KR101757751B1 - 엘이디 어셈블리 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 광원으로 사용하는 LED어셈블리에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 LED의 양/음극 전극리드를 LED의 대각선에서 노출되도록 하여, 다수의 LED를 PCB 상에 실장하는 것이다.
이를 통해 PCB 상에 실장되는 다수의 LED의 사이간격을 줄일 수 있으므로, PCB 상에 더욱 많은 수의 LED를 실장 할 수 있어, 도광판의 입광부에서 암부가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 따라서, LED 무라(mura) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.

Description

엘이디 어셈블리 및 이를 포함하는 액정표시장치{LED assembly and liquid crystal display device using the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 광원으로 사용하는 LED어셈블리에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight)가 배치된다.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치의 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 그리고 서포트메인(30)과 커버버툼(50), 탑커버(40)로 구성된다.
액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다.
이러한 액정패널(10) 후방으로는 백라이트 유닛(20)이 구비된다.
백라이트 유닛(20)은 서포트메인(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 광원과, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25)과, 이러한 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트(21)를 포함한다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 가장자리가 사각테 형상의 서포트메인(30)으로 둘려진 상태로 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.
그리고 미설명부호 19a, 19b는 각각 액정패널(10)의 전 후면에 부착되어 빛의 편광방향을 제어하는 편광판을 나타낸다.
이때, 백라이트 유닛(20)의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescentt Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED, 이하 LED라 함) 등을 사용한다.
이중에서 특히, LED(29a)는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.
이에 따라, LED(29a)는 LED PCB(printed circuit board : 29b, 이하, PCB라 함)에 장착되어 LED 어셈블리(29)를 이루며, 이러한 LED 어셈블리(29)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 복수개의 LED(29a)로부터 출사되는 광이 도광판(23) 입광부와 대면되도록 한다.
따라서, LED(29a) 각각으로부터 출사된 광은 도광판(23)의 입광부로 입사된 후 그 내부에서 액정패널(10)을 향해 굴절되며, 반사판(25)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트(21)를 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(10)로 공급된다.
한편, 이러한 LED(29a)로부터 출사되는 빛은 일정한 지향각을 갖도록 출사된다.
이렇게 일정한 지향각을 갖도록 빛을 출사시키는 LED(29a)는 서로 이웃한 2 내지 3개의 LED(29a)로부터 발산된 빛을 서로 중첩 및 혼합된 후 도광판(23)으로 입사되는 과정에서, 도광판(23) 입광부에는 서로 이웃하는 LED(29a) 사이영역에 빛이 미치지 못하는 암부가 발생하게 된다.
이로 인하여, LED 무라(mura) 현상이 발생하게 되고, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질의 저하 문제를 야기시키게 된다.
이에, LED(29a)와 이에 인접한 LED(29a)와의 간격을 줄임으로써 이러한 문제점을 해소하고자 하나, 이는 LED(29a)가 실장되는 공간 부족으로 인하여 그 한계가 있다.
이러한 문제점은 액정표시장치를 고해상도 및 고휘도를 구현하고자 할시, 더욱 심화된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 한정된 공간 내에 보다 많은 LED를 실장하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
이를 통해, 액정표시장치의 휘도 불균일에 의한 표시품질의 저하문제를 방지하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 LED PCB 와; 상기 LED PCB의 길이방향을 따라 일정간격 이격하여 실장되며, 각각 서로 마주보는 두 가장자리에서 서로 대각선으로 각각 노출되는 양극 전극리드와 음극 전극리드를 포함하는 제 1및 제 2 LED를 포함하며, 상기 제 1및 제 2 LED는 상기 양극 전극리드와 상기 음극 전극리드의 노출된 길이의 합과 같거나 또는 작은 사이간격으로 이격되어 실장되는 LED 어셈블리를 제공한다.
