KR20240058813A - 발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화상 품질이 저하되는 것을 방지하는 발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공하는 것으로, 발광 다이오드 칩을 둘러싸는 봉지층, 봉지층에 포함되는 적어도 하나의 색을 내는 복수개의 형광체 및 형광체 상에 배치되는 선택적 광 흡수 물질을 포함한다.
Description
본 발명은 발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액티브 매트릭스(Active Matrix) 타입의 액정 표시 장치는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 이 액정 표시 장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비전에도 응용되어 빠르게 음극선관을 대체하고 있다. 이와 같은 액정 표시 장치는 자체 발광소자가 아니기 때문에 액정 패널의 하부에 백라이트 유닛을 마련하여 백라이트 유닛으로부터 출사된 광을 이용하여 화상을 표시하게 된다.
백라이트 유닛은 광원을 포함하며, 광원은 기술의 발전에 의해 냉음극형광램프(Cold Cathode Flourscent Lamp; CCFL)에서 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)를 이용하기에 이르렀다. 발광 다이오드는 기존의 형광등에 비해 긴 수명, 빠른 응답특성, 적은 소비전력 및 소형화가 가능하다는 장점으로 인하여 액정 표시 장치의 광원으로 널리 사용되고 있다.
이러한, 광원을 포함하는 액정 표시 장치는 고색재현과 같은 화질 등의 기술적인 면에서의 연구개발이 진행되고 있다. 그러나, 현재까지 개발된 종래의 액정 표시 장치는 광원의 특성으로 기술적인 면을 향상시키는데 한계가 있다. 일 예로, 종래의 광원은 광 스펙트럼에서 피크의 반치폭이 넓어 색재현성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 화상 품질이 저하되는 것을 방지하는 발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 발광 다이오드 칩을 둘러싸는 봉지층, 봉지층에 포함되는 적어도 하나의 색을 내는 복수개의 형광체 및 형광체 상에 배치되는 선택적 광 흡수 물질을 포함하는 발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 예에 따른 발광 다이오드 패키지 광 흡수층을 형광체의 표면에 코팅함으로써, 광속이 향상될 수 있으며, 광 흡수 물질을 형광체의 표면에만 코팅하기 때문에 비용이 감소할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 발광 다이오드 패키지는 광 스펙트럼에서 피크의 반치폭을 감소시킴으로써 보다 선명한 색이 발광될 수 있으며, 이에 따라 고색재현이 가능하고 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치의 화상 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치를 구체적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다.
도 6는 본 발명의 제4 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 파장 별 강도를 나타내는 광 스펙트럼 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치를 구체적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다.
도 6는 본 발명의 제4 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 파장 별 강도를 나타내는 광 스펙트럼 그래프이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치를 구체적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널(110), 패널 구동부(120), 패널 지지부(130), 백라이트 유닛(140), 외관 케이스(150), 및 전면 부분 커버(160)를 포함한다.
상기 액정 패널(110)은 액정층의 광투과율을 조절하여 영상을 표시하는 것으로, 액정층(미도시)을 사이에 두고 대향 합착된 하부 기판, 상부 기판, 하부 편광 부재, 및 상부 편광 부재를 포함할 수 있다. 이와 같은, 액정 패널(110)은 각 화소별로 인가되는 데이터 전압과 공통 전압에 의해 각 화소마다 형성되는 전계에 따라 액정층을 구동함으로써 액정층의 광 투과율에 따라 소정의 컬러 영상을 표시하게 된다.
상기 패널 구동부(120)는 하부 기판에 마련된 패드부에 연결되어 액정 패널(110)의 각 화소를 구동함으로써 액정 패널(110)에 소정의 컬러 영상을 표시한다. 일 예에 따른 패널 구동부(120)는 액정 패널(110)의 패드부에 연결된 복수의 회로 필름(122), 복수의 회로 필름(122) 각각에 실장된 데이터 구동 집적회로(126), 복수의 회로 필름(122) 각각에 결합된 디스플레이용 인쇄회로기판(124), 및 디스플레이용 인쇄회로기판(124)에 실장된 타이밍 제어부(128)를 포함하여 구성된다.
