KR101660721B1 - 발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 디스플레이장치 - Google Patents

발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 디스플레이장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열판을 갖는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다. 본 발명은 외부 리드 단자 이외에 별도의 방열판을 구비하여, 발광 다이오드 칩에서 발생하는 열을 외부로 방출하므로 발광 다이오드 칩의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 열 방출을 위한 방열판을 외부 리드 단자로도 사용할 수 있으므로, 다수의 발광 다이오드 칩을 한 번에 패키징할 수 있으며 광효율 및 방열 특성을 향상시킬 수 있다.
방열판, 리드 단자, 발광 다이오드 칩

Description

발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 디스플레이장치{ Light emitting diode package, and back-light unit and liquid crystal display device using the same}
본 발명은 방열판을 갖는 발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 디스플레이장치에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드는 화합물 반도체의 PN 접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때, 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서, P측에 +극, N측에 -극을 접속하면, P측 정공은 N측에, N측의 전자는 P측으로 이동하여 PN 접합점에서 전자와 정공이 결합하면서 전자가 에너지를 방출하면서 빛으로 발광하는 원리이다.
효율성이 높은 발광 다이오드는 자동차 및 조명용 제품에 응용되고 있으나, 표시 장치나 LCD-TV의 백라이트 광원에 적용되어 수요가 급속히 증가하고 있다.
최근 LCD-TV는 슬림화가 추세인데, 슬림화를 위해서는 가장 중요한 부분이 백라이트 유닛부이다. 이와 같은 백라이트 유닛부의 두께를 줄이기 위해서는 크게 두 가지 방식이 이용되고 있다.
첫 번째 방식은 도 1a와 같이, 상면 발광형 발광 다이오드 광원(u)을 이용한 방식으로서, 상면 발광형 발광 다이오드 광원(u)으로부터 생성된 빛을 하나의 단일 도광판(Laser Guide Plate)(LGP)에 입사시키는 방식이다.
그리고, 두 번째 방식은 도 1b와 같이, 측면 발광형 발광 다이오드 광원(s)을 이용한 방식으로서, 측면 발광형 발광 다이오드 광원(s)으로부터 생성된 빛을 상응하는 개별 도광판(LGP)에 각각 입사시키는 방식이다.
여기서, 상면 발광형 발광 다이오드 광원을 이용한 방식의 백라이트 유닛은 발광 다이오드에서 발생하는 열로 인하여, 도광판 및 광학부품에 영향을 주어 휨의 문제가 발생하고, 신뢰성 문제가 발생하게 된다.
또한, 상면 발광형 발광 다이오드 광원을 이용한 방식의 백라이트 유닛은 분할 구동의 어려움으로 인하여 소비전력뿐만 아니라 화질의 콘트라스트 비율(contrast ratio)에도 큰 영향을 주는 문제가 있었다.
따라서, 최근에는 이러한 문제들을 해결하기 위한 대안으로서, 측면 발광형 발광 다이오드 광원을 이용한 방식의 백라이트 유닛을 사용하고 있지만, 수명 신뢰성 측면에서는 여전히 백라이트 유닛에서 요구하는 수준에 도달하지 못하는 문제가 있었다.
일반적으로 광원의 수명은 상온에서 약 3만 시간을 요구하는데, 현 수준의 측면 발광형 발광 다이오드는 약 1만 5천시간 수준에 머무르고 있다. 그러므로, 수명시간을 향상시키는 것이 측면 발광형 발광 다이오드 광원을 이용한 방식의 백라이트 유닛에서는 매우 중요한 문제가 된다.
본 발명의 목적은 발광 다이오드에서 발생하는 열의 방출을 위해 방열판을 형성함으로써, 발광 다이오드 칩의 수명을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 열 방출을 위한 방열판을 외부 리드 단자로도 사용할 수 있도록 형성함으로써, 다수의 발광 다이오드 칩을 한 번에 패키징할 수 있어 광효율 및 방열 특성을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 리드 단자가 패키지의 외부로 돌출되지 않도록 형성함으로써, 도광판으로의 입광 효율을 높일 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 430nm 내지 480nm 사이의 파장을 갖는 광을 방출하는 발광다이오드칩과 상기 발광다이오드칩으로부터 발광하는 광을 다른 색깔의 광으로 변환시키는 형광체가 도포된 발광면을 포함하는 본체; 그리고 상기 본체에 구비된 적어도 하나 이상의 방열판을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지를 제공한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 적어도 하나의 홀을 포함하는 프레임; 상기 프레임상에 배치되는 기판; 상기 기판 상에 배치되고, 발광 다이오드 칩을 포함하는 본체 및 상기 본체에 구비된 적어도 하나 이상의 방열판을 포함하는 발광 다이오드 패키지; 그리고 상기 발광 다이오드 패키지 일측에 배치되는 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛을 제공한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 액정패널; 상기 액정패널 배면에 배치되는 백라이트 유닛; 그리고, 상기 백라이트 유닛을 구동하는 구동부를 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 서피스(surface) 플레이트 및 적어도 하나의 홀이 형성된 바텀 플레이트를 포함하는 프레임, 상기 바텀 플레이트 상면에 배치되는 기판, 상기 기판 상면에 배치되며 발광 다이오드 칩을 포함하는 본체 및 상기 본체에 구비된 적어도 하나 이상의 방열판을 포함하는 발광 다이오드 패키지, 그리고 상기 발광 다이오드 패키지의 측면에 배치되는 적어도 하나의 도광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치를 제공한다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 외부 리드 단자 이외에 별도의 방열판을 형성하여, 발광 다이오드 칩에서 발생하는 열을 외부로 방출함으로써, 발광 다이오드 칩의 수명을 향상시킬 수 있다.
