KR20080071735A - Ｌｅｄ 광원부, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 백라이트어셈블리 - Google Patents

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LED(Light Emitting Diode) 칩이 인쇄 회로 기판에 직접 실장된 LED 광원부, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리가 제공된다. LED 광원부는 인쇄 회로 기판과, 인쇄 회로 기판에 실장되는 LED 칩과, 인쇄 회로 기판 위에 부착되며, LED 칩과 대응하는 위치에 홀이 형성되어 있는 반사 시트와, 홀을 매립하도록 형성되어, LED 칩을 몰딩하는 몰딩부를 포함한다.
백라이트 어셈블리, LED

Description

ＬＥＤ 광원부, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리{LED light source, fabricating method thereof and backlight assembly including the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원부를 포함하는 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원부의 사시도이다.
도 3은 도 2를 Ⅲ~Ⅲ'의 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원부를 Ⅲ~Ⅲ'의 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 광원부의 다양한 홀 형태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원부의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: 백라이트 어셈블리 200: 몰드 프레임
300: 광학 시트들 400: LED 광원부
410: 인쇄 회로 기판 420: LED 칩
430: 와이어 440: 반사 시트
441, 441a ~ 441b: 홀 442a, 442b: 홀의 측벽
450: 몰딩부 500: 수납 용기
본 발명은 LED 광원부, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 칩이 인쇄 회로 기판에 직접 실장된 LED 광원부, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리에 관한 것이다.
백라이트 어셈블리는 광원, 광원으로부터 방출된 빛을 확산/집광하는 광학 시트들, 하부로 누설된 빛을 다시 상측으로 반사시키는 반사 시트 및 이들을 수납하는 수납용기를 포함한다.
광원으로는, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED라 한다), 냉음극선관 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, 이하 CCFL이라 한다), 평판 형광 램프(Flat Fluorescent Lamp, FFL이라 한다) 등이 대표적이다.
종래 백라이트 어셈블리는 주로 CCFL이 많이 채용되고 있지만, 최근에는 소비 전력량이 작고 휘도가 높은 LED가 많이 사용되고 있다.
일반적으로, LED 칩을 에폭시 등으로 몰딩 처리한 LED 패키지가 인쇄 회로 기판에 실장되어 광원으로써 사용되지만, 이러한 제조 방법은 비용이 많이 든다. 따라서 제조 비용을 줄일 수 있는 방안이 요구되는데, LED 칩을 인쇄 회로 기판에 직접 실장하는 방법이 있을 수 있다. 그러나 플레이트 형태의 인쇄 회로 기판에 LED 칩을 실장하고, 이를 보호하는 몰딩부를 형성하기가 어렵다. 인쇄 회로 기판에 홈을 형성해서 몰딩부의 형태를 유지시킬 수 있으나 홈을 형성하는 것 또한 쉽지 않고 비용이 많이 든다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, LED 칩이 인쇄 회로 기판에 직접 실장된 LED 광원부를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 이러한 LED 광원부의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 이러한 LED 광원부를 포함하는 백라이트 어셈블리를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원부는 인쇄 회로 기판과, 상기 인쇄 회로 기판에 실장되는 LED 칩과, 상기 인쇄 회로 기판 위에 부착되며, 상기 LED 칩과 대응하는 위치에 홀이 형성되어 있는 반사 시트와, 상기 홀을 매립하도록 형성되어, LED 칩을 몰딩하는 몰딩부를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광 원부의 제조 방법은 인쇄 회로 기판을 준비하는 단계와, 상기 인쇄 회로 기판에 LED 칩을 실장하는 단계와, 상기 LED 칩과 대응하는 위치에 홀이 형성되어 있는 반사 시트를 상기 인쇄 회로 기판에 부착하는 단계와, 상기 홀을 매립하면서, LED 칩을 몰딩하는 몰딩부를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는 광을 제공하며, 인쇄 회로 기판과, 상기 인쇄 회로 기판에 실장되는 LED 칩과, 상기 인쇄 회로 기판 위에 부착되며, 상기 LED 칩과 대응하는 위치에 홀이 형성되어 있는 반사 시트와, 상기 홀을 매립하도록 형성되어, LED 칩을 몰딩하는 몰딩부를 포함하는 LED 광원부와, 상기 LED 광원부 상부에 위치하여, 상기 LED 광원부로부터 제공된 광을 확산/집광하는 광학 시트들과, 상기 LED 광원부, 광학 시트들을 수납하는 수납용기를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원부를 포함하는 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 백라이트 어셈블리(100)는 LED 광원부(400), 광학 시트들(300), 수납용기(500) 및 몰드 프레임(200) 등을 포함하여 구성된다.
