KR101604484B1 - 발광 다이오드 패지키 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

발광 다이오드 패지키 및 이를 구비한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛이 개시된다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 광을 발생하는 발광 다이오드 칩 및 상기 발광 다이오드 칩을 보호하기 위해 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 형태로 이루어진 몰드부를 포함하고, 상기 몰드부는 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 입사되는 경계면에 상기 광을 집광시키는 집광 패턴을 포함한다.
발광 다이오드 패키지, 프리즘 패턴, 몰드, 집광

Description

발광 다이오드 패지키 및 이를 구비한 액정표시장치{Light Emitting Diode Package and Liquid Crystal Display comprising the same}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드(LED)를 감싸는 몰드부의 경계면에 프리즘 패턴을 형성하여 상기 발광 다이오드(LED)에서 출사되어 상기 몰드부의 경계면으로 입사되는 광을 집광하여 상기 발광 다이오드(LED)의 광 효율을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display device)는 현재 가장 널리 사용되는 평판표시장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 형성되어 있는 액정층으로 이루어져 있으며, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열 시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시장치이다.
이러한 액정표시장치는 수동 발광 장치이므로, 액정층을 통과하는 빛을 제공하는 백라이트 유닛이 요구된다. 상기 백라이트 유닛에 이용되는 광원으로서, CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Flurescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 등이 예시될 수 있으나, 최근, 고 휘도의 LED를 이용한 백라이트 유닛에 대한 수요가 증대되고 있다.
한편, 상기 LED는 LED 패키지 타입으로 사용될 수 있으며, 상기 LED 패키지가 정렬판에 정렬되어 액정표시장치의 광원으로 이용된다. LED 패키지는 LED 칩과, 상기 LED 칩을 둘러싸는 몰드 및 상기 몰드와 LED 칩 상에 위치하는 렌즈로 구성되어 있다. 상기 LED 칩에서 출사되는 광은 상기 렌즈를 통해 상기 액정표시장치로 제공되는데, 상기 LED 칩에서 출사된 광이 상기 LED 칩을 둘러싸는 몰드의 경계면으로 입사되는 경우가 발생하게 된다. 상기 몰드의 경계면으로 LED 칩에서 출사된 광이 입사되면 상기 광은 상기 몰드의 경계면에서 집광되지 못하게 되어 상기 LED 칩에서 출사된 광의 효율이 감소하게 된다.
본 발명은 발광 다이오드 칩을 둘러싸는 몰드부의 경계면에 다양한 형태의 프리즘 패턴을 형성하여 상기 몰드부의 경계면으로 입사되는 광을 집광하여 상기 발광 다이오드(LED) 칩에서 출사된 광의 광 효율을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는 광을 발생하는 발광 다이오드 칩 및 상기 발광 다이오드 칩을 보호하기 위해 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 형태로 이루어진 몰드부를 포함하고, 상기 몰드부는 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 입사되는 경계면에 상기 광을 집광시키는 집광 패턴을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광을 발생하는 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩을 보호하기 위해 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 형태로 이루어진 몰드부와, 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광을 확산 및 집광 시키는 광학 시트류 및 상기 광학 시트류에서 확산 및 집광된 광을 이용하여 화상을 표시하는 액정패널을 포함하고, 상기 몰드부는 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 입사되는 경계면에 상기 광을 집광시키는 집광 패턴을 포함한다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛은 광을 발생하는 발광 다이오드 칩을 둘러싸는 몰드부의 경계면에 상기 몰드부와 동일한 재질 또는 상이한 재질로 이루어진 프리즘 패턴을 형성하여 상기 몰드부의 경계면으로 입사되는 광을 집광하여 상기 발광 다이오드(LED) 칩에서 출사된 광의 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 영상을 디스플레이 하는 액정패널(100)과, 상기 액정패널(100)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(120)을 포함한다.
상기 액정패널(100)은 두 개의 기판과, 상기 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되며 상기 백라이트 유닛(120)으로부터 제공된 광을 이용해서 영상을 표시한다.
