KR20160131447A - Led 광원, 백라이트 및 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 광원, 백라이트 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 발광에 사용하는 LED 칩; 상기 LED 칩에서 발생하는 열에너지를 전달하는 방열기; 및 상기 LED 칩을 구동하는 회로; 를 포함하되, 상기 방열기는 세라믹이며, 상기 LED 칩과 상기 방열기 사이에 기판이 없는 것을 기술적 특징으로 하며, LED 칩을 방열기 실장면에 직접 고정하여 기판과 방열기 사이의 열전도 접착제를 생략해 LED 광원의 발열성능을 높인 장점이 있다.

Description

LED 광원, 백라이트 및 액정 디스플레이 장치{LED Light Source, Backlight and Liquid Crystal Display Apparatus}
본 발명은 LED 광원, 백라이트 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열성능이 우수한 LED 광원, 백라이트 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
LED를 광원으로 하는 조명장치는 에너지 절감 효과가 뛰어나고 수명이 길다. 고효율, 고집적의 LED 광원이 보급되면서 광효과를 개선하고 열 에너지가 즉시 LED 방열기로부터 열이 발산되도록 하는 문제가 갈수록 중요해졌다. LED 광원에서 발광 시 그에 따라 80% 출력의 열에너지 발산이 수반되는 데, 발열이 좋지 않을 경우 LED 광원의 조도가 낮아지는 문제를 초래했다. 예를 들어 LED 광원 온도가 1도 올라갈 때마다 조도가 약 1% 약해진다. 동시에 지나치게 높은 온도로 LED 광원의 수명단축에 직접 영향을 미치게 되어 방열성능 및 광 효과 제고, 원가 절감은 LED 광원 설계에서 해결해야 하는 문제이다.
LED 광원 기술이 지속적으로 발전하면서 패널의 LED 칩(5)을 칩 온 보드(Chip on Board, 이하 "COB"라 함)식으로 패키징하는 제품이 갈수록 증가하고 있다. 도 1과 같이 LED 칩(5)을 이미 형성한 회로(6)의 기판(7)에 실장하고 상기 기판(7)이 다시 열전도 접착제(8)를 통해 방열기(4)에 전달하는 데, 상기 방식의 단점은 LED 칩(5)에서 발생하는 열에너지를 기판(7), 열전도 접착제(8)를 통해 방열기(4)로 전달해 기판(7)과 열전도 접착제(8)의 열전도계수가 LED 칩(5) 작업 시 열에너지를 발산에 영향을 주는 핵심 요인이 될 뿐 아니라 열전도 접착제(8)는 일반적으로 열전도계수가 낮고(일반적으로 3w/m.k 이하), 상기 열전도계수가 금속 또는 세라믹의 열전도계수(16w/m.k) 보다 훨씬 낮아 방열의 최대 문제점이 된다는 것이다. 따라서 LED 칩(5)과 방열기(4)간의 열저항을 낮추는 것이 광원 사용 수명 및 신뢰성을 높이는 핵심요인이다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 LED 칩 온 보드 패키징 방식의 LED 광원 방열성능이 떨어지는 문제를 해결하여 방열성능이 우수한 LED 광원을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 방열성능이 우수한 상기 LED 광원을 포함하는 백라이트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 백라이트를 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.
본 발명은, 발광에 사용하는 LED 칩; 상기 LED 칩에서 발생하는 열에너지를 전달하는 방열기; 및 상기 LED 칩을 구동하는 회로; 를 포함하되, 상기 방열기는 세라믹이며, 상기 LED 칩과 상기 방열기 사이에 기판이 없는, LED 광원을 제공한다.
상기 LED 칩은 상기 방열기 표면에 설치되고 상기 방열기 표면과 접촉된다.
상기 회로는 상기 방열기 표면에 설치되고 상기 방열기 표면과 접촉된다.
또한, 본 발명은, 발광에 사용하는 LED 칩; 상기 LED 칩에서 발생하는 열에너지를 전달하는 방열기; 및 상기 LED 칩을 구동하는 회로; 를 포함하되, 상기 LED 칩과 상기 방열기 사이에 기판이 없고, 상기 방열기는 금속 재질이며, 상기 방열기와 상기 LED 칩 사이에 고열전도 절연층이 설치되고, 상기 회로는 상기 고열전도 절연층에 설치되는, LED 광원을 제공한다.
상기 고열전도 절연층에 관통구멍이 설치되며, 상기 LED 칩은 상기 고열전도 절연층 관통구멍 내에 설치되고 상기 방열판과 서로 접촉된다.
상기 LED 칩은 상기 고열전도 절연층에 설치된다.
또한, 본 발명은, 상기 LED 광원을 포함하는 백라이트를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 백라이트를 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 LED 광원은 LED 칩과 방열기 일체화 제작을 통해 LED 칩 열량을 방열기로 전달하는 효율을 높이고 제품의 신뢰성을 높인 효과가 있다. 또한, 방열기를 세라믹을 이용해 전체를 제작했기 때문에 전원을 방열기 안에 설치하고 세라믹의 절연기능을 통해 제품의 안전성을 높였다.
본 발명에 따른 백라이트와 액정 디스플레이 장치는 상기 LED광원을 포함하기 때문에 제품의 신뢰성이 높고 수명이 길다.
도 1은 종래 기술의 LED 광원의 구조 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 광원의 구조 예시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 광원의 구조 예시도이다.
본 기술 분야의 사람이 본 발명의 기술을 더 잘 이해하도록 하기 위해 다음의 도면과 구체적인 실시 예를 결합해 본 발명에 대해서 더 자세하게 설명한다.
본 발명의 LED 광원은 바닥부를 금속 또는 세라믹 재질로 제작하는 방열기(4)이고, 상기 방열기(4) 상부가 실장면으로 도체 페이스트(귀금속 페이스트 또는 구리 페이스트 등 기타 금속 페이스트)를 사용해 실장면에 회로(6)를 만들고 LED 칩(5)의 실장을 완료한다.
