KR102074721B1 - 발광다이오드 패키지 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

발광다이오드 패키지 및 이를 이용한 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로서, 특히, 판 형태의 제1리드 프레임과 제2리드 프레임이, 서로 평행한 상태로 돌출되어 있는, 발광다이오드 패키지 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는, 발광다이오드칩; 제1측에는 상기 발광다이오드칩이 장착되며, 제2측은 평판 형태로 형성되어 있는 제1리드 프레임; 제1측은 상기 제1리드 프레임의 상기 제1측과 나란하게 배치되며, 제2측은 상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과 나란하게 배치되어 있는 제2리드 프레임; 및 상기 발광다이오드칩, 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임을 감싸고 있는 몰드를 포함하며, 상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과, 상기 제2리드 프레임의 상기 제2측은 상기 몰드로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

발광다이오드 패키지 및 이를 이용한 액정표시장치{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것으로서, 특히, 리드 프레임들의 돌출 형태가 변경된, 발광다이오드 패키지 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.
휴대전화, 테블릿PC, 노트북 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 평판표시장치(FPD : Flat Panel Display)가 이용되고 있다. 평판표시장치에는, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP : Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED : Organic Light Emitting Display Device) 등이 있으며, 최근에는 전기영동표시장치(EPD : ELECTROPHORETIC DISPLAY)도 널리 이용되고 있다.
평판표시장치(이하, 간단히 '표시장치'라 함)들 중에서, 액정표시장치는 양산화 기술, 구동 수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 장점으로 인하여 현재 가장 널리 상용화되고 있다.
액정표시장치는 자체 발광소자가 아니기 때문에 액정패널의 하부에 백라이트 유닛을 마련하여 백라이트 유닛으로부터 출력된 광을 이용하여 화상을 표시한다.
백라이트 유닛은 광원의 배열 방법에 따라 측광형(Edge Type)과 직하형(Direct Type)으로 구분될 수 있다.
한편, 상기한 바와 같은 백라이트 유닛의 광원으로는 외부전극형광램프(EEFL), 냉음극형광램프(CCFL), 발광다이오드(LED) 등이 이용될 수 있으나, 최근에는 발광다이오드(LED)의 이용이 증대되고 있다.
또한, 액정표시장치와 같은 디스플레이장치 이외에도 발광다이오드는 패키지 형태로 구성되어 광원이 요구되는 각종 장치에 이용되고 있다.
발광다이오드(LED)는, 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 광원을 구성함으로써, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다. 최근, 비약적인 반도체 기술의 발전에 힘입어, 발광다이오드는 저휘도의 범용제품에서 탈피하여, 고휘도, 고품질의 제품 생산이 가능해졌으며, 표면실장(Surface mounting device) 형태의 발광다이오드 패키지 상태로 이용되고 있다. 이 경우, 상기 발광다이오드(LED)는 발광다이오드 칩 형태로 상기 발광다이오드 패키지에 장착된다.
도 1은 종래의 발광다이오드 패키지의 단면을 나타낸 예시도이고, 도 2는 종래의 발광다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 장착되어 있는 상태를 나타낸 일실시예 사시도이며, 도 3은 종래의 발광다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 장착되어 있는 상태를 나타낸 일실시예 평면도이다.
종래의 발광다이오드 패키지(60)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광다이오드칩(10), 상기 발광다이오드칩(10)이 부착되는 제1리드 프레임(Lead Frame)(20), 제2리드 프레임(30), 상기 구성요소들을 감싸고 있는 몰드(40)를 포함한다.
상기 발광다이오드칩(10)은, 백색광을 출력하도록 구성될 수 있다. 그러나, 상기 발광다이오드칩(10)은, 청색광을 출력하는 청색발광다이오드칩 또는 녹색광을 출력하는 녹색발광다이오드칩 또는 적색광을 출력하는 적색발광다이오드칩으로 구성될 수도 있다.
이 경우, 상기 발광다이오드 패키지(60)는, 상기 발광다이오드칩(10)이, 상기 청색광 또는 상기 녹색광 또는 상기 적색광을 상기 백색광으로 변환시키는 투명형광물질로 커버된 상태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드칩(10)이, 상기 청색광 또는 상기 녹색광 또는 상기 적색광을 출력하는 경우에, 상기 발광다이오드 패키지(60)의 전면에는, 상기 청색광 또는 상기 녹색광 또는 상기 적색광을 상기 백색광으로 변환시키는 광변환부가 배치될 수 있다. 상기 광변환부로는, Quantum Dot Rail Bar가 이용될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(20)은 상기 발광다이오드칩(10)을 지지하는 한편, 상기 발광다이오드칩(10)에 제1전원을 공급하는 기능을 수행한다. 상기 제2리드 프레임(20)은 상기 발광다이오드칩(10)에 제2전원을 공급하는 기능을 수행한다.
