KR102102703B1 - Led 패키지, 그 제조 방법, led 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 칩과; 상기 LED 칩이 실장되는 베이스와, 상기 베이스로부터 상향 절곡되는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 측면과 서로 마주하고 상기 제 1 및 제 2 측면을 연결하는 제 3 및 제 4 측면을 갖는 케이스를 포함하고, 상기 제 3 및 제 4 측면 중 적어도 어느 하나는 상기 제 1 및 제 2 측면보다 큰 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 패키지를 제공한다.

Description

LED 패키지, 그 제조 방법, LED 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치{LED package, method of fabricating the same, and backlight unit and liquid crystal display device including the LED package}
본 발명은 LED 패지지와 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 빛 샘과 휘도 불균일을 방지할 수 있는 LED 패키지, 그 제조 방법, LED 패키지를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 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 유닛(backlight unit)이 배치된다.
여기서, 백라이트 유닛의 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED, 이하 LED라 함) 패키지 등을 사용한다.
이중에서 특히, LED 패키지는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.
도 1은 종래 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 메인 프레임(30), 탑 프레임(40), 버텀 프레임(50)으로 구성된다.
액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층(미도시)을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다.
상기 제 1 및 제 2 기판(12, 14) 각각의 외측에는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 1 및 제 2 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
상기 백라이트 유닛(20)은 상기 액정패널(10)의 배면에 위치하여 상기 액정패널(10)로 빛을 공급한다.
상기 백라이트 유닛(20)은 메인 프레임(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 LED(light emitting diode) 어셈블리(29)와, 버텀 프레임(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(25)과, 상기 반사판(25) 상에 안착되는 도광판(23) 및 상기 도광판(23) 상부에 위치하는 광학시트(21)를 포함한다.
이때, LED 어셈블리(29)는 도광판(23)의 일측에 위치하며, 다수의 LED 패키지(29a)와, LED 패키지(29a)가 장착되는 LED 인쇄회로기판 (printed circuit board, 29b)을 포함한다.
상기 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 가장자리가 사각테 형상의 메인 프레임(30)으로 둘려진 상태로 상기 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 탑 프레임(40), 그리고 백라이트 유닛(20)의 배면을 덮는 버툼 프레임(50)이 각각 전후방에서 결합되어 메인 프레임(30)을 매개로 일체화된다.
한편, 비표시영역의 폭을 줄임으로써 표시영역의 면적을 증가시키는 구조에 요구되고 있으며, 이러한 구조를 이른바 네로우 베젤(narrow bezel) 구조라 한다.
이와 같은 네로우 베젤 구조에서는 메인 프레임(30)과 탑 프레임(40)의 폭이 감소되어야 하고, LED 어셈블리(20)와 도광판(23) 사이의 거리가 감소되어야 한다.
또한, 액정표시장치의 두께가 감소되는 슬림(slim) 구조를 위해서, 도광판(23)의 두께는 LED 패키지(29a)의 두께와 실질적으로 동일하도록 감소되고 있다.
그런데, 이와 같이 네로우 베젤 구조와 슬림 구조의 액정표시장치에서는, 표시영역 가장자리에서 빛샘 현상이 발생하고 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 네로우 베젤 구조를 얻기 위해서, 도광판(23)과 LED 패키지(29a) 사이의 거리를 줄이고 있는데, 이러한 구조의 백라이트 유닛(20)으로부터 제공되는 빛은 부분적으로 어두운 부분을 포함하고 있다.
즉, 백라이트 유닛(20)으로부터 제공되는 빛의 휘도 불균일 문제가 발생하고 있다.
본 발명에서는, 종래 액정표시장치에서 발생하는 빛샘과 휘도 불균일의 문제를 해결하고자 한다.
이를 위해, 새로운 LED 패키지의 구조를 제안하고자 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 LED 칩과; 상기 LED 칩이 실장되는 베이스와, 상기 베이스로부터 상향 절곡되는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 측면과 서로 마주하고 상기 제 1 및 제 2 측면을 연결하는 제 3 및 제 4 측면을 갖는 케이스를 포함하고, 상기 제 3 및 제 4 측면 중 적어도 어느 하나는 상기 제 1 및 제 2 측면보다 큰 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 패키지를 제공한다.
