KR20140139817A - 발광다이오드 및 이를 포함한 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 및 이를 포함한 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LED는, LED칩을 포함하는 발광부와, 상기 발광부를 감싸며 보호하는 몸체부 및 상기 몸체부의 내부에 서로 이격하여 형성된 제1리드와 제2리드로 이루어진 전극리드를 포함하고, 상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단과 이에 대응되는 상기 몸체부의 가장자리 끝단 사이에는 솔더링을 위한 공극이 형성된 것이 특징이다.
이를 통해 서로 이웃한 LED 간의 이격간격을 좁히며 보다 많은 수의 LED를 인쇄회로기판 상에 실장할 수 있게 된다.

Description

발광다이오드 및 이를 포함한 액정표시장치{LIGHT EMITTING DIODE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하, LED라 함) 및 이를 포함한 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 핫 스팟(hot spot)현상을 방지할 수 있는 LED 및 이를 포함한 액정표시장치에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다.
이러한, 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Type)과 측면형(Edge Type)으로 구분되는데, 직하형 방식의 백라이트 유닛은 광원을 액정패널 하부에 배치함으로써 광원으로부터 출사되는 빛을 직접적으로 액정패널에 공급하는 방식이고, 측면형 방식의 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 도광판을 배치하고, 광원을 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 광원으로부터 출사되는 빛을 간접적으로 액정패널에 공급하는 방식이다.
여기서, 백라이트 유닛의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)나 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp:EEFL)와 같은 형광램프가 많이 사용되어 왔으나, 최근 액정표시장치의 박형화, 경량화 추세에 따라 소비전력, 무게, 휘도 등에서 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode:LED)가 형광램프를 대체해 가고 있다.
도 1은 종래 액정표시장치모듈의 단면도이고, 도 2는 도 1의 LED어셈블리를 보여주는 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 액정표시장치모듈(1)은, 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성되는 액정패널(10)과 이의 후방에 위치하는 백라이트 유닛(20)을 포함한다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 탑커버(40)와 서포트메인(30) 그리고 커버버툼(50)을 통해 모듈화 되는데, 액정패널(10) 및 백라이트 유닛(20)의 가장자리를 사각테 형상의 서포트메인(30)이 두른 상태로 액정패널(10) 전면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.
액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(12, 14)으로 구성된다.
상기 제1 및 제2기판(12, 14)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(19a, 19b)이 각각 부착된다.
백라이트 유닛(20)은 LED어셈블리(29)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 반사판(25)과, 반사판(25) 상부에 위치하는 도광판(23)과 그리고 도광판(23)의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(21)을 포함한다.
여기서 LED어셈블리(29)는, 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 LED(29a) 각각이 일정 간격으로 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(29b)에 장착됨으로써 이루어진다.
이때, 다수의 LED(29a) 각각은 크게 LED몸체(29a1)와 이의 양측에 형성된 전극리드(29a2)로 구분할 수 있다.
이러한 다수의 LED(29a)가 장착되는 인쇄회로기판(29b) 상에는 다수의 LED(29a) 각각의 전극리드(29a2)가 솔더링되는 랜드(land)패턴(29b1)과 다수의 LED(29a) 각각의 전극리드(29a2)를 솔더링을 통해 전기적으로 연결하는 회로패턴(29b2)이 형성되어 있다.
여기서, 다수의 LED(29a)는 전극리드(29a2)가 LED몸체(29a1) 밖으로 노출됨에 따라 다수의 LED몸체(29a1) 간에는 제1간격(sum)을 필요로 하는데, 제1간격(sum)은 인쇄회로기판(29b)의 랜드패턴(29b1) 간의 최소 이격거리(s1), LED(29a)의 전극리드(29a2)와 랜드패턴(29b1) 간에 솔더링이 이루어지기 위해 필요한 간격(s2) 그리고 LED(29a)의 전극리드(29a2)가 차지하는 돌출거리(s3)의 합에 해당된다.
이러한 제1간격(sum)으로 인해 다수의 LED(29a)로부터 출사된 빛이 미치지 못하는 암부영역이 발생되는 문제점이 있다. 이는 서로 이웃한 다수의 LED(29a)로부터 출사된 빛이 서로 중첩 및 혼합되며 도광판(23)으로 입사되어야 하는데, 실질적으로 빛이 출사되는 LED몸체(29a1) 간의 이격 간격(sum)이 너무 멀기 때문에 빛이 서로 중첩 및 혼합되지 못함으로써 발생된다.