즉, 상기 발광다이오드칩(10)은 상기 제1리드 프레임(20)으로부터 공급되는 상기 제1전원 및 상기 제2리드 프레임(30)으로부터 공급되는 상기 제2전원을 이용하여 광을 출력한다.
또한, 상기 제1리드 프레임(20) 및 상기 제2리드 프레임(30)은, 상기 발광다이오드칩(10)으로부터 발생된 열을, 상기 발광다이오드 패키지(60)의 외부로 방출시키는 기능을 수행할 수도 있다.
상기 몰드(40)는, 상기 발광다이오드칩(10), 상기 제1리드 프레임(20) 및 상기 제2리드 프레임(30)을 실장하여, 상기 발광다이오드 패키지의 전체적인 외관을 형성한다.
상기한 바와 같이 구성된 종래의 발광다이오드 패키지(60)는, 솔더(Solder, 땜납)를 이용하여, 인쇄회로기판(70)에 전기적으로 연결된다.
특히, 액정표시장치의 백라이트 유닛에 적용되는 상기 인쇄회로기판(70)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 발광다이오드 패키지(60)들이 장착되어 이용되고 있다.
이 경우, 상기 발광다이오드 패키지(60)들은, 상기 솔더에 의해 개별적으로 상기 인쇄회로기판(70)에 장착되기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광다이오드 패키지(60)들이, 상기 인쇄회로기판(70)의 정중앙선(K3)에 나란하게 배치되지 않을 수도 있다.
즉, 상기 발광다이오드 패키지(60)들이, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(70)에 일렬로 배치되는 경우, 상기 발광다이오드 패키지(60)들이 상기 인쇄회로기판(70)의 정중앙선(K3)으로부터 조금씩 어긋난 형태로 배치될 수 있다.
상기 발광다이오드 패키지(60)들이, 상기 정중앙선(K3)으로부터 조금씩 기울어진 상태로 상기 인쇄회로기판(70)에 배치되는 경우, 도광판으로 입광되는 광의 양이, 각 발광다이오드 패키지(60) 별로 다를 수 있으며, 이 경우, 액정표시장치에서는, 핫 스팟(Hot Spot)과 같은 불량이 나타날 수 있다.
또한, 종래의 발광다이오드 패키지(60)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광다이오드 패키지(60)의 저면이, 상기 인쇄회로기판(70)에 부착된 상태로 이용되고 있기 때문에, 상기 인쇄회로기판(70)의 폭(K1)은, 상기 발광다이오드 패키지(60)의 폭(K2)보다 크게 형성되어야 한다.
이러한 구조는, 액정표시장치의 슬림화에 장애가 되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 판 형태의 제1리드 프레임과 제2리드 프레임이, 서로 평행한 상태로 돌출되어 있는, 발광다이오드 패키지 및 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는, 발광다이오드칩; 제1측에는 상기 발광다이오드칩이 장착되며, 제2측은 평판 형태로 형성되어 있는 제1리드 프레임; 제1측은 상기 제1리드 프레임의 상기 제1측과 나란하게 배치되며, 제2측은 상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과 나란하게 배치되어 있는 제2리드 프레임; 및 상기 발광다이오드칩, 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임을 감싸고 있는 몰드를 포함하며, 상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과, 상기 제2리드 프레임의 상기 제2측은 상기 몰드로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 커버보텀; 적어도 하나 이상의 발광다이오드 패키지와 상기 발광다이오드 패키지가 장착되어 있는 인쇄회로기판을 포함하는 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛의 상단에 배치되어 화상을 출력하는 액정패널; 및 상기 커버보텀에 배치되어, 상기 백라이트 유닛을 가이드하며, 상기 액정패널을 지지하는 가이드 패널을 포함하며, 상기 발광다이오드 패키지는, 발광다이오드칩; 제1측에는 상기 발광다이오드칩이 장착되며, 제2측은 평판 형태로 형성되어 있는 제1리드 프레임; 제1측은 상기 제1리드 프레임의 상기 제1측과 나란하게 배치되며, 제2측은 상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과 나란하게 배치되어 있는 제2리드 프레임; 및 상기 발광다이오드칩, 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임을 감싸고 있는 몰드를 포함하며, 상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과, 상기 제2리드 프레임의 상기 제2측은 상기 몰드로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 발광다이오드 패키지들이 비틀어짐 없이, 인쇄회로기판에 일렬로 나란하게 정렬될 수 있다. 따라서, 발광다이오드 패키지들 각각으로부터 출력되는 광이 일정한 방향으로 진행되어, 도광판으로 유입될 수 있기 때문에, 핫 스팟(Hot Spot)과 같은 불량이 감소될 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 액정표시장치의 슬림화가 가능하다.