본 발명의 LED 패키지는 상기 LED 칩을 덮으며 레진과 형광체를 포함하는 렌즈를 더 포함하고, 상기 제 3 및 제 4 측면 중 적어도 하나는 상기 렌즈보다 큰 높이를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LED 패키지에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 측면의 높이는 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LED 패키지는 상기 LED 칩을 덮으며 레진과 형광체를 포함하는 렌즈를 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 측면은 상기 렌즈의 측면을 노출시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LED 패키지에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 측면의 높이는 상기 LED 칩의 높이와 동일한 것을 특징으로 한다.
다른 관점에서, 본 발명은 베이스와 동일한 높이를 갖는 네 측면을 갖는 몰드 프레임의 상기 베이스에 LED 칩을 실장하는 단계와; 상기 LED 칩을 덮도록 상기 몰드 프레임 내부에 형광체가 분산되어 있는 레진을 충진시키는 단계와; 상기 레진을 경화시키켜 렌즈를 형성하는 단계와; 상기 네 측면 중 마주하는 두 측면을 분리하여 상기 렌즈의 측면을 노출시키는 단계를 포함하는 LED 패키지의 제조 방법을 제공한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 도광판과; LED 칩과 상기 LED 칩이 실장되는 베이스와 상기 베이스로부터 상향 절곡되는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 측면과 서로 마주하고 상기 제 1 및 제 2 측면을 연결하는 제 3 및 제 4 측면을 갖는 케이스를 포함하는 LED 패키지와, 상기 LED 패키지가 실장되는 LED 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 도광판의 적어도 일측에 위치하는 LED 어셈블리를 포함하고, 상기 제 3 및 제 4 측면 중 적어도 어느 하나는 상기 제 1 및 제 2 측면보다 큰 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 측면이 상기 LED 인쇄회로기판의 길이 방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 LED 칩을 덮으며 레진과 형광체를 포함하는 렌즈를 더 포함하고, 상기 제 3 및 제 4 측면 중 적어도 하나는 상기 렌즈보다 큰 높이를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 측면의 높이는 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 LED 칩을 덮으며 레진과 형광체를 포함하는 렌즈를 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 측면은 상기 렌즈의 측면을 노출시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 백라이트 유닛에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 측면의 높이는 상기 LED 칩의 높이와 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 백라이트 유닛은, 상기 도광판 하부에 위치하는 반사판과, 상기 도광판 상부에 위치하는 광학시트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 관점에서, 본 발명은 액정패널과; 상기 액정패널 하부에 위치하며, 전술한 구성의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에서는, LED 패키지 케이스의 제 1 면을 연장시킴으로써 LED 칩으로부터의 빛이 도광판을 경유하지 않고 직접 액정표널로 입사됨으로써 발생하는 빛샘 문제를 방지할 수 있다.
또한, LED 패키지 케이스의 제 1 면과 반대면인 제 2 면 역시 연장시킴으로써, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, LED 패키지의 광 지향각 향상을 위해 레진과 형광체로 이루어지는 렌즈를 형성하고 LED 패키지 케이스의 측면인 제 3 면 및 제 4 면을 탈착시킴으로써, 렌즈의 측면을 노출시킨다. 따라서, LED 패키지의 광 지향각을 최대화할 수 있고 인접한 LED 패키지 사이에서 발생하는 암부가 억제되어 휘도 불균일 문제를 해결할 수 있다.
따라서, 전술한 LED 패키지를 포함하는 백라이트 유닛은 균일한 광을 제공할 수 있고, 이러한 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치의 표시 품질이 향상되는 장점을 갖는다.
도 1은 종래 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 LED 어셈블리에 의한 휘도 불균일을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지의 개략적인 도면이다.
도 4는 도 3의 절단선 IV-IV를 따라 절단한 부분의 단면도이다.
도 5는 도 3의 절단선 V-V를 따라 절단한 부분의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지를 포함하는 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지의 개략적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지에서의 광 지향각을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지의 제조 공정을 보여주는 도면이다.