상기 회로 필름(122) 각각은 필름 부착 공정에 의해 하부 기판의 패드부와 디스플레이용 인쇄회로기판(124) 사이에 부착되는 것으로, TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip On Flexible Board 또는 Chip On Film)로 이루어질 수 있다. 이러한 복수의 회로 필름(122) 각각은 액정 패널(110)의 일 측면, 즉 하 측면을 따라 벤딩되어 가이드 프레임(132)의 후면에 배치될 수 있다.
상기 데이터 구동 집적회로(126)는 복수의 회로 필름(122) 각각에 실장되어 회로 필름(122)를 통해 패드부에 연결된다. 이러한 데이터 구동 집적회로(126)는 타이밍 제어부(128)로부터 공급되는 화소별 화소 데이터와 데이터 제어 신호를 수신하고, 데이터 제어 신호에 따라 화소별 화소 데이터를 아날로그 형태의 데이터 신호로 변환하여 패드부를 통해 해당하는 데이터 라인에 공급한다.
상기 디스플레이용 인쇄회로기판(124)은 복수의 회로 필름(122)에 연결된다. 디스플레이용 인쇄회로기판(124)은 액정 패널(110)의 각 화소에 영상을 표시하기 위해 필요한 신호를 데이터 구동 집적회로(126) 및 게이트 구동 회로에 제공하는 역할을 한다. 이를 위해, 디스플레이용 인쇄회로기판(124)에는 각종 신호 배선, 각종 전원 회로(미도시), 및 메모리 소자(미도시) 등이 실장된다.
상기 타이밍 제어부(128)는 디스플레이용 인쇄회로기판(124)에 실장되어 외부의 구동 시스템(미도시)으로부터 공급되는 타이밍 동기 신호에 응답해 구동 시스템으로부터 입력되는 디지털 영상 데이터를 액정 패널(110)의 화소 배치 구조에 알맞도록 정렬하여 화소별 화소 데이터를 생성하고, 생성된 화소별 화소 데이터를 데이터 구동 집적회로(126)에 제공한다. 또한, 타이밍 제어부(128)는 타이밍 동기 신호에 기초해 데이터 제어 신호와 게이트 제어 신호 각각을 생성하여 데이터 구동 집적회로(126) 및 게이트 구동 회로 각각의 구동 타이밍을 제어한다.
부가적으로, 상기 타이밍 제어부(128)는 에지형 로컬 디밍 기술을 통해 백라이트 유닛(140)을 제어함으로써 액정 패널(110)의 영역별 휘도를 개별적으로 제어할 수도 있다.
상기 패널 지지부(130)는 가이드 프레임(132) 및 수납 케이스(134)를 포함한다.
상기 가이드 프레임(132)은 액정 패널(110)의 하부에서 상기 액정 패널(110)을 지지한다.
상기 수납 케이스(134)는 백라이트 유닛(140)을 수납함과 아울러 가이드 프레임(132)을 지지한다.
상기 백라이트 유닛(140)은 액정 패널(110)의 하부에 배치되어 하면에 광을 조사한다. 따라서, 백라이트 유닛(140)은 액정 패널(110) 하부에 배치된다. 이때, 백라이트 유닛(140)은 수납 케이스(134)에 수납된다. 일 예에 따른 백라이트 유닛(140)은 반사 시트(142), 도광판(144), 광학 시트부(146), 및 광원 모듈(148)을 포함할 수 있다.
상기 반사 시트(142)는 도광판(144)의 하면에 배치되어 도광판(144)으로부터 입사되는 광을 도광판(144) 쪽으로 반사시킴으로써 도광판(144)의 후면으로 진행하는 광의 손실을 최소화한다.
상기 도광판(144)은 제1 측면에 마련된 입광면을 가지도록 평판(또는 쐐기) 형태로 형성되어 광원 모듈(148)로부터 입광면을 통해 입사되는 광을 액정 패널(110) 쪽으로 진행시킨다.
