KR20160058337A - 발광 다이오드 어레이 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치 - Google Patents

발광 다이오드 어레이 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치 Download PDF

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KR20160058337A
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박민수
송영기
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 핫 스팟(hot spot) 불량을 방지할 수 있는 발광 다이오드 어레이 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명에 따른 발광 다이오드 어레이는 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판 상에서 서로 이격되어 배치된 제1 발광 유닛과 제2 발광 유닛, 및 상기 제1 발광 유닛과 상기 제2 발광 유닛 사이에 구비된 광 경로 변환부를 포함한다.

Description

발광 다이오드 어레이 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치{LIGHT EMITTING DIODE ARRAY AND BACKLIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 측면형 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 해상도, 컬러 표시, 화질 등에서 우수하여 텔레비전, 노트북, 테블릿 컴퓨터, 또는 데스크 탑 컴퓨터의 표시 장치로 널리 상용화되고 있다. 액정 표시 장치에서는 액정 표시 패널의 하부에 백라이트 유닛이 구비되며, 상기 백라이트 유닛으로부터 조사된 광에 의해 영상이 표시된다.
종래의 액정 표시 장치에 적용되는 백라이트 유닛은 광원의 배열 방법에 따라 직하형(Direct Light Type) 및 측면형(Side Edge Type)으로 구분될 수 있다.
상기 직하형 백라이트 유닛은 액정 표시 패널의 하부에 복수의 광원을 배치하여 액정 표시 패널의 전면에 광을 직접적으로 조사하는 방식이다.
상기 측면형 백라이트 유닛은 액정 표시 패널의 하부에 마련된 도광판의 측면에 광원을 배치하고, 도광판을 통해 광원으로부터 조사되는 측광을 평면광으로 변환하여 액정 표시 패널에 조사하는 방식이다.
상기 광원으로는 에너지 절감 효과가 뛰어나 친환경적이며 높은 응답속도 등의 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)가 각광받고 있다.
도 1은 종래의 측면형 백라이트 유닛의 예시도이다.
종래의 측면형 백라이트 유닛은 도광판(20) 및 상기 도광판(20)의 일측에 배치된 발광 다이오드 어레이(10)를 포함하여 이루어진다.
상기 도광판(20)은 상기 발광 다이오드 어레이(10)를 구성하는 복수 개의 발광 유닛(15)으로 부터 입사되는 광을 액정 표시 패널 방향으로 진행시킨다.
상기 발광 다이오드 어레이(10)는 인쇄 회로 기판(12) 및 복수 개의 발광 유닛(15)을 포함하여 이루어지며, 상기 복수 개의 발광 유닛(15) 각각은 일정 간격 이격되어 상기 인쇄 회로 기판(12) 상에 구비된다.
그러나, 종래의 측면형 백라이트 유닛은 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 측면형 백라이트 유닛이 적용된 액정 표시 장치의 경우 화상을 표시할 때 화면 상에 핫 스팟(hot spot) 현상이 발생되는 문제가 있다.