종래 액정표시장치에서의 빛샘 문제는 LED 패키지로부터의 빛이 도광판을 경유하지 못하고 직접 액정패널에 조사됨으로써 발생하게 된다.
즉, 도 1을 다시 참조하면, 네로우 베젤 구조를 위해 LED 패키지(29a)와 도광판(23)의 거리가 줄어들고 슬림 구조를 위해 도광판(23) 두께가 감소함에 따라, LED 패키지(29a)로부터의 빛이 도광판(23)에 입사되지 못하고 액정패널(10)의 표시영역 가장자리로 직접 입사된다.
따라서, 액정패널(10)의 가장자리에서 빛샘 현상이 발생하게 된다.
한편, 빛의 휘도 불균일 문제는 LED 패키지(29a)의 광 지향각 한계에 의해 발생한다.
LED 어셈블리에 의한 휘도 불균일을 설명하기 위한 도면인 도 2를 참조하면, 다수의 LED 패키지(29a)가 LED 인쇄회로기판(29) 상에 배열되어 LED 어셈블리(29)를 이루고, LED 어셈블리(29)는 도광판(23)의 일측에 배치된다.
상기 LED 패키지(29a)는 서로 일정 간격 이격하여 배열되는데, 인접한 LED 패키지(29a) 사이 공간에서 LED 패키지(29a)가 위치하는 부분보다 암부(dark area, DA)이 발생하게 된다. 즉, LED 패키지(29a)의 위치에 따라 휘도 불균일 문제가 발생한다.
LED 패키지(29a)는 정면을 기준으로 약 60도의 광 지향각을 갖고 있기 때문에, LED 패키지(29a) 간의 간격을 유지하면 휘도 불균일 문제가 발생하게 된다. LED 패키지(29a) 사이 간격을 좁히면 휘도 불균일 문제를 감소시킬 수 있으나, 이는 비용 증가의 문제를 초래한다.
이하, 위와 같은 문제를 해결할 수 있는 본 발명에 대하여, 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지의 개략적인 도면이며, 도 4는 도 3의 절단선 IV-IV를 따라 절단한 부분의 단면도이고, 도 5는 도 3의 절단선 V-V를 따라 절단한 부분의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지(160)는 케이스와 케이스 내부에 실장되어 있는 LED 칩(170)을 포함한다.
상기 LED 칩(170)은 상기 케이스에 의해 제공되는 공간에 실장되며, 상기 LED 칩(170)의 발광을 위한 전원(+)과 접지전원(-)을 공급하는 전류공급수단(미도시)이 상기 케이스의 외부에 마련되고 양극리드(미도시)와 음극리드(미도시)와 전기적으로 연결된다. 상기 LED 칩(170)은 상기 양극리드 및 상기 음극리드에 연결됨으로써 전원을 공급받는다.
상기 케이스는 상기 LED 칩(170)이 실장되는 베이스(161)와, 상기 베이스(161)로부터 상향 절곡되는 제 1 내지 제 4 측면(162, 164, 166, 168)을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 측면(162, 164)은 서로 마주하고, 상기 제 3 및 제 4 측면(166, 168)은 상기 제 1 및 제 2 측면(162, 164)을 연결하며 서로 마주하여 위치한다.
이와 같은 구조의 LED 패키지(160)는 제 1 및 제 2 측면(162, 164)을 잇는 선이 LED 인쇄회로기판(미도시)의 길이방향과 평행하도록 상기 LED 인쇄회로기판에 배열된다.
상기 케이스는 빛을 반사시킬 수 있도록 백색을 가질 수 있고, 폴리프날아미드(polypthalamide, PPA), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이드(polycyclohexylene dimethylene terephthalate, PCT), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 케이스의 하부에는 LED칩(170)의 발광 시에 수반되는 고온의 열을 외부로 전도 배출하는 부분으로서 금속으로 이루어지는 금속 케이스(미도시)가 더 포함될 수 있다.
이때, 상기 제 3 및 제 4 측면(166, 168)의 높이가 상기 제 1 및 제 2 측면(162, 164)의 높이보다 큰 것을 특징으로 한다.
