KR101523519B1 - 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치 - Google Patents

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치가 개시되어 있다. 백라이트 어셈블리는 광을 가이드하기 위한 도광판 및 도광판의 입사면 측에 설치된 발광 모듈을 포함한다. 발광 모듈은 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판에 실장되어 도광판의 입사면 방향으로 광을 출사하는 복수의 발광다이오드들을 포함한다. 발광다이오드는 광을 발생하는 발광 칩, 발광 칩에 전원을 인가하기 위해 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 리드 프레임 및 리드 프레임을 고정시키며 발광 칩을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징을 포함한다. 리드 프레임은 발광 칩이 실장되는 칩실장부, 칩실장부로부터 절곡되어 하우징의 측면에서 노출되는 측면부 및 측면부로부터 절곡되어 하우징의 하면에서 노출되고 측면부보다 큰 면적으로 형성되어 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 하면부를 포함한다. 따라서, 백라이트 어셈블리의 두께를 감소시키고, 발광다이오드의 실장 안전성을 향상킬 수 있다.

Description

백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치{BACKLIGHT ASSEMBLE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 발광다이오드들을 이용하여 액정표시유닛에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 액정을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로써, CRT, PDP 등의 다른 표시 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 액정표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 별도의 백라이트 어셈블리를 필요로 한다.
종래에는 백라이트 어셈블리에 채용되는 광원으로 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 주로 사용되었다. 그러나, 최근에는 냉음극 형광램프에 비하여 색재현성이 우수하고 소비 전력이 적은 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)를 광원으로 사용하는 백라이트 어셈블리 제품이 출시되고 있다.
특히, 모바일 폰 또는 노트북 등에 중소형 제품에 적용되는 백라이트 어셈블리는 광의 경로를 액정표시패널 방향으로 가이드하기 위한 도광판과, 도광판의 측면에 배치되어 광을 공급하는 발광 모듈을 포함한다. 이때, 상기 발광 모듈은 도광판의 출사면과 나란한 방향으로 배치되는 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판에 실장되어 도광판의 측면으로 광을 출사하는 측면발광형 발광다이오드들을 포함하는 구조를 갖는다. 또한, 측면발광형 발광다이오드는 청색 칩에 황색 형광체를 이용하여 백색광을 구현하거나, 청색 칩, 녹색 칩 및 적색 칩을 이용하여 백색광을 구현한다.
그러나, 측면발광형 발광다이오드의 경우 상하 방향과 좌우 방향으로의 지향각이 달라 광의 이용효율이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 인쇄회로기판이 도광판의 상부면 상부 또는 하부면 하부에 배치됨으로 인해 전체적인 두께가 증가되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 두께를 감소시키고 발광다이오드의 실장 안정성을 향상시킬 수 있는 백라이트 어셈블리를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기한 백라이트 어셈블리를 갖는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 백라이트 어셈블리는 광을 가이드하기 위한 도광판 및 상기 도광판의 입사면 측에 설치된 발광 모듈을 포함한다. 상기 발광 모듈은 인쇄회로기판 및 상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 도광판의 입사면 방향으로 광을 출사하는 복수의 발광다이오드들을 포함한다. 상기 발광다이오드는 광을 발생하는 발광 칩, 상기 발광 칩에 전원을 인가하기 위해 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 리드 프레임 및 상기 리드 프레임을 고정시키며 상기 발광 칩을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징을 포함한다. 상기 리드 프레임은 상기 발광 칩이 실장되는 칩실장부, 상기 칩실장부로부터 절곡되어 상기 하우징의 측면에서 노출되는 측면부 및 상기 측면부로부터 절곡되어 상기 하우징의 하면에서 노출되고 상기 측면부보다 큰 면적으로 형성되어 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 하면부를 포함한다.
일 실시예로, 상기 발광 칩은 청색 광을 발생시키는 청색 칩으로 형성되며, 상기 발광다이오드는 백색 광을 구현하기 위해 상기 개구부 내에 형성되며 상기 청색 칩에서 발생된 청색 광의 일부를 황색 광으로 변환시키는 황색 형광체를 더 포함할 수 있다. 상기 황색 형광체는 YAG 계열, 실리케이트 계열 및 TAG 계열의 형광 물질을 포함할 수 있다.
