KR20070115433A - 발광다이오드 및 이를 이용한 액정표시장치 - Google Patents

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KR20070115433A
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김도윤
한상호
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 발광다이오를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 각각의 발광다이오드를 탈부착이 가능한 고정부를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 실장함으로써, 하나의 불량 발광다이오드가 발생하더라도 상기 발광다이오드 인쇄회로기판 전체를 교체하지 않고, 불량 발광다이오드만을 교체할 수 있게 된다.
또한, 기존의 발광다이오드와 발광다이오드 인쇄회로기판을 접합할 시, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 실장되는 발광다이오드가 재위치에 얼라인(align) 되지 않는 문제점을 방지함으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
발광다이오드, 발광다이오드 인쇄회로기판, 액정표시장치

Description

발광다이오드 및 이를 이용한 액정표시장치{LED and Liquid Crystal Display device using thereof}
도 1은 일반적인 발광다이오드를 광원으로 사용한 액정표시장치에 대한 분해 사시도.
도 2는 도 1의 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 발광다이오드가 실장된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3b는 도 3a의 발광다이오드가 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 실장된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 도 3a에 도시한 각각의 발광다이오드를 하나의 발광다이오드 클러스터로 구성한 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 5a ~ 5b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광다이오드의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 도 5b의 발광다이오드 클러스터가 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 실장된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 발광다이오드가 실장된 발광다이오드 인쇄회로기판을 광원으로 사용한 액정표시장치에 대한 분해 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
124 : 발광다이오드 144 : 렌즈
152 : 본체 162 : 고정부
164 : 걸림단
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 발광다이오를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛을 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보기술과 이동통신기술 등의 발전과 함께 정보를 시각적으로 표시해줄 수 있는 디스플레이 장치의 발전이 이루어지고 있으며, 디스플레이 장치는 크게 발광특성을 갖는 자체 발광형 디스플레이와 다른 외부의 요인으로 발광할 수 있는 비발광형 디스플레이로 분류되고 있다.
상기 비발광형 디스플레이로는 LCD(Liquid Crystal Display)를 예로 들 수 있다.
상기 LCD는 자체 발광요소를 갖지 못하는 소자이므로 별도의 광원을 요구하게된다. 이에 따라, 배면에 광원을 구비한 백라이트 유닛(Backlight unit)이 마련되 어 LCD 전면을 향해 광을 조사하고 이를 통해서 비로소 식별 가능한 화상이 구현된다.
상기 백라이트 유닛은 광원으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL), 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescentt Lamp), 그리고 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED) 등을 사용한다.
이중에서 특히, 발광다이오드는 소형, 저소비 전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있는 추세이다.
도 1은 일반적인 발광다이오드를 광원으로 사용한 액정표시장치에 대한 분해 사시도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치모듈은 상하로 포개어지며, 일측 가장자리에 게이트 인쇄회로기판(18)과 소스 인쇄회로기판(16)이 구성된 액정패널(10) 그리고 백라이트 유닛(20)과, 이들의 가장자리를 테두리하는 사각테 형상의 서포트메인(40)과, 백라이트 유닛(20)의 배면을 덮으면서 서포트메인(40)과 결합되는 커버버툼(50) 그리고 액정패널(10)의 전면 가장자리를 테두리하는 서포트메인(40)과 결합되는 사각테 형상의 탑커버(60)를 포함한다.
상기 백라이트 유닛(20)은 커버버툼(50)의 내면을 따라 배열되는 다수개의 발광다이오드 인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board : MCPCB(22))과, 이들 각각에 일렬로 배열되어 실장된 다수의 발광다이오드(24)와, 이들 다수의 발광다이오드(24)가 통과할 수 있는 복수개의 관통홀(28)이 구성되어 다수의 발광다이오드(24)를 제외한 발광다이오드 인쇄회로기판(22)과 커버버툼(50) 내면 전체를 덮는 백색 또는 은색의 반사시트(26)를 포함한다.