이러한 암부영역으로 인해 LED무라(mure)현상이 발생하게 되고, 나아가 휘도불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질을 저하시키는 원인이 된다.
한편, 전극리드가 외부로 돌출되는 LED를 대체하여 LED배면에 솔더링이 이루어지는 바텀(bottom) 표면실장기술(surface mount technology:SMT)의 LED(이하, SMT LED이라 함)를 적용할 경우, 전극리드가 외부로 노출되지 않기 때문에 LED 간의 이격간격을 좁힐 수 있으나, SMT LED는 솔더링을 통해 인쇄회로기판에 실장될 시에 실장강도가 리드타입의 LED에 비해 약해 이탈 등과 같은 불량을 야기시키며 적용에 어려운 문제점이 있다.
또한, 최근 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터는 물론 데스크톱 컴퓨터 모니터 및 벽걸이형 텔레비전 등 그 사용영역이 점차 넓어지고 있는 추세로, 넓은 디스플레이 면적을 가지면서도 두께가 얇은 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이에 도광판의 두께를 줄이기 위한 노력을 진행하고 있는데, 상기 제1간격(sum)에 의한 암부영역으로 인해 두께를 줄이기가 더욱 힘든 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전극리드가 LED몸체 밖으로 노출되지 않도록 하여 이격간격을 좁히며 인쇄회로기판에 보다 많이 실장할 수 있는 LED를 제공하는데 있다.
이를 통해, 휘도 불균일에 의한 표시품질의 저하문제를 방지하고 얇은 두께를 가지는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED는, LED칩을 포함하는 발광부와; 상기 발광부를 감싸며 보호하는 몸체부 및 상기 몸체부의 내부에 서로 이격하여 형성된 제1리드와 제2리드로 이루어진 전극리드를 포함하고, 상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단과 이에 대응되는 상기 몸체부의 가장자리 끝단 사이에는 솔더링을 위한 공극이 형성된 것이 특징이다.
이때, 상기 제1리드와 제2리드는 요철구조로 형성되며, 상기 요철구조에 의한 오목한 부분에 상기 LED칩이 안착되는 것이 특징이다.
또한, 상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단과 이에 대응되는 상기 몸체부의 측면 가장자리 끝단은 동일한 선상에 위치되는 것이 특징이다.
또는, 상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단은 이에 대응되는 상기 몸체부의 측면 가장자리 끝단보다 안쪽에 위치되는 것이 특징이다.
한편, 본 발명에 따른 LED를 포함한 액정표시장치는, 다수의 LED를 구비한 LED어셈블리를 포함하는 백라이트 유닛과; 상기 백라이트 유닛의 상부에 위치되는 화상을 표시하는 액정패널을 포함하고, 상기 다수의 LED 각각은 LED칩을 포함하는 발광부와, 상기 발광부를 감싸며 보호하는 몸체부 및 상기 몸체부의 내부에 서로 이격하여 형성된 제1리드와 제2리드로 이루어진 전극리드를 포함하고, 상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단과 이에 대응되는 상기 몸체부의 가장자리 끝단 사이에는 솔더링을 위한 공극이 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 백라이트 유닛은 상기 LED어셈블리가 하나 이상의 측면에 위치하는 도광판과, 상기 도광판 하부에 구비되는 반사판 및 상기 도광판의 상부에 형성되는 다수의 광학 시트들을 포함하는 것이 특징이다.
또는, 상기 백라이트 유닛은 상기 LED어셈블리의 상부에 위치하는 확산판 및 상기 확산판의 상부에 위치하는 다수의 광학시트들을 포함하는 것이 특징이다.
한편, 상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단과 이에 대응되는 상기 몸체부의 측면 가장자리 끝단은 동일한 선상에 위치되는 것이 특징이다.
또는, 상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단은 이에 대응되는 상기 몸체부의 측면 가장자리 끝단보다 안쪽에 위치되는 것이 특징이다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 LED몸체 밖으로 전극리드가 노출되지 않도록 하며 LED몸체와 전극리드 간에 공극(air gap)을 형성하여 솔더의 접합강도를 높임으로써 LED의 실장 강도를 향상시키는 효과가 있다.
특히, LED의 전극리드가 LED몸체 밖으로 노출되지 않음에 따라 LED 간의 이격거리를 좁혀 보다 많은 수의 LED를 인쇄회로기판 상에 실장할 수 있게 된다.