도 1은 종래의 발광다이오드 패키지의 단면을 나타낸 예시도.
도 2는 종래의 발광다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 장착되어 있는 상태를 나타낸 일실시예 사시도.
도 3은 종래의 발광다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 장착되어 있는 상태를 나타낸 일실시예 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸 일실시예 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지를 구성하는 제1리드 프레임과 제2리드 프레임의 구조를 나타낸 일실시예 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지의 측면의 단면을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지를 나타낸 일실시예 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 장착되어 있는 상태를 나타낸 사시도.
도 9는 도 8 도시된 발광다이오드 패키지와 인쇄회로기판의 단면을 나타낸 예시도.
도 10은 도 8에 도시된 발광다이오드 패키지와 인쇄회로기판을 D방향에서 바라본 정면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸 일실시예 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 커버보텀(cover bottom)(150), 적어도 하나 이상의 발광다이오드 패키지(220)와 상기 발광다이오드 패키지(220)가 장착되어 있는 인쇄회로기판(240)을 포함하는 백라이트 유닛(200), 상기 백라이트 유닛(200)의 상단에 배치되어 화상을 출력하는 액정패널(130), 상기 커버보텀(150)에 배치되어, 상기 백라이트 유닛(200)을 가이드하며, 상기 액정패널(130)을 지지하는 가이드 패널(120), 상기 액정패널(130)의 전면 방향에서 상기 커버보텀(150)과 체결되는 탑케이스(140) 및 상기 백라이트 유닛(200)의 상단과 상기 액정패널(130)의 하단 사이에 배치되어 있는 광학시트부(160)를 포함한다.
우선, 상기 백라이트 유닛(200)은, 도광판(210), 상기 도광판(210)의 측면에 배치되는 발광다이오드 패키지(220)들, 상기 발광다이오드 패키지(220)들을 지지하며 상기 발광다이오드 패키지(220)들과 연결되어 있는 회로들이 형성되어 있는 인쇄회로기판(240) 및 상기 도광판(210) 하단에 배치되는 반사판(280)을 포함한다.
첫째, 상기 도광판(Light Guide Panel)(210)은, 상기 발광다이오드 패키지(220)로부터 출력되어 입사되는 광을 산란 및 반사시켜, 상기 도광판(LGP)(210) 상단에 배치되는 상기 광학시트부(160)로 전송하는 기능을 수행한다.
상기 도광판(210)은 PMMA(Polymethylmethacrylate)와 같은 플라스틱(Plastic) 또는 수지(Resin) 등의 재질로 형성될 수 있다.
상기 도광판(210)은 상기 가이드 패널(120)에 의해 가이드 되어, 상기 커버보텀(150)에 장착된다.
둘째, 상기 발광다이오드 패키지(220)는, 상기 도광판(210)을 통해 상기 액정패널(130)로 광을 입사시키기 위한 것으로서, 적어도 하나 이상의 발광다이오드칩(LED Chip)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광다이오드 패키지(220)는, 상기 발광다이오드칩(LED Chip)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 발광다이오드 패키지(220)는, 판 형태의 제1리드 프레임과 제2리드 프레임이, 서로 평행한 상태로 돌출되어 있다는 특징을 가지고 있다.
이 경우, 상기 인쇄회로기판(240)은, 상기 발광다이오드 패키지(220)의 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임의 사이로 삽입되며, 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임은, 상기 인쇄회로기판(240)의 전면과 배면 각각에, 전기적으로 연결된다.
상기 발광다이오드 패키지(220)의 구성에 대해서는, 도 5 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명된다.
셋째, 상기 인쇄회로기판(240)은, 상기 발광다이오드 패키지(220)들을 지지하고 있으며, 상기 인쇄회로기판(240)에는, 상기 발광다이오드 패키지(220)들과 연결되어 있는 회로들이 형성되어 있다.
상기 인쇄회로기판(240)은, 상기한 바와 같이, 상기 발광다이오드 패키지(220)의 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임의 사이로 삽입되며, 상기 제1리드 프레임과 밀착되는 상기 인쇄회로기판(240)의 전면과, 상기 제2리드 프레임과 밀착되는 상기 인쇄회로기판(240)의 배면에는, 상기 발광다이오드 패키지(220)로 전원을 공급하기 위한 회로들이 형성되어 있다.