LED 광원부(400)는 액정 패널(미도시)의 하부에 위치하며, 액정 패널에 광을 제공한다. LED 광원부(400)는 LED를 사용하는 광원으로써, 냉음극선관 램프와 달리 유해물질이 없고, 소비 전력량이 작으며 휘도가 높은 장점이 있다. 이러한 LED 광원부(400)의 구조는 도 2 내지 도 3를 참조하여 후술한다.
LED 광원부(400)의 상부에는 광학 시트들(300)이 배치된다. 광학 시트들(300)은 도광판(140)에 의해 인도된 빛을 백라이트 어셈블리(100)의 상측으로 균일하게 조사되도록 하며, 예를 들어 하나 이상의 확산 시트, 프리즘 시트 또는 보호 시트 등의 광학 시트가 선택적으로 적층되어 이루어질 수 있다. 이 때 하나의 광학 시트만이 배치될 수도 있으며, 동일한 광학 시트가 복수개 배치될 수도 있다. 또 광학 시트의 적층 순서는 빛의 균일도를 높이는 범위에서 다양하게 변형될 수 있다. 이러한 광학 시트들(300)은 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지 또는 실리콘 수지 등과 같은 투명 수지로 하여 성형할 수 있다.
수납용기(500)는 내부에 소정의 수납 공간이 형성되어 LED 광원부(400), 광학 시트들(300)을 수납한다. 이러한 수납용기(500)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속 재질로 이루어질 수 있다.
몰드 프레임(200)은 측벽으로부터 내측으로 돌출된 지지부가 형성될 수 있다. 이러한 지지부의 상부에는 액정 패널을 안착시키고, 하부에는 LED 광원부(400), 광학 시트들(300)을 수납한 수납용기(500)를 위치시켜 이들을 고정/커버한다. 이러한 몰드 프레임(200)으로는 절연 특성을 갖는 합성 수지 등이 사용될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 LED 광원부(400)의 구조에 대해 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원부의 사시도이고, 도 3은 도 2를 Ⅲ~Ⅲ'의 선을 따라 절단한 단면도이다.
LED 광원부(400)는 인쇄 회로 기판(410), LED 칩(420), 반사 시트(440), 몰딩부(450)를 포함하여 구성된다.
LED 칩(420)은 인쇄 회로 기판(410)에 직접 실장되고, LED 칩(420)은 와이어(430)에 의해 인쇄 회로 기판(410)과 전기적으로 연결되어 있다. 일반적으로 와이어(430)는 전도성이 높은 금, 구리 등의 금속을 사용할 수 있으며, LED 칩(420)의 극성에 따라서 인쇄 회로 기판(410)과 연결된다.
LED 칩이 인쇄 회로 기판에 실장될 때 적색, 녹색, 청색이 일정한 간격으로 배치될 수 있고, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 배치될 수 있다.
반사 시트(440)는 LED 칩(420)과 대응하는 위치에 다수의 홀(441)이 형성되어 있고, 홀의 측벽(442a)은 수직이다. 그리고, 반사 시트(440)의 일면에는 접착성이 있어서 인쇄 회로 기판(410) 위에 부착/고정된다. 따라서, 홀 안에 LED 칩(420)이 위치하게 된다. 여기서 반사 시트(440)를 인쇄 회로 기판(410)에 고정시키는 방 법은 이에 한정되지 않는다. 이러한 반사 시트(440)는 LED 칩(420)으로부터 발생되는 광이 전반사되어 하부로 누설되는 광을 상측으로 반사시켜 백라이트 어셈블리(100)의 휘도를 증가시킨다. 반사 시트(150)로는 탄성력이 좋고 광 반사가 뛰어나며 박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있다. 또한 필요에 따라 탄성력이 좋은 박형의 소재에 광반사를 높이기 위한 반사막을 코팅하여 사용할 수 있다. 또한, 반사 시트(440)는 LED 칩(420)을 보호하고, 몰딩부(450)의 형태를 유지시키기 위해서 LED 칩(420)의 두께보다 두껍게 형성되어 있다. 예를 들어, 반사 시트의 두께는 2mm 정도이며, 이에 한정되지 않는다.