이때, 상기 제 1 LED는 상기 양극 전극리드가 상기 제 1 LED의 중심부를 가로지르는 가상선을 기준으로 상기 제 1 LED의 일 가장자리의 우측으로 노출되며, 상기 제 1 LED에 이웃한 상기 제 2 LED는 상기 음극 전극리드가 상기 제 2 LED의 중심부를 가로지르는 가상선을 기준으로 상기 제 1 LED의 상기 일 가장자리와 마주보는 타 가장자리의 좌측으로 노출되어, 제 1 LED의 상기 양극 전극리드와 상기 제 2 LED의 상기 음극 전극리드는 서로 마주보며, 상기 제 1 및 제 2 LED는 각각 방열슬러그와; 상기 방열슬러그 상에 탑재된 LED칩과; 상기 방열슬러그 상에 위치하며, 상기 LED칩의 가장자리를 두르며 상향 돌출된 측벽이 마련된 케이스와; 상기 LED칩 상부에 위치하며 상기 측벽 내부에 채워지며, 형광체를 포함하는 투명수지를 포함한다.
그리고, 상기 LED칩은 청색LED칩이며, 상기 형광체는 황색형광체이며, 상기 LED칩은 UVLED칩이며, 상기 형광체는 적(R), 녹(G), 청색(B)의 형광체이다.
또한, 상기 LED칩은 R, G, B LED칩이며, 상기 양극 전극리드와 상기 음극 전극리드는 상기 R, G, B LED칩 각각에 대응되어 노출된다.
또한, 본 발명은 LED PCB 와; 상기 LED PCB의 길이방향을 따라 일정간격 이격하여 실장되며, 각각 서로 마주보는 두 가장자리에서 서로 대각선으로 각각 노출되는 양극 전극리드와 음극 전극리드를 포함하는 제 1및 제 2 LED를 포함하며, 상기 제 1및 제 2 LED는 상기 양극 전극리드와 상기 음극 전극리드의 노출된 길이의 합과 같거나 또는 작은 사이간격으로 이격되어 실장되는 LED 어셈블리와; 상기 LED 어셈블리와, 상기 LED 어셈블리 상에 안착되는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛 상에 안착되는 액정패널과; 상기 백라이트 유닛 및 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인과; 상기 서포트메인 배면과 밀착되어 구성되는 커버버툼과; 상기 액정패널 가장자리를 테두리하며 상기 서포트메인 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 제 1 LED는 상기 양극 전극리드가 상기 제 1 LED의 중심부를 가로지르는 가상선을 기준으로 상기 제 1 LED의 일 가장자리의 우측으로 노출되며, 상기 제 1 LED에 이웃한 상기 제 2 LED는 상기 음극 전극리드가 상기 제 2 LED의 중심부를 가로지르는 가상선을 기준으로 상기 제 1 LED의 상기 일 가장자리와 마주보는 타 가장자리의 좌측으로 노출되어, 제 1 LED의 상기 양극 전극리드와 상기 제 2 LED의 상기 음극 전극리드는 서로 마주보며, 상기 제 1 및 제 2 LED는 각각 방열슬러그와; 상기 방열슬러그 상에 탑재된 LED칩과; 상기 방열슬러그 상에 위치하며, 상기 LED칩의 가장자리를 두르며 상향 돌출된 측벽이 마련된 케이스와; 상기 LED칩 상부에 위치하며 상기 측벽 내부에 채워지며, 형광체를 포함하는 투명수지를 포함한다.
그리고, 상기 LED 어셈블리와 동일 평면 상에 위치하며, 상기 광학시트의 하부에 도광판을 포함한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 LED의 양/음극 전극리드를 LED의 대각선에서 노출되도록 하여, 다수의 LED를 PCB 상에 실장함으로써, PCB 상에 실장되는 다수의 LED의 사이간격을 줄일 수 있으므로, PCB 상에 더욱 많은 수의 LED를 실장 할 수 있는 효과가 있다.
이를 통해, 도광판의 입광부에서 암부가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 따라서, LED 무라(mura) 현상이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질이 저하되는 문제점을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 LED를 광원으로 사용한 액정표시장치모듈의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도.
도 3은 도 2의 LED의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도.
도 5a ~ 5b는 PCB 상에 기존의 LED가 실장된 모습과 본 발명의 실시예에 따라 LED가 실장된 모습을 비교하기 위해 도시한 평면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 서포트메인(130), 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
먼저 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)을 포함한다.
이때, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 명확하게 나타내지는 않았지만 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112)의 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(thin film transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.
이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 게이트 및 데이터 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130) 측면 내지는 커버버툼(150)의 배면으로 젖혀 밀착된다.