둘째, 본 발명은 열 방출을 위한 방열판을 외부 리드 단자로도 사용할 수 있어, 다수의 발광 다이오드 칩을 한 번에 패키징할 수 있어 광효율 및 방열 특성을 향상시킬 수 있다.
셋째, 본 발명은 리드 단자 및 방열판이 패키지의 외부로 돌출되지 않도록 형성함으로써, 도광판으로의 입광 효율을 높일 수 있고, 슬림형 백라이트 유닛에 적용가능하다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2a 및 도 2b에는 본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지의 바람직한 실시예를 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 3a 내지 도 3e에는 본 발명 실시예의 구성을 각각 보인 정면도, 배면도, 측면도, 평면도, 저면도가 도시되어 있다.
이 도면들을 참조하면, 발광 다이오드 패키지의 본체(10)는 헤드부(20)와 바디부(60)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같이 헤드부(20)와 바디부(60)는 개별적으로 형성되어 부착될 수도 있지만, 설계조건에 따라 헤드부(20)와 바디부(60)가 일체로 형성되어 본체(10)를 구성할 수도 있다. 그리고 본체(10)에는 적어도 하나 이상의 방열판(70)이 구비될 수 있다. 방열판(70)은 본체(10)의 외면과 동일 평면상에 위치하도록 구비된다.
여기서, 헤드부(20)는 측면에 적어도 하나의 발광 다이오드 칩(22)이 실장된 발광면(24)을 갖는다. 발광면(24)에는 발광다이오드 칩(22)으로부터 발광하는 광을 다른 색깔의 광으로 변환시키는 형광체가 도포되어 있다.
발광 다이오드 칩(22)은 수평형 발광 다이오드, 수직형 발광 다이오드, 플립-칩(flip-chip)형 발광 다이오드 등 다양한 타입의 칩을 포함한다. 발광다이오드 칩(22)은 430nm 내지 480nm 사이의 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
발광 다이오드 칩(22)은 다이 패드에 다이 접착제를 매개로 다이 본딩(die bonding)되고, 골드 와이어를 매개로 리드 패드에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(22) 주변에 반사면을 형성하여 발광 다이오드 칩(22)으로부터 발광하는 빛을 반사시켜 발광 효율을 향상시킬 수도 있다.
한편, 바디부(60)는 헤드부(20)의 발광면(24)과 반대되는 면에 부착된다. 본체(10)에는 적어도 하나 이상의 홈(62,64)이 형성될 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 바디부(60)에는 방열판(70)을 수용하기 위한 제1홈(62)이 형성될 수 있다.
상기 제1홈(62)은 본체(10)의 중앙영역에서 서로 반대되는 방향으로 개구되도록 형성될 수 있다. 제1홈(62)은 본체(10) 내부의 열이 잘 방출될 수 있도록 방열판(70)을 외부에 노출시킨다.
방열판(70)은 발광다이오드 칩(22)과 열전달 가능하게 연결되어 본체(10)의 외부로 노출된다. 방열판(70)은 제1홈(62) 외부에 돌출되지 않도록 제1홈(62) 내에 구비되는 것이 바람직하다.
방열판(70)은 발광다이오드 칩(22)에 전기적으로 연결되고 발광다이오드 칩(22)에 양극 또는 음극 전하를 제공하도록 구성될 수 있다. 방열판(70)이 발광다이오드 칩(22)에 전기적으로 연결되고 본체(10)의 외부로 노출되는 경우 방열 판(70)은 외부의 전극과 전기적으로 연결되어 리드 단자의 역할을 수행할 수도 있다.
즉, 방열판(70)은 발광 다이오드 칩(22)과 전기적으로 연결되고, 리드 단자와 같이, 외부의 전극과도 전기적으로 연결될 수도 있다. 이때, 본체(10)에는 별도의 리드 단자가 구비되지 않는다.
