KR20090050224A

KR20090050224A - 칩형 엘이디를 갖는 백라이트유닛

Info

Publication number: KR20090050224A
Application number: KR1020070116537A
Authority: KR
Inventors: 안인걸
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2009-05-20

Abstract

칩형 엘이디를 갖는 백라이트 유닛을 제공한다.

본 발명은 본 발명은 전원인가시 빛을 발생시키는 적어도 하나의 발광소자 : 상기 발광소자에서 발생된 빛이 입사되는 입사면과 빛이 출사되는 출사면을 갖추어 빛을 안내하는 도광판 ; 상기 입사면과 대응하는 수직면에 상기 발광소자가 전기적으로 탑재되는 탑재부를 구비하고, 상기 도광판이 삽입배치되는 새시 ; 상기 도광판의 하부면과 상기 새시의 바닥면사이에 배치되는 반사시트를 포함하는 칩형 엘이디를 갖는 백라이트유닛을 제공한다.

본 발명에 의하면, 도광판의 입사면과 대응하는 새시의 내부 수직면에 발광칩을 칩온보드(Chip On Board)방식으로 탑재함으로서, 발광소자를 탑재하는 작업공정을 단순화하여 작업생산성을 향상시키고, 종래와 같이 기판을 새시에 탑재하는 공정을 생략하여 조립공정을 단순화하며, 제조원가를 절감할 수 있다.

엘이디, 백라이트유닛, 발광칩, 도광판, 새시, 반사시트

Description

칩형 엘이디를 갖는 백라이트유닛{Back Light Unit Having a Chip Type LED}

본 발명은 칩형 발광소자를 갖는 백라이트유닛에 관한 것으로, 더욱 상세히는 칩형 엘이디로 구비되는 발광원을 새시에 탑재하여 장치의 전체부피를 줄이고, 발광시 발생된 열을 외부로 방출하는 방열특성을 가일층 향상시킬 수 있는 백라이트유닛에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 단말기, 디지털 카메라, 노트북, 모니터, TV 등 여러 가지 전자기기에는 영상을 표시하기 위한 영상표시장치가 구비되며, 이러한 영상표시장치로는 다양한 종류가 사용될 수 있으나, 전자기기의 특성상 평판 형상을 갖는 평판표시장치가 주로 사용되며, 이러한 평판표시장치 중에서도 특히 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)가 널리 사용되고 있다.

이러한 액정표시장치는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로써, 다른 평판표시장치에 비하여 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.

액정표시장치는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널 및 액정표시패 널로 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함한다.

상기 백라이트 유닛은 제품의 특성상 크기가 작은 발광 다이오드(Light Emitting Diode)(이하 엘이디(LED) 이라함.)를 광원으로 사용하며, 상기 엘이디는 발광 부분이 비교적 작은 점광원 형태를 갖는다.

그리고, 상기 백라이트 유닛은 광원인 엘이디의 설치형태에 따라 다수의 ㅇ엘이디를 액정표시패널의 아래에 평면에 배열하는 직하형(direct type)과 도광판의 일측부에 배열하는 모서리형(edge type)으로 구분된다.

여기서, 상기 도광판은 상기 엘이디를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛에서 점광원 형태의 광을 면광원 형태의 광으로 변경하는 것이다.

도 1은 일반적인 백라이트 유닛을 도시한 구성도로서, 상기 백라이트 유닛(10)은 광투과율이 높은 재질로 이루어지는 도광판(11)의 일측에 어레이형태로 배치되는 엘이디 패키지(12)와, 상기 LED 패키지(12)가 상부면에 전기적으로 복수개 탑재되는 기판(13), 상기 도광판(11)의 하부면에 배치되는 반사시트(14), 상기 도광판(11)의 상부면에 적층배치되는 프리즘시트(11) 및 그 상부면에 적층되는 보호필름(16)을 포함한다.

상기 도광판(11), 엘이디 패키지(12), 기판(13) 및 반사시트(14)는 금속구조물인 새시(17)의 내부에 배치되며, 상기 기판(13)과 도광판(11)사이 그리고 상기 반사시트(14)와 새시(17)사이를 접착하는 접착테이프(18)를 구비한다.

그러나, 성형구조물인 패키지본체(12a)의 캐비티에 발광칩(12c)을 탑재한 엘이디패키지(12)의 리드프레임(12b)을 기판(13)에 전기적으로 탑재하고, 이러한 기 판(13)을 새시에 부착하는 작업이 매우 번거롭고 복잡하기 때문에, 작업생산성을 저하시키고, 제조원가를 상승시키는 주요원인으로 작용하였다.

또한, 상기 엘이디 패키지(12)의 발광시 발생된 열은 기판(13)을 통하여 새시로 전달되어 외부방출되기 때문에, 방열특성을 저하시키는 요인으로 작용하였다.

또한, 상기 엘이디 패키지(12)에서 발생되어 상기 도광판(11)을 통과하는 빛중 일부가 상기 접착테이프(18)에 흡수되거나 난반사되면서 광효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 발광원을 새시에 간편하게 탑재하여 조립공정을 단순화하고, 제조원가를 절감하고, 방열특성을 향상시키며, 광효율을 향상시킬 수 있는 칩형 엘이디를 갖는 백라이트유닛을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 기술적인 수단으로서, 본 발명은 전원인가시 빛을 발생시키는 적어도 하나의 발광소자 : 상기 발광소자에서 발생된 빛이 입사되는 입사면과 빛이 출사되는 출사면을 갖추어 빛을 안내하는 도광판 ; 상기 입사면과 대응하는 수직면에 상기 발광소자가 전기적으로 탑재되는 탑재부를 구비하고, 상기 도광판이 삽입배치되는 새시 ; 상기 도광판의 하부면과 상기 새시의 바닥면사이에 배치되는 반사시트를 포함하는 칩형 엘이디를 갖는 백라이트유닛을 제공한다.