상기 광학 시트부(146)는 도광판(144) 상에 배치되는 것으로, 하부 확산 시트, 프리즘 시트, 및 상부 확산 시트를 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 확산 시트, 프리즘 시트, 이중 휘도 강화 필름(dual brightness en-hancement film), 및 렌티큘러 시트 중에서 선택된 2개 이상의 적층 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 광원 모듈(148)은 도광판(144)의 제1 측면과 마주보도록 배치되어, 상기 도광판(144)의 일측면에 마련된 입광면에 광을 조사한다. 일 예에 따른 광원 모듈(148)은 광원용 인쇄 회로 기판(PCB)에 실장되어 백라이트 구동부(미도시)로부터 공급된 광원부 구동 신호에 의해 발광하여 백색 광을 방출하는 복수의 발광 다이오드 패키지(LPK)를 포함한다. 이러한, 광원 모듈(148)에 대한 자세한 설명은 후술되는 도 3a 내지 도 10에서 자세히 살펴보기로 한다.
상기 외관 케이스(150)는 수납 케이스(134)를 수납하면서 가이드 프레임(132)의 측면을 감쌈으로써 외관을 형성한다.
상기 전면 부분 커버(160)는 액정 패널(110)의 일측 가장자리 부분을 덮도록 가이드 프레임(132)에 결합된다. 이러한 전면 부분 커버(160)는 액정 패널(110)의 일측 가장자리 부분에 연결된 패널 구동부(120)를 은폐시킨다.
도 3a는 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 사시도이고, 도 3b는 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도로, 도 3a의 I-I선의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈(148)은 인쇄 회로 기판(PCB) 및 발광 다이오드 패키지(LPK)를 포함한다.
상기 인쇄 회로 기판(PCB)은 외부로부터 구동 전원이 공급되는 구동 전원라인을 포함한다. 이러한 인쇄 회로 기판(PCB)은 구동 전원 라인을 통해 외부로부터 공급되는 구동 전원을 발광 다이오드 패키지(LPK)의 발광 다이오드 칩(10)에 공급함으로써 발광 다이오드 칩(10)을 발광시켜 광을 방출하도록 한다.
상기 발광 다이오드 패키지(LPK)는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 적어도 하나 이상 배치된다. 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 발광 다이오드 칩(10), 봉지층(20), 및 글라스 커버(30)를 포함한다.
상기 발광 다이오드 칩(10)은 인쇄 회로 기판(PCB)에 실장된다. 이러한 발광 다이오드 칩(10)은 인쇄 회로 기판(PCB)에 형성된 구동 전원 라인에 전기적으로 접속되어 구동 전원 라인으로부터 공급되는 구동 전원에 의해 발광한다. 발광 다이오드 칩(10)은 구동 전원에 따라 제1 컬러 광을 방출한다. 일 예로, 발광 다이오드 칩(10)은 청색 광을 방출하는 청색 발광 다이오드 칩(10)일 수 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(10)은 래터럴 칩(Lateral Chip) 구조, 플립 칩(Flip Chip), 버티컬 칩(Vertical Chip) 구조, 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package) 등의 구조가 적용될 수 있다.
상기 봉지층(20)은 발광 다이오드 칩(10)과 후술되는 글라스 커버(30) 사이에 마련되는 봉지 공간에 충진되어 발광 다이오드 칩(10)을 봉지한다. 이러한 봉지층(20)은 봉지 물질과 형광체(PP)의 혼합 물질로 이루어질 수 있다.
상기 형광체(PP)는 봉지층(20)에 포함되는 적어도 하나의 색을 내는 복수개의 형광 물질이다. 형광체(PP)는 황색(yellow) 형광 물질일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 컬러 광에 따라 백색 광을 생성하기 위한 하나 이상의 컬러 형광 물질일 수 있다. 일 예에 따른 형광체(PP)는 발광 다이오드 칩(10)으로부터 방출되는 청색 광의 일부를 흡수하여 황색 광을 방출할 수 있다. 일 예에 따른 봉지층(20)에서는 발광 다이오드 칩(10)으로부터 방출되는 청색 광과 형광체(PP)에 의해 방출되는 황색 광의 혼합에 의해 백색 광이 생성되어 외부로 방출될 수 있다.