이때, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(22) 상에 다수로 나란하게 배열되는 발광다이오드(24)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 발하며, 상기 각각의 발광다이오드(24)에서 발산되는 빛의 균일한 혼합(Mixing)에 의해 백색광이 구현되게 된다.
상기 발광다이오드(24) 상부에는 다수의 발광다이오드(24)와 각각 대응되는 반사도트(31)가 부착된 중간 도광판(30)이 구성되며, 이의 상부로 휘도의 균일도를 위한 확산판(32)과 복수개의 광학시트(34)들이 개재된다.
이로써, 상기 다수의 발광다이오드(24)로부터 출사된 빛은 직접 또는 반사시트(26)에 의해 반사되어 중간 도광판(30)에 의해 적(R), 녹(G), 청(B)의 색과 빛을 잘 혼합하고, 상기 잘 혼합된 빛은 상기 확산판(32)에 의해 휘도를 균일하게 하여 복수개의 광학시트(34)를 통과한 후 상기 액정패널(10)로 입사되고, 이로써 액정패널(10)은 외부로 화상을 표시할 수 있다.
도 2는 도 1의 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 발광다이오드가 실장된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 발광다이오드는 빛을 발하는 발광다이오드 칩(42)과 이를 덮는 렌즈(44)를 포함한다.
즉, 먼저 발광다이오드 칩(42)은 실질적으로 빛을 발하는 부분으로서 양공(positive hole)을 제공하는 P형 반도체와 전자(electron)를 제공하는 n형 반도체의 결합으로 이루어진다.
그리고 이러한 발광다이오드 칩(42)은 방열슬러그(46) 상에 안착되며, 특히 발광다이오드 칩(42)이 안착되는 상면으로는 반사효율이 높은 반사면(48)이 구성된다.
다음으로 이러한 방열슬러그(46)는 케이스(52)에 의해 테두리되며, 상기 케이스(52)에는 발광다이오드 칩(42)과 와이어(54) 등을 통해서 전기적으로 연결된 음극 및 양극리드(56, 58)가 마련되어 외부로 노출되어 있다.
그리고 이러한 케이스(52)의 상부로는 발광다이오드 칩(42)을 비롯한 방열슬러그(46)의 반사면(48)과 와이어(54) 등을 덮는 렌즈(44)가 위치하며, 이는 목적에 따라 다양한 형태를 나타낼 수 있다.
이와 같은 발광다이오드(24)는 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(22) 상에 일렬로 다수개가 배열되며, 이러한 발광다이오(24)가 실장된 발광다이오드 인쇄회로기판(22)은 상기 커버버툼(도 1의 50) 내면을 따라 다수개가 일정간격을 두고 나란하게 구성되어, 상기 액정패널(도 1의 10)을 향하여 빛을 발하게 된다.
그러나, 이와 같이 발광다이오드 인쇄회로기판(22) 상에 일렬로 배열되는 다수의 발광다이오드(24)는 각각 납땜과 같은 솔더링(soldering : 62)에 의해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(22)과 각각 접합된다.
이는, 하나의 불량 발광다이오드(24)가 발생할 경우, 불량이 발생된 발광다이오드(24)만을 교체하기가 불가능한 단점이 있다. 이로 인하여, 불량이 발생된 발광다이오드(24)를 포함하고 있는 발광다이오드 인쇄회로기판(22) 전체를 교체해야 하므로, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(22) 상에 배열되는 불량이 없는 다수의 발광다이오드(24)까지 폐기해야 하는 문제점이 발생된다.