상기 인쇄회로기판(240)의 구성에 대해서는, 도 8 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명된다.
넷째, 상기 반사판(280)은, 상기 도광판(210)의 배면에 배치되어 있으며, 상기 발광다이오드 패키지(220)로부터 출력되어 상기 도광판(210)으로 유입된 후, 상기 도광판(210)의 배면 방향으로 진행하는 광을, 다시, 상기 액정패널(130) 방향으로 반사시키는 기능을 수행한다.
즉, 상기 발광다이오드 패키지(220)로부터 출력되어 상기 도광판(210)으로 유입된 광은, 상기 도광판(210)에 형성되어 있는 패턴 등에 의해 굴절되어 상기 액정패널(130) 방향으로 반사되지만, 반사되지 않고 상기 도광판(210)의 배면을 통해 외부로 유출되는 광도 있을 수 있는바, 상기 반사판(280)은 이러한 유출 광을 다시 반사시켜 상기 액정패널(130) 방향으로 유도하는 기능을 수행한다.
상기 반사판(280)은 상기 가이드 패널(120) 또는 상기 커버보텀(150)에 의해 가이드 되어, 상기 커버보텀(150)에 장착될 수 있다.
다음, 상기 광학시트부(160)는, 상기 도광판(210)을 통과한 광을 확산시키거나 또는 상기 도광판(210)을 통과한 광이 상기 액정패널(130)에 수직하게 입사될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 확산시트(diffuser sheet), 프리즘시트(prism sheet) 등을 포함하여 다양하게 형성될 수 있다.
즉, 상기 광학시트부(160)는, 상기 도광판(210)의 전면 방향에 배치되어, 상기 도광판(210)으로부터 출력된 광의 진행방향을 상기 도광판(210)에 수직한 방향으로 변환시키는 기능을 수행한다.
다음, 상기 커버보텀(150)에는, 상기 백라이트 유닛(200), 상기 가이드 패널(120) 및 상기 액정패널(130)이 배치된다.
즉, 상기 커버보텀(150)은, 상기 액정패널(130)의 전면에 배치되는 상기 탑케이스(140)와 체결되어, 상기 구성요소들을 내장하는 기능을 수행한다.
다음, 상기 가이드 패널(120)은, 상기 백라이트 유닛(200)을 가이드하고, 상기 액정패널(130)을 지지하는 기능을 수행한다.
즉, 상기 가이드 패널(120)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 사각형 틀로 형성되어 상기 커버보텀(150)에 배치되는 것으로서, 상기 가이드 패널(120)의 내부에 배치되는 상기 반사판(280), 상기 발광다이오드 패키지(220), 상기 도광판(210), 상기 광학시트부(160)는 상기 가이드 패널(140)의 측면들에 의해 가이드되어, 일정한 위치에 고정될 수 있다.
다음, 상기 액정패널(130)은 표시영역에 형성된 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차로 정의되는 영역마다 형성된 픽셀들을 포함하며, 상기 픽셀들 각각에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다.
상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인으로부터 공급되는 스캔신호에 응답하여, 상기 데이터 라인으로부터 공급된 데이터전압을 상기 픽셀전극에 공급한다. 상기 픽셀전극이 상기 데이터전압에 응답하여 공통전극과의 사이에 위치하는 액정을 구동함으로써 빛의 투과율이 조절된다.
상기 액정패널(130)은, IPS 모드 또는 TN 모드로 구동될 수 있다.
IPS 모드로 구동되는 상기 액정패널(130)에서는, 상기 액정패널(130)을 구성하는 하부기판 상에, 픽셀 전극과 공통 전극이 배치되어 있으며, 상기 픽셀 전극과 공통 전극 사이의 횡전계에 의해 액정의 배열이 조절된다.
상기 액정패널(130)은, 하부기판, 상부기판 및 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 형성되어 액정이 충전되는 액정층으로 구성될 수 있으며, 상기 하부기판의 저면 및 상기 상부기판의 상면 각각에는 하부편광필름 및 상부편광필름이 부착되어 있다.
상기 상부편광필름 및 상기 하부편광필름(Polarizing Film)들은, 상기 액정패널(130)의 전면 또는 배면에 부착되어, 상기 도광판(210)을 통해 전달된 광의 성분들 중 특정 방향의 성분들만을 통과시키는 기능을 수행한다.
부연하여 설명하면, 상기 액정패널(130)은, 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 주입되는 액정을 상기 상부기판 또는 상기 하부기판에 인가되는 전압으로 구동하여, 상기 광원(220)로부터 출력되어, 상기 도광판(210)을 통해 전달된 광의 투과량을 제어하는 것에 의해 영상을 출력한다.