아울러 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 액정패널(110)의 두 기판(112, 114)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 양 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern)이 형성된다.
이때, 제 1 및 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 각각 편광판(미도시)이 부착된다.
이러한 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에는 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)의 적어도 일 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED 어셈블리(200)와, 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(121)를 포함한다.
앞서 말한 LED 어셈블리(200)는 백라이트 유닛(120)의 광원으로서, 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어셈블리(200)는 다수개의 LED(210)와, 다수개의 LED(210)가 일정 간격 이격하여 장착되는 PCB(220)를 포함한다.
이때, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 기존과 동일한 PCB(220)의 길이를 가짐에도, 보다 많은 수의 LED(210)가 PCB (200)상에 실장되는 것을 특징으로 한다.
이는 서로 이웃하는 LED(210)의 서로 마주보는 면에 형성된 양/음극 전극리드(미도시)가 LED(210)의 중심을 기준으로 서로 어긋나게 형성되기 때문이다.
이를 통해, LED (210)간의 사이간격을 줄일 수 있어, 보다 많은 수의 LED(210)를 PCB (220)상에 실장 할 수 있다.
따라서, LED 무라가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
다수의 LED(210)로부터 출사되는 빛이 입사되는 도광판(123)은 LED(210)로부터 입사된 빛이 여러번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정패널(110)에 면광원을 제공한다.
이러한 도광판(123)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다.
여기서, 패턴은 도광판(123) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(123)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성한다.
반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
도광판(123) 상부의 다수의 광학시트(121)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(123)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 가장자리 및 측면을 덮도록 구성한다.
여기서, 탑커버(140)는 액정패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이“ㄱ”형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하여 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼(150)은 수평면과 이의 가장자리가 수직 절곡된 가장자리부로 이루어진다.
그리고, 이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 일 가장자리가 개구된 사각의 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140)와 커버버툼(150)과 결합된다.
이때, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 LED 어셈블리(200)의 PCB(220) 상에 보다 많은 수의 LED(210)를 실장 할 수 있다.
이를 통해, 서로 이웃하는 LED (210)사이에서 빛이 서로 중첩 및 혼합되지 않아 도광판(123)으로 입사되는 과정에서 도광판(123)의 입광부에서 암부가 발생하는 것을 방지할 수 있어, LED 무라(mura) 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질이 저하되는 문제점을 방지하게 된다.
도 3은 도 2의 LED의 사시도이다.
도시한 바와 같이, LED(210)는 광을 발하는 LED칩(211)이 방열슬러그(213) 상에 안착되는데, 방열슬러그(213)는 LED칩(211)의 발광 시에 수반되는 고온의 열을 외부로 전도 배출하는 부분으로서 금속으로 이루어진다.
이러한 방열슬러그(213)는 하우징(housing)역할의 케이스(215)에 의해 둘러지며, 케이스(215)에는 LED칩(211)과 와이어(214) 등을 통해서 전기적으로 연결된 한쌍의 양/음극 전극리드(217a, 217b)가 마련되어 케이스(215) 외부로 노출되어 있다.
이때, LED칩(211)의 발광을 위한 전원(+)과 접지전원(-)을 공급하는 전류공급수단(미도시)이 외부에 마련되어, 양/음극 전극리드(217a, 217b)와 전기적으로 연결된다.
그리고, 케이스(215)는 방열슬러그(213)의 측면을 따라 높게 상향 돌출된 측벽(215a)을 갖도록 구성되며, 측벽(215a)의 내측면은 반사면을 이룬다.
이러한 측벽(215a)은 LED칩(211)으로부터 측방으로 출사되는 광을 차단하거나 전방으로 반사시키는 역할을 하는 동시에, 내부에 투명수지(212)가 충진되는 영역을 형성하게 된다.
즉, LED칩(211)을 둘러싸도록 형성되는 측벽(215a)에 의해 LED칩(211)의 상부에 수납공간이 정의되며, 이러한 수납공간에 투명수지(212)가 채워져 LED(210)의 주출사광의 각도를 제어하게 된다.
이때, 투명수지(212)는 형광체(미도시)가 포함된 것으로, 형광체(미도시)를 투명한 에폭시 수지(미도시) 또는 실리콘수지(미도시)와 일정비율로 혼합한 것을 사용할 수 있다.