이는 공정의 생산성 저하 및 공정비용이 향상되는 문제점을 가져오게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 다수개 배열되는 발광다이오드 각각의 교체가 용이하도록 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
또한, 공정의 생산성 향상 및 공정비용 절감을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 적, 녹, 청의 색을 발산하며, 각각 고정부가 구성되어 탈부착이 가능한 다수의 발광다이오드와; 상기 발광다이오드의 고정부가 끼워지는 고정홀이 구성된 발광다이오드 인쇄회로기판과; 상기 발광다이오드 상부에 안착되며, 상기 발광다이오드가 관통되는 관통홀이 구성되어 있는 반사시트와, 상기 다수의 발광다이오드와 각각 대응되는 반사도트가 부착된 투명아크릴판과, 상기 투명아크릴판 상에 안착되는 다수의 광학시트를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛을 제공한다.
상기 발광다이오드는 적(R), 녹(G), 녹(G), 청(B)색을 갖는 다수의 발광다이오드 또는 RGGB의 색을 발산하는 4 in 1 타입인 것을 특징으로 하며, 상기 발광다이오드는 빛을 발하는 발광다이오드 칩을 포함하는 본체와, 상기 발광다이오드 칩 에서 발생된 주출사광의 각도를 제어하는 렌즈를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정부는 상기 발광다이오드의 배면에 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 고정부는 상기 발광다이오드 배면에 구성되며, 하측부에서 상측부로 갈수록 커지는 테이퍼 형상을 갖는 걸림단을 포함하며 복수개로 갈라져 구성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 고정부는 상기 발광다이오드 배면에 구성되며, 양측으로 날개 형상의 걸림단을 포함하며, 상기 발광다이오드는 고정부를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판의 고정홀에 끼운 후 90° 회전시켜 고정되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 걸림단에는 상기 발광다이오드 칩과 연결되는 음극 및 양극 단자가 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원발명은 상기 본체에는 발광다이오드 칩과, 상기 발광다이오드 칩이 안착되며 반사효율이 높은 반사면을 제공하는 방열슬러그와, 상기 방열슬러그를 감싸는 케이스와, 상기 발광다이오드 칩과 전기적으로 연결되고 상기 케이스 외부로 노출된 양극 및 음극리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛을 제공한다.
상기 방열슬러그의 상면에는 반사효율이 높은 반사면이 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 반사판 상부에 도광판을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원발명은 커버버툼과; 상기 커버버툼 내면에 배치되는 다수개의 발광다이오드 인쇄회로기판과, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 실장되며, 각각 탈부착이 가능한 발광다이오드와; 상기 발광다이오드 상부에 형성되며, 상기 각각의 발광다이오드가 관통되는 관통홀이 구성되어 있는 반사시트와, 양면에 각각 피라미드 패턴과 엠보싱 패턴이 구성된 혼합판, 그리고 확산판과 다수의 광학시트를 더욱 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛을 테두리하는 사각테 형상의 서포트메인과; 상기 백라이트 유닛 상에 안착되며, 일측에 인쇄회로기판이 구성된 액정패널과; 상기 액정패널의 가장자리를 테두리하며, 상기 서포트메인 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버를 포함하는 액정표시장치모듈을 제공한다.
상기 발광다이오드는 배면에 고정부가 구성되며, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판 상에는 고정홀이 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 고정부는 하부측에서 상측부로 갈수록 커지는 테이퍼 형상을 갖는 걸림단을 포함하며 복수개로 갈라져 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정부는 양측으로 날개 형상의 걸림단을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 발광다이오드는 고정부를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판의 고정홀에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 고정부를 90° 회전시켜 고정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드의 구조를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3b는 도 3a의 발광다이오드가 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 실장된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 발광다이오드(124)는 빛을 발하는 발광다이오드 칩(미도시)을 포함하는 본체(152)와, 상기 발광다이오드 칩(미도시)에서 발생된 주출사광의 각도를 제어하는 렌즈(144)와, 상기 발광다이오드(124)를 고정하기 위한 고정부(162)를 포함한다.
상기 고정부(162)는 도면에서 보이는 바와 같이 발광다이오드(124) 배면에 구성하며, 하측부에서 상측부로 갈수록 커지는 테이퍼 형상을 갖는 걸림단(164)을 포함하며 적어도 2개 이상으로 갈라지도록 구성한다.
