KR20110086648A - 발광 모듈, 백라이트 유닛 및 표시 장치 - Google Patents

발광 모듈, 백라이트 유닛 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 발광 모듈은 복수 개의 다이오드 홀이 형성된 모듈 기판과, 상기 다이오드 홀 내에 탑재되는 발광 다이오드와, 상기 다이오드 홀 내에 형성되는 수지물을 포함하고, 상기 모듈 기판은 PSR층, 전기 전도층 및 절연층으로 이루어진 PCB로 형성된다.

Description

발광 모듈, 백라이트 유닛 및 표시 장치{Light emitting module, backlight unit and display apparatus}
실시예는 발광 모듈, 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다.
표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube), 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(Liquid Crystal Display :LCD), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP : Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD : Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
액정표시장치는 대부분이 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에, LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원 즉, 백라이트 유닛(BackLight unit)이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는 백라이트 유닛을 제조하는데 있어서 원재료의 비용 절감을 도모할 수 있는 발광 모듈, 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치를 제안한다.
그리고, 백라이트 유닛에서 발광 소자로부터 발생되는 열을 보다 효과적으로 방열시킬 수 있는 발광 모듈, 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치를 제안한다.
본 발명의 발광 모듈은 복수 개의 다이오드 홀이 형성된 모듈 기판과, 상기 다이오드 홀 내에 탑재되는 발광 다이오드와, 상기 다이오드 홀 내에 형성되는 수지물을 포함하고, 상기 모듈 기판은 PSR층, 전기 전도층 및 절연층으로 이루어진 PCB로 형성된다.
그리고, 상기 다이오드 홀은 상기 PSR층 내에 형성된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 바텀 커버; 상기 바텀 커버 내에 배치되는 모듈 기판; 및 상기 모듈 기판과 상기 바텀 커버 사이에 배치되는 금속층;을 포함하고, 상기 모듈 기판은 다이오드 홀이 형성된 부재와, 상기 다이오드 홀 내에 탑재되는 발광 다이오드와, 상기 다이오드 홀 내에 형성된 수지물을 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치는 바텀 커버; 상기 바텀 커버에 수용되는 발광 모듈; 상기 발광 모듈 상에 배치되는 적어도 하나 이상의 광학 시트; 및 상기 광학 시트 상에 배치되는 표시 패널;을 포함하고, 상기 발광 모듈은 복수 개의 다이오드 홀이 형성된 모듈 기판과, 상기 다이오드 홀 내에 탑재되는 발광 다이오드와, 상기 다이오드 홀 내에 형성되는 수지물을 포함하고, 상기 모듈 기판은 PCB로 이루어진다.
제안되는 바와 같은 발광 모듈, 백라이트 유닛 및 이를 구비한 표시장치에 의해서, LED와 같은 발광 소자를 PCB와 일체로 제조할 수 있어, 원재료 비용 절감을 도모하고, 이와 함께 발광 소자의 방열 특성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 도 1의 A-A 단면도.
도 3은 제 2 실시예에 따른 발광 모듈의 측 단면도.
도 4는 제 3 실시예에 따른 발광 모듈의 측 단면도.
도 5는 제 4 실시예에 따른 발광 모듈의 측 단면도.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 바텀 커버(110), 발광 모듈(120), 광학 시트(130), 표시 패널(140)을 포함한다.
상기 바텀 커버(110)는 상측에서 소정 깊이를 갖는 캐비티(Cavity)(111) 또는 홈이 형성되며, 상기 캐비티(111)는 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상기 캐비티(111)의 둘레면은 바닥면에 대해 수직하거나 외측 방향으로 경사지게 형성될 수 있으며, 반사 컵으로 기능하게 된다.
상기 바텀 커버(110)의 재질은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 탄탈룸(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb) 등으로 이루어질 수 있으며, 실시 예에서는 이에 한정하지 않는다.
상기 발광 모듈(120)는 상기 바텀 커버(110)의 캐비티 내에 배치되며, 상기 발광 모듈(120) 위에는 광학 시트(130) 및 표시 패널(140)이 배치된다.