이 경우, 방열판(70)은 리드 단자 역할 및 방열 기능을 수행하여 다수개의 칩을 사용하여도 열저항을 낮출 수 있다.
한편, 전술한 바와 달리, 본체(10)에는 방열판(70)과 별도로 리드 단자(80)가 더 구비될 수도 있다. 이때, 본체(10)에는 리드 단자(80)를 수용하기 위한 제2홈(64)이 형성된다. 제2홈(64)은 본체(10)의 양측 모서리를 따라 리드 단자(80)의 형상에 대응되게 함몰되어 형성된다.
리드 단자(80)는 본체(10)의 내부에 구비된 발광다이오드 칩(22)과 전기적으로 연결되어 외부로 노출된다. 리드 단자(80)의 외면과 본체(10)의 외면은 동일 평면상에 위치되도록 구성된다. 이는 리드 단자(80)가 본체(10)의 외면으로 돌출되어 불필요한 공간을 차지하지 않도록 하기 위함이다.
즉, 리드 단자(80)는 바디부(60)의 제2홈(64) 외부로 돌출되지 않도록, 제2홈(64) 내에 위치된다. 여기서, 리드 단자(80)는 바디부(60)의 가장자리 영역에 지지되어 형성되고, 외부의 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
리드 단자(80)는 발광다이오드 칩(22)에 양극 또는 음극 전하를 제공하며, 서로 이격되도록 구비되는 양극 및 음극 리드단자를 포함하여 구성된다.
도 4에는 본 발명 실시예를 구성하는 리드 단자를 보인 부분사시도가 도시되어 있다.
이 도면을 참조하면, 리드 단자(80)는 발광다이오드 칩(22)과 전기적으로 연결되고, 본체(10)의 제2홈(64)에 안착되어 바디부(60)의 측면 외관 일부를 형성하는 제1세그먼트(segment)(80a), 제1세스먼트(80a)의 끝단에서 바디부(60)의 중앙을 향해 절곡되고 제1세그먼트(80a)와 함께 바디부(60)의 모서리를 형성하는 제2세그먼트(80b), 제2세그먼트(80b)의 끝단에서 헤드부(20)의 발광면(24)을 향해 절곡되고 제2세그먼트(80b)와 동일평면상에 구비되는 제3세그먼트(80c)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이때, 방열판(70)은 양극 또는 음극 리드단자에 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 방열판(70)은 양극 리드단자에 전기적으로 연결되는 제1방열판과, 음극 리드단자에 전기적으로 연결되는 제2방열판을 포함하여 구성될 수도 있다. 제1방열판과 제2방열판은 본체(10)에서 서로 반대되는 면에 각각 구비될 수 있다.
그리고, 제2홈(64)은 리드 단자(80)가 헤더부의 바깥 표면 위로 돌출되지 않도록 하기 위하여, 리드 단자(80)가 위치하는 바디부(60)의 가장자리 영역에 형성된다.
따라서, 리드 단자(80)는 제2홈(64) 외부에 돌출되지 않도록 제2홈(64) 내에 구비된다. 여기서, 리드 단자(80)의 외면과 헤드부(20)의 외면은 동일 평면상에 위치하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 리드 단자(80) 및 방열판(70)을 홈 외부로 돌출시키지 않는 이유 는 본체(10)를 백라이트 유닛에 적용할 때, 돌출 영역으로 인한 불필요한 공간이 발생하지 않고 안정적으로 정렬 및 조립할 수 있어 백라이트 유닛의 슬림화가 가능하기 때문이다.
특히, 본체(10)의 외면으로 돌출부가 형성되지 않으므로 본체(10)의 발광면(22)에서 출사된 빛은 불필요한 공간으로 인한 손실이 거의 없게 되어 백라이트 유닛의 도광판에 대한 입광 효율이 향상될 수 있다.
또한, 바디부(60)에서 제2홈(64)의 깊이는 제1홈(62)의 깊이보다 더 깊게 형성될 수 있다.
도 3d 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 제1홈(62)의 깊이(d1)은 바디부(60)의 접합면과 반대되는 면으로부터 헤드부(20)의 발광면 방향으로 형성된 제1홈(62) 내의 바닥면까지의 거리를 의미하는 것으로, 방열판(70)의 높이(e)보다 크거나 같게 형성됨이 바람직하다.
여기서, 제1홈(62)은 바디부(60)의 상면과 하면이 개방되고, 양측면이 차단되는 형태로 형성된다. 이때, 제1홈(62)에서, 바디부(60)의 상면과 하면이 개방되는 이유는, 방열판(70)의 상부 및 하부 방향으로 열의 방출이 쉽도록 하기 위함이다. 방열판(70)은 외부 공기에 최대한 많은 면적이 노출됨으로써 방열효율이 향상된다.