이와 같은 발광다이오드(124)는 발광다이오드 인쇄회로기판(미도시)과 접합되는데, 도 3b를 참조하여 이를 좀더 자세하게 살펴보도록 하겠다.
상기 발광다이오드(124)는 빛을 발하는 발광다이오드 칩(142)과 이를 덮는 렌즈(144)를 포함한다.
즉, 먼저 발광다이오드 칩(142)은 실질적으로 빛을 발하는 부분으로서 양공(positive hole)을 제공하는 P형 반도체와 전자(electron)를 제공하는 n형 반도체의 결합으로 이루어진다.
그리고 이러한 발광다이오드 칩(142)은 방열슬러그(146) 상에 안착되는데, 이는 발광다이오드 칩(142)의 발광 시에 발생되는 고온의 열을 외부로 배출하기 위하여 금속으로 이루어지며, 특히 발광다이오드 칩(142)이 안착되는 상면으로는 반사효율이 높은 반사면(148)을 구성한다.
다음으로 이러한 방열슬러그(146)는 케이스(152)에 의해 테두리되며, 상기 케이스(152)에는 발광다이오드 칩(142)과 와이어(154) 등을 통해서 전기적으로 연결된 음극 및 양극리드(156, 158)가 마련된다.
그리고 이러한 케이스(152)의 상부로는 발광다이오드 칩(142)을 비롯한 방열슬러그(146)의 반사면(148)과 와이어(154) 등을 덮어 보호함과 동시에 발광다이오드 칩(142)으로부터 발생된 주출사광의 각도를 제어하는 렌즈(144)가 위치하며, 이는 목적에 따라 다양한 형태를 나타낼 수 있다.
이와 같은 발광다이오드(124) 하부에는 음극 및 양극 단자(미도시)가 구성된 고정부(162)가 구성되어, 상기 고정부(162)를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)에 끼워져 접합하게 된다.
즉, 상기 고정부(162)에는 음극 및 양극 단자(미도시)가 구성되어, 상기 음극 및 양극 단자(미도시)는 상기 음극 및 양극리드(156, 158)와 와이어(154)를 통해 상기 발광다이오드 칩(142)으로 연결되게 되며, 상기 고정부(162)에 구성된 음극 및 양극 단자(미도시)를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)과 전기적으로 연결되게 된다.
이로써, 상기 발광다이오드(124)는 구동하게 된다.
상기 접합방법에 대해 좀더 자세하게 살펴보면, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에는 상기 고정부(162)가 끼워질 수 있도록 고정홀(166)이 구성되어 있어, 상기 발광다이오드(124)의 고정부(162)에 발광다이오드 인쇄회로기판(122)의 고정홀(166)을 일치시킨 후 상하에서 압력을 가함으로서 서로를 끼움 체결시킬 수 있다.
그리고 상기 고정부(162)는 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)의 고정홀(166)의 배면 일측을 두르는 걸림단(164)이 구성되므로, 상기 발광다이오드 고정 부(162)를 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)의 고정홀(166) 내에 빠듯하게 삽입되도록 구성한다.
이때, 상기 고정부(162)의 길이를 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)의 두께보다 약 1.5배 길게 구성하여, 상기 고정부(162)가 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)의 고정홀(166)을 통해 단단하게 고정되도록 한다.
따라서 상기 고정부(162)를 상기 고정홀(166)에 끼움 체결시키는 것은 용이하지만 상기 고정부(162)의 걸림단(164)이 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)의 배면 고정홀(166) 가장자리에 걸리면 좀처럼 빠지지 않게 된다.
이에 각 고정부(162)가 고정홀(166)로 삽입되면 인위적인 조작이 없는 한 걸림단(164)이 고정홀(166)에 걸려 좀처럼 빠지지 않지만, 필요 시 적어도 2개의 조각으로 갈라진 고정부(162)의 말단을 모아 고정홀(166)로부터 용이하게 빼낼 수 있다.