상기 핫 스팟(hot spot) 현상은 상기 발광 유닛(15)에서 방출되는 빛의 출사각도가 한정됨에 따라 상기 발광 유닛(15)에 대응되는 영역은 상대적으로 밝고, 상기 발광 유닛(15) 사이에 대응되는 영역은 상대적으로 어둡게 되는 현상이다. 즉, 서로 이웃하고 있는 발광 유닛(15) 사이에 암영부분(A)이 발생하여 타 영역보다 어둡게 보이게 되고, 나머지 영역은 밝게 보이는 현상이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 핫 스팟(hot spot) 현상을 방지할 수 있는 발광 다이오드 어레이 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광 다이오드 어레이는 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판 상에서 서로 이격되어 배치된 제1 발광 유닛과 제2 발광 유닛, 및 상기 제1 발광 유닛과 상기 제2 발광 유닛 사이에 구비된 광 경로 변환부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 하부에 배치된 백라이트 유닛을 포함하여 이루어지고, 상기 백라이트 유닛은 도광판, 상기 도광판의 일측에 배치된 발광 다이오드 어레이, 및 상기 도광판의 상부에 배치된 광학 시트부를 포함하여 이루어진다. 이 경우, 상기 발광 다이오드 어레이는 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판 상에서 서로 이격되어 배치된 제1 발광 유닛과 제2 발광 유닛, 및 상기 제1 발광 유닛과 상기 제2 발광 유닛 사이에 구비된 광 경로 변환부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 제1 발광 유닛 및 제2 발광 유닛 사이에 광 경로 변환부가 구비되기 때문에, 제1 발광 유닛 및 제2 발광 유닛 사이 영역에서 진행하는 광량이 증가될 수 있다. 그에 따라, 상기 제1 발광 유닛 및 제2 발광 유닛에 대응되는 영역과 상기 제1 발광 유닛과 상기 제2 발광 유닛 사이에 대응되는 영역 사이의 휘도 차이가 줄어들어, 액정 표시 장치에서의 핫 스팟(hot spot) 현상을 방지할 수 있다. 또한 핫 스팟 현상 방지를 위해서 발광 유닛의 간격을 줄일 필요가 없게 되어 설치되는 발광 유닛의 개수를 줄일 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래의 측면형 백라이트 유닛의 예시도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이의 사시도.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이의 단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 발광 다이오드 어레이가 적용된 액정 표시 장치의 분해 사시도.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예가 상세히 설명된다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이의 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이(100)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 인쇄 회로 기판(110), 발광 유닛(130, 140), 및 광 경로 변환부(150)를 포함하여 이루어진다.
상기 인쇄 회로 기판(110)은 도면에 상세하게 도시되지는 않았으나, 외부의 구동 전원을 공급받는 구동 전원 라인을 포함하여 이루어지며, 상기 구동 전원 라인을 통해 외부로부터 공급되는 구동 전원을 상기 발광 유닛(130, 140) 각각에 공급함으로써 상기 발광 유닛(130, 140)을 발광시킨다.
상기 발광 유닛(130, 140)은 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에서 서로 이격된 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140)을 포함하여 이루어진다. 도면에는 2개의 발광 유닛(130, 140) 만을 도시하였지만, 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에는 3개 이상의 발광 유닛이 서로 이격 형성될 수 있다.
상기 제1 발광 유닛(130)은 리드 프레임(134), 발광 다이오드 칩(136), 및 몰딩부(138)를 포함하여 이루어진다.
상기 리드 프레임(134)은 상기 인쇄 회로 기판(110)과 접하도록 형성되어 있다. 상기 발광 다이오드 칩(136)은 상기 리드 프레임(134) 상면에 배치되어 있다. 상기 몰딩부(138)는 상기 발광 다이오드 칩(136)을 덮도록 형성되어 있다. 여기서, 상기 몰딩부(138)는 상기 리드 프레임(134)의 상면을 덮도록 구비되어 있다.
상기 제2 발광 유닛(140)은 상기 제1 발광 유닛(130)과 마찬가지로 리드 프레임(144), 발광 다이오드 칩(146) 및 몰딩부(148)를 포함하여 이루어진다.
상기 광 경로 변환부(150)는 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에 구비된다. 이 경우, 상기 광 경로 변환부(150)는 상기 인쇄 회로 기판(110)의 상면에 접촉하도록 배치되며, 특히, 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140) 사이에 배치되어 있다.
이하에서는 단면구조를 통해서 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이에 대해서 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이의 단면도로서, 이는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ' 라인의 단면도이다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 각각의 구성의 재료 및 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략된다.
상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140)은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에서 서로 이격되며 구비된다.
상기 제1 발광 유닛(130)은 리드 프레임(134), 발광 다이오드 칩(136), 및 몰딩부(138)를 포함하여 이루어진다.
상기 리드 프레임(134)은 상기 발광 다이오드 칩(136)이 안착되는 곳으로서, 상기 발광 다이오드 칩(136)을 지지하며, 상기 발광 다이오드 칩(136)으로부터 발생되는 열을 전달받아 외부로 방출시키는 기능을 한다.