다른 실시예로, 상기 발광 칩은 청색 광을 발생시키는 청색 칩으로 형성되며, 상기 발광다이오드는 백색 광을 구현하기 위해 상기 개구부 내에 형성되며 상기 청색 칩에서 발생된 청색 광의 일부를 적색 광 및 녹색 광으로 변환시키는 적색 형광체 및 녹색 형광체를 더 포함할 수 있다. 상기 적색 형광체는 SrS:Eu, (Sr,Ca)S:Eu, CaS:Eu, (Sr,Ca)GeS:Eu 및 CaAlSiN3와 유사한 결정구조를 갖는 무기 화합물 또는 고용체 등으로 형성될 수 있다. 상기 녹색 형광체는 SrGa2S4:Eu 및 (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu 등으로 형성될 수 있다.
상기 인쇄회로기판은 상기 도광판의 입사면과 대향하도록 수직하게 배치되며, 상기 발광 칩은 상기 인쇄회로기판의 실장면에 수직한 방향으로 광을 출사한다. 이때, 상기 인쇄회로기판은 상기 도광판의 입사면의 높이보다 작거나 같은 폭으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 발광다이오드는 상기 인쇄회로기판의 폭보다 작거나 같은 패키지 크기로 형성될 수 있다. 상기 발광다이오드들은 상기 인쇄회로기판의 길이 방향을 따라 일렬로 배열된다.
상기 리드 프레임의 상기 하면부는 상기 하우징의 하면의 전체 면적에 비하여 20% ~ 70%의 면적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널을 포함하는 표시 유닛 및 상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리를 포함한다. 상기 백라이트 어셈블리는 광을 가이드하기 위한 도광판 및 상기 도광판의 입사면 측에 설치된 발광 모듈을 포함한다. 상기 발광 모듈은 인쇄회로기판 및 상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 도광판의 입사면 방향으로 광을 출사하는 복수의 발광다이오드들을 포함한다. 상기 발광다이오드는 광을 발생하는 발광 칩, 상기 발광 칩에 전원을 인가하기 위해 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 리드 프레임 및 상기 리드 프레임을 고정시키며 상기 발광 칩을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징을 포함한다. 상기 리드 프레임은 상기 발광 칩이 실장되는 칩실장부, 상기 칩실장부로부터 절곡되어 상기 하우징의 측면에서 노출되는 측면부 및 상기 측면부로부터 절곡되어 상기 하우징의 하면에서 노출되고 상기 측면부보다 큰 면적으로 형성되어 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 하면부를 포함한다.
이와 같은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 인쇄회로기판에 좌우 방향과 상하 방향의 지향각이 유사한 탑형 발광다이오드를 실장한 발광 모듈을 도광판의 입사면에 마주보도록 배치함으로써, 백라이트 어셈블리의 두께를 감소시키고, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 리드 프레임의 하면부를 측면부보다 큰 면적으로 형성함으로써, 발광다이오드의 실장 안정성을 향상시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 나타낸 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 결합된 상태의 단면을 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 발광 모듈을 구체적으로 나타낸 사시도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(100)는 광을 가이드하기 위한 도광판(200) 및 도광판(200)에 광을 공급하기 위한 발광 모듈(300)을 포함한다.
발광 모듈(300)은 도광판(200)의 일 측면 즉, 입사면(210) 측에 설치되어 도광판(200)으로 광을 공급한다. 발광 모듈(300)은 인쇄회로기판(310) 및 인쇄회로기판(310)에 실장되어 광을 발생시키는 복수의 발광다이오드들(320)을 포함한다.
인쇄회로기판(310)은 발광다이오드들(320)을 고정하고, 발광다이오드들(320)에 전원을 인가하기 위한 것으로서, 도광판(200)의 입사면(210)과 대향하도록 수직하게 배치된다. 인쇄회로기판(310)의 표면에는 실장된 발광다이오드들(320)에 전원을 전송하기 위한 금속 패턴이 형성되어 있다.
인쇄회로기판(310)은 도광판(200)의 입사면(210)에 대응되는 직사각형 형상으로 형성된다. 이때, 도광판(200)의 입사면(210)의 높이(H) 방향에 대응되는 인쇄회로기판(310)의 폭(W)은 입사면(210)의 높이(H)보다 작거나 같게 형성된다. 이와 같이, 인쇄회로기판(310)의 폭(W)을 도광판(200)의 최대 두께보다 작거나 같게 형성함으로써, 백라이트 어셈블리(100)의 전체 두께가 증가하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 도광판(200)의 입사면(210)의 길이 방향에 대응되는 인쇄회로기판(310)의 길이는 도광판(200)의 길이보다 작거나 같게 형성될 수 있다.
