KR20080034574A - 백색 엘이디 패키지 및 이를 이용한 백라이트 어셈블리 - Google Patents

백색 엘이디 패키지 및 이를 이용한 백라이트 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)에 관한 것으로, 특히 LED(Light Emitting Diode)가 광원으로 사용되는 상기 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)의 가장 큰 문제인 핫 스팟(Hot Spot)의 발생을 방지하는 일체형 백색 LED 패키지에 관한 것이다.
본 발명은 다수개의 백색 LED 패키지를 등간격으로 실장하여 적용하는 방식에서, 등간격으로 구성된 다수개의 LED 블루(Blue) 칩과 옐로우(Yellow) 인광물질을 하나로 패키지 하는 방법을 통해 LED(Light Emitting Diode) 적용 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)의 가장 큰 문제인 핫 스팟(Hot Spot) 발생을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

백색 엘이디 패키지 및 이를 이용한 백라이트 어셈블리{White LED Package and Backlight Assembly using the same}
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치(Liquid Crystal Display)에 사용되는 다수개의 백색 LED 패키지를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 상기 종래의 백색 LED 패키지를 적용한 백라이트(Backlight)의 광 해석 결과를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 일체형 백색 LED 패키지의 구조를 나타낸 도면.
도 4는 상기 도 3의 C 부분을 확대한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 구성된 일체형 백색 LED 패키지를 사용한 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)를 개략적으로 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
111 : LED 블루(Blue) 칩 113 : 옐로우(Yellow) 인광물질
115 : FPC층 117 : 도광판
119 : 광학 시트 121 : 반사판
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)에 관한 것으로, 특히 LED(Light Emitting Diode)가 광원으로 사용되는 상기 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)의 가장 큰 문제인 핫 스팟(Hot Spot)이 발생하는 것을 방지하는 일체형 백색 LED 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 외부 요인에 의해 발광하는 비발광성 소자이다. 따라서 상기 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 별도의 광원인 백라이트(Backlight)를 필요로 하게 된다.
상기 백라이트(Backlight)를 구성하는 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)는 광원 배치 방식에 따라 직하 방식과 에지(Edge) 방식의 두 종류가 있다.
상기 에지(Edge) 방식은 도광판 외곽에 광원을 설치한 것으로, 광원으로부터 발광된 광을 투명한 상기 도광판을 이용하여 액정패널 전체 면으로 광을 입사시키는 방식이고 상기 직하 방식은 액정패널의 배면에 광원을 두어 액정패널 전면을 직접 조사하는 방식이다. 그러나 상기 직하 방식을 노트북 컴퓨터와 같은 중, 소형 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)로 사용할 경우, 무엇보다도 경박 단소를 추구하는 중, 소형 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 두께 증가를 피할 수 없게 된다. 그러한 이유로 대부분의 중, 소형 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)의 구조는 에지(Edge) 방식을 채택하게 된다.
상기 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)는 광원으로 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), 그리고 LED(Light Emitting Diode) 등을 사용한다.
이중에서 특히, LED(Light Emitting Diode)는 반도체 p-n 접합 구조에서 전자와 정공이 재결합 할 때 전위차에 의해서 발광하게 되는데 이때 나오는 빛을 이용하여 정보를 나타내는 디스플레이 소자이다. 이러한 LED는 질화갈륨(GaN), 비소화갈륨(GaAs), 인화갈륨(GaP), 갈륨-비소-인(GaAs1-xPx), 갈륨-알루미늄-비소(Ga1-xAlxAs), 인화인듐(InP), 인듐-갈륨-인(In1-xGaxP)등으로 구성된 화합물 반도체를 재료로 하며 저 휘도, 저 전압, 긴 수명 및 저 가격 등의 특징이 있으며 종래에는 표시용 램프나 숫자와 같은 단순 정보표시에 많이 응용되어 왔으며, 최근에 산업기술의 발전, 특히 정보표시 기술과 반도체 기술의 발전으로 그 응용범위를 FPD(Flat Panel Display)분야까지 넓혀 왔으며 향후에는 독자적인 정보 디스플레이 소자로 계속 발전할 것으로 기대된다.