그리고, 제2홈(64)의 깊이(d2)는 바디부(60)의 접합면과 반대되는 면으로부터 헤드부(20)의 발광면(24) 방향으로 바디부(60)의 접합면까지의 거리를 의미하는 것으로, 제2홈(64)의 깊이(d2)는 제1홈(62)의 깊이(d1)보다 더 깊게 형성된다.
제2홈(64)의 깊이(d2)가 제1홈(62)의 깊이(d1) 보다 더 깊게 형성되는 이유는 바디부(60)가 하나의 몸체로 이루어지도록 하기 위한 것으로, 바디부(60)가 다수의 몸체로 분리될 경우 헤드부(20)를 안정적으로 지지할 수 없기 때문이다.
즉, 리드 단자(80)가 위치되는 제2홈(64)은 바디부(60)의 가장자리에 형성되므로 상대적으로 넓은 공간을 차지하더라도 다른 구성에 미치는 영향이 거의 없지만, 바디부(60)의 중앙영역에 형성되는 제1홈(62)이 제2홈(64)과 같은 깊이(d2)를 갖게 된다면 바디부(60)가 분리되어 헤드부(20)를 지지하는 기능을 수행할 수 없기 때문이다.
여기서, 제2홈(64)은 바디부(60)의 하면과 일측면이 개방되고, 상면과 타측면이 차단되는 형태로 형성된다. 그리고, 헤드부(20)의 상면과 바디부(60)의 상면은 서로 동일한 평면상에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 헤드부(20)의 하면과 바디부(60)의 하면 가장자리 영역은 서로 다른 평면상에 위치하고, 헤드부(20)의 하면과 바디부(60)의 하면 중앙 영역은 서로 동일한 평면상에 위치하는 것이 바람직하다.
도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 방열판을 보인 부분사시도가 도시되어 있다.
이 도면을 참조하면, 방열판(70)은 연결부(5a)와 방열부(5b)로 구분될 수 있다. 여기서, 연결부(5a)는 발광 다이오드 칩(22)과 전기적으로 연결되고, 바디부(60)의 중앙영역에 지지되도록 구비된다. 그리고, 방열부(5b)는 연결부(5a)의 끝단에 연결되어 발광 다이오드 칩(22)으로부터 발생되는 열을 외부로 방출하도록 노 출되어 형성된다.
이때, 방열판(70)의 상면은 헤드부(20) 및 바디부(60)의 상면과 동일한 평면상에 위치하는 것이 바람직하다.
도 6에는 본 발명의 다른 실시예를 보인 사시도가 도시되어 있다.
이 도면을 참조하면, 본체(10)에는 다수의 방열판(70)이 구비되어 있다. 방열판(70)은 바디부(60)의 중앙영역에 지지되도록 다수개가 형성되고, 각 방열판은 서로 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다.
다음으로 본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지의 다른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 다른 실시예는 바디부(60)에 형성된 제1홈의 구조 등이 상이한 것으로 도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 그 설명을 생략하겠다.
도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 사시도가 도시되어 있다.
이 도면을 참조하면, 바디부(60)는 대략 직육면체 형상으로 형성된다. 그리고, 상기 바디부(60)에는 일측으로 개구되도록 함몰되어 방열판(70)이 위치되는 제1홈(62)과, 리드 단자(80)가 위치하는 바디부(60)의 부착면과 반대되는 면의 가장자리영역에 형성되는 제2홈(64)이 형성된다.
제1홈(62)은 바디부(60)의 중앙영역에서 서로 반대되는 방향으로 개구되는 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서, 제1홈(62)은 바디부(60)의 상면과 하면에 일정한 깊이로 함몰되어 방열판(70)이 위치되는 공간을 제공한다. 제1홈(62)의 함몰 깊이는 방열판(70)의 두께 길이보다 깊게 형성되어 제1홈(62) 내에 위치한 방열판(70)은 바디부(60)의 외면에 돌출되지 않는다.
하기 표 1은 종래 기술 및 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 성능을 비교한 것이다.
종래 기술 본 발명
열저항(Tj & Rth @ 25℃) 41.8℃/263(℃/W) 46.4℃/112.1(℃/W)
광도저하율(drop rate)
 1,000hr @25℃
20mA		 -2.78% @85℃
64mA		 3.02%
4,000hr -29.82% -12.16%
수명 < 15,000hr > 30,000hr
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명은 다수개의 발광 다이오드 칩을 사용하여도, 종래 기술에 비해 열저항이 낮아짐을 알 수 있다.