발광다이오드들(320)은 인쇄회로기판(310)의 길이 방향을 따라 일정한 간격으로 일렬로 배열된다. 발광다이오드들(320)은 도광판(200)의 입사면(210)과 마주하는 인쇄회로기판(310)의 실장면에 실장되며, 인쇄회로기판(310)을 통해 인가되는 전원에 반응하여 인쇄회로기판(310)의 실장면에 수직한 방향으로 광을 출사한다. 따라서, 발광다이오드들(320)로부터 출사되는 광은 도광판(200)의 입사면(210)을 통해 도광판(200) 내부로 입사된다.
발광다이오드(320)는 백라이트 어셈블리(100)의 두께 증가를 방지하고 광의 이용 효율을 높이기 위하여, 인쇄회로기판(310)의 폭(W)보다 작거나 같은 패키지 크기(S)로 형성된다. 발광다이오드(320)로부터 출사되는 광은 좌우 방향과 상하 방향에서 동일한 지향각, 예를 들어, 약 120°정도의 지향각으로 출사된다. 따라서, 좌우 방향에 비하여 상하 방향의 지향각이 작은 측면발광형 발광다이오드에 비하여, 도광판(200)의 입사면(210)에 보다 넓은 면적에 걸쳐 균일한 광을 입사시켜 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 발광다이오드를 구체적으로 나타낸 평면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 발광다이오드의 단면도이다.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드(320)는 광을 발생하는 발광 칩(321), 발광 칩(321)에 전원을 인가하기 위해 인 쇄회로기판(310)과 전기적으로 연결되는 리드 프레임(324, 325) 및 탑형 패키지를 구현하기 위한 하우징(326)을 포함한다.
리드 프레임(324, 325)은 발광 칩(321)을 지지하며, 발광 칩(321)의 발광에 필요한 전원을 인쇄회로기판(310)으로부터 인가받아 발광 칩(321)에 공급한다. 리드 프레임(324, 325)은 전기 전도성이 우수한 금속으로 형성된다. 리드 프레임(324, 325)은 소정 간격으로 이격되어 전기적으로 서로 분리된 제1 리드단자(324) 및 제2 리드단자(325)를 포함한다. 제1 리드단자(324)는 도전성 와이어(327) 또는 도전성 접착제를 통하여 발광 칩(321)과 전기적으로 연결되며, 제2 리드단자(325)는 도전성 와이어(327)를 통하여 발광 칩(321)과 전기적으로 연결된다. 한편, 제1 리드단자(324) 및 제2 리드단자(325)는 실질적으로 "ㄷ"자 형태로 절곡된 형상으로 형성되며, 이들의 일부분은 인쇄회로기판(310)과의 전기적 연결을 위하여 하우징(326)의 외부로 노출된다.
구체적으로, 리드 프레임(324, 325)은 발광 칩(321)이 실장되는 칩실장부(324a, 325a), 칩실장부(324a, 325a)로부터 하부 방향으로 절곡되어 하우징(326)의 측면에서 외부로 노출되는 측면부(324b, 325b) 및 측면부(324b, 325b)로부터 칩실장부(324a, 325a)와 마주보도록 절곡되어 하우징(326)의 하면에서 외부로 노출되는 하면부(324c, 325c)를 포함한다. 하면부(324c, 325c)는 예를 들어, 하우징(326)의 하면의 전체 면적에 비하여 약 20% ~70%의 면적으로 형성된다. 또한, 측면부(324b, 325b)는 하우징(326)의 측면 면적에 비하여 약 20% ~ 70%의 면적으로 형성될 수 있다. 이러한 구조의 발광다이오드(320)가 인쇄회로기판(310)에 솔더링 될 때, 리드 프레임(324, 325)의 하면부(324c, 325c)와 측면부(324b, 325b)의 일부가 솔더에 의해 고정된다. 이때, 인쇄회로기판(310)에 솔더링된 발광다이오드(320)는 외부 충격에 의해 인쇄회로기판(310)으로부터 들뜨거나 기울어지는 등의 불량이 발생될 수 있다. 따라서, 이러한 불량을 방지하기 위해, 리드 프레임(324, 325)의 하면부(324c, 325c)는 측면부(324b, 325b)보다 큰 면적으로 형성된다. 예를 들어, 측면부(324b, 325b)의 폭을 하면부(324c, 325c)의 폭보다 작게 형성하거나, 측면부(324b, 325b)의 중앙에 홀을 형성하는 등의 방법으로 측면부(324b, 325b)의 면적을 하면부(324c, 325c)의 면적보다 줄일 수 있다.