도 2를 참조하여 상기 발광 모듈(120)에 대해서 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 발광 모듈(120)은 모듈 기판(121), 발광 다이오드(125) 및 수지물(126)을 포함하고, 상기 수지물(126) 상에 형성되어 광효율을 향상시키기 위한 렌즈(129)를 더 포함할 수 있다.
상기 모듈 기판(121)은 인쇄회로 패턴을 통해 전기신호를 전달할 수 있는 PCB로 이루어진다. 즉, 상기 모듈 기판(121)은 상기 발광 다이오드(125)의 구동에 관련한 전기 신호를 전달하기 위한 PCB로 구성되며, 상기 PCB는 플렉시블 PCB, 메탈 PCB, 일반 PCB 모두 적용될 수 있다.
이하의 다양한 실시예에 대한 설명에서는, 설명의 편의를 위하여 발광 다이오드와 일체화되는 PCB는 3개의 부재로 이루어진 것으로 설명하기로 한다.
상세히, 상기 모듈 기판(121)은 제 1 부재로서 PSR(Photo solder resist)층(1211), 제 2 부재로서 전기 전도층(1212) 및 제 3 부재로서 절연층(1213)을 포함할 수 있으며, 상기 전기 전도층(1212)은 구리로 이루어질 수 있다. 다만, PCB를 구성하는 물질 및 PCB의 구조에 대해서는 널리 알려진 다양한 예들이 적용될 수 있으며, 예컨대, 3개의 부재가 아닌 다른 개수의 부재들로 이루어진 PCB에도 적용될 수 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에서는, 상기 발광 다이오드(125)가 상기 모듈 기판(121)의 전기 전도층(1212) 상에 배치된다.
즉, 본 발명의 제 1 실시예에서는, PCB로 이루어진 모듈 기판(121)에서 상측의 PSR층(1211)에 다이오드 홀(124)을 형성되고, 상기 다이오드 홀(124)은 소정의 간격으로 적어도 1열로 어레이되거나, 복수 개의 열 내에 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
상기 다이오드 홀(124)에 의해 상기 모듈 기판(121)의 전기 전도층(1212) 일부가 노출되며, 상기 노출된 전기 전도층(1212) 상에 상기 발광 다이오드(125)가 칩 형태로 탑재된다. 탑재 방식은 플립 칩, 다이 본딩, 와이어 본딩 등을 선택적으로 이용할 수 있다. 상기 발광 다이오드(125)는 레드 LED 칩, 그린 LED 칩, 블루 LED 칩 등의 유색 LED 칩, UV LED 칩 중에서 적어도 하나를 포함한다.
그리고, 상기 다이오드 홀(124)에는 수지물(126)이 형성되며, 상기 수지물(126)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재료를 이용할 수 있다. 상기 수지물(126)에는 형광체가 첨가될 수 있으며, 상기 형광체의 종류는 상기 발광 다이오드(125)의 광와 타켓 광의 관계를 고려하여 선택할 수 있으며, R(레드)/G(그린)/B(블루) 형광체 중 어느 하나가 될 수 있다.
상기 수지물(126)의 상면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이러한 형상에 대해 한정하지는 않는다.