도 2와 같이 본 발명의 일 실시예는, 발광에 사용하는 LED 칩(5), 상기 LED 칩(5)에서 발생하는 열에너지를 전달하는 방열기(4), 상기 LED 칩(5)을 구동하는 회로(6)를 포함하되, 상기 LED 칩(5)과 상기 방열기(4) 사이에 기판이 없으며, 상기 LED 칩(5)과 상기 방열기(4)가 직접 접촉되는 LED 광원을 제공한다.
상기 방열기(4)는 상기 LED 광원 하부에 위치하고, 상기 방열기(4)는 세라믹 재질로 제작하여 상기 방열기(4)와 발열하는 상기 LED 칩(5)이 직접 접촉하고 상기 방열기(4)와 상기 LED 칩(5)이 서로 접촉하는 표면이 실장면이다.
상기 회로(6)는 상기 실장면에 제작하고, 상기 회로(6)는 도체 페이스트(귀금속 페이스트 또는 구리 페이스트 등 기타 금속 페이스트)를 사용하여 상기 실장면에 상기 회로(6) 도형을 형성한 후 소결을 거쳐 제작한다. 상기 회로(6)는 세라믹 금속화(예를 들면 세라믹 커버 구리 또는 세라믹 스퍼터링 공정)를 사용한 후 식각 등의 방식을 통해 제작한다.
본 발명의 LED 광원은 다음의 내용을 포함한다.
상기 방열기(4)의 실장면의 주변에 측벽(3)을 설치해 실리콘(1)을 주입할 경우 넘치는 것을 방지하는 데 사용하고, 상기 실리콘(1)은 상기 LED 칩(5)을 고정하는 데 사용하며, 상기 실리콘(1)은 혼합 형광분말을 포함한다.
상기 LED 칩(5)은 도선(2)과 상기 회로(6)을 통해서 연결하고, 상기 도선(2)은 금실(gold thread)이다.
본 실시예에서, 상기 방열기(4)는 세라믹 재질로 제작하고, 고절연성을 가지고 있고, 전원을 상기 방열기(4) 내에 설치할 수 있어 제품의 전기 안전성능을 높일 수 있다.
상기 구조의 LED 광원을 종래의 LED 광원과 비교하면, 상기 LED 칩(5)을 상기 방열기(4)의 실장면(LED 칩(5)과 방열기(4)를 직접 접촉)에 직접 고정함으로써, 기판(7) 및 상기 기판(7)과 상기 방열기(4) 간의 열전도 접착제(8)를 생략해 LED 광원의 방열성능을 높인다.
도 3과 같이 볼 발명의 다른 실시예는, 발광에 사용하는 LED 칩(5), 상기 LED 칩(5)에서 발생하는 열에너지를 전달하는 방열기(4), 그리고 상기 LED 칩(5)을 구동하는 회로(6)를 포함하되, 상기 LED 칩(5)과 상기 방열기(4) 사이에 고열전도 절연층(9)을 설치하는 LED광원을 제공한다.
상기 방열기(4)는 상기 LED광원 하부에 위치하고, 상기 방열기(4)는 금속 재질로 제작한다.
상기 방열기(4)와 상기 LED 칩(5) 사이에 고열전도 절연층(9)을 설치한다.
상기 방열기(4)가 발열하는 상기 LED 칩(5)을 향하는 표면이 실장면으로 상기 실장면에 상기 고열전도 절연층(9)을 설치한다.
상기 LED 칩(5)은 구체적인 상황에 따라 상기 고열전도 절연층(9) 위에 배치한다. 상기 고열전도 절연층(9)은 고열전도, 절연효과가 높은 자재(예를 들면, 세라믹, 글래스 등)로 구성하고, 도 4와 같이 상기 고열전도 절연층(9)에 상기 LED 칩(5)과 대응하는 관통구멍(through hole)(10)을 구비하고 상기 LED 칩(5)을 상기 관통구멍(10) 내에 설치하고 상기 방열기(4) 표면과 직접 접촉한다.
상기 회로(6)는 상기 고열전도 절연층(9)에 동박으로 제작한 회로(6)를 커버한다.
본 발명의 LED광원은 다음의 내용을 포함한다.
상기 방열기(4)의 실장면 주변에 측벽(3)을 설치하고 실리콘(1)을 주입시 넘치는 것을 방지하는데 사용하고, 상기 실리콘(1)은 상기 LED 칩(5)을 고정하는데 사용할 수 있다. 상기 실리콘(1)은 혼합 형광분말을 포함한다.
상기 LED 칩(5)은 도선(2)와 상기 회로(6)을 통해 직접 연결하고, 상기 도선(2)는 금실(gold thread)이다.
상기 구조의 LED 광원과 종래의 LED 광원을 비교하면, 상기 LED 칩(5)을 상기 방열기(4)의 실장면에 직접 고정하거나 상기 고열전도 절연층(9)에 설치하고, 기판(7) 및 상기 기판(7)과 상기 방열기(4) 간의 열전도 접착제(8)를 생략해 LED 광원의 방열성능을 개선했다.
본 발명은 LED 칩(5)을 방열기(4)의 실장면에 설치하거나 고열전도 절연층(9)에 설치함으로써, 종래의 LED 광원의 LED 칩(5)을 세라믹 기판(7) 또는 알루미늄 기판(7)에 패키징하고 그 후에 다시 방열기(4)에 실장하는 방식에 비해 기판(7)과 열전도 접착제(8)를 생략하고, LED 칩(5)의 열에너지를 빠르게 방열기(4)로 전달하고 효과적으로 열저항을 낮춰 LED 광원의 수명 및 제품의 신뢰성을 개선했다.
본 발명에서 LED 광원의 구조는 기타 형식을 선택할 수 있고, 상기 방열기(4)와 상기 LED 칩(5)을 직접 접촉 또는 양자 간에 상기 고열전도 절연층(9)을 설치하기만 하면, 본 발명의 보호범위에 속하는 것이다. 상기 고열전도 절연층(9)은 기존 기술의 범주로 기타 유형의 재료를 선택하여 사용할 수 있다. 회로의 제조방식 역시 기존 기술범주에 속해 기타 유형의 방법을 선택해 회로를 제작할 수 있다.
본 발명은 백라이트를 제공하고, 상기 백라이트는 상기 LED광원을 포함한다. 예를 들어 상기 백라이트는 주로 상기 LED 광원, 도광판, 광학용 박막, 구조부품 등으로 구성된다.
본 발명은 액정 디스플레이 장치를 제공하고, 상기 액정 디스플레이 장치는 상기 백라이트를 포함한다. 예를 들어 상기 액정 디스플레이는 주로 백라이트, 액정화면(패널), 구조부품(예를 들어 프레임, 백라이트 등), 구동회로 등으로 구성된다.
본 명세서에 기재된 상기 실시예는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 적용한 실례성 실시예이지만 본 발명은 여기에만 국한되지 않는다. 본 영역 내의 일반 기술자들에게 본 발명의 정신과 실질적인 상황을 벗어나지 않는 상황에서 각종 변형과 개선을 할 수 있고, 상기 변형과 개선 역시 본 발명의 보호 범위로 간주한다.
1 : 실리콘 2 : 도선
3 : 측벽 4 : 방열기
5 : LED 칩 6 : 회로
7 : 기판 8 : 열전도 접착제
9 : 고열전도 절연층 10 : 관통구멍