상기 백라이트 유닛(120)은 반사판(170) 상에 위치하는 다수의 인쇄회로기판(161)과, 상기 인쇄회로기판(161) 상에 실장된 다수의 발광 다이오드 패키지(160)와, 상기 다수의 발광 다이오드 패키지(160)에서 발생된 광을 확산 및 집광 시키는 광학 시트류(130)를 포함한다. 상기 백라이트 유닛(120)은 다수의 발광 다이오드 패키지(160)에서 발생된 열을 방열시키는 방열판(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 반사판(170)과, 인쇄회로기판(161) 상에 실장된 다수의 발광 다이오드 패키지(160) 및 광학 시트류(130)는 바텀 커버(180)에 수납된다.
상기 다수의 인쇄회로기판(161)은 비금속성 및 금속성 중 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다. 이때, 상기 다수의 인쇄회로기판(161)은 방열을 위하여 금속성 인쇄회로기판을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 반사판(170)은 상기 다수의 발광 다이오드 패키지(160)에서 발생되어 하부 방향으로 진행하는 광을 상기 액정패널(100) 방향으로 반사시키는 역할을 한다.
상기 발광 다이오드 패키지(160)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 발광 다이오드의 조합으로 배치될 수도 있고, 상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W)의 발광 다이오드의 조합으로 배치될 수 있다. 본 발명에서 상기 발광 다이오드 패키지(160)는 청색(B) 광을 발생하는 발광 다이오드 칩과 상기 청색(B) 광을 여기시켜 백색(W) 광을 구현하는 노란색 인광 물질을 포함하도록 구성된다.
상기 발광 다이오드 패키지(160)는 도 2에 도시된 바와 같이, 청색(B) 광을 발생하는 발광 다이오드 칩(166)과, 상기 발광 다이오드 칩(166)을 둘러싸는 몰드부(164) 및 상기 발광 다이오드 칩(166)과 상기 몰드부(164) 상에 형성된 렌즈부(162)를 포함한다. 상기 발광 다이오드 패키지(160)는 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 발생된 청색(B) 광을 여기시켜 백색(W) 광을 구현하는 노란색 인광 물질(도시하지 않은)을 더 포함할 수 있다.
상기 몰드부(164)는 상기 발광 다이오드 칩(166)을 보호하기 위해 강성이 있는 고분자 수지를 이용하여 제조된다. 이러한 몰드부(164)는 예를 들어 PPA(Poly Phthal Amide)를 이용하여 제조될 수 있으나, 몰드부(164)의 재료가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 도 2의 발광 다이오드 패키지의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 패키지(160)는 청색(B) 광을 발생하는 발광 다이오드 칩(166)과, 상기 발광 다이오드 칩(166)을 보호하기 위해 상기 발광 다이오드 칩(166)을 감싸는 몰드부(164)를 포함한다. 상기 몰드부(164)는 발광 다이오드 칩(166)을 감싸는 경계면에 형성된 프리즘 패턴(164a, 164b)을 포함한다.
상기 프리즘 패턴(164a, 164b)은 삼각형 형태의 프리즘 모양을 갖고, 각각의 프리즘 모양 사이에는 골을 갖는 형태로 이루어진다. 상기 프리즘 패턴(164a, 164b)은 상기 몰드부(164)와 함께 금형 제작시에 롤러를 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 프리즘 패턴(164a, 164b)은 레진(resin), PET(Poly Ethylene Terephthalate) 및 PC(Poly Carbonate) 중 어느 하나를 포토 공정을 이용하여 패터닝하여 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 프리즘 패턴(164a, 164b)은 상기 발광 다이오드 칩(166)을 감싸는 몰드부(164)의 경계면 상에 부착할 수 있다.