또한, 가속 조건에서 광도 저하율을 보면, 본 발명은 종래 기술에 비해 훨씬 효과적일 뿐만 아니라, 수명면에서도 본 발명은 종래 기술에 비해 크게 향상됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명은 외부 리드 단자 이외에 별도의 방열판을 이용하여 열을 외부로 신속히 방출할 수 있어, 수명이 향상되고, 다수의 발광 다이오드 칩을 한 번에 패키징할 수 있어 광효율 및 방열 특성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 리드 단자 및 방열판이 패키지의 외부로 돌출되지 않도록 형성되므로, 도광판으로의 입광 효율을 높이고, 슬림형 백라이트 유닛에 적용가능하다.
다음으로 본 발명에 의한 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 8에는 본 발명에 의한 백라이트 유닛의 실시예를 구성하는 프레임을 보인 평면도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명에 의한 백라이트 유닛의 실시예를 보인 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 백라이트 유닛은 상하로 관통되는 홀(106)이 형성된 프레임(100)과, 홀(106)에 대응되도록 프레임(100) 상에 구비되는 기판(110)과, 기판(110)에 구비되고 광을 출사하는 발광 다이오드 칩(22)이 실장되며 발광 다이오드 칩(22)에 열전달 가능하게 연결되어 외부로 열을 발산시키는 방열판(70)이 장착된 발광 다이오드 패키지 본체(이하 '본체')(10)와, 본체(10)에서 방출된 광이 입사되어 분포되는 도광판(130)을 포함한다.
본체(10)는 발광 다이오드 칩(22)이 실장된 발광면(24)을 갖는 헤드부(20)와, 헤드부(20)의 발광면과 반대되는 면에 부착되는 부착면을 갖고 방열판(70)이 장착되는 바디부(60)와, 발광 다이오드 칩(22)과 전기적으로 연결되고 바디부(60)의 가장자리영역에 지지되는 리드 단자(80)를 포함할 수 있다.
본체(10)가 구비되는 기판(110)은 프레임(100)에 설치된다. 프레임(100)은 다수의 도광판(130)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 프레임(100)은 기판(110) 및 도광판(130) 등이 안착되는 바텀 플레이트(102)와, 도광판(130) 등의 측면 가장자리를 지지하는 서피스 플레이트(108)를 포함하여 구성될 수 있다.
바텀 플레이트(102)는 대략 평판 형상으로 형성된다. 바텀 플레이트(102)에는 리세스(recess)(104)가 함몰되게 형성될 수 있다. 리세스(104)에는 기판(110)이 안착된다.
리세스(recess)(104)는 프레임(100)의 일측면에 나란하게 연장될 수 있으며, 다수의 도광판(130)에 대응되도록 여러 개가 구비될 수 있다. 하나의 리세스(104)에는 다수의 기판(110)이 리세스(104)의 길이에 대응되도록 배치될 수 있다.
그리고, 리세스(104)에는 기판(110)을 외부로 노출시키기 위한 홀(106)이 형성된다. 리세스(104)는 바텀 플레이트(102)에서 연직방향으로 절곡되어 바텀 플레이트(102)의 주 평면과 단차를 형성한다. 기판(110)은 홀(106)에 대응되도록 리세스(104) 상에 배치된다.
이때, 방열판(70)은 기판(110)과 열전달이 가능하도록 접촉된다. 이는 방열판(70)의 열이 기판(110)을 통하여 홀(106) 및 프레임(100)으로 방출되도록 하기 위함이다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 기판(110)의 상면을 마주하도록 바디부(60)의 하부에 구비된 방열판(70)은 기판(110)으로 열을 전달하고, 기판(110)은 기판(110)의 하부와 접촉된 프레임(100) 및 홀(106)을 통해 열을 발산하게 된다.
본 실시예에서, 본체(10)는 기판(110) 상에 구비되고 430nm 내지 480nm의 파장을 갖는 블루 발광다이오드 칩(22) 상에 도포된 황색 형광체를 포함하는 발광면(24)과 복수개의 리드 단자(80)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 기판(110)은 바텀 플레이트(102)에 형성된 홀(106)을 통하여 구동부(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구동부는 바텀 플레이트(102)의 배면에 구비된다.
도 10에는 본 발명에 의한 백라이트 유닛의 다른 실시예를 보인 단면도가 도시되어 있다.
이 도면을 참조하면, 기판(110)에는 커넥터(112)가 구비될 수 있다. 커넥터(112)는 기판(110)으로 전원을 공급하는 구동부(미도시)와 연결된다.
커넥터(112)는 기판(110)의 배면에 돌출되게 구비된다. 커넥터(112)는 바텀 플레이트(102)에 형성된 홀(106)에 대응되도록 구비된다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 커넥터(112)는 바텀 플레이트(102)의 홀(106)을 관통하여 프레임(100)의 하부로 돌출되고, 구동부에 연결되어 기판(110)에 전원을 공급한다.