이에, LED칩(211)으로 한쌍의 양극 및 음극리드(217a, 217b)를 통해 전원(+)과 접지전원(-)이 공급되면, LED칩(211)은 발광하게 되고, 이렇게 LED칩(211)으로부터 방출되는 광의 일부는 투명수지(212)의 형광체(미도시)를 여기시켜, 형광체(미도시)에 의해 발광된 광과 혼합되어 백색광을 발하게 되고, 백색광은 LED(210)의 외부로 출사하게 된다.
여기서, 한쌍의 양/음극 전극리드(217a, 217b)는 LED(210)의 서로 마주보는 두 가장자리에서 케이스(215)의 외부로 노출되어 있는데, 이때, 양/음극 전극리드(217a, 217b)는 서로 어긋나게 위치하는 것을 특징으로 한다.
즉, 양극 전극리드(217a)는 LED(210)의 케이스(215)의 일 가장자리로 노출되는데, 이때, 양극 전극리드(217a)는 케이스(215)의 일 가장자리의 좌측으로 노출된다.
그리고, 음극 전극리드(217b)는 양극 전극리드(217a)가 노출된 LED(210)의 케이스(215)의 일 가장자리의 반대측인 타 가장자리로 노출되는데, 이때 음극 전극리드(217b)는 타 가장자리의 우측으로 노출되어, 양극 전극리드(217a)와 음극 전극리드(217b)는 LED(210)의 대각선에 위치하는 것이다.
이때, 양/음극 전극리드(217a, 217b)는 LED(210)의 중심부를 가로지르는 가상선(CL)을 기준으로 서로 어긋나게 위치하도록 하는 것이 가장 바람직하다.
따라서, 본 발명의 LED(210)는 LED(210)와 이웃하여 위치하는 LED(210)와의 사이간격을 줄일 수 있다. 이를 통해, PCB(도 3의 220) 상에 더욱 많은 수의 LED(210)를 실장 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도시한 바와 같이, LED 어셈블리(200)는 다수개의 LED(210)와, 다수개의 LED(210a, 210b)가 일정 간격 이격하여 표면실장기술(surface mount technology : SMT)에 의해 장착되는 PCB(220)를 포함한다.
이때, 다수의 LED(210a, 210b)는 PCB(220) 상에 형성된 전원배선(미도시)을 통해 각각 직렬로 연결되어 전원을 공급받는다.
여기서, 다수의 LED(210a, 210b)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 갖는 빛을 발하며, 이러한 다수개의 RGB LED(210a, 210b)를 한꺼번에 점등시킴으로써 색섞임에 의한 백색광을 구현할 수 있다.
한편, 백색광을 구현하는 LED(210a, 210b)는 청색 LED칩(도 3의 211)과 황색형광체로 이루어질 수 있으며, 황색형광체는 530 ~ 570nm파장을 주파장으로 하는 세륨(Ce)이 도핑된 이트륨(Y) 알루미늄(Al) 가넷인 YAG:Ce(T3Al5O12:Ce)계열 형광체를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, LED칩(도 3의 211)을 UVLED칩을 사용할 수도 있는데, UVLED칩을 사용할 경우 형광체(미도시)는 적(R), 녹(G), 청색(B)의 삼색의 형광체로 이루어지며, 적(R), 녹(G), 청색(B)의 형광체(미도시)의 배합비를 조절함으로써 발광색을 선택할 수 있다.
이때, 적색(R)의 형광체는 611nm 파장을 주파장으로 하는 산화이트륨(Y2O3)과 유로피움(EU)의 화합물로 이루어진 YOX(Y2O3:EU)계열 형광체이며, 녹색(G)의 형광체는 544nm 파장을 주파장으로 하는 인산(Po4)과 란탄(La)과 테르븀(Tb)의 화합물인 LAP(LaPo4:Ce,Tb)계열 형광체이며, 청색(B)의 형광체는 450nm 파장을 주파장으로 하는 바륨(Ba)과 마그네슘(Mg)과 산화알루미늄 계열의 물질과 유로피움(EU)의 화합물인 BAM blue(BaMgAl10O17:EU)계열 형광체를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서 주파장이란 적(R), 녹(G), 청색(B) 각각에서 가장 높은 휘도를 발생하는 파장을 그 형광체의 주 파장이라고 한다.