이와 같이, 각각의 발광다이오드(124)를 탈부착이 가능한 고정부(162)를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에 실장함으로써, 하나의 불량 발광다이오드(124)가 발생하더라도 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 전체를 교체하지 않고, 불량 발광다이오드(124)만을 교체할 수 있게 된다.
또한, 기존의 발광다이오드(도 2의 24)와 발광다이오드 인쇄회로기판(도 2의 22)을 접합할 시, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에 실장되는 발광다이오드(124)가 재위치에 얼라인(align) 되지 않는 문제점을 방지함으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 작업능률이 향상되고, 재료비용이 절감되게 된다.
도 4는 도 3a에 도시한 각각의 발광다이오드를 하나의 발광다이오드 클러스터로 구성한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a에 도시한 발광다이오드(124)는 발광다이오드 인쇄회로기판(도 3b의 122) 상에 일렬로 나란하게 배열되나, 이와 같은 배열방법은 적, 녹, 녹, 청의 발광다이오드(124)에서 발산된 빛의 혼합에 의한 백색광 구현이 어렵기 때문에 도시한 바와 같이, 적, 녹, 녹, 청의 발광다이오드(124)를 하나의 클러스터(168)로 구성한다.
상기 적, 녹, 녹, 청의 발광다이오드(124)에서 발산되는 각각의 빛으로 색 혼합에 의한 백색광을 구현하게 되는데, 이때 원하는 백색광의 휘도를 위하여 상기 두개의 녹색 발광다이오드를 사용한다.
즉, 상기 적색 또는 청색 광의 효율은 상기 녹색 광의 효율보다 상대적으로
높기 때문에, 두개의 녹색 발광다이오드를 사용하여 상기 적색 및 청색 광 효율과
녹색 광 효율이 동일해지도록 하여 화이트 밸런스(White Balance)를 맞출 수 있다.
이와 같은 발광다이오드 클러스터(168)의 하부측에도 고정부(162)가 구성되며, 상기 고정부(162)는 하측부에서 상측부로 갈수록 커지는 테이퍼 형상을 갖는 걸림단(164)을 포함하며 적어도 2개 이상으로 갈라지도록 구성된다.
이때, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(도 3b의 122) 상에는 상기 고정부(162)가 끼워질 수 있는 고정홀(도 3b의 166)이 구성된다.
상기 발광다이오드 클러스터(168) 역시 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 동일한 방법을 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(도 3b의 122)과 접합하게 된다.
이로써, 상기 다수의 발광다이오드 클러스터(168)는 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(도 3b의 122) 상에 구성된 고정홀(도 3b의 166)을 통해 일정간격 이격되게 반복되어 배열되고, 상기 하나의 발광다이오드 클러스터(168)에서 발산된 빛의 혼합에 의해 백색광을 구현하게 된다.
이로써, 색혼합에 있어 우수한 특성을 나타내게 되며, 각각의 발광다이오드(124)를 탈부착이 가능한 고정부(162)를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(도 3b의 122) 상에 실장함으로써, 하나의 불량 발광다이오드(124)가 발생하더라도 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(도 3b의 122) 전체를 교체하지 않고, 불량 발광다이오드(124)만을 교체할 수 있게 된다.
도 5a ~ 5b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광다이오드의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 발광다이오드(124)는 빛을 발하는 발광다이오드 칩(미도시)을 포함하는 본체(152)와, 상기 발광다이오드 칩(미도시)에서 발생된 주출사광의 각도를 제어하는 렌즈(144)와, 상기 발광다이오드(124)를 고정하기 위한 회전형 고정부(162)를 포함한다.
상기 회전형 고정부(162)는 도면에서 보이는 바와 같이 발광다이오드(124) 배면에 구성하며, 양측으로 날개 형상의 걸림단(164a, 164b)을 구성한다.
