KR20070076220A - 발광 다이오드 모듈, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및이를 구비한 표시 장치 - Google Patents

발광 다이오드 모듈, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및이를 구비한 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 모듈, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈은 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 몸체부와, 상기 발광 다이오드 칩과 접촉하며 상기 몸체부 밖으로 돌출된 방열 부재를 포함하는 발광 소자 그리고 상기 방열 부재의 돌출된 단부에 대응하는 홀을 가지는 인쇄 회로 기판을 포함한다.
발광 다이오드 모듈, 인쇄 회로 기판, 백라이트 어셈블리, 표시 장치

Description

발광 다이오드 모듈, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 표시 장치 {LIGHT EMITTING DIODE MODULE AND A BACKLIGHT ASSEMBLY PROVIDED WITH THE SAME AND A DISPLAY DEVICE PROVIDED WITH THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 부분 단면도이다.
도 4는 도 1의 발광 다이오드 모듈을 포함한 본 발명에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 도시한 단면도이다.
도 6은 도 4의 백라이트 어셈블리를 포함한 본 발명에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 표시 장치의 표시 패널 및 이를 구동하는 구성의 블록도이다.
도 8은 도 7의 표시 패널의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
50 :표시 패널 70 : 백라이트 어셈블리
74 : 광확 부재 80 : 발광 다이오드 모듈
81 : 인쇄 회로 기판 82 : 발광 소자
821 : 발광 다이오드 칩 825 : 방열 부재
본 발명은 발광 다이오드 모듈, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방열 효율 및 내구성을 향상시킨 발광 다이오드 모듈, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치에는 여러 종류가 있으며, 그 중에서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 소형화 및 경량화 되면서 성능이 더욱 향상된 액정 표시 장치(liquid crystal display)가 대표적인 표시 장치로 자리 잡고 있다.
액정 표시 장치는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(cathode ray tube, CRT)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 표시 장치를 필요로 하는 핸드폰 및 PDA(portable digital assistor) 등과 같은 소형 제품뿐만 아니라 중대형 제품인 모니터 및 TV 등에도 장착되어 사용되는 등 표시 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.
액정 표시 장치는 스스로 발광하지 못하는 수광형 표시 패널을 사용하므로, 표시 패널의 배면으로 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 구비하고 있다.
백라이트 어셈블리는 관형의 냉음극 형광 램프(cold cathode flourscent lamp, CCFL) 또는 외부 전극 형광 램프(external electrode flourscent lamp, EEFL)등이 광원으로 사용하였으나, 근래에는 고휘도의 장점을 가진 발광 다이오드(light emitting diode, LED)가 광원으로서 많이 사용되기 시작했다. 발광 다이오드는 단품으로 사용되거나, 다수의 발광 다이오드가 모듈화되어 사용될 수 있다.
그러나 발광 다이오드를 광원으로 사용하게 되면 많은 양의 열이 발생되며, 발생된 열로 인해 발광 다이오드 자체에 불량이 생기거나 수명이 단축되어 표시 장치에 좋지 않은 영향을 줄 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은, 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방열 효율 및 내구성을 향상시킨 발광 다이오드 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기한 발광 다이오드 모듈을 구비한 백라이트 어셈블리를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기한 백라이트 어셈블리를 구비한 표시 장치를 제공하고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 모듈(light emitting diode module)은 발광 다이오드 칩(light emitting diode chip, LED chip)과, 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 몸체부와, 상기 발광 다이오드 칩과 접촉하며 상기 몸체부 밖으로 돌출된 방열 부재를 포함하는 발광 소자 그리고 상기 방열 부재의 돌출된 단부에 대응하는 홀을 가지는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 포함한다.
상기 발광 소자는 상기 인쇄 회로 기판의 일측 외면에 실장되며, 상기 방열 부재의 돌출된 단부는 상기 홀을 통과하는 것이 바람직하다.