기판(110)과 프레임(100) 사이에는 방열패드(114)가 구비될 수 있다. 방열패드(114)는 기판(110)의 배면에 구비된다. 방열패드(114)는 내열성, 전기 절연성, 무독성 소재로 기판(110)에서 발생되는 열을 프레임(100)으로 전달시키는 역할을 한다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 방열패드(114)는 바텀 플레이트(102)의 리세스(104)와 기판(110) 사이에 개재되고, 바텀플레이(102)에 형성된 홀(106)에 대응되는 부분은 차폐되지 않도록 형성된다. 즉, 방열패드(114)에서 홀(106)에 대응되는 부분은 상하로 개구되게 형성될 수 있다.
도광판(130)은 입광부 측으로 입사된 광이 도광판(130) 내에서 확산 및 반사의 과정을 거치면서 균일하게 분포되어 배광부를 통하여 출사되는 구조를 가진다.
즉, 도광판(130)의 외측 주 평면은 통상 배광부를 이루게 되고, 이러한 배광부는 서로 연결된 도광판(130)에 의하여 일정 길이만큼 연속적으로 반복되어 대화면의 발광면을 구성할 수 있다.
설계조건에 따라, 이러한 도광판(130)은 서로 다른 크기의 도광판(130)이 배열될 수도 있고, 이러한 경우에 도광판(130)이 반복되는 길이는 서로 다르게 될 수도 있다.
또한, 도광판(130)은 입광부 측에서 멀어질수록 두께가 얇아지며, 도광판(130)의 하면이 한쪽 방향으로 경사면을 가지도록 형성되어 이와 같이 입광부 측에서 멀어질수록 두께가 얇아지는 구조를 가질 수도 있다.
도광판(130)에는 광이 입사되는 입광부(132)가 구비된다. 입광부(132)는 광원 측으로 돌출된 형상을 가지며, 이러한 입광부(132)의 상측면은 빛이 출사되는 도광판(130)의 평면보다 높이가 낮게 형성된다.
입광부(132)는 도광판(130)에서 일측으로 길게 돌출됨으로써 광원 간의 간격에 의한 암부를 제거할 수 있고, 도광판(130) 간의 이음새에서 광원에 의한 직접적인 빛샘을 방지할 수 있다.
이와 같은, 도광판(130)은 다수 개가 하나의 평면을 구성하도록 배치될 수 있다. 이때, 도광판(130)의 일단에 구비된 입광부(132)와 입광부(132)의 반대편인 도광판(130)의 타단은 그 일부가 서로 중첩된다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 도광판(130)의 타단은 이웃한 도광판(130)의 일단, 즉 이웃한 입광부(132)의 상부를 덮어 다수의 도광판(130)이 빛이 출사되는 단일 평면을 구성하도록 구비된다.
한편, 프레임(100)과 도광판(130) 사이에는 반사층(134)이 더 구비될 수 있다. 설계조건에 따라 반사층(134)을 구비하는 대신에 프레임(100) 자체를 금속과 같은 반사성을 띠는 재질로 형성할 수도 있다. 이러한 반사층(134)은 도광판(130)의 하부에 구비될 수도 있고, 별도의 층으로서 도광판(130)과 프레임(100) 사이에 위치할 수도 있다.
이와 같이 구성되는 백라이트 유닛 상에는 백라이트 유닛으로부터 출사된 광의 휘도 특성을 제어하기 위한 다수의 광학시트(150)가 구비될 수 있다.
이러한 광학시트(150)는 액정패널(200)(도 11 참조)의 배면에 위치하며 확산시트(152), 프리즘시트(154) 및 보호시트(156)를 포함할 수 있다.
여기서, 확산시트(152)는 백라이트 유닛으로부터의 광을 확산시켜 액정패널(200)로 공급하는 역할을 한다. 프리즘시트(154)는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있다. 프리즘시트(154)는 확산시트에서 확산된 광을 상부의 액정패널(200)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다.
이러한 프리즘시트(154)에 형성된 마이크로 프리즘은 소정의 각도를 이루고 있다. 프리즘시트(154)를 통과한 광은 거의 대부분 수직하게 진행되어 균일한 휘도 분포를 제공하게 된다. 가장 상부에 위치하는 보호시트(156)는 스크래치에 약한 프리즘시트(154)를 보호한다.
도 11에는 본 발명에 의한 디스플레이장치의 실시예를 보인 분해도가 도시되어 있다.