상기 글라스 커버(30)는 발광 다이오드 칩(10)을 덮으며 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 실장된다. 글라스 커버(30)는 발광 다이오드 칩(10)을 덮도록 캡(Cap) 형태를 가지며, 글라스 커버(30)에 마련된 홈에 발광 다이오드 칩(10) 및 봉지층(20)이 마련된다. 글라스 커버(30)는 발광 다이오드 칩(10)이 인쇄 회로 기판(PCB)과 접하는 면을 제외하고 둘러싸도록 배치된다. 따라서, 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 광은 모두 글라스 커버(30)를 통과하여 도광판(144)의 입광면에 입사된다. 이러한 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)의 글라스 커버(30)는 선택적 광 흡수 물질이 도핑된다. 선택적 광 흡수 물질은 색 순도를 저하시키는 가시광 영역 파장의 특정 영역 파장을 흡수함으로써, 발광 다이오드 패키지(LPK)에서 발광되는 광이 고색재현이 가능하도록 한다. 일 예에 따른 선택적 광 흡수 물질은 570nm~600nm 영역의 광을 흡수할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 선택적 광 흡수 물질은 네오디뮴 옥사이드(Nd2O3)일 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 광이 모두 글라스 커버(30)를 통과하도록 글라스 커버(30)를 캡 형태로 마련하고, 글라스 커버(30)에는 선택적 광 흡수 물질을 도핑함으로써, 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 광 스펙트럼에서 피크의 반치폭을 감소시킨다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 광 스펙트럼에서 피크의 반치폭을 감소시킴으로써 보다 선명한 색이 발광될 수 있으며, 이에 따라 고색재현이 가능하고 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)의 화상 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)를 포함하는 광원 모듈(148)은 구동 전원을 발광 다이오드 칩(10)에 공급함으로써 발광 다이오드 칩(10)을 발광시키는 인쇄 회로 기판(PCB) 및 발광 다이오드 패키지(LPK)를 포함한다.
상기 발광 다이오드 패키지(LPK)는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 적어도 하나 이상 배치된다. 본 발명의 제2 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 발광 다이오드 칩(10), 몰드 프레임(15), 봉지층(20), 및 글라스 커버(30)를 포함한다.
상기 발광 다이오드 칩(10)은 몰드 프레임(15)에 실장된다. 발광 다이오드 칩(10)은 구동 전원에 따라 제1 컬러 광을 방출한다. 일 예로, 발광 다이오드 칩(10)은 청색 광을 방출하는 청색 발광 다이오드 칩(10)일 수 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(10)은 래터럴 칩(Lateral Chip) 구조, 플립 칩(Flip Chip), 버티컬 칩(Vertical Chip) 구조, 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package) 등의 구조가 적용될 수 있다.
상기 몰드 프레임(15)은 바닥면에 발광 다이오드 칩(10)을 실장하고, 바닥면으로부터 수직으로 벤딩되어 소정 각도로 경사지도록 배치된 측벽을 포함한다. 몰드 프레임(15)은 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 광이 측벽에 의해 상부로 방출되도록 하며, 발광 영역을 정의한다. 몰드 프레임(15)은 측벽 상에 마련된 지지면으로 후술되는 글라스 커버(30)를 지지한다.
상기 봉지층(20)은 몰드 프레임(15)에 의해 마련되는 봉지 공간에 충진되어 발광 다이오드 칩(10)을 봉지한다. 즉, 봉지층(20)은 몰드 프레임(15)의 측벽에 의해 마련된 발광 공간에 충진되어 발광 다이오드 칩(10)을 덮는다. 이러한 봉지층(20)은 봉지 물질과 형광체(PP)의 혼합 물질로 이루어질 수 있다.
상기 형광체(PP)는 황색(yellow) 형광 물질일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 컬러 광에 따라 백색 광을 생성하기 위한 하나 이상의 컬러 형광 물질일 수 있다. 일 예에 따른 형광체(PP)는 발광 다이오드 칩(10)으로부터 방출되는 청색 광의 일부를 흡수하여 황색 광을 방출할 수 있다. 일 예에 따른 봉지층(20)에서는 발광 다이오드 칩(10)으로부터 방출되는 청색 광과 형광체(PP)에 의해 방출되는 황색 광의 혼합에 의해 백색 광이 생성되어 외부로 방출될 수 있다.