한편, RGB의 색을 모두 발하는 LED칩(도 3의 211)이 구성된 LED(210a, 210b)를 사용하여, 각각의 LED(210a, 210b)에서 백색광이 구현되도록 할 수도 있으며, 또는 백색을 발하는 칩을 포함하여 완전한 백색을 발하는 LED(210a, 210b)를 사용할 수도 있다.
이때, LED(210a, 210b)가 RGB의 색을 모두 발하는 LED칩(도 3의 211)이 구성될 경우, 각각의 LED(210a, 210b)는 양/음극 전극리드(217a, 217b)가 각 RGB의 색을 발하는 LED칩(미도시)에 각각 대응되어 형성될 수 있다.
즉, 하나의 LED(210a, 210b)에서 양/음극 전극리드(217a, 217b)가 각각 3개씩 구비되는 것이다.
PCB(220)는 금속배선(미도시)이 형성된 전원배선층(225), 절연층(223) 및 PCB베이스(221)로 이루어지는데, PCB베이스(221)는 전원배선층(225) 및 절연층(223)과 다른 구성부들을 그 상층으로 실장시켜 지지하고, 다수의 LED(210a, 210b)로부터 발생되는 열을 저면측으로 방출시키는 역할을 한다.
이러한 PCB베이스(221)는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 열전도율이 높은 금속으로 형성되거나, 열전달물질이 도포되어 열방출 기능을 향상시킬 수 있다.
또는, PCB베이스(221) 배면에는 히트싱크와 같은 방열판(미도시)을 마련하여 각각의 LED(210a, 210b)로부터 열을 전달받아 보다 효율적으로 외부로 방출할 수 있도록 할 수 있다.
PCB베이스(221)의 상부에 도전성 물질이 패터닝되어 형성되는 다수의 금속배선(미도시)들을 포함하는 전원배선층(225)이 형성되어 있으며, PCB베이스(221)와 전원배선층(225) 사이에는 절연층(223)이 위치하여 PCB베이스(221)와 금속배선(미도시) 사이를 전기적으로 절연시킨다.
이러한 PCB(220)상에 다수의 LED(210a, 210b)가 일정간격 이격하여 직렬 배열되고, PCB(220) 상의 전원배선층(225)의 금속배선(미도시)과 LED(210a, 210b)의 한쌍의 양/음극 전극리드(217a, 217b)가 전기적으로 연결되어 있다.
이때, 서로 이웃하는 LED(210a, 210b)의 각 한쌍의 양/음극 전극리드(217a, 217b)는 서로 접촉되지 않도록 형성되어, 각각의 LED(210a, 210b)는 양/음극 전극리드(217a, 217b)를 통해 각각 전원(+)과 접지전원(-)이 공급되어, 각각의 LED(210a, 210b)는 발광하게 된다.
이러한 각각의 LED는 PCB의 전원배선층에 형성된 전원배선에 전기적으로 연결되도록 본 발명의 다수의 LED(210a, 210b)는 한쌍의 양/음극 전극리드(217a, 217b)가 각 LED(210a, 210b)의 서로 마주보는 두 가장자리에서 외부로 노출된다.
이때, 두 가장자리로 노출되는 한쌍의 양/음극 전극리드(217a, 217b)는 각 LED(210a, 210b)의 중심부를 가로지르는 가상선(도 3의 CL)을 기준으로 서로 어긋나게 위치한다.
따라서, 서로 이웃하는 LED(210a, 210b)의 서로 마주보는 방향으로 각각 한쌍의 양/음극 전극리드(217a, 217b)가 서로를 향해 노출됨에 있어서, 서로 이웃하는 LED(210a, 210b)로부터 각각 노출된 양/음극 전극리드(217a, 217b) 또한 LED(210a, 210b)의 중심부를 가로지르는 가상선(도 3의 CL)을 기준으로 서로 어긋나게 위치하게 된다.