상기 수지물(126) 위에는 렌즈(129)가 형성될 수 있으며, 상기 렌즈(129)는 상기 수지물(126) 위에 부착되거나, 트랜스퍼 몰딩 방식으로 성형될 수 있다. 상기 렌즈(129)는 상기 모듈 기판(121)의 상면에 대해 볼록한 렌즈 형상으로서, 그 직경은 상기 다이오드 홀(124)의 직경(T)보다 크게 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(120)은 모듈 기판(121) 내에 발광 다이오드(125) 및 수지물(126)을 패키징한 구조로서, 별도의 LED 패키지를 탑재하는 구조에 비해 원가를 절감할 수 있다. 즉, 바텀 커버(110) 상에 배치되는 PCB를 발광 다이오드(125)를 탑재할 수 있는 부재로 이용하는 것에 의하여, 발광 다이오드를 탑재하는 구성이 간단해지고, 이로 인해 재료비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드(125)의 구동에 의하여 발생되는 열은 상기 모듈 기판(121)의 전기 전도층(1212) 및 그 하측에 배치되는 바텀 커버(110)를 통하여 보다 용이하게 방열될 수 있다. 즉, 기존에 별도의 LED 패키지를 탑재하는 경우에 비하여, 발광 다이오드로부터 바텀 커버까지의 거리가 줄어들게 되어, 방열 특성이 향상될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 광학 시트(130)는 상기 발광 모듈(120) 위에 소정 간격을 두고 배치되며, 한 장 이상 또는/및 한 종류 이상의 광학 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(130)는 확산 시트, 프리즘 시트, 조도 강화 필름, 보호시트 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
상기 광학 시트(130) 위에는 표시 패널(140)이 배치된다. 상기 표시 패널(140)은 액정표시패널로 구현될 수 있으며, 발광 모듈(120)에서 조사된 광에 의해 정보를 표시해 준다.
여기서, 상기 바텀 커버(110), 발광 모듈(120), 상기 광학 시트(130)는 백라이트 유닛으로 정의될 수 있으며, 상기 백라이트 유닛은 상기 발광 모듈(120)로부터 방출된 광을 확산 및 집광하는 방식으로 상기 표시 패널(140)에 조사하게 된다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 발광 모듈의 측 단면도이다. 제 2 실시예를 설명함에 있어서, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 발광 모듈(120A)은 상기 모듈 기판(121)의 제 1 부재인 PSR층(1211)의 다이오드 홀(124A)을 경사지게 형성한 구조이다. 상기 다이오드 홀(124A)은 상측 직경이 하측 직경보다 큰 경사진 구조로 형성되며, 이 경우 상기 발광 다이오드(125)로부터 방출된 일부 광은 상기 다이오드 구멍(124A)의 외주변에 의해 상 방향으로 반사시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 발광 모듈(120)의 발광 다이오드(125)로부터 출사되는 광의 효율을 증대시킬 수 있다.
도 4는 제 3 실시예에 따른 발광 모듈의 측 단면도이다. 제 3 실시예를 설명함에 있어서, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 도시되는 제 3 실시예는 제 1 실시예의 경우보다 방열 특성을 좀 더 향상시킨 구조이다.
도 4를 참조하면, 제 3 실시예에서의 발광 모듈(120B)은 모듈 기판(121), 발광 다이오드(125) 및 수지물(126)을 포함하고, 상기 수지물(126) 상에 형성되어 광효율을 향상시키기 위한 렌즈(129)를 더 포함할 수 있다.
상기 모듈 기판(121)은 인쇄회로 패턴을 통해 전기신호를 전달할 수 있는 PCB로 이루어지며, 상기 모듈 기판(121)은 제 1 부재로서 PSR층(1211), 제 2 부재로서 전기 전도층(1212) 및 제 3 부재로서 절연층(1213)을 포함할 수 있으며, 상기 전기 전도층(1212)은 구리로 이루어질 수 있다. 제 3 실시예에서는, 상기 발광 다이오드(125)가 탑재되는 다이오드 홀(124B)이 상기 모듈 기판(121)의 PSR층(1211), 전기 전도층(1212) 및 절연층(1213) 모두에 형성된다.
즉, 상기 다이오드 홀(124B)은 상기 PSR층(1211), 전기 전도층(1212) 및 절연층(1213) 모두를 관통하도록 형성된다.
그리고, 상기 모듈 기판(121)의 하측 즉, 상기 절연층(1213) 하측에는 방열 특성 향상을 위한 금속층(122)이 마련된다. 상기 금속층(122)은 상기 절연층(1213)의 하면에 금속을 도금시킴으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 금속층(122)은 열전도도가 우수한 티타늄(Ti)으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 모듈 기판(121)과 바텀 커버(110) 사이에 상기 금속층(122)을 형성하여 둠으로써, 상기 발광 다이오드(125)의 구동에 의해 발생되는 열을 바텀 커버(110)측으로 방열시키는 것이 보다 용이해질 수 있다.