상기 인쇄 회로 기판은 베이스 기판과, 상기 베이스 기판에 형성된 배선부를 포함하며, 상기 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩을 상기 배선부와 전기적으로 연결하는 리드부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 배선부는 상기 베이스 기판의 일측 외면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 배선부는 상기 베이스 기판의 양측 외면에 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 배선부는 상기 베이스 기판의 내부에 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트 어셈블리(backlight assembly)는 빛을 발생하는 하나 이상의 발광 다이오드 모듈, 상기 발광 다이오드 모듈에서 출사된 빛을 확산시키는 광학 부재, 그리고 이들을 수납하여 지지하는 지지 부재들을 포함하며, 상기 발광 다이오드 모듈은, 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 몸체부와, 상기 발광 다이오드 칩과 접촉하며 상기 몸체부 밖으로 돌출된 방열 부재를 포함하는 발광 소자 그리고 상기 방열 부재의 돌출된 단부에 대응하는 홀을 가지는 인쇄 회로 기판을 포함한다.
상기 발광 소자는 상기 인쇄 회로 기판의 일측 외면에 실장되며, 상기 방열 부재의 돌출된 단부는 상기 홀을 통과하여 상기 발광 다이어도 모듈을 지지하는 상기 지지 부재와 마주하는 것이 바람직하다.
상기 방열 부재의 돌출된 단부는 상기 지지 부재와 접촉하는 것이 바람직하다.
상기 방열 부재의 돌출된 단부와 상기 지지 부재 사이에 배치된 접촉 보조 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 접촉 보조 부재는 실리콘(Si)을 포함한 소재로 만들어진 갭 패드(gap pad)일 수 있다.
또한, 상기 접촉 보조 부재는 탄소 그라파이트(carbon graphite)로 만들어질 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판은 베이스 기판과, 상기 베이스 기판에 형성된 배선부를 포함하며, 상기 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩을 상기 배선부와 전기적으로 연결하는 리드부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 표시 장치는 화상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널에 빛을 공급하는 발광 다이오드 모듈, 상기 표시 패널과 상기 발광 다이오드 모듈 사이에 배치된 광학 부재, 그리고 이들을 고정 지지하는 지지 부재들을 포함하며, 상기 발광 다이오드 모듈은, 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 몸체부와, 상기 발광 다이오드 칩과 접촉하며 상기 몸체부 밖으로 돌출된 방열 부재를 포함하는 발광 소자 그리고 상기 방열 부재의 돌출된 단부에 대응하는 홀을 가지는 인쇄 회로 기판을 포함한다.
상기 발광 소자는 상기 인쇄 회로 기판의 일측 외면에 실장되며, 상기 방열 부재의 돌출된 단부는 상기 홀을 통과하여 상기 발광 다이어도 모듈을 지지하는 상 기 지지 부재와 마주하는 것이 바람직하다.
상기 방열 부재의 돌출된 단부는 상기 지지 부재와 접촉하는 것이 바람직하다.
상기 방열 부재의 돌출된 단부와 상기 지지 부재 사이에 배치된 접촉 보조 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 접촉 보조 부재는 실리콘을 포함한 소재로 만들어진 갭 패드일 수 있다.
또한, 상기 접촉 보조 부재는 탄소 그라파이트로 만들어질 수 있다.
상기 인쇄 회로 기판은 베이스 기판과, 상기 베이스 기판에 형성된 배선부를 포함하며, 상기 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩을 상기 배선부와 전기적으로 연결하는 리드부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에, 방열 효율 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 이를 구비한 표시 장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이러한 본 발명의 일 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소 에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈(80)을 나타내며, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면을 나타내고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 발광 다이오드 모듈(80)은 발광 소자(82)와 발광 소자(82)를 실장하는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)(81)을 포함한다. 그리고 인쇄 회로 기판(81)을 외부와 전기적으로 연결하기 위한 커넥터(85)를 더 포함한다. 커넥터(85)에 와이어 또는 케이블(86)(도 4에 도시)이 접속되어 외부로부터 전원 및 신호를 인가받는다. 또한, 인쇄 회로 기판(81) 상에 발광 소자(82)를 접합시키는 솔더(solder)(818)(도 2에 도시)를 더 포함하며, 기타 필요한 부분을 더 포함할 수 있다.
인쇄 회로 기판(81)에는 다수의 발광 소자(82)가 실장되며, 다수의 발광 소자(82)는 몇 개의 그룹으로 배열된다. 도 1에는 각각 적색, 녹색, 및 청색의 3원색을 갖는 4개의 발광 소자(82)가 하나의 그룹을 이루고 있다. 이때, 발광 소자(82)에서 출사되는 녹색광은 적색광 및 청색광에 비해 휘도가 떨어지므로, 이를 보완하기 위해 녹색광을 출사하는 발광 소자(82)는 하나의 그룹에 2개씩 배치한다. 발광 소자(82)가 발광하는 색은 반드시 적색, 녹색, 및 청색의 3원색에 한정되는 것은 아니며, 흰색을 발광하는 발광 소자(82)만 사용하거나, 그 밖에 여러 다른 색을 발광하는 발광 소자(82)로 다양하게 변형하여 사용이 가능하다.