또한, 반사 시트(440)에 형성된 하나의 홀 안에 하나의 LED 칩(420) 위치할 수 있으며, 하나의 홀 안에 다수의 LED 칩(420)이 위치할 수도 있다. 이 때, LED 칩(420)은 사이즈가 크고 고전류에서 동작이 가능한 하이 파워칩을 사용할 수도 있다.
몰딩부(450)는 반사 시트(440)의 홀을 매립하도록 형성되어, LED 칩(420) 및 이에 연결된 와이어(430)를 몰딩한다. 몰딩부(450)는 더미 형태일 수 있으며, 실리콘, 에폭시수지 등으로 형성될 수 있다. 이 때, 몰딩부(450)의 더미 형태는 반사 시트(440)에 형성된 홀의 측벽에 의해 유지된다. 이러한 몰딩부(450)는 LED 칩(420), 와이어(430)를 보호한다.
몰딩부(450) 위에는 렌즈(미도시)가 형성될 수 있고, 렌즈는 광효율을 높이기 위해서 몰딩부(450)를 감싸며 반사 시트(440) 위에 위치한다. 렌즈가 형성된 LED 광원부(400)를 포함하는 백라이트 어셈블리(100)는 광효율이 높아지는 효과로 인해서 전체적인 LED의 수를 감소시킬 수 있다. 또한, 렌즈의 형태를 조절하여, 광학거리를 최적화함으로써, 광의 균일성을 상승시킬 수 있다. 여기서 광학거리는 LED 광원부(400)와 광학 시트들(300)과의 거리를 의미한다. 이러한 광학 거리가 너무 짧게 되면 휘선이 보이기 때문에 광의 균일성이 떨어지고, 너무 길게 되면 이러한 백라이트 어셈블리를 사용하는 액정 표시 장치의 크기가 커지는 문제점이 있기 때문에 광학거리를 최적화하는 것은 중요하다. 그러나, 몰딩부(450)가 광효율을 높일 수 있는 물질 및 형태로 최적화되어 렌즈의 효과를 대체할 수 있을 경우, 렌즈는 생략되어도 무방하다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원부에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원부를 Ⅲ~Ⅲ'의 선을 따라 절단한 단면도이다. 설명의 편의상, 도 2 및 도 3에서 설명한 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원부(400)의 반사 시트(440)는 다수의 홀(441)이 형성되어 있고, 홀의 측벽(442b)은 기울기가 있는 경사이다. 경사 측벽(442b)의 윗면이 아랫면보다 넓은 형태이다. 이러한 홀(441)은 LED 칩(420)으로부터 발생되는 광이 전반사되어 하부로 누설되는 광을 이용하기에 적합한 형태일 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 광원부에 대해 설명한다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 광원부의 다양한 홀 형태 를 나타내는 도면이다. 설명의 편의상, 도 2 및 도 3에서 설명한 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 그 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원부(400)의 반사 시트(440)는 다수의 홀이 형성되어 있고, 홀의 형태는 특정한 모양에 한정되지 않으며, 다양한 형태일 수 있다. 예를 들어, (a)와 같이 원형의 홀(441a)일 수 있고, (b)와 같이 삼각형의 홀(441b)일 수 있으며, (c)와 같이 사각형의 홀(441c)일 수 있다. 또한, (d)와 같이 다각형의 홀(441d)일 수도 있다.
이하 도 2 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원부의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원부의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 인쇄 회로 기판(410)을 준비한다. 이어서, 인쇄 회로 기판(410)에 LED 칩(420)을 실장한다(S10).