상기 발광 다이오드(125)는 상기 금속층(122) 상에 탑재되며, 상기 다이오드 홀(124)에는 수지물(126)이 형성되며, 상기 수지물(126)상에 렌즈(129)가 형성될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
도 5는 제 4 실시예에 따른 발광 모듈의 측 단면도이다. 제 4 실시예를 설명함에 있어서, 제 1 실시예 내지 제 3 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 발광 모듈(120C)은 상기 모듈 기판(121)의 PSR층(1211), 전기 전도층(1212) 및 절연층(1213)을 관통하는 다이오드 홀(124C)을 경사지게 형성한 구조이다. 상기 다이오드 홀(124C)은 상측 직경이 하측 직경보다 큰 경사진 구조로 형성되며, 이 경우 상기 발광 다이오드(125)로부터 방출된 일부 광은 상기 다이오드 구멍(124C)의 외주변에 의해 상 방향으로 반사시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 발광 모듈(120)의 발광 다이오드(125)로부터 출사되는 광의 효율을 증대시킬 수 있으며, 방열 특성 또한 우수해진다.
100 : 표시 장치
110 : 바텀 커버
120 : 발광 모듈
130 : 광학 시트
140 : 표시 패널

Claims (15)

  1. 복수 개의 다이오드 홀이 형성된 모듈 기판과,
    상기 다이오드 홀 내에 탑재되는 발광 다이오드와,
    상기 다이오드 홀 내에 형성되는 수지물을 포함하고,
    상기 모듈 기판은 PSR층, 전기 전도층 및 절연층으로 이루어진 PCB로 형성되는 발광 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 전도층은 구리로 이루어진 발광 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이오드 홀은 상기 PSR층 내에 형성되는 발광 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 상기 전기 전도층 상에 배치되는 발광 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이오드 홀은 상측 직경이 하측 직경보다 큰 경사진 구조로 이루어지는 발광 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지물에 첨가된 형광체를 포함하는 발광 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 형광체는 레드 또는 그린 또는 블루 형광체 중 어느 하나인 발광 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지물 상에 형성된 렌즈를 더 포함하는 발광 모듈.
  9. 바텀 커버;
    상기 바텀 커버 내에 배치되는 모듈 기판; 및
    상기 모듈 기판과 상기 바텀 커버 사이에 배치되는 금속층;을 포함하고,
    상기 모듈 기판은 다이오드 홀이 형성된 부재와, 상기 다이오드 홀 내에 탑재되는 발광 다이오드와, 상기 다이오드 홀 내에 형성된 수지물을 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 모듈 기판은 PSR층, 전기 전도층 및 절연층을 포함하고,
    상기 다이오드 홀은 상기 PSR층, 전기 전도층 및 절연층을 관통하여 형성되는 백라이트 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 모듈 기판의 절연층 하면에 형성되는 백라이트 유닛.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속층은 티타늄 재질로 이루어진 백라이트 유닛.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 상기 금속층 상에 탑재되는 백라이트 유닛.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 다이오드 홀은 상측 직경이 하측 직경보다 큰 경사진 구조로 이루어지는 백라이트 유닛.
  15. 바텀 커버;
    상기 바텀 커버에 수용되는 발광 모듈;
    상기 발광 모듈 상에 배치되는 적어도 하나 이상의 광학 시트; 및
    상기 광학 시트 상에 배치되는 표시 패널;을 포함하고,
    상기 발광 모듈은 복수 개의 다이오드 홀이 형성된 모듈 기판과, 상기 다이오드 홀 내에 탑재되는 발광 다이오드와, 상기 다이오드 홀 내에 형성되는 수지물을 포함하고, 상기 모듈 기판은 PSR층, 전기 전도층 및 절연층으로 이루어지고, 상기 다이오드 홀은 상기 PSR층 내에 형성되는 표시장치.
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