상기 리드 프레임(134)은 상기 인쇄 회로 기판(110)과 접하는 바닥면(131), 상기 바닥면(131)의 일단에서 제1 방향(Y 방향)으로 연장되는 측면(132), 및 상기 측면(132)의 일단에서 제2 방향(X 방향)으로 연장되는 상면(133)을 포함하여 이루어진다.
이 경우, 상기 리드 프레임(134)의 상면(133)은 상기 측면(132)의 일단에서 연장된 제1 상면(133a), 상기 제1 상면(133a)보다 낮은 높이에 마련된 제2 상면(133b), 및 상기 제1 상면(133a)과 상기 제2 상면(133b)을 연결하는 제3 상면(133c)으로 이루어진다. 이러한 상기 상면(133)의 구조에 의해 상기 리드 프레임(134)은 상기 발광 다이오드 칩(136)이 안착되는 수용홈을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 리드 프레임(134)에서는 상기 발광 다이오드 칩(136)으로부터 방출되는 광이 상기 제3 상면(133c)에 의해 차단되는 것을 방지하기 위하여, 상기 측면(132)의 길이를 종래의 리드 프레임의 측면의 길이보다 작게 형성한다. 이 경우, 상기 측면(132)과 연결되는 상기 제1 상면(133a)은 종래의 구조와 비교하여 낮은 위치에 구비되며, 이에 따라, 상기 제3 상면(133c)의 길이는 줄어든다. 상기한 바와 같은 구조를 적용 함으로써, 종래의 구조에서보다 더 많은 양의 광을 후술되는 광 경로 변환부(150) 방향, 즉, 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140) 사이 영역으로 방출 시킬 수 있어, 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140) 사이 영역에 암영 부분 발생을 방지할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(136)은 상기 리드 프레임(134)의 상면(133)에 배치된다. 상기 발광 다이오드 칩(136)은 상기 리드 프레임(134) 상면(133) 중 제2 상면(133b)에 배치된다. 이 경우, 상기 리드 프레임(134)의 상면(133)의 높이는 상기 발광 다이오드 칩(136)의 상면의 높이 이하로 배치될 수 있다. 더 상세하게 설명하자면, 상기 리드 프레임(134) 제1 상면(133a)의 높이는 상기 발광 다이오드 칩(136) 상면의 높이와 동일하거나, 낮은 높이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 상면(133b)에 상기 발광 다이오드 칩(136)이 배치되기 때문에, 상기 제2 상면(133b)의 높이도 상기 발광 다이오드 칩보다 낮은 높이에 위치된다. 이에 따라, 상기 제1 상면(133a)과 제2 상면(133b)을 연결하는 제3 상면(133c)의 높이도 상기 발광 다이오드 칩(136)의 높이와 동일하거나, 낮도록 형성될 수 있다. 상기 상면(133)의 높이가 발광 다이오드 칩(136) 상면의 높이 이하로 배치됨에 따라서, 더 많은 양의 광이 상기 발광 다이오드 칩(136)로부터 광 경로 변환부(150) 방향으로 방출될 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(136)은 에너지 절감 효과가 뛰어나 친환경적이며, 높은 응답속도 등의 장점을 가지고 있는 칩 형태의 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)(이하, 간단히 'LED'라 함)일 수 있다. 상기 발광 다이오드 칩(136)은 청색 광을 발광하도록 구성될 수 있다.
상기 몰딩부(138)는 외부로부터 상기 발광 다이오드 칩(136)을 보호하는 역할을 한다.
상기 몰딩부(138)는 상기 발광 다이오드 칩(136) 및 상기 리드 프레임(134)의 상면(133)을 덮는다. 특히, 상기 몰딩부(138)는 상기 리드 프레임(134)의 제1 상면(133a) 상에 형성됨으로써, 상기 발광 다이오드 칩(136)에서 방출된 광이 상기 리드 프레임(134)의 제1 상면(133a) 상에 형성된 몰딩부(138)를 통과하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 상기 몰딩부(138)는 상기 리드 프레임(134)의 상면(133) 전체를 덮도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 사각형 형상의 단면 일예로 하여 상기 몰딩부(138)가 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 상기 몰딩부(138)는 반구형, 중심부가 오목한 반구형 등의 다양한 단면 형상을 가지며 형성될 수 있다.