상기 글라스 커버(30)는 발광 다이오드 칩(10)과 마주보도록 몰드 프레임(15)의 측벽 상에 배치된다. 글라스 커버(30)는 봉지층(20)을 덮도록 봉지층(20)의 면적보다 크게 배치된다. 따라서, 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 광은 모두 글라스 커버(30)를 통과하여 도광판(144)의 입광면에 입사된다. 이러한 본 발명의 제2 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)의 글라스 커버(30)는 선택적 광 흡수 물질이 도핑된다. 선택적 광 흡수 물질은 가시광 영역 파장의 특정 영역 파장을 흡수함으로써, 발광 다이오드 패키지(LPK)에서 발광되는 광이 고색재현이 가능하도록 한다. 일 예에 따른 선택적 광 흡수 물질은 570nm~600nm 영역의 광을 흡수할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 선택적 광 흡수 물질은 네오디뮴 옥사이드(Nd2O3)일 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제2 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 광이 모두 글라스 커버(30)를 통과하도록 몰드 프레임(15) 상면을 덮는 형태로 글라스 커버(30)를 마련하고, 글라스 커버(30)에는 선택적 광 흡수 물질을 도핑함으로써, 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 광 스펙트럼에서 피크의 반치폭을 감소시킨다. 따라서, 본 발명의 제2 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 광 스펙트럼에서 피크의 반치폭을 감소시킴으로써 보다 선명한 색이 발광될 수 있으며, 이에 따라 고색재현이 가능하고 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)의 화상 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다. 이는 도 4에 도시된 제3 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)에서 글라스 커버(30)를 생략하고, 봉지층(20)에 광 흡수층(35)을 추가한 것이다. 이에 따라, 이하의 설명에서는 봉지층(20) 및 광 흡수층(35)에 대해서만 설명하고, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)의 봉지층(20)은 몰드 프레임(15)에 의해 마련되는 봉지 공간에 충진되어 발광 다이오드 칩(10)을 봉지한다. 즉, 봉지층(20)은 몰드 프레임(15)의 측벽에 의해 마련된 발광 공간에 충진되어 발광 다이오드 칩(10)을 덮는다. 이러한 봉지층(20)은 봉지 물질과 형광체(PP)의 혼합 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 발광 다이오드 칩(10)에서 제1 컬러 광을 방출하는 경우, 형광체(PP)는 제2 컬러 형광체(P1) 및 제3 컬러 형광체(P2)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 제1 컬러 광으로 청색 광(blue)을 방출 할 수 있으며, 제2 컬러 형광체(P1)는 녹색(green) 형광 물질이고 제3 컬러 형광체(P2)는 적색(red) 형광 물질일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 컬러 광에 따라 백색 광을 생성하기 위한 하나 이상의 컬러 형광 물질일 수 있다. 일 예에 따른 제2 컬러 형광체(P1)는 발광 다이오드 칩(10)으로부터 방출되는 청색 광의 일부를 흡수하여 녹색 광을 방출할 수 있으며, 제3 컬러 형광체(P2)는 발광 다이오드 칩(10)으로부터 방출되는 청색 광의 일부를 흡수하여 적색 광을 방출할 수 있다. 일 예에 따른 봉지층(20)에서는 발광 다이오드 칩(10)으로부터 방출되는 청색 광과 형광체(PP)에 의해 방출되는 녹색 및 적색 광의 혼합에 의해 백색 광이 생성되어 외부로 방출될 수 있다.
상기 광 흡수층(35)은 제2 컬러 형광체(P1) 표면에 코팅되어 제2 컬러 형광체(P1)를 감싼다. 따라서, 발광 다이오드 칩(10)으로부터 제2 컬러 형광체(P1)로 입사되는 광은 모두 광 흡수층(35)을 통과하여 도광핀(144)의 입광면에 입사된다. 광 흡수층(35)은 1종 이상의 형광체(PP) 표면에 코팅될 수 있다. 이러한 본 발명의 제3 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)의 광 흡수층(35)은 선택적 광 흡수 물질로 이루어진다. 선택적 광 흡수 물질은 가시광 영역 파장의 특정 영역 파장을 흡수함으로써, 발광 다이오드 패키지(LPK)에서 발광되는 광이 고색재현이 가능하도록 한다. 일 예에 따른 선택적 광 흡수 물질은 570nm~600nm 영역의 광을 흡수할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 선택적 광 흡수 물질은 네오디뮴 옥사이드(Nd2O3)일 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 제3 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 광 흡수층(35)이 형광체(PP)의 표면에만 코팅되어 있다. 따라서, 본 발명의 제3 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 발광 다이오드 칩(10)에서 방출되는 제1 컬러 광 중 일부는 광 흡수층(35)에 입사되지만, 나머지 광들은 광 흡수층(35)에 입사되지 않고 형광체(PP) 사이로 통과할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3 예에 따른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 광속이 향상될 수 있으며, 광 흡수 물질을 형광체(PP)의 표면에만 코팅하기 때문에 비용이 감소할 수 있다.