구체적으로, LED 칩(420)과 인쇄 회로 기판(410)을 와이어(430)로 연결시킨다. 이 때, LED 칩(420)의 극성에 따라 연결한다.
이어서, LED 칩(420)과 대응하는 위치에 홀이 형성되어 있는 반사 시트(440)를 인쇄 회로 기판(410)에 부착한다(S20).
반사 시트(440)에 대해 구체적으로 설명하자면, 반사 시트(440)는 LED 칩(420)과 대응하는 위치에 다수의 홀(441)이 형성되어 있다. 또한, 홀(441)의 형태는 특정한 모양에 한정되지 않으며, 원 또는 다각형의 다양한 형태일 수 있다. 반사 시트(440)의 일면에는 접착성이 있어서 인쇄 회로 기판(410)에 부착/고정된다. 이러한 반사 시트(440)를 인쇄 회로 기판(410)에 부착할 때, 반사 시트(440)에 형성된 홀(441)과 인쇄 회로 기판(410)에 실장된 LED 칩(420)이 대응하도록 부착하여, 홀(441) 안에 LED 칩(420)을 위치시킨다.
이어서, 홀(441)을 매립하면서 LED 칩(420)을 몰딩하는 몰딩부(450)를 형성한다(S30).
구체적으로, 실리콘, 에폭시수지 등의 물질을 홀의 내부에 채워서 몰딩부(450)를 형성시킨다. 이 때, 몰딩부(450)는 더미 형태이며, 그 형태는 반사 시트(440)에 형성된 홀의 측벽에 의해 유지될 수 있다. 몰딩부(450)의 고투명성과, 균일한 더미 형태는 광효율을 높일 수 있다.
이어서, 몰딩부(450) 위에 렌즈를 형성할 수 있다. 렌즈는 광효율을 높이기 위해서 몰딩부(450)를 감싸며 반사 시트(440) 위에 위치한다. 그러나, 몰딩부(450)가 광효율을 높일 수 있는 물질 및 형태로 최적화되어 렌즈의 효과를 대체할 수 있을 경우, 렌즈는 생략되어도 무방하다.
본 발명의 LED 광원부(400)는 LED 칩(420)을 인쇄 회로 기판에 직접 실장함으로써, LED 광원부(400)는 LED 칩(420)을 패키지하는 공정이 불필요하게 된다. 따라서, LED 패키지를 인쇄 회로 기판에 실장하는 광원보다 제조 비용이 절감되고, 제조 방법도 용이하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수 적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 LED 광원부 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리는 제조 방법이 용이하고, 제조 비용이 절감되는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판에 실장되는 LED 칩;
    상기 인쇄 회로 기판 위에 부착되며, 상기 LED 칩과 대응하는 위치에 홀이 형성되어 있는 반사 시트; 및
    상기 홀을 매립하도록 형성되어, LED 칩을 몰딩하는 몰딩부를 포함하는 LED 광원부.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 시트는 상기 LED 칩의 두께보다 두꺼운 LED 광원부.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 시트의 일면은 접착성이 있는 LED 광원부.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 홀의 측벽에 기울기가 있는 LED 광원부.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 홀은 원 또는 다각형의 형상을 갖는 LED 광원부.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 홀에 하나의 LED 칩이 위치하는 LED 광원부.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 홀에 다수의 LED 칩이 위치하는 LED 광원부.
  8. 인쇄 회로 기판을 준비하는 단계;
    상기 인쇄 회로 기판에 LED 칩을 실장하는 단계;
    상기 LED 칩과 대응하는 위치에 홀이 형성되어 있는 반사 시트를 상기 인쇄 회로 기판에 부착하는 단계; 및
    상기 홀을 매립하면서, LED 칩을 몰딩하는 몰딩부를 형성하는 단계를 포함하는 LED 광원부의 제조 방법.
  9. 광을 제공하며, 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 의한 LED 광원부;
    상기 LED 광원부 상부에 위치하여, 상기 LED 광원부로부터 제공된 광을 확산/집광하는 광학 시트들; 및
    상기 LED 광원부, 광학 시트들을 수납하는 수납용기를 포함하는 백라이트 어셈블리.
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