이하, 종래 기술에 따른 백색 LED 패키지를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치(Liquid Crystal Display)에 사용되는 복수개의 백색 LED 패키지를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 상기 종래의 백색 LED 패키지를 적용한 백라이트(Backlight)의 광 해석 결과를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 백색 LED 패키지(10)는, LED 블루(Blue) 칩(11)과 옐로우(Yellow) 인광물질(13)이 동일한 경사면을 갖는 반사프레임(17)의 좌우 이격된 공간 사이에 구성되며, 다수개의 상기 백색 LED 패키지(10)가 등간격으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)(15) 상에 실장되어 있는 형태이다.
상기 백색 LED 패키지(10)는 상기 LED 블루(Blue) 칩(11)으로부터 청색광이 발산되고 상기 청색광의 일부를 옐로우(Yellow) 인광물질(13)이 흡수하여 황색광을 만들며 상기 옐로우(Yellow) 인광물질(13)에 흡수되지 않은 나머지 상기 청색광과 상기 황색광이 혼합되어 백색 발광을 하게 된다. 이러한 복수개의 상기 백색 LED 패키지(10)가 등간격으로 상기 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)(15) 상에 실장되어 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)의 광원으로 사용된다.
도 2는 종래의 다수개의 상기 백색 LED 패키지를 적용한 백라이트(Backlight)의 광 해석 결과를 나타낸 도면이다.
LED(Light Emitting Diode)는 점광원으로써, 광이 발산되는 각도에 의해 광이 집중되는 핫 스팟(Hot Spot)(A)과 광의 발산 각도를 벗어난 암부 영역(B)이 발생하게 된다.
도시한 바와 같이, 독립적으로 구성된 각각의 백색 LED 패키지(10)로부터 나오는 광으로 인해, 상기 백색 LED 패키지(10)에서 발산된 백색광과 도광판(17)의 인접 부분에 핫 스팟(Hot Spot)(A)이 발생하는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 핫 스팟(Hot Spot)(A)의 발생으로 인해 명암비가 극명해져 상기 암부 영역(B)도 더욱 명확해지게 된다.
이러한 상기 핫 스팟(Hot Spot)(A)의 발생은 LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 하는 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)의 가장 큰 문제점으로써, 이러한 상기 핫 스팟(Hot Spot)(A)의 발생으로 인해 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)의 화면 품질이 저하되게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다수개의 백색 LED 패키지를 등간격으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 상에 실장하여 적용하는 방식에서, 등간격으로 구성된 다수개의 LED 블루(Blue) 칩과 옐로우(Yellow) 인광물질을 하나로 패키지 하는 방법을 통해, LED(Light Emitting Diode) 적용 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)의 가장 큰 문제인 핫 스팟(Hot Spot)의 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 핫 스팟(Hot Spot)이 발생하는 것을 방지함으로써 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 화면 품질 개선을 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 LED(Light Emitting Diode)를 제어하기 위한 제어부가 실장된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)과; 상기 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 상부에 구성되는 사파이 어나 SiC의 LED 절연기판 위에 증착된 복수개의 반도체층과; 상기 다수개의 반도체층 위에 증착된 다수개의 LED 블루(Blue) 칩과; 상기 다수개의 LED 블루(Blue) 칩 전체를 하나로 감싸는 옐로우(Yellow) 인광물질과; 상기 다수개의 LED 블루(Blue) 칩을 포함하여, 옐로우(Yellow) 인광물질 상부를 덮는 투명 보호층을 포함하는 일체형 백색 LED 패키지와; 상기 일체형 백색 LED 패키지로부터 발산되는 광의 경로를 변경하여 액정 표시 패널로 출사하기 위한 도광판과; 상기 도광판에서 출사된 광의 휘도를 균일하게 하는 다수개의 광학 시트와; 상기 도광판으로부터 누설되는 광을 반사하기 위한 반사판을 포함하는 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)를 제공한다.
상기 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)은 FPC(Flexible Printed Circuit)인 것을 특징으로 한다.