즉, 제 1 LED(210a)의 양극 전극리드(217b)는 제 1 LED(210a)의 중심부를 가로지르는 가상선(도 3의 CL)을 기준으로 제 1 LED(210a)의 일 가장자리의 우측으로 노출되며, 제 1 LED(210a)에 이웃한 제 2 LED(210b)의 음극 전극리드(217a)는 제 1 LED(210a)의 일 가장자리와 마주보는 타 가장자리의 제 2 LED(210b)의 중심부를 가로지르는 가상선(도 3의 CL)을 기준으로 좌측으로 노출되는 것이다.
따라서, 각각의 LED(210a, 210b)는 한쌍의 양/음극 전극리드(217a, 217b)가 케이스(도 3의 215)의 외부로 노출됨에도, 서로 이웃하는 LED(210a, 210b)는 서로의 전극리드(217a, 217b)가 접촉되지 않으면서도 사이간격을 줄일 수 있다.
이에, 본 발명의 LED 어셈블리(200)는 PCB(220) 상에 보다 많은 수의 LED(210a, 210b)를 실장 할 수 있어, 이를 통해, 서로 이웃하는 LED(210a, 210b) 사이에서 빛이 서로 중첩 및 혼합되지 않아 도광판(도 2의 123)으로 입사되는 과정에서 도광판(도 2의 123)의 입광부에서 암부가 발생하는 것을 방지할 수 있어, LED 무라(mura) 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질이 저하되는 문제점을 방지하게 된다.
이를 도 5a와 도 5b를 통해 기존과 비교하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 5a ~ 5b는 PCB 상에 기존의 LED가 실장된 모습과 본 발명의 실시예에 따라 LED가 실장된 모습을 비교하기 위해 도시한 평면도이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, PCB(230) 상에 LED(210)가 실장되는데, 이때, 다수의 LED(210)는 LED(210) 각각으로부터 노출되는 양/음극 전극리드(217a, 217b)가 서로 접촉하지 않도록 적어도 H1 만큼 이격하여 실장되어야 한다.
따라서, 서로 이웃하는 LED(210) 사이간격인 H1은 서로 이웃하는 LED(210)로부터 서로 마주보는 방향으로 노출되는 양/음극 전극리드(217a, 217b)의 합한 길이(d1+d2)에 비해 더욱 넓게 형성된다. (H1 > d1 + d2)
이에 반해, 도 5b에 도시한 바와 같이 각 LED(210)의 양/음극 전극리드(217a, 217b)를 LED(210)의 대각선에서 노출되도록 함으로써, PCB(220) 상에 실장되는 다수의 LED(210) 는 각각의 양/음극 전극리드(217a, 217b)가 서로 접촉하지 않으면서도 H1에 비해 훨씬 좁은 H2 만큼만 이격하여 실장 할 수 있다.
여기서, 서로 이웃하는 LED(210)의 사이간격인 H2는 각 LED(210)로부터 노출된 양/음극 전극리드(217a, 217b)의 합한 길이 즉, d1+d2와 동일할 수 있으며, 또는 d1+d2에 비해 작을 수 있다. (H1 ≤ d1 + d2)
이와 같이, PCB(220) 상에 실장되는 다수의 LED(210)의 사이간격을 줄일 수 있으므로, PCB(220) 상에 더욱 많은 수의 LED(210)를 실장 할 수 있는 것이다.
이를 통해, 서로 이웃하는 LED(210) 사이에서 빛이 서로 중첩 및 혼합되지 않아 도광판(도 2의 123)으로 입사되는 과정에서 도광판(도 2의 123)의 입광부에서 암부가 발생하는 것을 방지할 수 있어, LED 무라(mura) 현상이 발생하는 것을 방지하게 되며, 나아가 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질이 저하되는 문제점을 방지하게 된다.