도 2를 참조하여 발광 다이오드 모듈을 상세히 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 발광 소자(82)는 발광 다이오드 칩(light emitting diode chip, LED chip)(821), 몸체부(822) 및 방열 부재(825)를 포함하며, 리드부(823)를 더 포함한다.
발광 다이오드 칩(821)은 구동 신호에 따라 빛을 발생시킨다. 몸체부(822)는 발광 다이오드 칩(821)을 둘러싸 보호한다. 이러한 몸체부(822)는 에폭시(epoxy) 수지 등과 같은 소재로 만들어질 수 있다. 방열 부재(825)는 발광 다이오드 칩(821)과 접촉하며 일부가 몸체부(822) 밖으로 돌출 형성된다. 방열 부재(825)는 발광 다이오드 칩(821)에서 발생된 열을 방출하여 발광 다이오드 칩(821)의 성능 저하 및 수명 단축을 방지한다. 이러한 방열 부재(825)는 열전도성이 높은 물질로 만들어진다. 리드부(823)는 발광 다이오드 칩(821)과 전기적으로 연결되어 발광 다이오드 칩(821)에 구동 신호를 전달한다. 도 2에 도시하지는 않았으나, 몸체부(822) 내부에서 리드부(823)의 단부는 발광 다이오드 칩(821)과 와이어를 통해 연결된다. 그러나 본 발명이 반드시 여기에 한정되는 것은 아니며, 리드부(823)는 생략될 수도 있다. 이 경우에는 발광 다이오드 칩(821)이 직접 인쇄 회로 기판(81)과 접촉하여 구동 신호를 전달 받게 된다. 또한, 발광 소자(82)는 도 2에 도시한 형태에 한정되지 않으며, 다수의 리드부를 가지고 다수의 색을 발광하는 멀티 발광 소자일 수 있다.
인쇄 회로 기판(81)은 홀(815)이 형성된 베이스 기판(811)과, 베이스 기판(811)에 형성된 배선부(812)를 포함한다. 여기서, 발광 소자(82)의 방열 부재(825)의 돌출된 단부가 인쇄 회로 기판(81)의 홀(815)을 관통한다. 즉, 발광 소자 (82)는 인쇄 회로 기판(81)의 일측 외면(前面)에 실장되며, 방열 부재(825)의 돌출된 단부는 홀(815)을 통해 인쇄 회로 기판(81)의 타측 외면(背面) 밖으로 노출된다.
배선부(812)는 발광 소자(82)의 리드부(823)와 전기적으로 연결되며 솔더(818)를 통하여 접합 고정된다. 여기서, 솔더(818)는 납(Pb) 또는 주석(Sn)을 포함한 도전성 소재로 만들어진다. 또한, 도 2에 도시하지는 않았으나, 배선부(812)는 절연막으로 피복되어 보호될 수 있다.
그리고 인쇄 회로 기판(81)은 통상 FR4로 불리는 에폭시 글래스(epoxy glass) 기판과 같은 범용 기판으로 만들어진다.
이와 같은 구성에 의하여, 발광 다이오드 칩(821)이 발광하면서 발생된 열을 방열 부재(825)를 통하여 효율적으로 방출할 수 있다. 즉, 방열 부재(825)가 인쇄 회로 기판(81)을 관통하여 밖으로 노출되므로, 인쇄 회로 기판(81)에 방해받지 않고 열을 방출할 수 있다.
또한, FR4와 같은 저렴한 범용 기판을 인쇄 회로 기판(81)으로 사용하여 방열 효과를 높일 수 있으므로, 생산 효율도 높일 수 있는 장점이 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈(80)을 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈(80)은 홀(815)을 가지며 다층 기판으로 형성된 인쇄 회로 기판(81)과, 홀(815)을 관통하는 방열 부재(825)를 가지고 인쇄 회로 기판(81) 상에 실장된 발광 소자 (82)를 포함한다.