마지막으로, 상기 탑케이스(140)는, 상기 커버보텀(150)과 체결되어 상기 액정패널(130) 및 상기한 바와 같은 구성들을 상기 탑케이스(140)와 상기 커버보텀(150) 사이에 내장하는 기능을 수행한다.
상기 탑케이스(140)는 상기 액정패널(130)의 평면 외곽을 감싸고 있으며, 상기 탑케이스의 오픈된 중앙부를 통해 상기 액정패널(130)로부터 방출된 광이 외부로 출력된다.
최근에는, 디자인 측면에서의 소비자 욕구를 만족시키기 위해, 보더리스 타입의 탑케이스(140)가 장착된 액정표시장치가 개발 및 판매되고 있다. 상기 보더리스 타입의 액정표시장치에는, 상기 액정패널(130)과 상기 탑케이스(140)의 평면에 단차가 없도록 제조된 형태가 있을 수 있으며, 또는, 상기 액정패널(130)의 평면에 노출되는 상기 탑케이스의 폭을 아주 좁게 형성시킨 형태가 있을 수 있다. 또한, 상기 액정패널(130)의 평면에 상기 탑케이스(140)가 노출되지 않도록, 상기 탑케이스(140)의 평면 또는 상기 가이드 패널(120)의 평면에 상기 액정패널(130)이 부착될 수도 있다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 상기 발광다이오드 패키지(220)를 구성하는 판 형태의 제1리드 프레임과 제2리드 프레임이, 서로 평행한 상태로 돌출되어 있으며, 상기 인쇄회로기판(240)이 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임의 사이에 삽입된다는 특징을 가지고 있다.
즉, 본 발명은 발광다이오드 패키지(220)들이, 인쇄회로기판 상에서 기울어지지 않고, 일정한 방향으로 정렬될 수 있도록, 상기 발광다이오드 패키지(220)의 제1리드 프레임과 제2리드 프레임의 구조를 변경시킨 것이며, 본 발명에 의하면, 액정표시장치의 슬림화가 가능하다.
이 경우, 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임에 밀착되는, 상기 인쇄회로기판(240)의 전면과 배면 각각에는 회로들이 형성되어 있다.
이하에서는, 상기한 바와 같은 특징을 가지고 있는 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지가, 도 5 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명된다.
도 5는 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지를 구성하는 제1리드 프레임과 제2리드 프레임의 구조를 나타낸 일실시예 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지의 측면의 단면을 나타낸 예시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지를 나타낸 일실시예 사시도이다. 여기서, 도 6은, 도 5에 도시된 A방향에서 발광다이오드 패키지(220)를 바라본 단면을 나타내고 있다.
발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 광원을 구성함으로써, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자로서, 이러한 발광다이오드는 칩 형태로 발광다이오드 패키지에 장착되어 이용되고 있다.
본 발명에 따른 발광다이오드 패키지(200)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(240)에 장착되어 있으며, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 발광다이오드칩(221), 제1측(222a)에는 상기 발광다이오드칩(221)이 장착되며, 제2측(222b)은 평판 형태로 형성되어 있는 제1리드 프레임(222), 제1측(223a)은 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제1측(222a)과 나란하게 배치되며, 제2측(223b)은 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)과 나란하게 배치되어 있는 제2리드 프레임(223), 상기 발광다이오드칩(221)을 커버하고 있는 봉지재(225) 및 상기 발광다이오드칩(221), 상기 제1리드 프레임(222)과 상기 제2리드 프레임(223)을 감싸고 있는 몰드(224)를 포함하며, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)과, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)은 상기 몰드(224)로부터 돌출되어 있다.
우선, 상기 발광다이오드칩(221)은, 상기한 바와 같은 다양한 종류의 화합물 반도체를 이용하여 형성되는 것으로서, 상기 제1리드 프레임(222)과 상기 제2리드 프레임(223)으로부터 인가되는 전원에 의해 빛을 생성하여 발산하는 기능을 수행한다.
이를 위해, 상기 발광다이오드칩(221)은, 기판 위에 제2전극(N-GaN), 발광층 및 제1극(P-GaN)이 순차적으로 적층된다. 즉, 상기 제2전극과 상기 제1전극 사이에는 광이 출력되는 발광층이 형성된다.
상기 발광다이오드칩(221)은 현재 이용되고 있는 다양한 방법 및 형태로 제조될 수 있다.