도 6는 본 발명의 제4 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 포함하는 광원 모듈의 단면도이다.
도 6를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 광원 모듈(148)은 인쇄 회로 기판(PCB), 발광 다이오드 패키지(LPK), 및 광 가이드 부재(LG)를 포함한다. 상기 인쇄 회로 기판(PCB) 및 발광 다이오드 패키지(LPK)는 본 발명의 제1 예에 따른 광원 모듈(148)과 동일하다. 이에 따라, 이하의 설명에서는 광 가이드 부재(LG)에 대해서만 설명하고, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 예에 따른 광원 모듈(148)은 발광 다이오드 패키지(LPK)의 측면에 광 가이드 부재(LG)가 배치된다. 상기 광 가이드 부재(LG)는 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 배치되어 발광 다이오드 패키지(LPK)로부터 방출되는 광을 도광판(144)으로 가이드한다. 발광 다이오드 패키지(LPK)의 측면에 광 가이드 부재(LG)가 배치됨으로써, 발광 다이오드 패키지(LPK)에서 방출되는 광이 측면으로 새어 나오는 것을 방지하고, 발광 다이오드 패키지(LPK)로부터 발생되는 열이 외부로 나가지 않도록 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 액정 표시 장치는 하부 케이스(135), 광원 모듈(148), 반사 부재(142), 확산판(145), 광학 시트부(146), 및 액정 패널(110)을 포함한다.
상기 하부 케이스(135)는 광원 모듈(148), 및 반사 부재(142)를 수납하고, 확산판(145)을 지지한다. 이러한 하부 케이스(135)는 광원 모듈(148)에서 발생되는 열을 방열하기 위해서 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 광원 모듈(148)은 복수개로 이루어지며, 복수의 광원 모듈(148) 각각은 하부 케이스(135)의 바닥면에 서로 이격되도록 나란하게 배치되어 광원 구동 신호 라인에 연결된다. 이러한 복수의 광원 모듈(148)들은 확산판(145)의 하부면에 광을 조사한다. 이때, 복수의 광원 모듈(148) 각각은 광원 구동 신호로부터 공급되는 광원 구동 신호에 따라 동시에 발광하거나 개별적으로 발광할 수 있다. 여기서, 복수의 광원 모듈(148) 각각은 휘도를 부분적으로 제어하기 위한 로컬 디밍 방법에 따라 개별적으로 발광할 수 있다. 일 예에 따른 광원 모듈(148)은 도 3a 내지 도 6에 도시된 광원 모듈(148) 중 어느 하나일 수 있다.
상기 반사 부재(142)는 하부 케이스(135) 상에 배치된다. 이러한 반사 부재(142)는 반사물질로 이루어져 광원 모듈(148)에서 방출되어 하부 케이스(135) 쪽으로 이동하는 광을 확산판(145) 방향으로 반사시키는 역할을 한다. 반사 부재(142)의 하부면에는 복수의 광원 모듈 삽입홀들이 구성된다. 복수의 광원 모듈 삽입홀을 통해서 광원 모듈이 반사 부재 상에 배치될 수 있다.
상기 확산판(145)은 일정한 두께를 가지는 평판 형태로 형성되어, 하부 케이스(135)의 전면(前面)을 덮도록 배치된다. 이러한 확산판(145)은 복수의 광원 모듈(148)들 각각으로부터 출사되는 광을 확산시켜 액정 패널(110) 방향으로 진행시키는 기능을 한다. 확산판(145)은 하부 케이스(135)에 의해서 지지된다.
상기 광학 시트부(146)는 확산판(145) 상에 배치된다. 이러한 광학 시트부(146)는 액정 패널(110)의 휘도가 증가될 수 있도록 광을 집광하고 확산시켜, 액정 패널(110) 방향으로 광을 진행시키는 기능을 수행한다. 이때, 광학 시트부(146)는 프리즘 시트, 렌티큘러 렌즈 시트 및 마이크로 렌즈 시트 중 어느 하나일 수 있다. 광학 시트부(146)는 광학시트를 보호하기 위한 보호시트가 더 포함될 수 있다.