이 도면을 참조하면, 상술한 백라이트 유닛(이하, 도면 부호 140으로 표기한다.) 상에는 액정패널(200)이 구비되어 디스플레이장치(400)를 구성할 수 있다. 디스플레이장치(400)에는 외부 전원을 입력받아 백라이트 유닛(140)의 시동 및 구동 전원을 제공하는 전원공급부(미도시)가 구비될 수 있다.
백라이트 유닛(140) 상에 위치하는 액정패널(200)은 서로 마주보는 상부 및 하부 기판(미도시) 사이에 주입된 액정층(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 액정패널(200)의 일측에는 액정패널(200)의 구동을 위한 구동부(도시되지 않음)가 구비될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(140)을 커버하는 하부커버(310)가 위치하고 액정패널(200)의 상측에는 액정패널(200)의 전면을 커버하는 상부커버(320)가 포함될 수 있다.
액정패널(200)은 화소단위를 이루는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 구동부에서 전달되는 화상신호 정보에 따라 액정 셀들의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 형성하게 된다.
구동부는 연성 인쇄기판(FPC)과, 이 연성 인쇄기판에 장착되어 있는 구동칩, 및 연성 인쇄기판의 타측에 연결되어 있는 기판(PCB)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
도 1a은 상면 발광형 발광 다이오드 광원을 이용한 백라이트 유닛.
도 1b는 측면 발광형 발광 다이오드 광원을 이용한 백라이트 유닛.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 의한 발광 다이오드 패키지의 바람직한 실시예를 보인 사시도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명 실시예의 구성을 각각 보인 정면도, 배면도, 측면도, 평면도, 저면도.
도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 리드 단자를 보인 부분사시도.
도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 방열판을 보인 부분사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 보인 사시도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 백라이트 유닛의 실시예를 구성하는 프레임을 보인 평면도.
도 9는 본 발명에 의한 백라이트 유닛의 실시예를 보인 단면도.
도 10은 본 발명에 의한 백라이트 유닛의 다른 실시예를 보인 단면도.
도 11는 본 발명에 의한 디스플레이장치의 실시예를 보인 분해도.

Claims (33)

  1. 발광 다이오드 패키지에 있어서,
    430nm 내지 480nm 사이의 파장을 갖는 광을 방출하는 발광다이오드칩과 상기 발광다이오드칩으로부터 발광하는 광을 다른 색깔의 광으로 변환시키는 형광체가 도포된 발광면이 구비되는 헤드부와, 상기 헤드부에 결합되어 제1홈 및 제2홈을 갖는 바디부를 포함하는 본체;
    상기 발광다이오드칩에 전기적으로 연결되는 리드단자; 및
    상기 본체에 구비된 적어도 하나 이상의 방열판을 포함하고,
    상기 제1홈은, 상기 본체의 바디부의 중앙영역에 형성되고, 상기 제2홈은, 상기 본체의 바디부의 가장자리 영역에 형성되며,
    상기 바디부의 제1홈 내에는, 상기 방열판이 수용되고, 상기 바디부의 제2홈 내에는, 상기 리드단자가 수용되며,
    상기 바디부의 외면과 상기 바디부의 제1홈 내에 수용된 방열판의 외면은, 동일 평면상에 위치하고,
    상기 바디부의 외면과 상기 바디부의 제2홈 내에 수용된 리드단자의 외면은, 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판은 상기 발광다이오드칩에 전기적으로 연결되고 상기 발광다이오드칩에 양극 또는 음극 전하를 제공함을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드단자는,
    상기 발광다이오드칩에 양극 전하를 제공하는 양극 리드단자와, 상기 발광다이오드칩에 음극 전하를 제공하는 음극 리드단자를 포함하고,
    상기 양극 리드단자와 음극 리드단자는, 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  4. 제 3 항에 있어서
    상기 방열판은 상기 양극 또는 상기 음극 리드단자에 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  5. 제 4항에 있어서
    상기 방열판은,
    상기 양극 리드단자에 전기적으로 연결되는 제1방열판; 및
    상기 음극 리드단자에 전기적으로 연결되는 제2방열판을 포함함을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1방열판과 제2방열판은 상기 본체에서 서로 반대되는 면에 각각 구비됨을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 단자는,
    상기 발광 다이오드 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 본체의 바디부의 제2홈에 안착되어 상기 바디부의 측면 외관 일부를 형성하는 제1세그먼트(segment);
    상기 제1세그먼트의 끝단에서 상기 바디부의 중앙을 향해 절곡되고, 상기 제1세그먼트와 함께 상기 바디부의 모서리를 형성하는 제2세그먼트; 및
    상기 제2세그먼트의 끝단에서 상기 헤드부의 발광면을 향해 절곡되고 상기 제2세그먼트와 동일평면상에 구비되는 제3세그먼트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 백라이트 유닛에 있어서,
    적어도 하나의 홀을 포함하는 프레임;