이상의 설명에서 편의상 본 발명에 따른 LED 어셈블리(도 4의 200)가 활용될 수 있는 액정표시장치로써 사이드라이트 방식을 예로 들었지만, 이는 직하 방식에도 적용될 수 있으며, 이 같은 경우 도 2에서 도광판(도 2의 123)을 삭제하고 반사판(도 2의 125) 상에 본 발명의 실시예에 따른 LED 어셈블리(도 4의 200)를 다수개 구비할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
200 : LED 어셈블리, 210a, 210b : 제 1 및 제 2 LED
217a, 217b : 양/음극 전극리드
220 : PCB(221 : PCB베이스, 223 : 절연층, 225 : 전원배선층)
CL : 가상선

Claims (11)

  1. LED PCB 와;
    상기 LED PCB의 길이방향을 따라 일정간격 이격하여 실장되며, 각각 서로 마주보는 두 가장자리에서 서로 대각선으로 각각 노출되는 양극 전극리드와 음극 전극리드를 포함하는 제 1및 제 2 LED
    를 포함하며, 상기 제 1및 제 2 LED는 상기 양극 전극리드와 상기 음극 전극리드의 노출된 길이의 합보다 작은 사이간격으로 이격되어 실장되는 LED 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 LED는 상기 양극 전극리드가 상기 제 1 LED의 중심부를 가로지르는 가상선을 기준으로 상기 제 1 LED의 일 가장자리의 우측으로 노출되며, 상기 제 1 LED에 이웃한 상기 제 2 LED는 상기 음극 전극리드가 상기 제 2 LED의 중심부를 가로지르는 가상선을 기준으로 상기 제 1 LED의 상기 일 가장자리와 마주보는 타 가장자리의 좌측으로 노출되어, 제 1 LED의 상기 양극 전극리드와 상기 제 2 LED의 상기 음극 전극리드는 서로 마주보는 LED어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 LED는 각각 방열슬러그와; 상기 방열슬러그 상에 탑재된 LED칩과; 상기 방열슬러그 상에 위치하며, 상기 LED칩의 가장자리를 두르며 상향 돌출된 측벽이 마련된 케이스와; 상기 LED칩 상부에 위치하며 상기 측벽 내부에 채워지며, 형광체를 포함하는 투명수지를 포함하는 LED어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED칩은 청색LED칩이며, 상기 형광체는 황색형광체인 LED어셈블리.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED칩은 UVLED칩이며, 상기 형광체는 적(R), 녹(G), 청색(B)의 형광체인 LED어셈블리.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 LED칩은 R, G, B LED칩인 LED어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 양극 전극리드와 상기 음극 전극리드는 상기 R, G, B LED칩 각각에 대응되어 노출되는 LED어셈블리.
  8. LED PCB 와; 상기 LED PCB의 길이방향을 따라 일정간격 이격하여 실장되며, 각각 서로 마주보는 두 가장자리에서 서로 대각선으로 각각 노출되는 양극 전극리드와 음극 전극리드를 포함하는 제 1 및 제 2 LED를 포함하며, 상기 제 1및 제 2 LED는 상기 양극 전극리드와 상기 음극 전극리드의 노출된 길이의 합보다 작은 사이간격으로 이격되어 실장되는 LED 어셈블리와;
    상기 LED 어셈블리와, 상기 LED 어셈블리 상에 안착되는 광학시트를 포함하는 백라이트 유닛과;
    상기 백라이트 유닛 상에 안착되는 액정패널과;
    상기 백라이트 유닛 및 상기 액정패널의 가장자리를 두르는 서포트메인과;
    상기 서포트메인 배면과 밀착되어 구성되는 커버버툼과;
    상기 액정패널 가장자리를 테두리하며 상기 서포트메인 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버
    를 포함하는 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 LED는 상기 양극 전극리드가 상기 제 1 LED의 중심부를 가로지르는 가상선을 기준으로 상기 제 1 LED의 일 가장자리의 우측으로 노출되며, 상기 제 1 LED에 이웃한 상기 제 2 LED는 상기 음극 전극리드가 상기 제 2 LED의 중심부를 가로지르는 가상선을 기준으로 상기 제 1 LED의 상기 일 가장자리와 마주보는 타 가장자리의 좌측으로 노출되어, 제 1 LED의 상기 양극 전극리드와 상기 제 2 LED의 상기 음극 전극리드는 서로 마주보는 액정표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 LED는 각각 방열슬러그와; 상기 방열슬러그 상에 탑재된 LED칩과; 상기 방열슬러그 상에 위치하며, 상기 LED칩의 가장자리를 두르며 상향 돌출된 측벽이 마련된 케이스와; 상기 LED칩 상부에 위치하며 상기 측벽 내부에 채워지며, 형광체를 포함하는 투명수지를 포함하는 액정표시장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 LED 어셈블리와 동일 평면 상에 위치하며, 상기 광학시트의 하부에 도광판을 포함하는 액정표시장치.
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