인쇄 회로 기판(81)은 베이스 기판(811) 전면에 형성된 제1 배선부(812)와, 베이스 기판(811) 내부에 형성된 제2 배선부(813) 및 베이스 기판(811) 배면에 형성된 제3 배선부(814)를 포함하는 다층 기판으로 형성된다. 그러나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도 3에 도시한 바와 달리, 베이스 기판(811) 내부에 형성된 제2 배선부(813) 및 베이스 기판(811)의 배면에 형성된 제3 배선부(814) 중에서 어느 하나는 생략될 수도 있다. 또한, 베이스 기판(811) 내부에 복수 층의 제2 배선부(813)가 형성될 수도 있다.
베이스 기판(811)은 제1 배선부(812), 제2 배선부(813) 및 제3 배선부(814)와 상호 간섭받지 않도록 형성된 홀(815)을 갖는다. 이러한 홀(815)에 발광 소자(82)의 방열 부재(825)가 관통하여 인쇄 회로 기판(81) 밖으로 노출된다.
이와 같은 구성에 의하여, 복잡한 구조를 갖는 인쇄 회로 기판(81) 상에 형성된 발광 소자(82)도 효율적으로 방열시킬 수 있다. 따라서 다양한 색상을 갖는 여러 발광 소자(82)를 인쇄 회로 기판(81) 상에 조밀하게 실장하여 구동하는 발광 다이오드 모듈(80)의 방열 효율을 극대화시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 발광 다이오드 모듈(80)을 구비한 백라이트 어셈블리(backlight assembly)(70)를 나타낸다. 백라이트 어셈블리(70)가 구비한 발광 다이오드 모듈(80)의 수는 백라이트 어셈블리(70)의 종류 및 크기에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(70) 는 발광 다이오드 모듈(80), 광학 부재(74), 반사 시트(79) 및 지지 부재들(71, 75)을 포함한다. 또한, 광학 부재(74)를 발광 다이오드 모듈(80)로부터 이격시켜 지지하는 지지 기둥(72)을 더 포함하며, 기타 필요한 부분을 더 포함할 수 있다.
지지 부재들은 발광 다이오드 모듈(80), 광학 부재(74), 반사 시트(79) 및 지지 기둥72) 등을 수납하는 제1 지지 부재(75)와, 제1 지지 부재(75)와 결합하여 이들을 고정하는 제2 지지 부재(71)를 포함한다.
도 4에는 'ㄷ'자 형의 분할형으로 형성된 제2 지지 부재(71)를 나타낸다. 또한, 제1 지지 부재(75)와 제2 지지 부재(71)를 모두 사용하는 것으로 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제1 지지 부재(75) 및 제2 지지 부재(71) 중에서 적어도 하나의 지지 부재만 사용하면 족할 수 있다.
광학 부재(74)는 발광 다이오드 모듈(80)에서 출사된 빛을 확산시키는 확산판(741)과, 확산판(741)을 통과한 빛의 휘도 특성을 더욱 확보하기 위한 광학 시트류(742)를 포함한다.
광학 시트류(742)는 확산판(741)을 통과한 빛이 부분적으로 밀집되지 않도록 더욱 확산시켜 균일성을 향상시키는 확산 시트와, 확산 시트를 통과한 빛이 수직하게 진행될 수 있도록 하여 휘도를 향상시키는 프리즘 시트를 포함한다. 또한, 먼지나 긁힘에 민감한 확산 시트 및 프리즘시트를 보호하고 외부의 충격이나 이물질의 유입을 방지하는 보호 시트를 더 포함할 수 있다.
