 수 있다.
도 4는 상술한 특징을 갖는 본 발명에 따른 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛이 적용되는 구체적 구성 예를 보여주고 있는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛은 도 3에서 전술한 바와 같이, 투명재질의 절연체로 이루어져 저면에 반사막(200)이 구비된 인쇄회로기판(100)과, 다수개의 LED 소자(300)로 구성되어 상기 인쇄회로기판(100)상에 실장되되, LED 소자(300)로부터 방출되는 빛의 주사방향이 인쇄회로기판(100)의 하방을 향하도록 실장되는 LED 어레이 및 인쇄회로기판(100) 상부에 구비되어 인쇄회로기판(100)에서 출사되는 빛의 확산을 더욱 향상시키는 도광레진(400)을 포함하여 구성된다.
또한, 도광레진(400) 상부에는 인쇄회로기판(100)에서 출사되어 도광레진(400)을 통해 일정 분포로 확산된 빛의 휘도를 균일하게 조절하는 확산 시트(500), 확산시트(500)로부터 확산되어 출사되는 빛의 측광들을 집광하여 휘도를 높이는 프리즘 시트(600) 및 빛의 휘도를 극대화하여 액정 패널에 균일한 조명을 제공하는 휘도향상필름(DBEF : Dual Brightness Enhancement Film)(700) 등이 순차적으로 부착될 수 있으며, 이와 같은 확산용 시트 또는 필름들은 디스플레이 장치의 설계 사양에 따라 다양한 조합으로 구비될 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
10, 100 : 인쇄회로기판 20 : 반사판
30, 300 : LED 소자 40 : 도광판
31 : 방열체 32 : LED 칩
50 : 확산판 60, 500 : 확산 시트
70, 600 : 프리즘 시트 80, 700 : 휘도향상필름
110 : 산란 패턴 90 : 에어 갭(Air gap)
200 : 반사막 210 : 반사 패턴
400 : 도광레진

Claims (11)

  1. LED를 이용한 디스플레이 패널에 조명을 제공하는 백라이트 유닛에 있어서,
    투명재질의 절연체로 이루어지고, 저면에 반사막이 구비된 인쇄회로기판;
    다수개의 LED 소자로 구성되어 상기 인쇄회로기판상에 실장되되, 상기 다수개의 LED 소자 각각으로부터 방출되는 빛의 주사방향이 상기 인쇄회로기판의 하방을 향하도록 실장되는 LED 어레이; 및
    상기 LED 어레이가 실장된 인쇄회로기판 상부에 구비되어 상기 인쇄회로기판으로부터 출사되는 빛을 확산시키는 도광레진;을 포함하여 구성되되,
    상기 반사막에는 상기 LED 소자로부터 방출되는 빛을 난반사시키기 위한 반사 패턴이 형성되어, 상기 LED 소자로부터 방출되는 빛이 상기 반사막에 형성된 상기 반사 패턴에 의해 난반사되어 상기 투명재질의 인쇄회로기판 내부에서 산란, 확산되는 과정을 거치면서 상기 인쇄회로기판 상방으로 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 상면에는,
    상기 인쇄회로기판의 상면을 통해 상기 도광레진으로 출사되는 빛의 산란과 확산을 도와주기 위한 산란 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은,
    유리, 에폭시, 폴리우레탄, 폴리에스테르 중 어느 하나의 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 반사막은,
    은(Ag) 또는 알루미늄(Al)을 증착하여 형성한 코팅층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 반사막은,
    반사제가 포함된 백색 잉크(White ink)로 형성된 코팅층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 도광레진은,
    열경화수지 또는 광경화수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 도광레진에는,
    비드(bead)형태의 광분산제가 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 도광레진의 상부에는,
    상기 도광레진을 통해 출사되는 빛의 휘도를 균일하게 조절하기 위한 확산 시트가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 확산 시트의 상부에는,
    상기 확산 시트로부터 확산되어 출사되는 빛의 측광들을 집광하여 휘도를 높이는 프리즘 시트가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 프리즘 시트의 상부에는,
    상기 프리즘 시트로부터 출사되는 빛의 휘도를 균일하게 조절하여 액정 패널에 전달하는 휘도향상필름(DBEF : Dual Brightness Enhancement Film)이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 디스플레이용 백라이트 유닛.


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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102118653B1 (ko) 2019-03-22 2020-06-05 (주)판타룩스 곡면형 백라이트 유닛
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101287493B1 (ko) 2010-12-23 2013-07-18 엘지이노텍 주식회사 백라이트유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR20130106967A (ko) * 2012-03-21 2013-10-01 엘지이노텍 주식회사 인쇄회로기판 및 그 제조방법
KR102221600B1 (ko) 2014-08-22 2021-03-03 엘지이노텍 주식회사 조명 장치
CN108287438B (zh) * 2018-03-30 2020-11-27 京东方科技集团股份有限公司 背光模组和显示设备
CN108535916B (zh) * 2018-04-20 2020-04-28 武汉华星光电技术有限公司 直下式背光模组及其制作方法
EP3790062A4 (en) * 2018-07-12 2022-01-26 Seoul Semiconductor Co., Ltd. LIGHT EMITTING DEVICE, LIGHT EMITTING DIODE HOUSING, BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006236771A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Sony Corp バックライト装置及び液晶表示装置
KR20060125341A (ko) * 2005-06-02 2006-12-06 주식회사 나모텍 백라이트 장치
KR20090117419A (ko) * 2008-05-09 2009-11-12 엘지이노텍 주식회사 표시장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006236771A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Sony Corp バックライト装置及び液晶表示装置
KR20060125341A (ko) * 2005-06-02 2006-12-06 주식회사 나모텍 백라이트 장치
KR20090117419A (ko) * 2008-05-09 2009-11-12 엘지이노텍 주식회사 표시장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102118653B1 (ko) 2019-03-22 2020-06-05 (주)판타룩스 곡면형 백라이트 유닛
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