또한, 도 5b에 도시한 바와 같이, 각각의 적, 녹, 녹, 청의 발광다이오 드(124)를 하나의 본체에 실장하여 하나의 발광다이오드 클러스터(168)로 구성할 수 있다. 상기 발광다이오드 클러스터(168)의 배면에는 도 5a에 도시한 바와 같은 날개 형상의 걸림단(164a, 164b)을 포함하는 고정부(162)를 포함한다.
이와 같이 날개 형상의 걸림단(164a, 164b)을 포함하는 발광다이오드 클러스터(168)는 도 6에 도시한 바와 같이 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에 구성된 고정홀(166)을 통해 끼워져 접합되게 된다.
이때, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에 구성된 고정홀(166)은 상기발광다이오드 클러스터(168)의 날개 형상의 걸림단(164a, 164b)이 삽입될 수 있도록, 상기 날개 형상의 걸림단(164a, 164b)을 포함하는 고정부(162) 형태와 대응되도록 구성한다.
즉, 상기 발광다이오드 클러스터(168)의 고정부(162)에 발광다이오드 인쇄회로기판(122)의 고정홀(166)을 일치시킨 후 상하에서 압력을 가함으로서 서로를 끼운 다음, 상기 고정부(162)를 포함하는 발광다이오드 클러스터(168)를 +90° 회전시킴으로써, 상기 고정부(162)의 양측에 구성된 걸림단(164a, 164b)이 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)의 고정홀(166) 배면 일측에 걸리게 되어, 상기 발광다이오드 클러스터(168)는 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)과 상에 고정되게 된다.
따라서 상기 고정부(162)를 상기 고정홀(166)에 끼우는 것은 용이하지만 상기 고정부(162)의 걸림단(164a, 164b)이 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)의 배면 고정홀(166) 가장자리에 걸리면 좀처럼 빠지지 않게 된다.
이에 각 고정부(162)가 고정홀(166)로 삽입되면 인위적인 조작이 없는 한 걸림단(164a, 164b)이 고정홀(166)에 걸려 좀처럼 빠지지 않지만, 필요 시 상기 고정부(162)를 포함하는 발광다이오드 클러스터(168)를 -90°로 회전시켜 고정홀(166)로부터 용이하게 빼낼 수 있다.
이때, 상기 고정부(162)의 양측 날개 형상의 걸림단(164a, 164b)에는 음극 및 양극 단자(미도시)가 구성되어, 상기 음극 및 양극 단자(미도시)는 상기 발광다이오드(124)의 음극 및 양극리드(도 3b의 156, 158)와 와이어(도 3b의 154)를 통해 상기 발광다이오드 칩(도 3b의 142)으로 연결되게 되며, 상기 음극 및 양극 단자(미도시)를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)과 전기적으로 연결되게 된다.
상기 각각의 발광다이오드(도 5a의 124) 역시 도 6을 참조하여 설명한 발광다이오드 클러스터(168) 실장방법과 같이, 동일한 방법을 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)과 접합하게 된다.
이러한, 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에 실장된 발광다이오드(124) 및 발광다이오드 클러스터(168)는 에지형 백라이트 유닛 및 직하형 백라이트 유닛 모두에 적용 가능하다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 발광다이오드가 실장된 발광다이오드 인쇄회로기판을 광원으로 사용한 액정표시장치에 대한 분해 사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치모듈은 상하로 포개어지는 액정패널(110) 그리고 백라이트 유닛(120)과, 이들의 가장자리를 테두리하는 사각테 형상의 서포트 메인(140)과, 백라이트 유닛(120)의 배면을 덮으면서 서포트메인(140)과 결합되는 커버버툼(150) 그리고 액정패널(110)의 전면 가장자리를 테두리하는 서포트메인(140)과 결합되는 사각테 형상의 탑커버(160)를 포함한다.