즉, 도 4에서와 같이 상기 제 1 및 제 2 측면(162, 164)은 실질적으로 동일한 제 1 높이(H1)를 갖고, 상기 제 3 및 제 4 측면(166, 168)은 상기 제 1 높이(H1)보다 크며 실질적으로 동일한 제 2 높이(H2)를 갖는다.
전술한 바와 같이, 상기 LED 패키지(160)는 제 1 및 제 2 측면(162, 164)을 잇는 선(도 3의 IV-IV선)이 LED 인쇄회로기판의 길이방향과 평행하도록 상기 LED 인쇄회로기판에 배열되고 상기 LED 칩(170)이 도광판(미도시)과 마주하도록 상기 도광판의 일측에 배치되기 때문에, 액정표시장치의 단면도에서 상기 제 3 및 제 4 측면(166, 168) 각각은 상기 LED 패키지(160)의 상부면과 하부면이 된다.
상기 제 3 측면(166)이 상기 제 1 및 제 2 측면(162, 164)보다 큰 높이를 갖기 때문에, LED 칩(170)으로부터 방출되는 빛이 액정패널(미도시)로 직접 입사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 종래 액정표시장치에서 LED 칩으로부터의 빛이 액정패널로 직접 입사됨으로써 발생하는 액정패널 가장자리에서의 빛샘 문제를 방지할 수 있다.
도 3 내지 도 5에서는 제 3 측면(166)과 제 4 측면(168) 모두가 상기 제 1 및 제 2 측면(162, 164)보다 큰 높이를 갖는 것으로 도시되고 있으나, 상기 제 3 측면(166)만이 상기 제 1 및 제 2 측면(162, 164)보다 큰 높이를 갖더라도 전술한 빛샘 문제는 해결된다.
다만, LED 칩(170)으로부터 하부로 향하는 빛을 반사시켜 광 효율을 높이고 LED 칩(170)과 도광판 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위해서는, 상기 제 4 측면(168)의 높이를 상기 제 3 측면(166)의 높이와 실질적으로 동일하게 할 수 있다.
한편, LED 패키지(160)의 광 지향각을 넓히기 위해서는, 후술하는 바와 같이 레진과 형광체로 이루어지며 상기 LED 칩(170)을 덮는 렌즈가 더욱 포함될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지를 포함하는 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 메인 프레임(130), 탑 프레임(140), 버텀 프레임(150)으로 구성된다.
액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층(미도시)을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)으로 구성된다.
상기 제 1 및 제 2 기판(112, 114) 각각의 외측에는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 1 및 제 2 편광판(미도시)이 각각 부착된다.
도시하지 않았으나, 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112)의 내면에는 게이트 배선과 데이터배선이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 게이트 배선과 데이터배선의 교차점에는 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 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. 한편, 상기 공통전극은 상기 화소전극과 동일하게 상기 제 1 기판(112)에서 서로 교대하도록 형성될 수 있다.
상기 게이트 배선에 신호가 인가되어 상기 박막트랜지스터가 온 상태로 되면, 상기 데이터 배선을 통해 상기 화소전극에 신호가 인가된다. 이에 따라, 상기 화소전극과 상기 공통전극 사이에 전계가 형성되고, 상기 액정층의 액정분자가 상기 전계에 의해 구동된다.
또한, 상기 액정패널(110)의 상기 제 1 및 제 2 기판(112, 1214)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막(미도시)이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 상기 제 1 및 제 2 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴(미도시)이 형성된다.
상기 백라이트 유닛(120)은 상기 액정패널(110)의 배면에 위치하여 상기 액정패널(110)로 빛을 공급한다.
상기 백라이트 유닛(120)은 상기 액정패널(110) 하부에 위치하는 도광판(123)과 상기 도광판(123)의 적어도 일측에 위치하는 LED 어셈블리(180)를 포함한다. 또한, 상기 버텀 프레임(150) 상에 안착되어 상기 도광판(123) 하부에 위치하는 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 상기 도광판(23)과 상기 액정패널(110) 사이에 위치하는 광학시트(121)를 더 포함할 수 있다.