반사 시트(79)는 발광 다이오드 모듈(80)이 수납된 제1 지지 부재(75)의 내 측면에 배치되어 발광 다이오드 모듈(80)에서 출사된 빛이 일부 광학 부재(74)에 반사된 것을 재반사한다. 여기서, 반사 시트(79)는 발광 다이오드 모듈(80)과 접하지 않는 제1 지지 부재(75)의 내측면에 배치되며, 발광 다이오드 모듈(80)의 배면이 직접 제1 지지 부재(75)와 접한다. 즉, 발광 다이오드의 모듈(80)에서 출사된 빛이 모두 전면 방향으로 향하도록 반사시켜 빛의 손실을 줄이고, 빛의 확산을 도와 빛의 균일성을 향상시키는데 기여하게 된다. 이러한 반사 시트(79)는 인쇄 회로 기판(81)의 전면에도 배치되어 반사 효율을 높일 수 있다.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 도시한 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 발광 다이오드 모듈(80)은 배면이 제1 지지 부재(75)와 마주하도록 배치된다. 특히, 발광 소자(82)의 방열 부재(825)의 돌출된 단부가 인쇄 회로 기판(81)의 홀(815)을 통해 제1 지지 부재(75)와 마주하여 접촉한다. 이 때, 백라이트 어셈블리(70)는 방열 부재(825)의 돌출된 단부와 제1 지지 부재(75) 사이에 배치된 접촉 보조 부재(89)가 더 포함할 수 있다. 접촉 보조 부재(89)는 방열 부재(825)의 돌출된 단부가 제1 지지 부재(75)와 안정적으로 접촉할 수 있도록 도우며, 접착력을 가져 방열 부재(825)의 돌출된 단부와 제1지지 부재(75)를 접합 고정시킬 수도 있다. 여기서, 방열 부재(825)의 돌출된 단부와 제1 지지 부재(75)가 원활하게 접촉할 수 있는 경우에는 접촉 보조 부재(89)는 생략할 수 있다.
접촉 보조 부재(89)는 실리콘(Si)을 포함한 소재로 만들어진 갭 패드(gap pad)가 사용되거나, 탄소 그라파이트(carbon graphite)로 만들어질 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 발광 다이오드 모듈(80)의 발광 소자(82)를 효율적으로 방열시킬 수 있다. 따라서 백라이트 어셈블리(70)의 전체적인 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 도 4의 백라이트 어셈블리(70)를 구비한 표시 장치(100)를 나타낸다.
도 6은 표시 장치(100)에 사용된 표시 패널(50)의 실시예로서 액정 표시 패널을 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 수광형 표시 패널이 사용될 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치(100)는 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리(70)와 빛을 제공받아 화상을 표시하는 표시 패널(50)을 포함한다. 이외에, 표시 장치(100)는 표시 패널(50)을 백라이트 어셈블리(70) 상에 고정 지지하는 제3 지지 부재(60)를 포함하며, 기타 필요한 부분을 더 포함할 수 있다.
또한, 표시 장치(100)는 표시 패널(50)에 구동 신호를 공급하는 구동 인쇄 회로 기판(41, 42) 및 구동 인쇄 회로 기판(41, 42)과 표시 패널(50)을 전기적으로 연결하는 구동 IC 패키지(driver integrated circuit package)(43, 44)를 더 포함한다. 구동 IC 패키지(43, 44)는 COF(chip on film) 또는 TCP(tape carrier package)로 형성할 수 있다. 또한, 구동 인쇄 회로 기판은 게이트 구동 인쇄 회로 기판(41) 및 데이터 구동 인쇄 회로 기판(42)을 포함하며, 구동 IC 패키지는 표시 패널(50)과 게이트 구동 인쇄 회로 기판(41)을 연결하는 게이트 구동 IC 패키지 (43)와, 표시 패널(50)과 데이터 구동 인쇄 회로 기판(42)을 연결하는 데이터 구동 IC 패키지(44)를 포함한다.
표시 패널(50)은 제1 표시판(51) 및 액정층(52)(도 5에 도시)을 사이에 두고 제1 표시판(51)과 대향 배치된 제2 표시판(53)을 포함한다. 여기서, 제1 표시판(51)은 배면 기판이 되고 제2 표시판(53)은 전면 기판이 되며, 제1 표시판(51)에 구동 IC 패키지(43, 44)가 연결된다. 게이트 구동 IC 패키지(43)는 제1 표시판의 일측 가장자리에 부착되며, 게이트 구동 IC 패키지(43)는 게이트 구동부(400)(도 7에 도시)를 이루는 집적 회로칩(431)을 포함한다. 데이터 구동 IC 패키지(42)는 제1 표시판(51)의 타측 가장자리에 부착되며, 데이터 구동 IC 패키지(42)는 데이터 구동부(500) 및 계조 전압 생성부(800)(도 7에 도시)를 이루는 집적 회로칩(441)을 포함한다.