    상기 프레임상에 배치되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되고, 발광 다이오드 칩이 구비되는 헤드부와, 상기 헤드부에 결합되어 제1홈 및 제2홈을 갖는 바디부를 포함하는 본체, 상기 발광다이오드칩에 전기적으로 연결되는 리드단자 및 상기 본체에 구비된 적어도 하나 이상의 방열판을 포함하는 발광 다이오드 패키지; 및
    상기 발광 다이오드 패키지 일측에 배치되는 도광판을 포함하고,
    상기 발광 다이오드 패키지는,
    상기 제1홈이, 상기 본체의 바디부의 중앙영역에 형성되고, 상기 제2홈이, 상기 본체의 바디부의 가장자리 영역에 형성되며,
    상기 바디부의 제1홈 내에, 상기 방열판이 수용되고, 상기 바디부의 제2홈 내에, 상기 리드단자가 수용되며,
    상기 바디부의 외면과 상기 바디부의 제1홈 내에 수용된 방열판의 외면이, 동일 평면상에 위치하고,
    상기 바디부의 외면과 상기 바디부의 제2홈 내에 수용된 리드단자의 외면이, 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 방열판은 상기 발광다이오드칩에 전기적으로 연결되고 상기 발광다이오드칩에 양극 또는 음극 전하를 제공함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 리드단자는,
    상기 발광다이오드칩에 양극 전하를 제공하는 양극 리드단자와, 상기 발광다이오드칩에 음극 전하를 제공하는 음극 리드단자를 포함하고,
    상기 양극 리드단자와 음극 리드단자는, 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 방열판은 상기 양극 또는 상기 음극 리드단자에 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 방열판은,
    상기 양극 리드단자에 전기적으로 연결되는 제1방열판;
    상기 음극 리드단자에 전기적으로 연결되는 제2방열판을 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 프레임의 홀은 상기 기판과 대응되는 위치에 형성됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 방열판은 상기 기판과 열전달 가능하도록 상기 기판에 접촉됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 기판에 대응되도록 형성되는 리세스(recess)를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 리세스는 상기 홀을 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 프레임의 사이에 구비되는 방열패드를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 방열패드는 상기 기판의 배면에 구비됨을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  25. 디스플레이 장치에 있어서,
    액정패널;
    상기 액정패널 배면에 배치되는 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛을 구동하는 구동부를 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    서피스(surface) 플레이트 및 적어도 하나의 홀이 형성된 바텀 플레이트를 포함하는 프레임;
    상기 바텀 플레이트 상면에 배치되는 기판;
    상기 기판 상면에 배치되며 발광 다이오드 칩이 구비되는 헤드부와, 상기 헤드부에 결합되어 제1홈 및 제2홈을 갖는 바디부를 포함하는 본체, 상기 발광다이오드칩에 전기적으로 연결되는 리드단자 및 상기 본체에 구비된 적어도 하나 이상의 방열판을 포함하는 발광 다이오드 패키지; 및
    상기 발광 다이오드 패키지의 측면에 배치되는 적어도 하나의 도광판을 포함하고,
    상기 발광 다이오드 패키지는,
    상기 제1홈이, 상기 본체의 바디부의 중앙영역에 형성되고, 상기 제2홈이, 상기 본체의 바디부의 가장자리 영역에 형성되며,
    상기 바디부의 제1홈 내에, 상기 방열판이 수용되고, 상기 바디부의 제2홈 내에, 상기 리드단자가 수용되며,
    상기 바디부의 외면과 상기 바디부의 제1홈 내에 수용된 방열판의 외면이, 동일 평면상에 위치하고,
    상기 바디부의 외면과 상기 바디부의 제2홈 내에 수용된 리드단자의 외면이, 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 방열판은 상기 발광다이오드칩에 전기적으로 연결되고 상기 발광다이오드칩에 양극 또는 음극 전하를 제공함을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 리드단자는,
    상기 발광다이오드칩에 양극 전하를 제공하는 양극 리드단자와, 상기 발광다이오드칩에 음극 전하를 제공하는 음극 리드단자를 포함하고,
    상기 양극 리드단자와 음극 리드단자는, 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 방열판은 상기 양극 또는 상기 음극 리드단자에 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 방열판은,
    상기 양극 리드단자에 전기적으로 연결되는 제1방열판과;
    상기 음극 리드단자에 전기적으로 연결되는 제2방열판;을 포함함을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 바텀 플레이트 배면에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 기판의 배면에 구비되어 상기 구동부와 연결되는 커넥터를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 바텀 플레이트에 형성된 홀에 대응되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  33. 제 25 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 바텀 플레이트에 형성된 홀을 통해서 상기 구동부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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