다음, 상기 제1리드 프레임(222)은 상기 발광다이오드칩(221)이 안착되는 곳으로서, 상기 발광다이오드칩(221)을 지지하는 기능을 수행할 뿐만 아니라, 상기 발광다이오드칩(221)으로부터 발생되는 열을 전달받아 방출시키는 기능을 수행할 수도 있다.
여기서, 상기 발광다이오드칩(221)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1리드 프레임(222)의 상단면에 부착된다.
즉, 상기 제1리드 프레임(222)의 제1측(222a)에는 상기 발광다이오드칩(221)이 장착되며, 상기 제1리드 프레임(222)의 제2측(222b)은 평판 형태로 형성되어 있다.
이 경우, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)은, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제1측(222a)을 기준으로, 상기 발광다이오드칩(221)과 반대 방향으로 돌출되어 있다.
부연하여 설명하면, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)은, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제1측(222a)으로부터 절곡되어 있으며, 특히, 상기 발광다이오드칩(221)이 향하고 있는 Z방향과 반대되는 방향으로 돌출되어 있다.
또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)의 끝단의 폭은, 도 5에 도시되어 있는 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)의 끝단의 폭(B)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)의 끝단은, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제1측(223a) 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(222)은 상기 발광다이오드칩(221)의 제1전극에 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 상기 제1리드 프레임(222)과 상기 제1전극은 전선(wire)으로 연결될 수 있다.
다음, 상기 제2리드 프레임(223)은 상기 발광다이오드칩(221)에 제2전원을 공급하는 기능을 수행하고 있을 뿐만 아니라, 상기 발광다이오드칩(221)으로부터 발생되는 열을 전달받아 방출시키는 기능을 수행할 수도 있다.
상기 제2리드 프레임(222)의 상기 제2측(223b)은, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제1측(222a)을 기준으로, 상기 발광다이오드칩(221)과 반대 방향으로 돌출되어 있다.
부연하여 설명하면, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)은, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제1측(223a)으로부터 절곡되어 있으며, 특히, 상기 발광다이오드칩(221)이 향하고 있는 Z방향과 반대되는 방향으로 돌출되어 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)의 끝단의 폭은, 도 5에 도시되어 있는 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)의 끝단의 폭(B)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)은, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제1측으로부터 절곡된 이후, 상기 폭을 갖는 형태로 확장될 수 있다.
그러나, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)과 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)은, 도 5에 도시된 형태에 한정되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)과 상기 제2리드 프레임(223)은, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제1측(222a)과 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제1측(223a)으로부터 다양한 형태로 연장될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2리드 프레임의 상기 제2측들(222b, 223b)은, 판 형태로 형성되어 있으며, 서로 마주보고 있는 형태로 형성될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(222)은 상기 발광다이오드칩(221)의 제2전극에 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 상기 제2리드 프레임(222)과 상기 제2전극은 전선(wire)으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1전극은 '-'전극이고, 상기 제2전극은 '+'전극이 될 수 있으며, 반대의 극성을 가질 수도 있다.
다음, 상기 몰드(224)는 상기 발광다이오드칩(221)을 외부로부터 보호하고, 상기 제1리드 프레임(222) 및 상기 제2리드 프레임(223)을 실장하여 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지의 전체적인 외관을 형성한다.
상기 몰드(224)의 전면, 즉, 상기 Z축 방향으로 향하는 면에는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 발광다이오드칩(221)에서 출력된 광이 외부로 발산될 수 있도록 창이 형성되어 있으며, 그 안쪽은 경사져 있다.
상기 몰드(224)는 다양한 물질들로 형성될 수 있으나, 특히, 강화플라스틱(PPA : Poly Phthal Amide) 또는 실리콘으로 형성될 수 있다.
마지막으로, 상기 봉지재(225)는 상기 발광다이오드칩(221)을 커버하여, 보호하는 것으로서, 다양한 종류의 투명한 수지(Resin)로 구성될 수 있다.
또한, 상기 봉지재(225)는 상기 발광다이오드칩(221)으로부터 출력되는, 녹색광, 청색광 또는 적색광을 백색광으로 변경시키는 형광물질로 형성될 수도 있다.
즉, 상기 발광다이오드칩(221)은 백색광을 출력하도록 구성될 수 있다. 그러나, 상기 발광다이오드칩(221)은, 청색광을 출력하는 청색발광다이오드칩, 녹색광을 출력하는 녹색발광다이오드칩, 적색광을 출력하는 적색발광다이오드칩으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 봉지재(280)는, 상기 광을 백색광으로 변환시키는 형광물질이 될 수 있다.