이때, 상기 액정패널(110) 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판을 매개로 게이트 인쇄회로기판(118)과 소스 인쇄회로기판(116)이 연결되어 모듈화 과정에서 커버버툼(150)의 측면 또는 배면으로 접혀 밀착되며, 이들은 각각 다수의 게이트라인(미도시)으로 박막트랜지스터(미도시)의 온/오프 신호를 스캔 전달하는 게이트 인쇄회로기판(118) 그리고 다수의 데이터라인(미도시)으로 프레임별 화상신호를 전달하는 소스 인쇄회로기판(116)으로 구분되어 액정패널(110)의 서로 인접한 두 가장자리로 각각 구비된다.
이러한 액정패널(110) 배면으로는 백라이트 유닛(120)이 구비되어 빛을 공급하는데, 커버버툼(150) 내면에 구비되는 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 및 이들에 탑재되어 액정패널(110)을 향하는 전방으로 빛을 발하는 다수개의 발광다이오드(124)와, 각각의 발광다이오드(124)가 통과할 수 있는 복수개의 관통홀(128)이 구비되어 발광다이오드(124)를 제외한 발광다이오드 인쇄회로기판(122)과 커버버툼(150) 내면을 덮어 가리는 백색 또는 은색의 반사시트(126)와, 그 상부에 구비되는 혼합판(130)과, 이의 상부로 휘도의 균일도를 위한 확산판(132)과 반사형 편광시트, 집광시트, 확산시트 등을 포함하는 복수개의 광학시트(134)들을 개재한다.
이때, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에 다수로 나란하게 배열되는 발광다이오드(124)는 각각 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 발하며, 상기 각각의 발광 다이오드(124)에서 발산되는 빛의 균일한 혼합(Mixing)에 의해 백색광이 구현되게 된다.
이때, 상기 다수로 구성되는 각각의 발광다이오드(124)는 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에 일정간격 이격되게 반복되어 배열되며, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)으로부터 각각의 발광다이오드(122)의 탈부착이 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122)은 통상 메탈코어기판을 사용하는데, 그 이유는 발광다이오드(124)의 발광 시 발생되는 저항열을 신속하게 외부로 방출하기 위한 것이다.
이에 따라 발광다이오드(124)로부터 출사된 빛은 직접 또는 반사시트(126)에 의해 반사되어 상기 혼합판(130)을 통과하여 상기 발광다이오드(124)의 적(R), 녹(G), 녹(G), 청(B)색의 색 혼합에 의해 백색광이 구현되며, 상기 구현된 백색광은 다시 확산판(132)을 통과한 후, 광학시트(134)를 통과하는 과정 중에 균일한 면광원으로 가공되어 액정패널(110)로 입사되게 된다.
이때, 상술한 구조의 백라이트 유닛(120)은 상기 각각의 발광다이오드(124)를 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에 일렬로 나란하게 배열하는 방법 외에도, 적, 녹, 녹, 청의 발광다이오(124)를 포함하는 발광다이오드 클러스터(도 5b의 168)를 사용하여 구성할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 각각의 발광다이오드(124)를 탈부착이 가능한 고정부(162)를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에 실장함으로써, 하나의 불량 발 광다이오드(124)가 발생하더라도 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 전체를 교체하지 않고, 불량 발광다이오드(124)만을 교체할 수 있게 된다.