이와 같이, 하면부(324c, 325c)의 면적이 측면부(324b, 325b)의 면적보다 크게 형성되면 발광다이오드(321)의 무게 중심이 하면부(324c, 325c)에 쏠리게 되므로, 외부 충격에 의한 발광다이오드(320)의 들뜸 또는 기울어짐을 방지할 수 있으며, 이를 통해 발광다이오드(321)의 실장 안정성을 향상시킬 수 있다. 한편, 리드 프레임(324, 325)의 하면부(324c, 325c)는 칩실장부(324a, 325a)보다 크거나, 같거나, 또는 작은 면적으로 형성될 수 있다.
발광 칩(321)은 청색 광을 발생하는 청색 칩으로 형성될 수 있다. 이때, 발광다이오드(321)는 백색 광을 구현하기 위해 청색 칩(321)에서 발생된 청색 광의 일부를 적색 광 및 녹색 광으로 변환시키는 적색 형광체(322) 및 녹색 형광체(323)를 포함할 수 있다.
발광 칩(321)은 제1 리드단자(324)에 실장되며, 제1 리드단자(324) 및 제2 리드단자(325)를 통해 인가되는 전원에 반응하여 약 430nm ~ 470nm의 최대 발광파 장을 갖는 청색 광을 발생시킨다. 발광 칩(321)은 예를 들어, InGaN계 발광다이오드 칩으로 형성된다. 발광 칩(321)은 도전성 와이어(327)를 통해 제1 리드단자(324) 및 제2 리드단자(325)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 발광 칩(321)은 도전성 접착제를 통해 제1 리드단자(324)와 전기적으로 연결될 수 있다.
적색 형광체(322) 및 녹색 형광체(323)은 몰딩 부재(328) 내에 혼합되어 하우징(326)의 개구부(329) 내에 채워진다. 몰딩 부재(328)는 예를 들어, 에폭시 수지로 이루어진다. 적색 형광체(322)는 발광 칩(321)에서 발생된 청색 광의 일부에 의해 여기되어 적색 광을 방출한다. 적색 형광체(322)는 예를 들어, SrS:Eu, (Sr,Ca)S:Eu, CaS:Eu, (Sr,Ca)GeS:Eu 및 CaAlSiN3와 유사한 결정구조를 갖는 무기 화합물 또는 고용체 등으로 형성될 수 있다. 녹색 형광체(323)는 발광 칩(321)에서 발생된 청색 광의 일부에 의해 여기되어 녹색 광을 방출한다. 녹색 형광체(323)는 예를 들어, SrGa2S4:Eu 및 (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu 등으로 형성될 수 있다. 따라서, 발광다이오드(320)는 발광 칩(321)에서 방출된 청색 광과, 적색 형광체(322)에서 방출된 적색 광과, 녹색 형광체(323)에서 방출된 녹색 광이 혼합되어 백색 광을 출사하게 된다.
이와 같이, 청색 칩으로 이루어진 발광 칩(321)과 적색 형광체(322) 및 녹색 형광체(323)를 이용하여 백색 광을 구현할 경우, 약 85 이하의 색재현성을 갖는 청색 칩과 황색 형광체를 이용한 발광다이오드에 비하여 최대 20% 정도 개선된 약 90 ~ 110 정도의 색재현성을 얻을 수 있다.
하우징(326)은 제1 리드단자(324) 및 제2 리드단자(325)의 일부분을 감싸도록 형성되어 제1 리드단자(324) 및 제2 리드단자(325)를 고정시킨다. 하우징(326)에는 청색 칩(321)을 노출시키며, 적색 형광체(322) 및 녹색 형광체(323)가 혼합된 몰딩 부재(328)를 수용하기 위한 개구부(329)가 형성된다. 이러한 하우징(326)은 예를 들어, 폴리프탈아미드(Polyphthalamide : PPA) 수지 등을 이용한 몰딩 성형에 의해 형성될 수 있다.