상기한 바와 같은 발광다이오드 패키지(220)에 있어서, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제1측(222a)과, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제1측(223a)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 몰드(224)의 X축 방향으로 나란하게 배치될 수 있으며, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)과, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)은, 상기 몰드의 X축 방향과 수직을 이루고 있는 Y축 방향에서 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 발광다이오드칩(221)으로부터 출력된 광은, 상기 X축 방향과, 상기 Y축 방향에 수직한 Z축 방향으로 전달된다. 이를 위해, 상기한 바와 같이, 상기 몰드(224) 중, 상기 Z축 방향으로 향하는 면에는, 상기 발광다이오드칩(221)에서 출력된 광이 외부로 발산될 수 있도록 창이 형성되어 있으며, 그 안쪽은 경사져 있다.
상기 제1리드 프레임(222)에는, 상기 발광다이오드칩(221)이 적어도 두 개 이상 장착될 수 있다. 즉, 도 5에는 하나의 발광다이오드칩(221)이 상기 제1리드 프레임(222)에 장착되어 있으나, 적어도 두 개 이상의 상기 발광다이오드칩(221)이 상기 제1리드 프레임(222)에 장착될 수 있다.
또한, 상기 설명에서는, 상기 발광다이오드칩(221)이 상기 제1리드 프레임(222)에 장착되어 있는 것으로 설명되었으나, 상기 발광다이오드칩(221)은 상기 제2리드 프레임(223)에 장착될 수도 있다.
상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)과, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b) 사이의 간격(C)은, 상기 인쇄회로기판(240)의 두께보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
즉, 상기한 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(240)은, 상기 제1리드 프레임(222)과 상기 제2리드 프레임(223)의 사이에 삽입된다. 따라서, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b) 사이의 간격(C)은, 상기 인쇄회로기판(240)의 두께보다 크거나 같게 형성되어야 한다.
도 8은 본 발명에 따른 발광다이오드 패키지가 인쇄회로기판에 장착되어 있는 상태를 나타낸 사시도로서, 도 8에 도시된 D방향은 도 6 및 도 7에 도시된 D방향을 나타낸다. 도 9는 도 8 도시된 발광다이오드 패키지와 인쇄회로기판의 단면을 나타낸 예시도이며, 도 10은 도 8에 도시된 발광다이오드 패키지와 인쇄회로기판을 D방향에서 바라본 정면도이다.
본 발명에 따른 발광다이오드 패키지(222)들은, 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같은 형태로 상기 인쇄회로기판(240)에 장착된다.
즉, 상기 인쇄회로기판(240)은, 상기 발광다이오드 패키지(222)의 상기 제1리드 프레임(222)과 상기 제2리드 프레임(223)의 사이로 삽입된다. 이를 위해, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)과, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b) 사이의 간격(C)은, 상기 인쇄회로기판(240)의 두께보다 크거나 같게 형성된다.
상기 인쇄회로기판(240) 중 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)과 밀착되는 제1면(241)과, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)과 밀착되는 제2면(242)에는, 상기 제1리드 프레임(222)과 상기 제2리드 프레임(223)으로 전원을 공급하기 위한 회로들이 형성되어 있다.
즉, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)은, 상기 인쇄회로기판(240)의 상기 제1면(241)에 형성되어 있는 회로와, 솔더(Solder, 땜납)를 이용하여 전기적으로 연결되어, 상기 회로로부터 전원을 공급받는다.
또한, 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)은, 상기 인쇄회로기판(240)의 상기 제2면(242)에 형성되어 있는 회로와, 솔더(Solder, 땜납)를 이용하여 전기적으로 연결되어, 상기 회로로부터 전원을 공급받는다.
이 경우, 상기 발광다이오드 패키지(220)들 각각은, 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222a)과 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)이 상기 인쇄회로기판(240)의 측면에 끼워지는 형태로 상기 인쇄회로기판(240)에 장착되기 때문에, 상기 발광다이오드 패키지(220)들은, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(240)의 중앙선(K3)에 정렬될 수 있다.
즉, 상기 리드 프레임들에 의해 상기 발광다이오드 패키지(220)들의 기울어짐이 방지될 수 있기 때문에, 특별한 정렬과정을 거치지 않더라도, 상기 발광다이오드 패키지(220)들은 상기 중앙선(K3)에 나란하게 정렬될 수 있다.
이에 따라, 각각의 발광다이오드 패키지(220)들로부터 상기 도광판(210)으로 입광되는 광의 양이, 동일하게 유지될 수 있기 때문에, 상기 발광다이오드 패키지(220)들을 이용하는 액정표시장치에서는, 핫 스팟(Hot Spot)과 같은 불량이 감소될 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(240)의 두께(K1)는 상기 제1리드 프레임(222)의 상기 제2측(222b)과 상기 제2리드 프레임(223)의 상기 제2측(223b)의 간격(C)보다 작거나 같게 형성된다.
