LED Backlight Unit

소개글

LED Backlight Unit에 대한 보고서 자료입니다.

목차

(1) 서론
(2) LED의 이론적 배경
(3) Backlight Unit의 이론적 배경
(4) 광원 LED
(5) LED BLU 단점 및 극복방안

본문내용

D를 지속적으로 발표하고 있어 CCFL 보다 에너지 효율이 높은 대체 광원으로써 LED가 사용될 수 있을 것으로 보임
-LED가 White를 만들어내기 위해 요구되는 color mixing 구역의 필요로 인해, 전체적인 BLU의 두께가 증가하는 문제가 발생함
-이때 렌즈의 빛 확산 방향을 직상 방향이 아닌 Side로 향하게 하는 side emitter 등을 사용하는 등의 광학계 디자인으로 color mixing 되는 영역을 어느 정도는 줄일 수 있으나, 한계는 남음.
-Lens 부분뿐 아니라 BLU부분에서도 광학 설계를 통해 최소한의 두께로 최대한의 color mixing이 이루어질 수 있도록 하는 것이 요구됨.
-LED가 갖는 특성 중 열과 관련된 특성에 있어 사용상의 주의가 요구되며, 먼저 온도가 상승함에 따라 LED의 휘도가 떨어지는 특성을 보임.
-더불어 각 LED의 피크 파장도 온도가 상승함에 따라 shift 되는 특성을 보이기 때문에 온도가 상승함에 따라 휘도 저하 뿐 아니라 색상 변화까지 발생하기 때문에 온도 조절이 매우 중요한 문제로 대두됨
-하지만 현제 LED의 발광 효율은 10%정도로 90%의 에너지는 열로 발생하고 있는 실정이며 이로부터 발생하는 열을 효과적으로 대처해 주는 방안이 요구됨
-단순히 열을 밖으로 방출하는 것 뿐 아니라, 전체 LED들에 주어지는 온도가 균일하게 유지되어야 휘도균일도를 맞출 수 있어 히트파이프 등의 적극적인 방열대책이 적용되고 있음
(6) LED 개발 동향
LED에서 방출하는 빛의 색깔은 반도체 칩 구성원소의 배합에 따라 파장을 만들며 이러한 파장의 빛의 색깔을 결정짓는다. LED는 수 십년 전에 적색 및 녹색 발광 다이오드가 개발되어 디스플레이 및 광원용 장치 등에 폭넓게 쓰이고 있었으나, 청색(Blue)과 순녹색(Pure green)의 및을 내는 LED의 개발이 어려워 오랫동안 총천연색을 구현하지 못하였다. 하지만, 1990년대에 이르러 일본 S.Nakamura가 이끄는 Nichia Chemical의 연구팀을 필두로 HP, Cree, Toyota Gosei 등 세계 최고의 기술을 가진 몇몇 반도체 회사에 의해 질화갈륨을 이용한 청색 발광다이오드가 개발되었다. 그러나, 이러한 청색 LED의 생산 역시 고난도의 기술과 고가의 장비가 필요한 분야로서 양산을 하는데 막대한 비용과 시간이 걸리며, 기하급수적으로 늘어나는 시장의 수요를 공급이 감당치 못하고 있는 실정이라고 한다.
<그림 2-16, 직하형 LED 램프>
<그림 2-17, 사이드형 LED램프>
LED 백라이트는 수명이 거의 반영구적이고, 소비전력이 작고, 색상도 매우 다양하며, 제조단가도 매우 저렴하다는 것이 특징이다. 이러한 이유로 현제, LED 백라이트는 차세대 소형 휴대용 칼라 단말기용 백라이트 유닛 분야에서 각광받고 있다. 그러나, LED는 CCFL(라인광원)과 달리 점광원이기 때문에 고도의 Pattern Design 기술 및 생산 기술을 필요로 한다. 현제까지 고도의 Pattern Design 기술은 일본에서 금형에 Pattern을 직가공 하는 형태로 제품을 생한하여 판매해왔다. 또한, LED를 광원으로 한 도광판도 극히 소수의 일본업체에 의해서 개발 생산되어 오다가 현재는 국내 업체에서도 대체 공법을 이용하여 국산화가 진행중이다. 또한, 급격하게 부상하는 소형 휴대용 단말기 시장에서의 경쟁력을 확보하기 위하여 업체들의 고휘도의 LED 및 LED용 도광판 개발의 중요성이 인식되고 있다.
백색 LED는 1999년부터 휴대용 컬러 STN-LCD의 광원으로 채용된 후, 무기EL 등 다른 방식에 비해 빛의 밝기와 전력 소비량 등이 우수하다는 장점에 힘입어 풀 컬러 휴대폰 및 IMT-2000 동영상 단말기용 백라이트로 크게 주목받고 있다.
백색 LED의 기본 유형은 두 가지가 있는데 하나는 베이스로서 블루 LED를, 그리고 다른 하나는 UV(UltraViolet)를 사용한다. 최근 가장 흔하게 사용되고 있는 방식은 블루 LED 설계 기술이지만 LED 및 장비 제조업체들은 결과적으로는 UV LED 설계 방식이 우세할 것으로 전망하고 있으며, 이미 몇몇 업체들은 UV LED를 채택하는 쪽으로 전환하고 있다.
UV 디바이스를 사용한 백색 LED의 광 출력은 아직까지는 낮은 수준이지만 실험실에서의 여러 결과들은 UV LED 성능이 블루 LED를 기반으로 하는 디바이스의 성능을 쫓아가 궁극적으로 이를 능가하게 될 것으로 전망된다.
백색 LED 제품의 개발 작업을 진행하고 있는 대표적인 예로 라이트 부문에서 일본 NEDO(New Energy Development Organization)의 21세기 프로젝트를 들 수 있다. 이 프로젝트에서 개발된 UV LED를 사용하는 화이트 LED는 일본 카세이 옵토닉스(형광체), 일본 스탠리 일렉트릭 (패키징 기술), 일본 미츠비시 케이블 인더스트리(UV LED 개발)에서 공동으로 개발했다.
니치아는 블루 LED를 기반으로 하는 백색 LED 시장의 상당 부분을 차지하고 있으며, UV LED 를 기반으로 하는 백색 LED에 대한 R&D 부문에서도 강력한 입지를 확보하고 있다. 니치아는 이미 UV LED 제품을 대량 생산하고 있으며, 형광체 영역에서 인정 받고 있는 세계 리더 기업들 중의 하나로 기술되고 있는 독일의 오스람(OSRAM GmbH)과 기술상의 제휴관계를 체결해 놓고 있다. 한편 도요다는 디바이스를 기반으로 하는 UV LED와 백색 LED 모두를 대량 생산하고 있다.
<참고문헌>
배상진, 여운동, 김재우. 백라이트, 심층정보분석보고서, KISTI 2002. 12
김용숙, 임성규. Edge Type LED Backlight 설계 및 광학적 특성 분석. 2004
한철종, 한정인, 곽민기. LED BLU 기술동향, KETI,전자부품연구원 2006.07.26
NIKKEI ELECTRONICS ASIA, 2005. 03월호 “LED 백라이트 도입으로 LCD TV의 색재현성 범위 대폭 향상” 글｜타쿠야 오타니(Takuya Otani)
아이뉴스 24, 2006. 10. 25 “화면과 출력 색상 같은 LED 광원 LCD 모니터 등장” 백종민

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LED,   광원LED ,   LED BLU ,   Backlight Unit