또한, 기존의 발광다이오드(도 2의 24)와 발광다이오드 인쇄회로기판(도 2의 22)을 접합할 시, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판(122) 상에 실장되는 발광다이오드(124)가 재위치에 얼라인(align) 되지 않는 문제점을 방지함으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 각각의 발광다이오드를 탈부착이 가능한 고정부를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 실장함으로써, 하나의 불량 발광다이오드가 발생하더라도 상기 발광다이오드 인쇄회로기판 전체를 교체하지 않고, 불량 발광다이오드만을 교체할 수 있게 되어, 공정의 생산성 및 작업성이 향상될 수 있으며, 공정 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 종래의 발광다이오드와 발광다이오드 인쇄회로기판을 접합할 시, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 실장되는 발광다이오드가 재위치에 얼라인(align) 되지 않는 문제점을 방지함으로써 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 적, 녹, 청의 색을 발산하며, 각각 고정부가 구성되어 탈부착이 가능한 다수의 발광다이오드와;
    상기 발광다이오드의 고정부가 끼워지는 고정홀이 구성된 발광다이오드 인쇄회로기판과;
    상기 발광다이오드 상부에 안착되며, 상기 발광다이오드가 관통되는 관통홀이 구성되어 있는 반사시트와, 상기 다수의 발광다이오드와 각각 대응되는 반사도트가 부착된 투명아크릴판과, 상기 투명아크릴판 상에 안착되는 다수의 광학시트
    를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광다이오드는 적(R), 녹(G), 녹(G), 청(B)색을 갖는 다수의 발광다이오드 또는 RGGB의 색을 발산하는 4 in 1 타입인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광다이오드는 빛을 발하는 발광다이오드 칩을 포함하는 본체와, 상기 발광다이오드 칩에서 발생된 주출사광의 각도를 제어하는 렌즈를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 발광다이오드의 배면에 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 발광다이오드 배면에 구성되며, 하측부에서 상측부로 갈수록 커지는 테이퍼 형상을 갖는 걸림단을 포함하며 복수개로 갈라져 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 발광다이오드 배면에 구성되며, 양측으로 날개 형상의 걸림단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광다이오드는 고정부를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판의 고정홀에 끼운 후 90° 회전시켜 고정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  8. 제 5 항 및 제 6 항 중 선택된 한 항에 있어서,
    상기 걸림단에는 상기 발광다이오드 칩과 연결되는 음극 및 양극 단자가 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 본체에는 발광다이오드 칩과,
    상기 발광다이오드 칩이 안착되며 반사효율이 높은 반사면을 제공하는 방열슬러그와,
    상기 방열슬러그를 감싸는 케이스와,
    상기 발광다이오드 칩과 전기적으로 연결되고 상기 케이스 외부로 노출된 양극 및 음극리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 방열슬러그의 상면에는 반사효율이 높은 반사면이 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사판 상부에 도광판을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  12. 커버버툼과;
    상기 커버버툼 내면에 배치되는 다수개의 발광다이오드 인쇄회로기판과, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판 상에 실장되며, 각각 탈부착이 가능한 발광다이오드와;
    상기 발광다이오드 상부에 형성되며, 상기 각각의 발광다이오드가 관통되는 관통홀이 구성되어 있는 반사시트와, 양면에 각각 피라미드 패턴과 엠보싱 패턴이 구성된 혼합판, 그리고 확산판과 다수의 광학시트를 더욱 포함하는 백라이트 유닛과;
    상기 백라이트 유닛을 테두리하는 사각테 형상의 서포트메인과;
    상기 백라이트 유닛 상에 안착되며, 일측에 인쇄회로기판이 구성된 액정패널 과;
    상기 액정패널의 가장자리를 테두리하며, 상기 서포트메인 및 커버버툼에 조립 결합되는 탑커버
    를 포함하는 액정표시장치모듈.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 발광다이오드는 배면에 고정부가 구성되며, 상기 발광다이오드 인쇄회로기판 상에는 고정홀이 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 고정부는 하부측에서 상측부로 갈수록 커지는 테이퍼 형상을 갖는 걸림단을 포함하며 복수개로 갈라져 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 고정부는 양측으로 날개 형상의 걸림단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
  16. 제 14 항 및 제 15 항에 있어서,
    상기 발광다이오드는 고정부를 통해 상기 발광다이오드 인쇄회로기판의 고정홀에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 고정부를 90° 회전시켜 고정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치모듈.
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