도 7 및 도 8을 참조하여 표시 패널(50) 및 이를 구동시키기 위한 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 표시판(51)은 복수의 신호 라인(G1-Gn, D1-Dm)을 포함하고, 제1 표시판(51) 및 제2 표시판(53)은 신호 라인(G1-Gn, D1-Dm)에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.
신호 라인(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트 라인(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인(D1-Dm)을 포함한 다. 게이트 라인(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터 라인(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소는 신호 라인(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)의 일례로는 박막 트랜지스터를 들 수 있으며, 이는 제1 표시판(51)에 형성된다. 박막 트랜지스터는 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트 라인(G1-Gn) 및 데이터 라인(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)의 동작을 제어한다. 게이트 구동부(400)는 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트 라인(G1-Gn)에 인가하며, 데이터 구동부(500)는 데이터 전압을 데이터 라인(D1-Dm)에 인가한다. 계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성하여 데이터 전압으로서 데이터 구동부(500)에 제공한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
도 6에 도시한 바와 같이, 액정 축전기(CLC)는 제1 표시판(51)의 화소 전극(518)과 제2 표시판(53)의 공통 전극(539)을 두 단자로 하며 두 전극(518, 539) 사이의 액정층(52)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(518)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(539)은 제2 표시판(53)의 전면에 걸쳐 형성되고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 6에서와는 달리 공통 전극(539)이 제1 표시판(51)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(518, 539)중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다. 또한, 제2 표시판(53) 상에는 투과하는 빛에 색을 부여하는 컬러 필터(535)가 형성된다. 도 6에서와 달리 컬러 필터(535)도 제1 표시판(51) 상에 형성될 수도 있다.
액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 제1 표시판(51)에 구비된 별개의 신호 라인(도시하지 않음)과 화소 전극(518)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호 라인에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(518)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트 라인(G1-Gn)과 중첩되어 이루어질 수 있다.
표시 패널(50)의 양 기판(51, 53) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 턴 온되면, 화소 전극(518)과 공통 전극(539) 사이에 전계(electric field)가 형성된다. 이러한 전 계에 의해 제1 표시판(51)과 제2 표시판(53) 사이에 형성된 액정층(53)의 액정 배열각이 변화되며, 이에 따라 변경되는 광투과도에 의해 원하는 화상을 얻게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치(100)는 발광 다이오드 모듈(80) 및 이를 구비한 백라이트 어셈블리(70)를 사용하므로, 표시 장치(100)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 발광 다이오드 모듈의 방열 효율 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
즉, 발광 다이오드 칩이 발광하면서 발생된 열을 방열 부재를 통하여 효율적으로 방출할 수 있다. 방열 부재가 인쇄 회로 기판을 관통하여 밖으로 노출되므로, 인쇄 회로 기판에 방해받지 않고 열을 방출할 수 있다.
또한, 복잡한 구조를 갖는 인쇄 회로 기판 상에 형성된 발광 소자도 효율적으로 방열시킬 수 있다. 따라서 다양한 색상을 갖는 여러 발광 소자를 인쇄 회로 기판 상에 조밀하게 실장하여 구동하는 발광 다이오드 모듈의 방열 효율을 극대화시킬 수 있다.
또한, 범용의 기판을 사용하여 발광 다이오드 모듈의 방열 효율을 높일 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기한 발광 다이오드 모듈을 구비한 백라이트 어셈블리의 전체적인 방열 효율 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 발광 다이오드 모듈의 방열 부재를 직접 지지 부재와 접촉시켜 방열 효율을 높일 수 있다.
또한, 접촉 보조 부재를 사용하여 방열 부재와 지지 부재를 안정적으로 접촉시켜 방열 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 상기한 백라이트 어셈블리를 구비한 표시 장치의 전체적인 내구성을 향상시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. 발광 다이오드 칩(light emitting diode chip, LED chip)과, 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 몸체부와, 상기 발광 다이오드 칩과 접촉하며 상기 몸체부 밖으로 돌출된 방열 부재를 포함하는 발광 소자 그리고
    상기 방열 부재의 돌출된 단부에 대응하는 홀을 가지는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)
    을 포함하는 발광 다이오드 모듈(light emitting diode module).
  2. 제1항에서,
    상기 발광 소자는 상기 인쇄 회로 기판의 일측 외면에 실장되며,
    상기 방열 부재의 돌출된 단부는 상기 홀을 통과하는 발광 다이오드 모듈.