상기 액정 패널(110)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 대향 합착된 하부 기판과 상부 기판, 하부 기판의 후면에 부착된 하부 편광 필름, 및 상부 기판의 전면에 부착된 상부 편광 필름을 포함할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제1 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 파장 별 강도를 나타내는 광 스펙트럼 그래프이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 광 스펙트럼의 가로축은 광의 파장(nm)을 나타내고 세로축은 광의 강도(Intensity)를 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 그래프의 가로축은 광의 파장(nm)을 나타내고 그래프의 오른쪽 세로축은 투과율을 나타내는데, 선택적 광 흡수 물질은 570nm~600nm 파장 영역의 광을 흡수하기 때문에 570nm~600nm 영역에서 광의 투과율이 감소한다. 이와 같이, 선택적 광 흡수 물질이 색 순도를 저하시키는 570nm~600nm 파장 영역의 광을 흡수하기 때문에, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 예에 다른 발광 다이오드 패키지(LPK)의 광 스펙트럼에서 피크의 반치폭이 감소한다. 따라서, 본 발명의 제1 예에 다른 발광 다이오드 패키지(LPK)는 보다 선명한 색이 발광될 수 있으며, 이에 따라 고색재현이 가능하고 백라이트 유닛(140) 및 액정 표시 장치(100)의 화상 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 발광 다이오드 칩 20: 봉지층
30: 글라스 커버 35: 광 흡수층
PP: 형광체 LG: 광 가이드 부재
PCB: 인쇄 회로 기판 LPK: 발광 다이오드 패키지
110: 액정 패널 120: 패널 구동부
130: 패널 지지부 140: 백라이트 유닛
150: 외관 케이스 160: 전면 부분 커버
30: 글라스 커버 35: 광 흡수층
PP: 형광체 LG: 광 가이드 부재
PCB: 인쇄 회로 기판 LPK: 발광 다이오드 패키지
110: 액정 패널 120: 패널 구동부
130: 패널 지지부 140: 백라이트 유닛
150: 외관 케이스 160: 전면 부분 커버
Claims (8)
- 발광 다이오드 칩;
봉지 공간이 형성되게 상기 발광 다이오드 칩과 이격되어 배치되는 글라스 커버;
상기 봉지 공간에 배치되는 봉지층;
상기 봉지층에 포함되는 적어도 하나의 색을 내는 복수개의 형광체;
상기 형광체 상에 배치되는 선택적 광 흡수 물질; 및
상기 글라스 커버의 측면에 배치되는 광 가이드 부재를 포함하고,
상기 봉지층은 충진에 의해 상기 글라스 커버와 접촉하고,
상기 선택적 광 흡수 물질은 상기 복수개의 형광체 중 녹색 형광 물질로 형성된 녹색 형광체의 표면에만 코팅되는 발광 다이오드 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 선택적 광 흡수 물질은 570nm~600nm 영역의 광을 흡수하는 발광 다이오드 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 선택적 광 흡수 물질은 네오디뮴 옥사이드인 발광 다이오드 패키지. - 제 3 항에 있어서,
상기 선택적 광 흡수 물질은 상기 글라스 커버에 도핑된 발광 다이오드 패키지. - 제 4 항에 있어서,
상기 글라스 커버는 캡 형태를 가지며, 상기 글라스 커버에 마련된 홈에 상기 봉지층 및 상기 발광 다이오드 칩이 마련되는 발광 다이오드 패키지. - 제 4 항에 있어서,
바닥면에 상기 발광 다이오드 칩을 실장하고, 상기 바닥면으로부터 수직으로 벤딩되어 상기 글라스 커버를 지지하는 지지면을 갖는 몰드 프레임을 더 포함하는 발광 다이오드 패키지. - 입광면을 갖는 도광판;
상기 도광판의 입광면과 마주보도록 배치된 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 발광 다이오드 패키지;
상기 발광 다이오드 패키지가 실장된 인쇄 회로 기판; 및
상기 도광판의 하부에 배치되는 반사 시트를 포함하는 백라이트 유닛. - 제 7 항에 기재된 백라이트 유닛; 및
상기 백라이트 유닛 상에 배치된 액정 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
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