상기 몰딩부(138)는 형광물질을 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 발광 다이오드 칩(136)에서 발광된 청색 광은 상기 몰딩부(138)에 포함된 형광물질을 통과하면서 백색 광으로 변화되어 방출될 수 있다.
상기 제2 발광 유닛(140)은 상기 제1 발광 유닛(130)과 마찬가지로 리드 프레임(144), 발광 다이오드 칩(146) 및 몰딩부(148)를 포함하여 이루어지며, 각각의 구성에 대한 구체적인 내용은 상기 제1 발광 유닛(130)에서와 동일하므로 그에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
상기 광 경로 변환부(150)는 상기 발광 다이오드 칩(136, 146)으로부터 방출되는 광을 반사 및 굴절시켜 제1 방향(Y 방향)으로 진행시키는 역할을 한다. 여기서, 상기 광 경로 변환부(150)는 상기 발광 다이오드 칩(136, 146)으로부터 방출되는 광을 반사 또는 굴절 시킬 수 있으며, 반사 및 굴절의 특성을 동시에 가질 수도 있다. 설명의 편의상, 이하에서는 반사 및 굴절의 특성을 모두 가지는 광 경로 변환부(150)를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.
상기 광 경로 변환부(150)는 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에 구비되며, 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140) 사이에 배치된다.
상기 광 경로 변환부(150)는 제1 측면(151) 및 제 2측면(152)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 측면(151)은 상기 제1 발광 유닛(130)과 마주보는 면으로, 상기 발광 다이오드 칩(136)으로부터 상기 광 경로 변환부(150) 방향으로 방출되는 광을 반사 및 굴절시켜 상기 제1 방향(Y 방향)으로 진행시킨다. 즉, 상기 발광 다이오드 칩(136)으로부터 상기 광 경로 변환부(150) 방향으로 방출되는 광은 상기 제1 측면(151)에 의해 반사 및 굴절되어 상기 제1 방향(Y 방향)으로 진행된다.
상기 제1 측면(151)은 상기 인쇄 회로 기판(110) 면에 대해서 기울어진 구조로 이루어져 있다. 즉, 상기 제1 측면(151)은 상기 제1 측면(151)과 상기 제1 발광 유닛(130) 사이의 거리가 상기 제1 방향(Y 방향)으로 갈수록 점차적으로 멀어지도록 인쇄 회로 기판(110) 면에 대해서 기울어져 있다.
이 경우, 상기 제1 측면(151)의 일측 끝단(151a)은 상기 제1 발광 유닛(130)에 구비된 상기 리드 프레임(134) 보다 높은 위치에 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 다이오드 칩(136)으로부터 방출되는 광의 손실을 최소화하면서, 광을 상기 제1 방향(Y 방향)으로 진행시키는 것이 가능하다.
상기 제2 측면(152)은 상기 제2 발광 유닛(140)과 마주보는 면으로, 상기 발광 다이오드 칩(146)으로부터 상기 제2 측면(152) 방향으로 방출되는 광을 반사 및 굴절하여 상기 제1 방향(Y 방향)으로 진행시킨다.
상기 제2 측면(152)은 상기 인쇄 회로 기판(110) 면에 대해서 기울어진 구조로 이루어져 있다. 즉, 상기 제2 측면(152)은 상기 제2 측면(152)과 상기 제2 발광 유닛(140) 사이의 거리가 상기 제1 방향(Y 방향)으로 갈수록 점차적으로 멀어지도록 기울어져 있다.
이 경우, 상기 제2 측면(152)의 일측 끝단(152a)은 상기 제2 발광 유닛(140)에 구비된 상기 리드 프레임(144) 보다 높은 위치에 구비될 수 있다. 여기서, 상기 제2 측면(152)의 끝단(152a)은 상기 제1 측면(151)의 끝단(151a) 과 동일한 위치에 배치될 수 있다.