이를 통해, 도광판의 입광부에서 암부가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, LED 뮤라(mura)현상이 발생하는 것을 방지하며 휘도 불균일에 따른 액정표시장치의 표시품질이 저하되는 문제점을 방지하는 효과가 있다.
또한, 보다 많은 수의 LED로부터 빛이 출사되며 빛의 강도가 증가됨에 따라 도광판의 두께를 줄이며, 전체 액정표시장치의 두께를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 액정표시장치모듈의 단면도.
도 2는 도 1의 LED어셈블리를 보여주는 평면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 LED의 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 LED의 전극리드에 솔더링된 형상을 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 LED의 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED어셈블리를 보여주는 평면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 3실시예에 따른 LED의 단면도.
도 8은 도 7의 LED가 적용된 LED어셈블리를 보여주는 평면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치모듈에 대한 분해 사시도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 LED의 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 LED의 전극리드에 솔더링된 형상을 보여주는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 LED(160a)는, 전면에 형성되며 실질적으로 빛을 발하는 LED칩(162a)을 포함하는 발광부(162)와, 발광부(162)와 연결되며 외부 전원과 연결되기 위한 전극리드(164) 그리고 하우징(housing)역할을 하는 몸체부(166)로 이루어진다.
발광부(162)는 LED칩(162a)과 이의 상부에 LED칩(162a)을 봉지하는 몰딩부(162b)로 구성된다.
이때, 몰딩부(162b)는 형광체가 함유된 실리콘(silicone)수지나 에폭시수지와 같은 투광성의 몰딩제를 충전한 후 경화시켜 형성된다.
이러한 발광부(162)는 청색칩과 옐로우(yellow) 형광체가 함유된 몰딩제를 사용하여 백색광이 구현되도록 하거나, 또는 청색칩과 적색, 녹색 형광체가 함유된 몰딩제를 사용하여 백색광이 구현되도록 할 수 있다.
전극리드(164)는 분리부(164c)에 의해 서로 다른 제1 및 제2리드(164a, 164b)로 분리되어 구성되며, 발광을 위한 동작전류를 외부의 전류공급수단(미도시)으로부터 공급받는다.
또한, 제1 및 제2리드(164a, 164b) 각각은 본딩와이어(미도시)를 통해 발광부(162)의 LED칩(162a)과 전기적으로 연결된다.
이때, 도면에 도시된 바와 같이 제1 및 제2리드(164a, 164b)는 그 단면이 서로 이격하며 상하방향으로 교대로 절곡되어 요철구조를 가지며, 제1 또는 제2리드(164a, 164b) 전면의 오목한 부분에 LED칩(162a)이 안착될 수 있도록 형성할 수 있다. 이때, LED칩(162a)는 전도성 페이스트(미도시)를 통해 제1 또는 제2리드(164a, 164b) 전면의 오목한 부분에 접착될 수 있다.
이러한 제1 및 제2리드(164a, 164b)는 서로 마주하며 대응하도록 몸체부(166)의 내측에 형성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 제1 및 제2리드(164a, 164b)로 구성되는 전극리드(164)는 종래와 달리 몸체부(166)의 내부에만 형성되어 외부로 노출되지 않는다.
또한, 몸체부(166)의 서로 마주보는 양 가장자리에 대응되는 제1 및 제2리드(164a, 164b)의 양 끝단은 몸체부(166)의 배면과 맞닿게 형성되며 이러한 제1 및 제2리드(164a, 164b) 각각의 끝단과 몸체부(166)와의 사이에는 공극(168)이 형성된 것을 특징으로 한다.
즉, 제1 및 제2리드(164a, 164b) 각각의 끝단 배면은 몸체부(166)의 배면과 동일한 평면상에 위치되어 인쇄회로기판(도 4의 160b)의 표면과 맞닿으며, 몸체부(166)의 일 가장자리 끝단과 이에 대응되는 제1리드(164a) 끝단의 사이 그리고 이에 마주보는 몸체부(166)의 타 가장자리 끝단과 이에 대응되는 제2리드(164b) 끝단의 사이에는 홈과 같은 공극(168)이 형성되어 있다.