이 경우, 상기 발광다이오드 패키지(220)와 상기 인쇄회로기판(240)으로 구성되는 광원부의 두께는, 상기 발광다이오드 패키지(220)의 두께(K2)에 의해 정해질 수 있다.
따라서, 상기 발광다이오드 패키지(220) 및 상기 인쇄회로기판(240)을 이용하는 액정표시장치는, 종래의 발광다이오드 패키지 및 인쇄회로기판을 이용하는 액정표시장치보다 더 슬림한 형태로 제조될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
120 : 가이드 패널 130 : 액정패널
140 : 탑케이스 150 : 커버보텀
160 : 광학시트부 200 : 백라이트 유닛
210 : 도광판 220 : 발광다이오드 패키지
240 : 인쇄회로기판 280 : 반사판

Claims (10)

  1. 발광다이오드칩;
    제1측에는 상기 발광다이오드칩이 장착되며, 제2측은 평판 형태로 형성되어 있는 제1리드 프레임;
    제1측은 상기 제1리드 프레임의 상기 제1측과 나란하게 배치되며, 제2측은 상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과 나란하게 배치되어 있는 제2리드 프레임; 및
    상기 발광다이오드칩, 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임을 감싸고 있는 몰드를 포함하며,
    상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과, 상기 제2리드 프레임의 상기 제2측은 상기 몰드로부터 돌출되고,
    상기 몰드는 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 인쇄회로기판이 삽입될 수 있는 삽입 공간이 마련되도록 형성되고,
    상기 인쇄회로기판은 상기 삽입 공간에서 상기 몰드와 일부 중첩되게 결합되는, 발광다이오드 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과, 상기 제2리드 프레임의 상기 제2측은, 상기 제1리드 프레임의 상기 제1측을 기준으로, 상기 발광다이오드칩과 반대 방향으로 돌출되는, 발광다이오드 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1리드 프레임의 상기 제1측과, 상기 제2리드 프레임의 상기 제1측은, 상기 몰드의 X축 방향으로 나란하게 배치되어 있으며,
    상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과, 상기 제2리드 프레임의 상기 제2측은, 상기 몰드의 X축 방향과 수직을 이루고 있는 Y축 방향에서 서로 마주보고 있는, 발광다이오드 패키지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광다이오드칩으로부터 출력된 광은, 상기 X축 방향과, 상기 Y축 방향에 수직한 Z축 방향으로 전달되는, 발광다이오드 패키지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1리드 프레임에는, 상기 발광다이오드칩이 적어도 두 개 이상 장착되는, 발광다이오드 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과, 상기 제2리드 프레임의 상기 제2측 사이의 간격은, 인쇄회로기판의 두께보다 크거나 같게 형성되는, 발광다이오드 패키지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광다이오드칩은, 상기 제1리드 프레임으로부터 제1전원을 공급받고, 상기 제2리드 프레임으로부터 제2전원을 공급받아 광을 출력하는, 발광다이오드 패키지.
  8. 커버보텀;
    적어도 하나 이상의 발광다이오드 패키지와 상기 발광다이오드 패키지가 장착되어 있는 인쇄회로기판을 포함하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛의 상단에 배치되어 화상을 출력하는 액정패널; 및
    상기 커버보텀에 배치되어, 상기 백라이트 유닛을 가이드하며, 상기 액정패널을 지지하는 가이드 패널을 포함하며,
    상기 발광다이오드 패키지는,
    발광다이오드칩;
    제1측에는 상기 발광다이오드칩이 장착되며, 제2측은 평판 형태로 형성되어 있는 제1리드 프레임;
    제1측은 상기 제1리드 프레임의 상기 제1측과 나란하게 배치되며, 제2측은 상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과 나란하게 배치되어 있는 제2리드 프레임; 및
    상기 발광다이오드칩, 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임을 감싸고 있는 몰드를 포함하며,
    상기 제1리드 프레임의 상기 제2측과, 상기 제2리드 프레임의 상기 제2측은 상기 몰드로부터 돌출되고,
    상기 몰드는 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 인쇄회로기판이 삽입될 수 있는 삽입 공간이 마련되도록 형성되고,
    상기 인쇄회로기판은 상기 삽입 공간에서 상기 몰드와 일부 중첩되게 결합되는, 액정표시장치.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판 중 상기 제1리드 프레임과 밀착되는 제1면과, 상기 제2리드 프레임과 밀착되는 제2면에는, 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임으로 전원을 공급하기 위한 회로가 형성되는, 액정표시장치.
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