하우징(326)에 형성된 개구부(329)는 도 4에 도시된 바와 같이, 평면적으로 보았을 때 실질적으로 원 형상을 갖도록 형성된다. 구체적으로, 개구부(329)는 리드 프레임(324, 325)과 인접한 내측에서 가장 작은 원 면적을 가지고, 외측으로 갈수록 원 면적이 넓어지는 깔대기 형상으로 형성된다. 따라서, 개구부(329)가 형성된 하우징(326)의 내벽은 일정한 각도로 기울어진 경사면으로 형성된다. 발광다이오드(320)로부터 출사되는 광의 지향각은 하우징(326)의 개구부(329) 형상에 좌우된다. 따라서, 본 실시예와 같이, 개구부(329)의 형상을 원 형태로 형성하게 되면, 상하좌우 모든 방향으로의 지향각이 동일해진다. 또한, 개구부(329) 경사면의 기울어진 각도를 조절하여 지향각을 조절할 수 있으며, 예를 들어, 개구부(329)의 경사면은 지향각이 약 120°정도가 되도록 조절된다. 한편, 발광다이오드(320)의 패키지 크기는 도광판(200)의 두께에 비하여 작아야 하므로, 필요에 따라서는 패키지 크기를 보다 감소시키기 위하여, 개구부(329)의 형상을 상하 방향에서 단축을 갖는 타원 형태로 형성할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드를 나타낸 단면도이다. 도 6에서, 형광체가 변경되는 것을 제외한 나머지 구성은 도 5에 도시된 것과 동일하므로, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하며, 이와 관련된 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 발광다이오드(320)는 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함하는 대신 황색 형광체(322a)를 포함한다. 황색 형광체(322a)는 발광 칩(321)으로부터 발생된 청색 광의 일부를 황색 광으로 변환시킨다. 황색 형광체(322a)는 몰딩 부재(328) 내에 혼합되어 하우징(326)의 개구부(329) 내에 채워진다. 황색 형광체(322a)는 발광 칩(321)에서 발생된 청색 광의 일부에 의해 여기되어 황색 광을 방출한다. 황색 형광체(322a)는 예를 들어, Yttrium Aluminum Garnet(Y3Al5O12; 이하 'YAG'라 칭함) 계열, 실리케이트 계열 또는 TAG 계열의 형광 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 발광다이오드(320)는 발광 칩(321)에서 방출된 청색 광과, 황색 형광체(322a)에서 방출된 황색 광이 혼합되어 백색 광을 출사하게 된다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 도광판(200)은 측면에 배치된 발광 모듈(300)로부터 입사되는 광의 경로를 변경하여 상부에 배치될 액정표시패널 방향으로 가이드한다. 도광판(200)은 광의 손실을 최소화시키기 위하여 투명한 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 도광판(200)은 예를 들어, 투명한 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate : PMMA) 또는 폴리 카보네이트(polycarbonate : PC) 재질로 형성된다.
도광판(200)의 하부면에는 광의 산란 반사를 위한 소정의 반사 패턴(미도시) 이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도광판(200)의 하부면에 형성되는 상기 반사 패턴은 인쇄 패턴 또는 요철 패턴 등을 포함할 수 있다. 따라서, 발광 모듈(300)로부터 도광판(200)의 내부로 입사된 광은 상기 반사 패턴에 의하여 산란 반사되고, 도광판(200)의 상부면에 특정 임계각을 넘는 각도로 입사되는 광은 도광판(200)의 상부면을 통해 출사하게 된다.
도광판(200)은 발광 모듈(300)이 배치된 입사면(210)과 그 반대 부분인 대광면이 서로 동일한 두께를 갖는 플레이트 형상을 갖거나, 입사면(210)으로부터 대광면으로 갈수록 두께가 얇아지는 쐐기 형상을 가질 수 있다.
한편, 백라이트 어셈블리(100)는 도광판(200)의 하면 상에 배치되는 반사 시트(110)를 더 포함할 수 있다. 반사 시트(110)는 도광판(200)의 하부면을 통해 외부로 누설되는 광을 도광판(200) 내부로 반사시켜 광의 이용 효율을 향상시킨다. 반사 시트(110)는 예를 들어, 백색의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate : PET) 또는 폴리 카보네이트(Poly Carbonate : PC) 재질로 형성된다.