이와 같이 제1 측면(151) 및 제 2측면(152)을 포함하는 상기 광 경로 변환부(150)는 삼각형의 단면구조, 특히 이등변 삼각형의 단면구조를 가질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 사다리꼴 형상의 단면구조를 가질 수도 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 광 경로 변환부(150) 상에는 상기 광 경로 변환부(150)보다 반사도가 큰 반사부재가 더 포함될 수도 있다. 이 경우, 상기 반사부재는 상기 광 경로 변환부(150)의 제1 측면(151) 및 제2 측면(152)을 감싸며 배치될 수 있다. 상기 반사부재가 구비됨에 따라 후술되는 도광판 방향으로 더 많은 광이 반사되어 진행될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140) 사이 영역으로 보다 많은 광이 방출될 수 있도록 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140)의 구조, 특히, 리드 프레임(134)과 몰딩부(138)의 구조가 변경되었고, 그와 더불어 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140) 사이 영역에 광 경로 변환부(150)가 배치되어 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140) 사이 영역에서 상기 제1 방향(Y 방향)으로 진행하는 광량이 증가될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 유닛(130, 140)에 대응되는 영역과 발광 유닛(130, 140) 사이에 대응되는 영역 사이의 휘도 차이가 줄어들어, 액정 표시 장치에서의 핫 스팟(hot spot) 현상을 방지할 수 있다. 또한 핫 스팟 현상 방지를 위해서 발광 유닛의 간격을 줄일 필요가 없게 되어 설치되는 발광 유닛의 개수를 줄일 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 3은 본 발명 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이는 상기 발광 유닛의 제3 상면이 경사진 것을 제외하고는 본 발병의 일 실시예와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 각각의 구성의 재료 및 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략된다.
상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에서 서로 이격되며 구비된다.
상기 제1 발광 유닛(130)은 리드 프레임(134), 발광 다이오드 칩(136), 및 몰딩부(138)를 포함하여 이루어진다.
상기 리드 프레임(134)의 상면(133)은 상기 측면(132)의 일단에서 연장된 제1 상면(133a), 상기 제1 상면(133a)보다 낮은 높이에 마련된 제2 상면(133b), 및 상기 제1 상면(133a)과 상기 제2 상면(133a)을 연결하는 제3 상면(133c)으로 이루어진다.
이 경우, 상기 제1 상면(133a)과 상기 제2 상면(133b)은 서로 오버랩되지 않도록 구비된다. 이에 따라, 상기 제1 상면(133a)과 상기 제2 상면(133b)을 연결하는 상기 제3 상면(133c)은 경사진 구조를 가진다.
상기 발광 다이오드 칩(136)은 상기 제2 상면(133b) 상에 배치된다. 상기 몰딩부(138)는 상기 발광 다이오드 칩(136) 및 상기 리드 프레임(134)의 상면 전체를 덮을 수 있다.
상기 제2 발광 유닛(140)은 상기 제1 발광 유닛(130)과 마찬가지로 리드 프레임(144), 발광 다이오드 칩(146) 및 몰딩부(148)를 포함하여 이루어진다.
상기 광 경로 변환부(150)는 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에 구비되며, 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140) 사이에 배치된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 리드 프레임(134)에서는 상기 제3 상면(133c)을 경사지게 형성함으로써, 더 많은 양의 광을 광 경로 변환부(150) 방향으로 진행시킬 수 있다. 이에 따라, 더 많은 양의 광을 도광판 방향으로 반사 및 굴절시킬 수 있기 때문에, 상기 발광 유닛(130, 140)에 대응되는 영역과 발광 유닛(130, 140) 사이에 대응되는 영역 사이의 휘도 차이가 줄어들어, 액정 표시 장치에서의 핫 스팟(hot spot) 현상 방지 효과를 증진시킬 수 있다.
도 4는 본 발명 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이의 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 어레이는 상기 발광 유닛의 상면의 형상을 제외하고는 본 발병의 일 실시예와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 각각의 구성의 재료 및 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략된다.
상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에서 서로 이격되며 구비된다.
상기 제1 발광 유닛(130)은 리드 프레임(134), 발광 다이오드 칩(136), 및 몰딩부(138)를 포함하여 이루어진다.