상기 LED 어셈블리(180)는 상기 LED 패키지(160)와, 상기 LED 패키지(160)가 장착되는 LED 인쇄회로기판(182)을 포함한다.
상기 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 가장자리가 사각테 형상의 메인 프레임(130)으로 둘려진 상태로 상기 액정패널(110) 상면 가장자리를 두르는 탑 프레임(140), 그리고 백라이트 유닛(120)의 배면을 덮는 버툼 프레임(150)이 각각 전후방에서 결합되어 메인 프레임(130)을 매개로 일체화된다.
도 3 내지 도 5를 통해 설명한 바와 같이, 상기 LED 어셈블리(180)는 케이스와 케이스 내부에 실장되어 있는 LED 칩(170)을 포함하며, 상기 케이스는 상기 LED 칩(170)이 실장되는 베이스(161)와, 상기 베이스(161)로부터 상향 절곡되는 제 1 내지 제 4 측면(162, 164, 166, 168)을 포함한다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 측면(162, 164)은 서로 마주하고, 상기 제 3 및 제 4 측면(166, 168)은 상기 제 1 및 제 2 측면(162, 164)를 연결하며 서로 마주하여 위치한다.
상기 LED 어셈블리(180)가 상기 도광판(123)의 일측에 배치된 상태에서 상부면인 상기 제 3 측면(166)이 상기 도광판(123)을 향해 도출되기 때문에, 상기 LED 칩(170)으로부터의 방출되어 상부로 향하는 빛은 상기 제 3 측면(166)에 의해 차단됨으로써 액정패널(110)로 직접 입사되는 것이 방지된다. 따라서, 액정패널(110) 가장자리에서의 빛샘 문제가 방지된다.
또한, 상기 제 4 측면(168)이 상기 도광판(123)을 향해 돌출되어 상기 LED 칩(170)으로부터의 방출되어 하부로 향하는 빛을 반사시킴으로써, 광 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 제 3 및 제 4 측면(166, 168)에 의해 상기 도광판(123)과 상기 LED 칩(170)의 거리를 유지하면서 상기 도광판(123)의 유동을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지의 개략적인 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지(260)는 케이스와, 케이스 내부에 실장되어 있는 LED 칩(270)과, 상기 LED 칩(270)을 덮는 렌즈(190)를 포함한다.
상기 LED 칩(270)은 상기 케이스에 의해 제공되는 공간에 실장되며, 상기 LED 칩(270)의 발광을 위한 전원(+)과 접지전원(-)을 공급하는 전류공급수단(미도시)이 상기 케이스의 외부에 마련되고 양극리드(미도시)와 음극리드(미도시)와 전기적으로 연결된다. 상기 LED 칩(270)은 상기 양극리드 및 상기 음극리드에 연결됨으로써 전원을 공급받는다.
상기 렌즈(290)는 레진과 상기 레진에 분산되는 형광체(292)를 포함하며, 상기 LED 칩(270)으로부터 방출되는 광의 지향각을 증가시킨다. 상기 레진은 투명한 에폭시 수지 또는 투명한 실리콘수지일 수 있다.
상기 케이스는 상기 LED 칩(270)이 실장되는 베이스(261)와, 상기 베이스(261)로부터 상향 절곡되는 제 1 측면(262), 제 2 측면(264), 제 3 측면(도 9a의 266) 및 제 4 측면(도 9a의 268)을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 측면(262, 264)은 서로 마주하고, 상기 제 3 및 제 4 측면(266, 268)은 상기 제 1 및 제 2 측면(262, 264)을 연결하며 서로 마주하여 위치한다.
이와 같은 구조의 LED 패키지(260)는 제 1 및 제 2 측면(262, 264)을 잇는 선이 LED 인쇄회로기판(미도시)의 길이방향과 평행하도록 상기 LED 인쇄회로기판에 배열된다.