상기 옐로우(Yellow) 인광물질은 YAG(Yttrium - Aluminum - Garnet)인 것을 특징으로 한다.
상기 옐로우(Yellow) 인광물질의 상부를 덮는 투명 보호층은 에폭시(Epoxy)나 실리콘(Silicon)인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 일체형 백색 LED 패키지의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 상기 일체형 백색 LED 패키지(100)는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)(115) 상에 다수개의 LED 블루(Blue) 칩(111)이 등 간격으로 실장되어 있고 상기 다수개의 LED 블루(Blue) 칩(111) 전체를 옐로우(Yellow) 인광물질(113)이 덮고 있다.
상기 옐로우(Yellow) 인광물질(113)은 황색의 YAG(Yttrium - Aluminum - Garnet)로 구성된다.
예를 들어, 종래의 기술에서 매우 조밀하게 백색 LED 패키지(10)를 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)(15)에 실장한다 하더라도 LED 블루(Blue) 칩(11)과 옐로우(Yellow) 인광물질(13)이 독립적으로 구성된 백색 LED 패키지(10) 사이의 실장 간격으로 인해, 점광원을 사용했을 때 나타나는 현상인 핫 스팟(Hot Spot)(A)과 상기 백색 LED 패키지(10)의 방사 각도를 벗어난 영역의 암부(B) 발생을 피할 수 없다.
즉, 상기와 같은 문제들로 인해 LED(Light Emitting Diode)를 백라이트(backlight) 광원으로 사용하는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)의 화면 품질이 저하되는 것이다.
따라서 상기 도 3과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상기 일체형 백색 LED 패키지(100)는 상기 옐로우(Yellow) 인광물질(113)로 상기 다수개의 LED 블루(Blue) 칩(111) 전체를 덮음으로써, 상기 다수개의 LED 블루(Blue) 칩(111)에서 개별적으로 발산된 광이 상기 옐로우(Yellow) 인광물질(113)에 흡수, 조합되는 과정을 거쳐 백색광으로 만들어지고 이러한 상기 백색광이 균일하게 도광판(미도시)으로 발산함으로써, 램프(Lamp)와 같은 라인(Line) 형태의 빛을 발광할 수 있게 된다.
즉, 본 발명을 통해 점광원인 LED(Light Emitting Diode)를 면광원화 함으로 써, 종래의 LED(Light Emitting Diode)를 적용한 백라이트(Backlight)의 문제점 중 하나인 핫 스팟(Hot Spot)(A)의 발생을 방지하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)의 화면 품질을 향상 시킬 수 있다.
도 4는 상기 도 3의 C 부분을 확대한 도면이다.
도시한 바와 같이, 상기 일체형 백색 LED 패키지(100)는 등간격으로 구성된 다수개의 LED 블루(Blue) 칩(111)을 옐로우(Yellow) 인광물질(113)이 감싸고 있는 구조이다.
인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)의 일종인 FPC(Flexible Printed Circuit)(115)층에 다수개의 LED 블루(Blue) 칩(111)이 등간격으로 실장되고, 상기 LED 블루(Blue) 칩(111)을 YAG(Yttrium - Aluminum - Garnet)으로 이루어진 옐로우(Yellow) 인광물질(113)이 감싸고 있다.
또한 내부 구조를 보호하기 위하여 상기 옐로우(Yellow) 인광물질(113) 상부에 투명 보호층(미도시)이 덮여져 있다.
상기 백색 LED 패키지(100)가 백색 발광을 하는 원리는 다음과 같다.
상기 다수개의 LED 블루(Blue) 칩(111)은 옐로우(Yellow) 인광물질(113)에 의해 하나로 패키지 되어있기 때문에, 종래의 백색 LED 패키지(10)의 반사프레임(17)과 다수개의 상기 백색 LED 패키지(10) 사이의 이격공간이 상기 옐로우(Yellow) 인광물질(113)로 채워짐으로써, 상기 다수개의 LED 블루(Blue) 칩(111)은 하부의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)(115) 영역을 제외한 모든 영역으로 청색광을 발광하고 상기 청색광의 일부를 옐로우(Yellow) 인광물질(113)이 흡수하여 황 색광을 만들고 상기 옐로우(Yellow) 인광물질(113)에 흡수되지 않은 나머지 상기 청색광과 상기 황색광이 합성되어 백색광을 형성하여 라인(Line) 형태의 빛을 발광하게 되는 것이다.