상기 리드 프레임(134)은 상기 인쇄 회로 기판(110)과 접하는 바닥면(131), 상기 바닥면(131)의 일단에서 제1 방향(Y 방향)으로 연장되는 측면(132), 및 상기 측면(132)의 일단에서 제2 방향(X 방향)으로 연장되는 상면(133)을 포함하여 이루어진다.
이 경우, 상기 상면(133)은 평탄한 하나의 면으로 구성된다. 즉, 상기 상면(133)은 별도의 단차를 가지지 않으며, 일정한 높이를 가진 하나의 면으로 구성된다.
상기 발광 다이오드 칩(136)은 상기 리드 프레임(134)의 상면(133)에 배치된다. 이에 따라, 상기 상면(133)의 높이는 상기 발광 다이오드 칩(136)보다 낮은 높이에 위치된다. 상기 상면(133)의 높이가 발광 다이오드 칩(136) 상면의 높이보다 낮게 위치되기 때문에, 더 많은 양의 광이 상기 발광 다이오드 칩(136)로부터 광 경로 변환부(150) 방향으로 방출될 수 있다.
상기 몰딩부(138)는 상기 발광 다이오드 칩(136) 및 상기 발광 다이오드 칩(136)이 구비되어 있는 상기 리드 프레임(134)의 상면(133)을 덮는다.
상기 제2 발광 유닛(140)은 상기 제1 발광 유닛(130)과 마찬가지로 리드 프레임(144), 발광 다이오드 칩(146) 및 몰딩부(148)를 포함하여 이루어진다.
상기 광 경로 변환부(150)는 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에 구비되며, 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140) 사이에 배치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상기 리드 프레임(134)에서는 상기 상면(133)을 평탄한 하나의 면으로 형성함으로써, 더 많은 양의 광을 광 경로 변환부(150) 방향으로 진행시킬 수 있다. 이에 따라, 더 많은 양의 광을 도광판 방향으로 반사 및 굴절시키는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 설명하기 위해 나타낸 단면도로서, 이는 전술한 도 2a 및 2b에 따른 발광 다이오드 어레이(100)가 적용된 액정 표시 장치를 나타낸 것이다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 각각의 구성의 재료 및 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 액정 표시 패널(470), 상기 액정 표시 패널(470)의 하부에 배치된 백라이트 유닛, 및 외부 케이스로 기능하는 커버 보텀(420)과 탑 케이스(480)을 포함하여 이루어진다.
상기 액정 표시 패널(470)은 하부 기판(473), 상부 기판(475), 하부 편광 부재(471) 및 상부 편광 부재(477)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 하부 기판(473)에는, 도면에 도시되어 있지는 않으나, 게이트라인들 및 데이터라인들의 교차영역 마다 픽셀이 형성되어 있다. 상기 픽셀은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor), 공통전극 및 픽셀전극을 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는 각각의 픽셀에 전기적 신호를 전달하고, 제어하는 스위칭 역할을 한다. 본 발명에 따른 액정 표시 패널은 바텀 게이트(Bottom Gate) 방식으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 상기 박막 트랜지스터는 탑 게이트(Top Gate) 방식으로 형성될 수 도 있다.
상기 박막 트랜지스터는 비정질실리콘 박막 트랜지스터(a-Si TFT), 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(poly-Si TFT), 산화물 박막 트랜지스터(Oxide TFT)등이 될 수 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 N형, 또는 P형 트랜지스터가 될 수도 있다.
상기 공통전극에는 액정을 구동하기 위한, 공통전압이 인가된다. 이 경우, 상기 공통전극은 예를 들어, 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 픽셀전극은 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극과 연결된다.
상기 하부 기판(473)의 가장자리에는 복수의 데이터 라인에 연결되는 신호 인가 패드를 포함하는 패드부가 형성되어 있다.
상기 상부 기판(475)은 블랙 매트릭스(Black Matrix : BM)와 컬러필터를 포함할 수 있다.
상기 컬러필터는 상기 액정 표시 패널(470)에서 컬러를 구현하기 위해 사용된다. 상기 컬러필터에는, R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴이 형성될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러필터의 R(Red), G(Green), B(Blue) 패턴 사이에 각각 위치되어, 상기 R(Red), G(Green), B(Blue)의 빛을 구분하거나, 차단하는 역할을 한다.