이러한 공극(168)은 인쇄회로기판(160b) 상의 랜드패턴(미도시)을 통해 전극리드(164)에 솔더링이 이루어질 시에 인쇄회로기판(160b) 상의 솔더(170)가 전극리드(164)를 따라 채워질 수 있는 공간을 마련하며 인쇄회로기판(160b)과 LED(160a) 간의 밀착강도를 극대화시키는 역할을 한다.
몸체부(166)는 발광부(162)와 전극리드(164)를 감싸며 보호한다.
이때, 몸체부(166)는 내벽이 경사면(167)을 가지도록 형성되는데, 경사면(167)은 LED칩(162a)으로부터 측방으로 출사되는 빛을 차단하며, LED칩(162a)으로부터 출사된 빛을 LED(160a)의 전방으로 반사시키는 반사면으로서의 역할을 함과 동시에 내부에 몰딩부(162b)가 형성될 수 있는 영역을 형성한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 LED의 단면도이다. 여기서, 발광부와 전극리드를 제외한 구조는 도 3과 동일하므로 동일 구성에 동일 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 5에 도시된 바와 같이, LED(260a)는 전면에 형성되며 실질적으로 빛을 발하는 제1 및 제2LED칩(262a1, 262a2)을 포함하는 발광부(262)와, 발광부(262)와 연결되며 외부 전원과 연결되기 위한 전극리드(264) 그리고 하우징(housing)역할을 하는 몸체부(166)로 이루어진다.
발광부(262)는 서로 직렬 연결된 제1 및 제2LED칩(262a1, 262a2)과 이의 상부에 형광체가 함유된 실리콘(silicone)수지나 에폭시수지와 같은 투광성의 몰딩제를 충전한 후 경화시켜 형성하는 몰딩부(162b)로 구성된다.
이때, 제1 및 제2LED칩(262a1, 262a2)은 제1 및 제2리드(264a, 264b) 각각에 안착되어 전기적으로 서로 직렬 연결되며, 본딩와이어(미도시)를 통해 제1 및 제2리드(264a, 264b)에 연결된다. 이때, 제1 및 제2LED칩(262a1, 262a2)은 전도성 페이스트(미도시)를 통해 제1 및 제2리드(264a, 264b) 각각에 접착될 수 있다.
전극리드(264)는 분리부(164c)에 의해 서로 다른 제1 및 제2리드(264a, 264b)로 분리되어 구성되며, 발광을 위한 동작전류를 외부의 전류공급수단(미도시)으로부터 공급받는다.
이러한 제1 및 제2리드(264a, 264b)는 서로 마주하며 대응하도록 몸체부(166)의 내측에 형성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 제1 및 제2리드(264a, 264b)로 구성되는 전극리드(264)는 종래와 달리 몸체부(166)의 내부에만 형성되어 외부로 노출되지 않는다.
이때 제1 및 제2리드(264a, 264b)의 양 끝단은, 도 3과 마찬가지로 인쇄회로기판(도 4의 160b)의 표면과 맞닿도록 하향 절곡되어 형성되며, 이러한 제1 및 제2리드(264a, 264b) 각각의 끝단과 몸체부(166)와의 사이에는 공극(168)이 형성된 것을 특징으로 한다.
이러한 공극(168)은 인쇄회로기판(도 4의 160b) 상의 랜드패턴(미도시)을 통해 전극리드(264)에 솔더링이 이루어질 시에 인쇄회로기판(도 4의 160b) 상의 솔더(도 4의 170)가 전극리드(264)를 따라 채워질 수 있는 공간을 마련하며 인쇄회로기판(도 4의 160b)과 LED(160a) 간의 밀착강도를 극대화시키는 역할을 한다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED(160a, 260a)의 동작을 살펴보면, 전극리드(164, 264)를 통해 LED칩(162a, 262a1, 262a2)으로 전원이 공급되면, LED칩(162a, 262a1, 262a2)은 발광하게 되고, 이렇게 LED칩(162a, 262a1, 262a2)으로부터 출사되는 빛의 일부는 몰딩부(162b)의 형광체를 여기시키며 형광체에 의해 발광된 빛과 혼합되어 백색광을 발하게 되고, 백색광은 LED(160a, 260a)의 외부로 출사하게 된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 어셈블리를 보여주는 평면도이다. 여기서는 설명의 편의를 위해 제1실시예에 따른 LED를 적용하여 설명하지만 제2실시예에 따른 LED도 적용됨은 자명하다.
도 6에 도시된 바와 같이, LED어셈블리(160)는 다수의 LED(160a)가 일정 간격(SUM1)으로 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(160b)에 장착됨으로써 이루어진다.