또한, 백라이트 어셈블리(100)는 도광판(200)의 상부에 배치되는 적어도 하나의 광학 시트(120)를 더 포함할 수 있다. 광학 시트(120)는 광을 확산시켜 휘도 균일도를 향상시키기 위한 확산 시트, 광을 집광시켜 정면 휘도를 향상시키기 위한 집광 시트, 광의 리사이클링을 통해 휘도를 증가시키기 위한 반사편광시트 등에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이 다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(400)는 영상을 표시하는 액정표시패널(510)을 포함하는 표시 유닛(500) 및 액정표시패널(510)에 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리(100)를 포함한다.
백라이트 어셈블리(100)는 도 1 내지 도 6에 도시된 것과 동일한 구성을 가질 수 있으므로, 이와 관련된 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
표시 유닛(500)은 실질적으로 영상을 표시하는 액정표시패널(510) 및 액정표시패널(510)을 구동하기 위한 구동 회로부(520)를 포함한다.
액정표시패널(510)은 제1 기판(512), 제1 기판(512)과 대향하여 결합되는 제2 기판(514) 및 제1 기판(512)과 제2 기판(514) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함할 수 있다.
제1 기판(512)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 칭함)가 매트릭스 형태로 형성된 TFT 기판이다. 상기 TFT들의 소오스 단자 및 게이트 단자에는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결된다.
제2 기판(514)은 색을 구현하기 위한 RGB 컬러필터가 박막 형태로 형성된 칼라필터 기판이다. 제2 기판(514)에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 형성된다. 한편, 상기 RGB 컬러필터는 제1 기판(512) 상에 형성될 수 있다.
액정표시패널(510)은 상기 TFT의 게이트 단자에 게이트 구동신호가 인가되어 TFT가 턴-온(Turn on)되면, 데이터 신호가 화소 전극에 인가되어 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 제1 기판(512)과 제2 기판(514) 사이에 배치된 액정층의 액정분자들의 배열이 변화되고, 액정분자들의 배열 변화에 따라서 백라이트 어셈블리(100)로부터 공급되는 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 표시하게 된다.
구동 회로부(520)는 액정표시패널(510)의 구동을 위한 각종 제어 신호를 출력하는 소오스 인쇄회로기판(521), 소오스 인쇄회로기판(521)과 액정표시패널(510)을 연결하는 데이터 구동회로필름(523) 및 액정표시패널(510)과 연결된 게이트 구동회로필름(525)을 포함할 수 있다.
데이터 구동회로필름(523)은 제1 기판(512)의 데이터 라인과 연결되고, 게이트 구동회로필름(525)은 제1 기판(512)의 게이트 라인과 연결된다. 데이터 구동회로필름(523) 및 게이트 구동회로필름(525)은 소오스 인쇄회로기판(521)으로부터 공급되는 제어 신호에 반응하여 액정표시패널(510)을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하는 데이터 구동칩 및 게이트 구동칩을 포함할 수 있다. 데이터 구동회로필름(523) 및 게이트 구동회로필름(525)은 예를 들어, 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film : COF)으로 이루어진다. 도시되지는 않았으나, 구동 회로부(520)는 게이트 구동회로필름(525)과 연결되는 게이트 인쇄회로기판을 더 포함할 수 있다. 또한, 게이트 구동칩을 제1 기판(512)에 직접 실장하거나, 또는 게이트 구동회로를 제1 기판(512)에 박막 공정을 통해 직접 형성함으로써, 게이트 구동회로필름(525)을 제거할 수 있다.