상기 상부 기판(475)에는 상기 상부 기판(475)과 하부 기판(473) 사이의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼스페이서(Column Spacer : CS)가 형성될 수 있다.
상기 상부 기판(475)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 상기 하부 기판(473)과 대향 합착된다.
상기 상부 기판(475) 및 하부 기판(473)의 구체적인 구성은 액정층의 구동 모드, 예를 들어, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In plane switching) 모드, 및 FFS(Fringe field switching) 모드 등에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.
상기 하부 편광 부재(471)는 하부 기판(473)의 하면에 부착되어 하부 기판(473)으로 입사되는 광을 편광시킨다. 또한, 상기 상부 편광 부재(477)은 상기 상부 기판(475)의 전면(前面)에 부착되어 상기 상부 기판(475)을 투과하여 외부로 방출되는 광을 편광시킨다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치에 적용되는 백라이트 유닛은 도광판(440), 발광 다이오드 어레이(100), 반사 시트(445), 광학 시트부(450) 및 가이드 프레임(460)을 포함할 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 커버 보텀(420)에 수납되어 액정 표시 패널(470)로 광을 조사한다.
상기 도광판(440)은 액정 표시 패널(470)의 하부에 배치되며, 발광 다이오드 어레이(100)를 구성하는 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140)으로부터 입사되는 광을 액정 표시 패널(470) 쪽으로 진행시킨다.
상기 도광판(440)의 적어도 어느 하나의 면에는 패턴이 형성될 수 있다. 예를 들어, 하면에는 가이드 된 광이 상부로 출사될 수 있도록 산란 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 도광판(440)은 쐐기 타입 플레이트 또는 평판형 플레이트로 제공될 수 있다. 상기 도광판(440)은 투광성 재료, 예를 들어 PMMA(Poly Methyl Methacrylate)와 같은 아크릴 수지, 폴리카보네이트(PC: Poly Carbonate)와 같은 재료로 이루어질 수 있다.
상기 발광 다이오드 어레이(100)는 인쇄 회로 기판(110), 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에서 서로 이격되어 배치된 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140), 및 상기 제1 발광 유닛(130) 및 제2 발광 유닛(140) 사이에 구비된 광 경로 변환부(150)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 광 경로 변환부(150)는 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출되는 광을 반사 및 굴절시켜 도광판(440)으로 진행시키는 역할을 한다.
이와 같은 구성을 갖는 상기 발광 다이오드 어레이(100)는 전술한 도 2a 및 도 2b와 동일하므로 그에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
상기 반사 시트(445)는 도광판(440)의 하면에 배치되어 도광판(440)으로부터 입사되는 광을 다시 도광판(440) 쪽으로 반사시킨다. 상기 반사 시트(445)에 의해 상기 도광판(440)으로부터 입사된 광이 상기 커버 보텀(420)에 흡수되는 것이 방지되어 광의 손실이 감소된다.
상기 반사 시트(445) 상에는, 도면에 도시되지는 않았으나, 크기와 간격이 서로 다른 다수의 반사패턴들이 형성되어 있을 수 있다. 상기 반사패턴들에 의해, 상기 발광 다이오드 어레이(100)로부터 방출되는 광이 상기 액정 표시 패널(470) 방향으로 진행된다.
상기 반사 시트(445)는 폴리에스테르(Polyester : PET) 부재 등으로 제조될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 다수의 반사패턴들이 형성되어 있는 플레이트(Plate) 형태로 제조 될 수도 있다.
상기 광학 시트부(450)는 상기 도광판(440)의 상면에 배치된다. 더 상세하게 설명하자면, 상기 광학 시트부(450)부는 상기 액정 표시 패널(470)과 상기 도광판(440) 사이에 배치된다. 상기 광학 시트부(450)는 액정 표시 패널(470)의 휘도가 증가될 수 있도록, 광을 집광하고, 확산시켜 액정 표시 패널(470) 방향으로 진행시킨다.