이때 다수의 LED(160a) 각각은, 도 3에 도시된 바와 같이 LED칩(162a)과 이의 상부에 형성된 몰딩부(162b)를 포함하는 발광부(162)와, 발광부(162)와 연결되며 외부 전원과 연결되기 위한 전극리드(164) 그리고 발광부(162)와 전극리드(164)를 감싸며 보호하는 하우징(housing)역할을 하는 몸체부(166)로 이루어진다.
이때, 전극리드(도 3의 164)는 제1 및 제2리드(도 3의 164a, 164b)로 이루어지며, 몸체부(166)의 내부에 형성되어 몸체부(166)의 밖으로 노출되지 않는 것이 특징이다.
이러한 다수의 LED(160a)가 장착되는 인쇄회로기판(160b) 상에는 다수의 LED(160a) 각각의 전극리드(도 3의 164)가 솔더링되기 위한 랜드(land)패턴(160b1)과 다수의 LED(160a) 각각의 전극리드(도 3의 164)를 솔더링을 통해 전기적으로 연결하는 회로패턴(160b2)이 형성되어 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 다수의 LED(160a)는 서로 간에 제1간격(SUM1) 이격된 상태로 인쇄회로기판(160b) 상에 실장되는데, 제1간격(SUM1)은 인쇄회로기판(160b) 상에 랜드패턴(160b1) 간의 최소 이격거리(S1)와 LED(160a)의 전극리드(164)와 랜드패턴(160b1) 간에 솔더링이 이루어지기 위해 필요한 솔더링간격(S2)의 합에 해당된다.
이때, 본 발명에 따른 LED(160a)는 전극리드(도 3의 164)가 몸체부(166)의 밖으로 노출되지 않음에 따라 종래 몸체부(도 2의 29a1) 밖으로 노출된 전극리드(도 2의 29a2)가 차지하는 돌출거리(도 2의 s3)를 없애며, LED(29a) 간의 이격거리(도 2의 sum)를 좁힐 수 있는 이점을 가진다.
이를 통해, 보다 많은 수의 LED를 인쇄회로기판에 실장하여 다수의 LED로부터 출사된 빛이 미치지 못하는 암부영역을 없앨 수 있으며, 암부영역에 의한 LED무라 현상을 방지하고 나아가 휘도가 균일한 고품질의 액정표시장치를 제작할 수 있게 된다.
또한, LED의 몸체부와 전극리드 사이에 솔더링을 위한 공극을 형성하여 인쇄회로기판과 LED 간의 밀착강도를 증가시킴으로써 LED가 인쇄회로기판으로부터 이탈되는 불량을 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기에서는 전극리드의 양 끝단과 이에 대응되는 몸체부의 가장자리 끝단이 동일 선상에 위치하도록 전극리드를 형성하였지만, 전극리드의 양 끝단이 몸체부의 가장자리부 끝단보다 내부에 위치하도록 할 수도 있다.
이에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제3실시예에 따른 LED의 단면도이고, 도 8은 도 7의 LED를 적용한 LED어셈블리를 보여주는 평면도이다. 여기서, LED의 구조는 도 3과 동일하므로 동일 구성에 동일 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
전극리드(164)를 형성함에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 및 제2리드(164a, 164b) 각각의 끝단이 몸체부(166)의 측면보다 안쪽에 위치하도록 형성할 수 있다.
이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다수의 LED(160a)는 서로 간에 제2간격(SUM2) 이격된 상태로 인쇄회로기판(160b) 상에 실장되는데, 제2간격(SUM2)은 인쇄회로기판(160b) 상에 랜드패턴(160b1) 간의 최소 이격거리(S1)에 해당된다.
이는 제1 및 제2리드(164a, 164b) 각각의 끝단이 전극리드(164)와 랜드패턴(도 6의 160b1) 간에 솔더링이 이루어지기 위해 필요한 솔더링간격(S2)만큼 몸체부(166)의 측면 가장자리보다 안쪽에 위치하기 때문이다.
한편, 도면에 도시된 바에 한정되지 않고 제1 및 제2리드(164a, 164b) 각각의 끝단은 솔더링간격(S2) 보다 크게 몸체부(166)의 측면 내측에 위치하도록 형성할 수 있으며, 솔더링간격(S2) 보다 작게 몸체부(166)의 측면 내측에 위치하도록 형성할 수도 있다.