  3. 제1항에서,
    상기 인쇄 회로 기판은 베이스 기판과, 상기 베이스 기판에 형성된 배선부를 포함하며,
    상기 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩을 상기 배선부와 전기적으로 연결하는 리드부를 더 포함하는 발광 다이오드 모듈.
  4. 제1항에서,
    상기 배선부는 상기 베이스 기판의 일측 외면에 형성된 발광 다이오드 모듈.
  5. 제1항에서,
    상기 배선부는 상기 베이스 기판의 양측 외면에 각각 형성된 발광 다이오드 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 배선부는 상기 베이스 기판의 내부에 형성된 발광 다이오드 모듈.
  7. 빛을 발생하는 하나 이상의 발광 다이오드 모듈,
    상기 발광 다이오드 모듈에서 출사된 빛을 확산시키는 광학 부재, 그리고
    이들을 수납하여 지지하는 지지 부재들
    을 포함하며,
    상기 발광 다이오드 모듈은,
    발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 몸체부와, 상기 발광 다이오드 칩과 접촉하며 상기 몸체부 밖으로 돌출된 방열 부재를 포함하는 발광 소자 그리고 상기 방열 부재의 돌출된 단부에 대응하는 홀을 가지는 인쇄 회로 기판을 포함하는 백라이트 어셈블리(backlight assembly).
  8. 제7항에서,
    상기 발광 소자는 상기 인쇄 회로 기판의 일측 외면에 실장되며,
    상기 방열 부재의 돌출된 단부는 상기 홀을 통과하여 상기 발광 다이어도 모듈을 지지하는 상기 지지 부재와 마주하는 백라이트 어셈블리.
  9. 제8항에서,
    상기 방열 부재의 돌출된 단부는 상기 지지 부재와 접촉하는 백라이트 어셈블리.
  10. 제8항에서,
    상기 방열 부재의 돌출된 단부와 상기 지지 부재 사이에 배치된 접촉 보조 부재를 더 포함하는 백라이트 어셈블리.
  11. 제10항에서,
    상기 접촉 보조 부재는 실리콘(Si)을 포함한 소재로 만들어진 갭 패드(gap pad)인 백라이트 어셈블리.
  12. 제10항에서,
    상기 접촉 보조 부재는 탄소 그라파이트(carbon graphite)로 만들어진 백라이트 어셈블리.
  13. 제7항에서,
    상기 인쇄 회로 기판은 베이스 기판과, 상기 베이스 기판에 형성된 배선부를 포함하며,
    상기 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩을 상기 배선부와 전기적으로 연결하는 리드부를 더 포함하는 백라이트 어셈블리.
  14. 화상을 표시하는 표시 패널,
    상기 표시 패널에 빛을 공급하는 발광 다이오드 모듈,
    상기 표시 패널과 상기 발광 다이오드 모듈 사이에 배치된 광학 부재, 그리고
    이들을 고정 지지하는 지지 부재들
    을 포함하며,
    상기 발광 다이오드 모듈은,
    발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 몸체부와, 상기 발광 다이오드 칩과 접촉하며 상기 몸체부 밖으로 돌출된 방열 부재를 포함하는 발광 소자 그리고 상기 방열 부재의 돌출된 단부에 대응하는 홀을 가지는 인쇄 회로 기판을 포함하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 발광 소자는 상기 인쇄 회로 기판의 일측 외면에 실장되며,
    상기 방열 부재의 돌출된 단부는 상기 홀을 통과하여 상기 발광 다이어도 모듈을 지지하는 상기 지지 부재와 마주하는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 방열 부재의 돌출된 단부는 상기 지지 부재와 접촉하는 표시 장치.
  17. 제15항에서,
    상기 방열 부재의 돌출된 단부와 상기 지지 부재 사이에 배치된 접촉 보조 부재를 더 포함하는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 접촉 보조 부재는 실리콘을 포함한 소재로 만들어진 갭 패드인 표시 장치.
  19. 제17항에서,
    상기 접촉 보조 부재는 탄소 그라파이트로 만들어진 표시 장치.
  20. 제14항에서,
    상기 인쇄 회로 기판은 베이스 기판과, 상기 베이스 기판에 형성된 배선부를 포함하며,
    상기 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩을 상기 배선부와 전기적으로 연결하는 리드부를 더 포함하는 표시 장치.
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