상기 가이드 프레임(460)은 상기 액정 표시 패널(470)을 지지한다.
상기 커버 보텀(420)는 상기 도광판(440), 발광 다이오드 어레이(100), 반사 시트(445), 및 광학 시트부(450)를 수납하며, 상기 액정 표시 패널(470) 및 가이드 프레임(460)을 지지한다.
상기 탑 케이스(480)는 상기 가이드 프레임(460)에 결합되어 상기 가이드 프레임(460)에 의해 지지되는 상기 액정 표시 패널(470)을 고정시킨다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 발광 다이오드 어레이 110 : 인쇄 회로 기판
130 : 제1 발광 유닛 140 : 제2 발광 유닛
440 : 도광판 470 : 액정 표시 패널

Claims (12)

  1. 인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판 상에서 서로 이격되어 배치된 제1 발광 유닛 및 제2 발광 유닛; 및
    상기 제1 발광 유닛과 상기 제2 발광 유닛 사이에 구비된 광 경로 변환부를 포함하고,
    상기 제1 발광 유닛과 상기 제2 발광 유닛 각각은 리드 프레임, 상기 리드 프레임의 상면 상에 배치된 발광 다이오드 칩, 및 상기 발광 다이오드 칩을 덮는 몰딩부를 포함하고, 상기 몰딩부는 상기 리드 프레임의 상면을 덮도록 구비되어 있는 발광 다이오드 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리드 프레임의 상면의 높이는 상기 발광 다이오드 칩의 상면의 높이 이하로 배치되어 있는 발광 다이오드 어레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 리드 프레임은 상기 인쇄 회로 기판과 접하는 바닥면, 상기 바닥면의 일단에서 제1 방향으로 연장되는 측면, 및 상기 측면의 일단에서 제2 방향으로 연장되는 상면을 포함하고,
    상기 리드 프레임의 상면은 상기 측면의 일단에서 연장된 제1 상면, 상기 제1 상면보다 낮은 높이에 마련된 제2 상면, 및 상기 제1 상면과 상기 제2 상면을 연결하는 제3 상면으로 이루어진 발광 다이오드 어레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 상면과 상기 제2 상면은 서로 오버랩되지 않도록 구비되어 상기 제3 상면이 경사진 구조로 구비된 발광 다이오드 어레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 경로 변환부는 상기 인쇄 회로 기판 상에 구비되어 있는 발광 다이오드 어레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 경로 변환부는 상기 제1 발광 유닛의 리드 프레임과 마주하여 상기 제1 발광 유닛의 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 반사하는 제1 측면을 구비하는 발광 다이오드 어레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광 경로 변환부의 제1 측면은 상기 인쇄 회로 기판 면에 대해서 기울어진 구조로 이루어진 발광 다이오드 어레이.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 광 경로 변환부의 제1 측면의 끝단은 상기 제1 발광 유닛의 리드 프레임의 상면보다 높은 위치에 마련된 발광 다이오드 어레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 경로 변환부는 상기 제2 발광 유닛의 리드 프레임과 마주하여 상기 제2 발광 유닛의 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 반사하는 제2 측면을 구비하는 발광 다이오드 어레이.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 경로 변환부 상에 상기 광 경로 변환부보다 반사도가 큰 반사부재를 더 포함하는 발광 다이오드 어레이.
  11. 도광판;
    상기 도광판의 일측에 배치된 발광 다이오드 어레이; 및
    상기 도광판의 상부에 배치된 광학 시트부를 포함하여 이루어지고,
    상기 발광 다이오드 어레이는 전술한 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 발광 다이오드 어레이로 이루어진 백라이트 유닛.
  12. 액정 패널; 및
    상기 액정 패널의 하부에 배치된 백라이트 유닛을 포함하여 이루어지고,
    상기 백라이트 유닛은 전술한 제11항에 따른 백라이트 유닛으로 이루어진 액정 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180024613A (ko) * 2016-08-30 2018-03-08 엘지디스플레이 주식회사 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치
WO2023008935A1 (ko) * 2021-07-28 2023-02-02 서울반도체 주식회사 발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛

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