상기 프리즘 패턴(164a, 164b)은 상기 발광 다이오드 칩(166)으로부터 여러 각도로 진행되는 광을 프리즘 형상의 피치(P)와 각도를 이용하여 상기 렌즈부(162)로 집광시키는 역할을 한다. 따라서, 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 생성된 광의 일부가 상기 몰드부(164)로 입사되어 손실되는 경우를 최소화하여 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 생성된 광의 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 유닛의 경우 프리즘 패턴(164a, 164b)이 몰드 부(164)의 경계면 상에 부착되어 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 생성된 광의 손실을 최소화하기 때문에 종래의 백라이트 유닛에 비해 적은 개수로 동일한 휘도의 표현이 가능하므로 발광 다이오드의 수를 감소시켜 제조비용을 절감할 수 있다.
이때, 상기 프리즘 패턴(164a, 164b)의 형상은 다양하게 변경이 얼마든지 가능하다.
예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 삼각형 형태의 프리즘 모양을 갖는 프리즘 패턴들(264a, 264b)은 상기 발광 다이오드 칩(166)을 감싸는 몰드부(164)의 경계면 상에 드문드문하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 프리즘 패턴들(264a, 264b)은 그룹을 이뤄서 구분된 채로 상기 몰드부(164)의 경계면 상에 부착될 수 있다.
이로 인해, 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 발생되는 청색(B) 광이 상기 몰드부(164)로 입사되면, 상기 몰드부(164)의 경계면 상에 부착된 프리즘 패턴(264a, 264b)에 의해 상기 청색(B) 광이 다양한 각도로 렌즈부(도 2의 162)로 집광된다. 따라서, 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 생성된 광의 일부가 상기 몰드부(164)로 입사되어 손실되는 경우를 최소화하여 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 생성된 광의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 삼각형 형태의 프리즘 모양을 갖는 프리즘 패턴들(364a ~ 364d)은 이중 층으로 구성되어 상기 몰드부(164)의 경계면 상에 부착될 수 있다. 즉, 삼각형 형태의 프리즘 모양을 갖는 제1 및 제3 프리즘 패턴들(364a, 364c)이 상기 몰드부(164)의 경계면 상에 부착되고, 상기 제1 및 제3 프리즘 패턴들(364a, 364c) 상에 제2 및 제4 프리즘 패턴들(364b, 364d)이 부착되 어 이중 층을 이루게 된다.
상기 프리즘 패턴들(364a ~ 364d)이 이중 층으로 구성되어 상기 몰드부(164)의 경계면 상에 부착되면, 상기 발광 다이오드 칩(166)으로부터 여러 각도로 진행되는 광을 이중 층의 프리즘 형상의 피치(P)와 각도를 이용하여 렌즈부(도 2의 162)로 집광시킨다. 따라서, 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 생성된 광의 일부가 상기 몰드부(164)로 입사되어 손실되는 경우를 최소화하여 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 생성된 광의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 도 2의 발광 다이오드 패키지의 다른 실시예에 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 패키지(16)는 청색(B) 광을 발생하는 발광 다이오드 칩(166)과, 상기 발광 다이오드 칩(166)을 보호하기 위해 상기 발광 다이오드 칩(166)을 감싸는 몰드부(164)를 포함한다. 상기 몰드부(164)는 발광 다이오드 칩(166)을 감싸는 경계면에 형성된 반구형 패턴(464a, 464b)을 포함한다.
상기 반구형 패턴(464a, 464b)은 둥근 모양을 갖고, 각각의 둥근 모양 사이에는 골을 갖는 형태로 이루어진다. 상기 반구형 패턴(464a, 464b)은 앞서 서술한 바와 같이 상기 몰드부(164)와 함께 금형 제작시에 롤러를 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 반구형 패턴(464a, 464b)은 레진(resin), PET(Poly Ethylene Terephthalate) 및 PC(Poly Carbonate) 중 어느 하나를 포토 공정을 이용하여 패터닝하여 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 반구형 패턴(464a, 464b)은 상기 발광 다이 오드 칩(166)을 감싸는 몰드부(164)의 경계면 상에 부착할 수 있다.