상기와 같은 구조의 백색 LED 패키지(100)는 백색광을 발광하는 다른 방법 중의 하나인 적, 녹, 청의 개별 LED(Light Emitting Diode)를 조합하여 상기 백색광을 발광하는 백색 LED 패키지보다 제작 방법이 용이하고 더 밝은 빛을 내는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 구성된 일체형 백색 LED 패키지를 사용한 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 상기 일체형 백색 LED 패키지(100)를 사용한 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)(200)는 광을 발생하는 일체형 백색 LED 패키지(100)와, 상기 일체형 백색 LED 패키지(100)가 실장된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)의 일종인 FPC(Flexible Printed Circuit)(115)층을 구성하고 있으며, 상기 FPC(Flexible Printed Circuit)(115)층이 일측 또는 양측에 구성되며, 발광된 광의 경로를 변경하여 액정 표시 패널(미도시)로 출사하기 위한 도광판(117)과, 상기 도광판(117)의 상부에 구성되어 상기 도광판(117)에서 출사된 광의 휘도를 균일하게 하는 다수개의 광학 시트(119)와 상기 도광판(117)의 하부에 구성되어 상기 도광판(117)으로부터 누설되는 광을 반사하기 위한 백색 또는 은색시트의 반사판(121)으로 구성된다.
이러한 상기 백라이트 어셈블리(Backlight Assembly)(200)를 통해 LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 적용하는 백라이트(Backlight)의 가장 큰 문제점인 핫 스팟(Hot Spot)이 발생하는 것을 방지하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 화면 품질을 향상 시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
위에 상술한 바와 같이, 다수개의 백색 LED 패키지를 등간격으로 실장하여 적용하는 방식에서, 등간격으로 구성된 다수개의 LED 블루(Blue) 칩과 옐로우(Yellow) 인광물질을 하나로 패키지 하는 방법을 통해 LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 적용하는 백라이트(Backlight)의 가장 큰 문제점인 핫 스팟(Hot Spot)의 발생을 방지하는 효과가 있다.
즉, 상기 핫 스팟(Hot Spot)의 발생을 방지함으로써, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 화면 품질을 향상 시키는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 인쇄회로기판과;
    상기 인쇄회로가판에 등간격으로 구성되고, 청색을 발광하는 다수개의 엘이디 칩과;
    상기 다수개의 엘이디 칩을 감싸도록 구성된 옐로우 인광물질과;
    상기 인광물질을 감싸는 투명 보호층을 포함하는 일체형 백색 엘이디 패키지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 막대형상으로 구성되고, 상기 엘이디 칩은 상기 인쇄회로기판의 길이 방향을 따라 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 백색 엘이디 패키지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 FPC인 것을 특징으로 하는 일체형 백색 엘이디 패키지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 옐로우 인광물질은 YAG인 것을 특징으로 하는 일체형 백색 엘이디 패키지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 투명 보호층은 에폭시나 실리콘인 것을 특징으로 하는 일체형 백색 엘이디 패키지.
  6. 상기 청구항 1항에 따른 일체형 백색 엘이디 패키지와;
    상기 백색 엘이디 패키지의 일측에 구성되어, 빛을 상부로 가이드 하는 도광판과;
    상기 도광판의 하부에 위치하여, 상기 도광판으로부터 누설된 빛을 상부로 반사하는 반사판과;
    상기 도광판의 상부에 위치하여, 상기 도광판으로부터 출사된 빛의 휘도를 균일하게 하는 광학시트를 포함하는 백라이트 어셈블리.
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WO2017166502A1 (zh) * 2016-03-30 2017-10-05 乐视控股（北京）有限公司 一种led灯组、背光模组及显示设备

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