또한 이와 같은 제3실시예는, 도 5와 같이 LED칩이 다수 포함되는 LED에도 적용할 수 있다.
이와 같이, 제 1 및 제2리드(164a, 164b) 각각의 끝단이 몸체부(166)의 측면 가장자리보다 안쪽에 위치하도록 함으로써 서로 이웃한 LED 간의 이격거리를 더욱 좁힐 수 있는 이점이 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치모듈을 개략적으로 보여주는 분해 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 액정표시장치모듈(100)은 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(120), 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화기 위한 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(112, 114)으로 구성된다.
여기서, 도면상에 도시하지는 않았지만, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(112) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소 전극과 일대일 대응 연결된다.
그리고, 상부기판 또는 컬러기판이라 불리는 제2기판(114) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter)와, 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다. 여기서, 상기 투명 공통전극은 제1기판(112)에 형성될 수도 있다.
그리고, 제1 및 제2기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(119a, 119b))이 각각 부착된다.
또한, 이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(Tape Carrier Package:TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착될 수 있다.
이에 상술한 구조의 액정패널(110)은, 상기 인쇄회로기판(117)을 통해 전달되는 게이트구동회로의 온 또는 오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터 구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.
이러한 액정패널(110)의 배면에는, 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)의 가장자리를 따라 배열되는 광원과, 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(121)을 포함한다.
광원으로는 LED(160a)를 사용하는데, 다수의 LED(160a) 각각이 일정 간격으로 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(160b)에 장착됨으로써 LED 어셈블리(160)를 이룬다.
여기서 다수의 LED(160a) 각각은, 도 3, 도 5 또는 도 7에 도시된 바와 같이 LED칩(162a, 262a1, 262a2)을 포함하는 발광부(162, 262)와, 발광부(162, 262)와 연결되며 외부 전원과 연결되기 위한 전극리드(164, 264) 그리고 하우징 역할을 하는 몸체부(166)로 이루어진다. 이러한 각 LED(160a)는 전극리드(164, 264)가 몸체부(166) 내부에 형성되어 몸체부(166) 밖으로 노출되지 않으며, 전극리드(164, 264)와 몸체부(166) 사이에는 솔더링을 위한 공극(168)이 형성된 것이 큰 특징이다.
이를 통해, 서로 이웃한 LED(160a) 간의 이격거리를 좁히며 보다 많은 수의 LED(160a)가 인쇄회로기판(160b)에 실장됨으로써 다수의 LED(160a)로부터 출사된 빛이 미치지 못하는 암부영역을 없애고, 암부영역에 의한 LED무라 현상을 방지하며 나아가 휘도가 균일한 고품질의 액정표시장치(100)를 제공할 수 있게 된다. 또한, LED(160a, 260a)의 몸체부(166)와 전극리드(164, 264) 사이에 솔더링을 위한 공극(168)을 형성하여 인쇄회로기판(160b)과 LED(160a) 간의 밀착강도를 증가시킴으로써 LED(160a)가 인쇄회로기판(160b)으로부터 이탈되는 불량을 방지할 수 있게 된다.
한편, LED 어셈블리(160)의 배면으로 다수의 LED(160a) 각각으로부터 발생되는 열을 보다 효율적으로 방출하기 위한 방열판(미도시)이 구비될 수 있는데, 상기 방열판(미도시)은 열전도성이 우수한 금속물질로 이루어지며, 인쇄회로기판(160b)의 배면에 위치되는 일자형 또는 인쇄회로기판(160b)의 배면과 다수의 LED(160a) 일측을 감싸도록 수직 절곡된 ㄴ자형일 수 있다.
이러한 LED 어셈블리(160)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 다수의 LED(160a)로부터 출사되는 광이 도광판(123)의 입광면(123a)과 대면되도록 위치된다.
이러한 LED 어셈블리(160)를 구동하기 위한 LED 드라이버 집적회로(Driver Integrated Circuit:IC, 미도시)가 구비되고, 이러한 LED 드라이버 집적회로(미도시)에 의해 다수의 LED(160a) 각각이 빛을 발하게 된다.
이에 따라, LED 어셈블리(160)의 다수의 LED(160a)로부터 출사되는 광은 도광판(123)에서의 굴절 및 반사를 이용하여 간접적으로 액정패널(110)에 공급되게 된다.