Claims (8)

  1. 발광에 사용하는 LED 칩;
    상기 LED 칩에서 발생하는 열에너지를 전달하는 방열기; 및
    상기 LED 칩을 구동하는 회로; 를 포함하되,
    상기 방열기는 세라믹이며, 상기 LED 칩과 상기 방열기 사이에 기판이 없는, LED 광원.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 LED 칩은 상기 방열기 표면에 설치되고 상기 방열기 표면과 접촉되는, LED 광원.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 회로는 상기 방열기 표면에 설치되고 상기 방열기 표면과 접촉되는, LED 광원.
  4. 발광에 사용하는 LED 칩;
    상기 LED 칩에서 발생하는 열에너지를 전달하는 방열기; 및
    상기 LED 칩을 구동하는 회로; 를 포함하되,
    상기 LED 칩과 상기 방열기 사이에 기판이 없고,
    상기 방열기는 금속 재질이며,
    상기 방열기와 상기 LED 칩 사이에 고열전도 절연층이 설치되고,
    상기 회로는 상기 고열전도 절연층에 설치되는, LED 광원.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 고열전도 절연층에 관통구멍이 설치되며,
    상기 LED 칩은 상기 고열전도 절연층 관통구멍 내에 설치되고 상기 방열판과 서로 접촉되는, LED 광원.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 LED 칩은 상기 고열전도 절연층에 설치되는, LED 광원.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 LED 광원을 포함하는 백라이트.
  8. 제 7항의 백라이트를 포함하는 액정 디스플레이 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107740936A (zh) * 2017-10-07 2018-02-27 谭瑞银 Led灯

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