상기 케이스는 빛을 반사시킬 수 있도록 백색을 가질 수 있고, 폴리프날아미드(polypthalamide, PPA), 폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이드(polycyclohexylene dimethylene terephthalate, PCT), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 케이스의 하부에는 LED칩(270)의 발광 시에 수반되는 고온의 열을 외부로 전도 배출하는 부분으로서 금속으로 이루어지는 금속 케이스(미도시)가 더 포함될 수 있다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 측면(262, 264)은 상기 제 3 및 제 4 측면(266, 268)보다 작은 제 3 높이(H3)를 가지며 상기 렌즈(290)의 측면을 노출시킨다. 즉, 렌즈(290)는 제 1 및 제 2 측면(262, 264)보다 높이 위치하고, 베이스(261)에서 멀어질수록 렌즈(290)의 폭이 증가한다. 또한, 렌즈(290)의 끝은 제 1 및 제 2 측면(262, 264)의 상부면을 덮지 않으면서 상부면과 이격하며 상부면 상부에 위치한다. 이에 의해, 상기 LED 칩(270)으로부터 방출되는 빛은 상기 렌즈(290)에 의해 확산되며 노출된 렌즈(290)의 측면을 통해 방출됨으로써 LED 패키지(260)의 광 지향각을 증가시킬 수 있다.
상기 LED 칩(270)과, 양극 리드 및 음극 리드 등의 보호를 위해서, 상기 제 1 및 제 2 측면(262, 264)의 제 3 높이(H3)는 상기 LED 칩(270)의 제 4 높이(H4)와 실질적으로 동일할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 LED 패키지(260)는 제 1 및 제 2 측면(262, 264)을 잇는 선(도 3의 IV-IV선)이 LED 인쇄회로기판의 길이방향과 평행하도록 상기 LED 인쇄회로기판에 배열되고 상기 LED 칩(270)이 도광판(미도시)과 마주하도록 상기 도광판의 일측에 배치되기 때문에, 액정표시장치의 단면도에서 상기 제 1 및 제 2 측면(262, 264) 각각은 상기 LED 패키지(260)의 양 측면이 된다.
상기 제 1 및 제 2 측면(262, 264)은 상기 렌즈(290)의 측면이 노출되도록 일부가 제거되어 낮은 높이(H3)를 갖기 때문에, 상기 LED 패키지(260)의 광 지향각이 증가한다.
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지에서의 광 지향각을 설명하기 위한 도면인 도 8을 참조하면, 종래 LED 패키지는 약 110~120도의 광 지향각을 갖는 반면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지(260)는 약 150~160도의 광 지향각을 갖는다.
따라서, 종래 LED 어셈블리에서와 동일한 간격으로 LED 패키지가 배열되더라도 인접한 LED 패키지 사이에서 암부(도 2의 DA)가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 균일한 휘도의 빛이 액정표시장치로 제공된다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지의 제조 공정을 보여주는 도면이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 베이스(도 7의 261)에 LED 칩(도 7의 270)이 실장되어 있는 몰드 프레임(300)을 준비한다. 이때, 상기 몰드 프레임(300)의 네 측면(262, 264, 266, 268)은 동일한 높이를 갖는다.
이때, 장축 방향에 위치하는 두 측면(262, 264)은 분리가능하도록 결합되어 있다. 예를 들어, 장축 방향에 위치하는 두 측면(262, 264)에는 커팅선(CL)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 두 측면(262, 264)에는 삽입홈(G)이 형성되고 상기 삽입홈(G)에 분리유닛(미도시)이 삽입된 후 물리적으로 두 측면(262, 264)이 분리된다. 상기 삽입홈(G)의 형성과 그 개수는 예시적인 것으로, 두 측면(262, 264)이 분리되도록 구성되는 한 그 제한을 두지 않는다.
다음, 도 9b에 도시한 바와 같이, 인젝터를 이용하여 상기 케이스의 내부로 형광체(292)가 포함되어 있는 레진을 충진시키고 경화시킴으로써 상기 LED 칩(270)을 덮는 렌즈(290)를 형성한다. 이때, 상기 렌즈(290)는 상기 케이스의 측면과 실질적으로 동일한 높이를 갖는다.