상기 반구형 패턴(464a, 464b)은 상기 발광 다이오드 칩(166)으로부터 여러 각도로 진행되는 광을 프리즘 형상의 피치(P)와 각도를 이용하여 상기 렌즈부(도 2의 162)로 집광시키는 역할을 한다. 상기 반구형 패턴(464a. 464b)은 둥근 모양뿐만 아니라 오각형, 육각형 또는 팔각형의 형태로 변형이 얼마든지 가능하다.
상기 반구형 패턴들(464a, 464b)이 상기 몰드부(164)의 경계면 상에 부착되면, 상기 발광 다이오드 칩(166)으로부터 여러 각도로 진행되는 광을 반구형 형상의 원주면과 각도 등을 이용하여 렌즈부(162)로 집광시킨다. 따라서, 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 생성된 광의 일부가 상기 몰드부(164)로 입사되어 손실되는 경우를 최소화하여 상기 발광 다이오드 칩(166)에서 생성된 광의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 B를 확대한 도면.
도 3은 도 2의 발광 다이오드 패키지의 단면을 나타낸 도면.
도 4a는 도 3의 프리즘 패턴의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 4b는 도 3의 프리즘 패턴의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 5는 도 2의 발광 다이오드 패키지의 다른 실시예에 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 다한 간단한 설명>
100:액정패널 120:백라이트 유닛
130:광학 시트류 160:발광 다이오드 패키지
161:인쇄회로기판 162:렌즈부
164:몰드부 166:발광 다이오드 칩
164a, 164b, 264a, 264b, 364a ~ 364d:프리즘 패턴
170:반사판 180:바텀 커버
464a, 464b:반구형 패턴

Claims (11)

  1. 광을 발생하는 발광 다이오드 칩;
    상기 발광 다이오드 칩을 보호하기 위해 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 형태로 이루어진 몰드부; 및
    상기 몰드부는 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 입사되는 경계면에 상기 광을 집광시키는 집광 패턴을 포함하고,
    상기 집광 패턴은 상기 몰드부의 경계면 상에 부착된 제1 집광 패턴과, 상기 제1 집광 패턴들의 골 사이에 배치된 제2 집광 패턴들로 구성된 이중 층으로 이루어지는 발광 다이오드 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 집광 패턴은 삼각형 형태의 프리즘 모양을 갖고, 각각의 프리즘 모양 사이에는 골을 갖는 형태로 이루어지는 발광 다이오드 패키지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 집광 패턴은 상기 몰드부와 함께 금형 제작시에 롤러를 이용하여 형성되는 발광 다이오드 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 집광 패턴은 레진(resin), PET(Poly Ethylene Terephthalate) 및 PC(Poly Carbonate) 중 어느 하나를 포토 공정을 이용하여 패터닝하여 상기 몰드부의 경계면 상에 부착되는 발광 다이오드 패키지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 청색 광을 발생하는 발광 다이오드 패키지.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 몰드부는 상기 청색 광을 여기시켜 백색 광을 구현하는 노란색 인광 물질을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 집광 패턴은 둥근 모양, 오각형, 육각형 및 팔각형의 형태 중 어느 하나로 이루어지는 발광 다이오드 패키지.
  8. 삭제
  9. 광을 발생하는 발광 다이오드 칩;
    상기 발광 다이오드 칩을 보호하기 위해 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 형태로 이루어진 몰드부;
    상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광을 확산 및 집광 시키는 광학 시트류;
    상기 광학 시트류에서 확산 및 집광된 광을 이용하여 화상을 표시하는 액정패널; 및
    상기 몰드부는 상기 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 입사되는 경계면에 상기 광을 집광시키는 집광 패턴을 포함하고,
    상기 집광 패턴은 그룹을 이루어 구분되며,
    상기 집광 패턴은 상기 몰드부의 경계면 상에 부착된 제1 집광 패턴과, 상기 제1 집광 패턴들의 골 사이에 배치된 제2 집광 패턴들로 구성된 이중 층으로 이루어지는 액정표시장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 집광 패턴은 둥근 모양, 오각형, 육각형 및 팔각형의 형태 중 어느 하나로 이루어지는 액정표시장치.
  11. 삭제
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