도광판(123)은 이의 적어도 일 가장자리 측면인 입광면을 따라 배열된 다수의 LED(160a) 각각으로부터 입사된 빛이 여러 번의 전반사에 의해 도광판(123) 내를 진행하면서 도광판(123)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 상부의 출사면을 통해 액정패널(110)로 면광원이 제공되도록 한다.
이러한 도광판(123)은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate:PMMA) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 폴리스틸렌(polystyren:PS)이 혼합된 폴리메타크릴스틸렌(polymethacrylstyrene:MS) 수지로 이루어질 수 있으며, 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다.
상기 패턴은 도광판(123) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(123)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성될 수 있다.
도광판(123)의 배면에 위치되는 반사판(125)은 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110)쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
그리고 도광판(123) 상부에 개재되는 다수의 광학시트들(121)은 도광판(123)에 의해 면광원으로 변환된 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 한다.
이러한 다수의 광학시트들(121)은 광을 확산시키는 확산시트와, 광을 집광시키는 프리즘시트 그리고 프리즘시트를 보호하고 광을 확산시키는 보조역할을 하는 보호시트로 이루어질 수 있다.
전술한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 된다.
보다 상세하게는, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 가장자리가 사각테 형상인 서포트메인(130)으로 둘려진 상태로 액정패널(110) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(140) 그리고 백라이트 유닛(120) 배면을 덮는 커버버툼(150)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(130)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.
이와 같이 모듈화됨에 따라, 백라이트 유닛(120)의 다수의 LED(160a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(123)의 입광면으로 입사된 후, 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 굴절되며, 반사판(125)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트들(121)을 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급되게 된다.
여기서, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.
한편, 상기에서는 LED어셈블리가 도광판의 일 측면에 위치하는 측면형(edge type) 액정표시장치에 대해 설명하였지만, LED어셈블리가 액정패널의 하부에 배치된 직하형(direct type) 액정표시장치에도 본 발명이 적용될 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
160a, 260a: LED 162a, 262a1, 262a2: LED칩
164, 264: 전극리드 166: 몸체부
168: 공극 160b: 인쇄회로기판

Claims (9)

  1. LED칩을 포함하는 발광부와;
    상기 발광부를 감싸며 보호하는 몸체부 및
    상기 몸체부의 내부에 서로 이격하여 형성된 제1리드와 제2리드로 이루어진 전극리드를 포함하고,
    상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단과 이에 대응되는 상기 몸체부의 가장자리 끝단 사이에는 솔더링을 위한 공극이 형성된 것이 특징인 LED.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1리드와 제2리드는 요철구조로 형성되며,
    상기 요철구조에 의한 오목한 부분에 상기 LED칩이 안착되는 것이 특징인 LED.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단과 이에 대응되는 상기 몸체부의 측면 가장자리 끝단은 동일한 선상에 위치되는 것이 특징인 LED.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단은 이에 대응되는 상기 몸체부의 측면 가장자리 끝단보다 안쪽에 위치되는 것이 특징인 LED.
  5. 다수의 LED를 구비한 LED어셈블리를 포함하는 백라이트 유닛과;
    상기 백라이트 유닛의 상부에 위치되는 화상을 표시하는 액정패널을 포함하고,
    상기 다수의 LED 각각은
    LED칩을 포함하는 발광부와, 상기 발광부를 감싸며 보호하는 몸체부 및 상기 몸체부의 내부에 서로 이격하여 형성된 제1리드와 제2리드로 이루어진 전극리드를 포함하고,
    상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단과 이에 대응되는 상기 몸체부의 가장자리 끝단 사이에는 솔더링을 위한 공극이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은
    상기 LED어셈블리가 하나 이상의 측면에 위치하는 도광판과, 상기 도광판 하부에 구비되는 반사판 및 상기 도광판의 상부에 형성되는 다수의 광학 시트들을 포함하는 것이 특징인 액정표시장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은
    상기 LED어셈블리의 상부에 위치하는 확산판 및 상기 확산판의 상부에 위치하는 다수의 광학시트들을 포함하는 것이 특징인 액정표시장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단과 이에 대응되는 상기 몸체부의 측면 가장자리 끝단은 동일한 선상에 위치되는 것이 특징인 액정표시장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 제1리드 및 제2리드 각각의 끝단은 이에 대응되는 상기 몸체부의 측면 가장자리 끝단보다 안쪽에 위치되는 것이 특징인 액정표시장치.
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