다음, 상기 커팅 라인(CL)이 형성된 두 측면(262, 264)을 분리시킴으로써, 도 9c에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈(290)의 측면을 노출시키도록 상기 제 1 및 제 2 측면(262, 264)이 상기 렌즈(290)보다 작은 높이를 갖도록 하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 패키지(260)를 완성한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 패키지(160)와 제 2 실시예에 따른 LED 패키지(260)는 모두 제 3 측면(도 5의 166, 도 9a의 266) 및 제 4 측면(도 5의 168, 도 9a의 268)이 제 1 측면(도 4의 162, 도 7의 262) 및 제 2 측면(도 4의 164, 도 7의 264)보다 큰 높이를 갖는다.
그러나, 제 1 실시예에 따른 LED 패키지(160)에 렌즈(도 7의 290)가 형성되는 경우, 상기 제 3 및 제 4 측면(166, 168)은 상기 렌즈(290)보다 큰 높이를 갖고 상기 제 1 및 제 2 측면 (162, 164)은 상기 렌즈(290)과 실질적으로 동일한 높이를 갖는다.
한편, 제 2 실시예에 따른 LED 패키지(260)에서는, 상기 제 3 및 제 4 측면(266, 268)은 상기 렌즈(290)와 실질적으로 동일한 높이를 갖고 상기 제 1 및 제 2 측면(262, 264)은 상기 렌즈(290)보다 작은 높이를 갖는다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110, 210: 액정패널 120, 220: 백라이트 유닛
123, 223: 도광판 125, 225: 반사판
121, 221: 광학시트 130: 메인 프레임
140: 탑 프레임 150: 버툼 프레임
160, 260: LED 패키지 161, 261: 베이스
162, 164, 166, 168, 262, 264, 266, 268: 베이스의 측면
170, 270: LED 칩 180: LED 어셈블리
182: LED 인쇄회로기판

Claims (16)

  1. LED 칩과;
    상기 LED 칩이 실장되는 베이스와, 상기 베이스로부터 상향 절곡되는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 측면과 서로 마주하고 상기 제 1 및 제 2 측면을 연결하는 제 3 및 제 4 측면을 갖는 케이스와;
    상기 LED 칩을 덮으며 레진과 형광체를 포함하는 렌즈를 포함하고,
    상기 제 3 및 제 4 측면 중 적어도 어느 하나는 상기 제 1 및 제 2 측면보다 큰 높이를 갖고, 상기 제 1 및 제 2 측면보다 높은 위치에 있는 상기 렌즈는 상기 베이스에서 멀어질수록 폭이 증가하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 및 제 4 측면 중 적어도 하나는 상기 렌즈보다 큰 높이를갖는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 및 제 4 측면의 높이는 동일한 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측면은 상기 렌즈의 측면을 노출시키는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측면의 높이는 상기 LED 칩의 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  6. 삭제
  7. 도광판과;
    LED 칩과 상기 LED 칩이 실장되는 베이스와 상기 베이스로부터 상향 절곡되는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 측면과 서로 마주하고 상기 제 1 및 제 2 측면을 연결하는 제 3 및 제 4 측면을 갖는 케이스와, 상기 LED 칩을 덮으며 레진과 형광체를 포함하는 렌즈를 포함하는 LED 패키지와, 상기 LED 패키지가 실장되는 LED 인쇄회로기판을 포함하며, 상기 도광판의 적어도 일측에 위치하는 LED 어셈블리를 포함하고,
    상기 제 3 및 제 4 측면은 상기 LED 인쇄회로기판의 길이 방향을 따라 배열되며 상기 제 3 및 제 4 측면 중 적어도 어느 하나는 상기 제 1 및 제 2 측면보다 큰 높이를 갖고,
    상기 제 1 및 제 2 측면보다 높은 위치에 있는 상기 렌즈는 상기 베이스에서 멀어질수록 폭이 증가하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 및 제 4 측면 중 적어도 하나는 상기 렌즈보다 큰 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 및 제 4 측면의 높이는 동일한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측면은 상기 렌즈의 측면을 노출시키는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 측면의 높이는 상기 LED 칩의 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 도광판 하부에 위치하는 반사판과, 상기 도광판 상부에 위치하는 광학시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  14. 액정패널과;
    상기 액정패널 하부에 위치하며, 제 7 항, 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 하나의 백라이트 유닛을 포함하는 액정표시장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
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