이와 같은 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 도광판 의 측면에 설치되는 발광 모듈의 인쇄회로기판을 도광판과 마주보도록 배치하고, 인쇄회로기판과 수직한 방향으로 광을 출사하도록 탑형 발광다이오드들을 실장함으로써, 백라이트 어셈블리의 두께를 감소시킬 수 있다. 또한, 좌우 방향과 상하 방향의 지향각이 동일한 탑형 발광다이오드를 사용함으로써, 광의 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 청색 칩과 적색 형광체 및 녹색 형광체를 사용하는 탑형 발광다이오드를 사용함으로써, 색재현성을 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 백라이트 어셈블리의 결합된 상태의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 모듈을 구체적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 탑형 발광다이오드를 구체적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 탑형 발광다이오드의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 백라이트 어셈블리 110 : 반사 시트
120 : 광학 시트 200 : 도광판
300 : 발광 모듈 310 : 인쇄회로기판
320 : 발광다이오드 321 : 발광 칩
322 : 적색 형광체 323 : 녹색 형광체
400 : 액정표시장치 500 : 표시 유닛
510 : 액정표시패널

Claims (12)

  1. 광을 가이드하기 위한 도광판; 및
    상기 도광판의 입사면 측에 설치되며, 인쇄회로기판 및 상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 도광판의 입사면 방향으로 광을 출사하는 복수의 발광다이오드들을 포함하는 발광 모듈을 포함하며,
    상기 발광다이오드는 광을 발생하는 발광 칩, 상기 발광 칩에 전원을 인가하기 위해 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 리드 프레임 및 상기 리드 프레임을 고정시키며 상기 발광 칩을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징을 포함하며,
    상기 리드 프레임은 상기 발광 칩이 실장되는 칩실장부, 상기 칩실장부로부터 절곡되어 상기 하우징의 측면에서 노출되는 측면부 및 상기 측면부로부터 절곡되어 상기 하우징의 하면에서 노출되고 상기 측면부보다 큰 면적으로 형성되어 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 하면부를 포함하고,
    상기 리드 프레임은 상기 측면부의 중앙에 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 칩은 청색 광을 발생시키는 청색 칩으로 형성되며,
    상기 발광다이오드는 백색 광을 구현하기 위해 상기 개구부 내에 형성되며, 상기 청색 칩에서 발생된 청색 광의 일부를 황색 광으로 변환시키는 황색 형광체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 황색 형광체는 YAG 계열, 실리케이트 계열 및 TAG 계열을 포함하는 그룹에서 선택된 어느 하나의 형광 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광 칩은 청색 광을 발생시키는 청색 칩으로 형성되며,
    상기 발광다이오드는 백색 광을 구현하기 위해 상기 개구부 내에 형성되며, 상기 청색 칩에서 발생된 청색 광의 일부를 적색 광 및 녹색 광으로 변환시키는 적색 형광체 및 녹색 형광체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적색 형광체는 SrS:Eu, (Sr,Ca)S:Eu, CaS:Eu, (Sr,Ca)GeS:Eu 및 CaAlSiN3와 동일한 결정구조를 갖는 무기 화합물 또는 고용체를 포함하는 그룹에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 녹색 형광체는 SrGa2S4:Eu 및 (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu을 포함하는 그룹에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 도광판의 입사면과 대향하도록 수직하게 배치되며, 상기 발광 칩은 상기 인쇄회로기판의 실장면에 수직한 방향으로 광을 출사하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 상기 도광판의 입사면의 높이보다 작거나 같은 폭으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 발광다이오드는 상기 인쇄회로기판의 폭보다 작거나 같은 패키지 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드들은 상기 인쇄회로기판의 길이 방향을 따라 일렬로 배열된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 리드 프레임의 상기 하면부는 상기 하우징의 하면의 전체 면적에 비하여 20% ~ 70%의 면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  12. 영상을 표시하는 액정표시패널을 포함하는 표시 유닛; 및
    상기 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 어셈블리를 포함하며,
    상기 백라이트 어셈블리는,
    광을 가이드하기 위한 도광판; 및
    상기 도광판의 입사면 측에 설치되며, 인쇄회로기판 및 상기 인쇄회로기판에 실장되어 상기 도광판의 입사면 방향으로 광을 출사하는 복수의 발광다이오드들을 포함하는 발광 모듈을 포함하며,
    상기 발광다이오드는 광을 발생하는 발광 칩, 상기 발광 칩에 전원을 인가하기 위해 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 리드 프레임 및 상기 리드 프레임을 고정시키며 상기 발광 칩을 노출시키는 개구부가 형성된 하우징을 포함하며,
    상기 리드 프레임은 상기 발광 칩이 실장되는 칩실장부, 상기 칩실장부로부터 절곡되어 상기 하우징의 측면에서 노출되는 측면부 및 상기 측면부로부터 절곡되어 상기 하우징의 하면에서 노출되고 상기 측면부보다 큰 면적으로 형성되어 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 하면부를 포함하고,
    상기 리드 프레임은 상기 측면부의 중앙에 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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