바람직하게, 상기 발광소자는 서브 마운트상에 다이 어태칭된 칩다이와, 그 외부면을 균일하게 덮는 수지층 및 상기 수지층을 통해 외부로 노출되는 적어도 하나의 범프볼을 포함한다.

바람직하게, 상기 탑재부는 상기 새시의 수직면에 일정두께로 도포되는 절연층과, 상기 절연층의 표면에 패턴인쇄되어 상기 발광소자와 금속와이어를 매개로 전기적으로 연결되는 전극패턴을 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 절연층은 투명소재로 이루어지고, 상기 절연층과 수직면사이에는 반사층을 추가 구비한다.

바람직하게, 상기 새시의 수직면과 대응하는 반사시트의 일단은 상기 수직면까지 연장된다.

상기한 구성의 본 발명에 의하면, 도광판의 입사면과 대응하는 새시의 내부 수직면에 발광칩을 칩온보드(Chip On Board)방식으로 탑재함으로서, 발광소자를 탑재하는 작업공정을 단순화하여 작업생산성을 향상시키고, 종래와 같이 기판을 새시에 탑재하는 공정을 생략하여 조립공정을 단순화하며, 제조원가를 절감할 수 있다.

새시의 수직면에 탑재된 발광소자에서 발생된 열이 새시를 통하여 외부로 방출되는 방열특성을 향상시켜 제품의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 발광소자에서 발생된 빛이 도광판의 출사면으로 통하여 전량 출사되도록 하여 제품의 광효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명에 대해 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 도시한 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 백라이트 유닛에 채용되는 새시의 탑재부를 도시한 정면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(100)은 발광소자(110), 도광판(120), 새시(130) 및 반사시트(140)를 포함한다.

상기 발광소자(110)는 전원인가시 빛을 발생시키는 발광칩으로 구비되며, 이 러한 발광소자(110)는 칩다이(111), 범프볼(112), 수지층(113) 및 서브 마운트(114)로 이루어지는바, 상기 칩다이(111)는 서브 마운트(114)상에 다이 어태칭(die attaching)되어 탑재되고, 전원인가시 빛을 발생시키는 발광원이다.

여기서, 상기 칩다이(111)는 전원인가시 근자외선 빛이나 청색의 빛을 발생시키며, 이러한 칩다이(101)는 고출력, 고휘도의 청색광을 발생시키는 질화갈륨계 발광 다이오드 칩이 바람직하며, 이는 P극,N극이 상부면에 형성된 수평형 구조나 P극,N극이 상,하부면에 각각 형성된 수직형 구조를 모두 채용할 수 있다.

그리고, 상기 질화갈륨계 발광칩은 공지의 반도체 소자이므로 이에 대한 구체적인 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

상기 서브 마운트(114)상에 탑재된 칩다이(111)의 상부면에는 범프볼(112)을 구비하며, 이러한 범프볼(112)은 상기 칩다이(111)의 구조에 따라 단독 또는 2개 로 구비될 수 있다.

즉, 상기 범프볼(112)은 상기 칩다이(111)의 구조에 따라 그 형성갯수가 변경되는데, 상기 칩다이(111)가 P극,N극이 상,하부면에 각각 형성된 수직형 구조로 구비되는 경우, 상기 범프볼(112)은 상기 칩다이(111)의 상부면에 형성된 P극과 전기적으로 연결되도록 단독으로 구비된다.

상기 칩다이(111)가 P극,N극이 상부면에 모두 각각 형성된 수평형 구조로 구비되는 경우, 상기 범프볼(112)은 상기 칩다이(111)의 상부면에 형성된 P극과 N극과 각각 전기적으로 연결되도록 2개로 구비된다.

또한, 상기 수지층(113)은 상기 서브 마운트(114)상에 다이 어태칭된 칩다 이(111)의 외부면을 균일하게 덮도록 에폭시, 실리콘 및 레진등과 같은 투명한 수지재로 이루어지며, 상기 범프볼(112)은 상기 수지층(113)을 통해 외부노출된다.

여기서, 상기 수지층(113)에는 상기 칩다이에서 발생된 빛을 백색광으로 변환시킬 수 있는 YAG계, TAG계, Silicate계중 어느 하나의 파장변환수단인 형광물질이 포함된다.

상기 도광판(120)은 상기 발광소자(110)의 일측에 배치되어 상기 발광칩(111)에서 발생된 빛을 상부로 안내하는 광가이드플레이트이다.

이러한 도광판(120)은 상기 발광칩(111)에서 발생된 빛이 입사되는 입사면(121)과 빛이 출사되는 출사면(122)을 구비하는 장방형의 투명판재로 구비됨으로서, 상기 입사면(121)으로 입사된 빛은 상기 도광판(120)의 하부에 구비되는 반사시트(140)에 의해서 반사된 다음, 상기 출사면(122)으로 면광원으로 출사되는 것이다.

여기서, 상기 도광판(120)의 출사면에는 적어도 하나의 프리즘시트(125) 그리고 보호필름(126)이 적층된다.

상기 새시(130)는 상기 발광소자(110), 도광판(120) 및 반사시트(140)가 배치되는 일정크기의 내부공간을 갖는 금속구조물이다.

이러한 새시(130)는 상기 도광판(120)의 입사면(121)과 서로 마주하는 수직면(131)에 적어도 하나의 발광소자(120)가 전기적으로 탑재되는 탑재부(132)를 구비한다.

상기 탑재부(132)는 상기 새시(130)의 수직면(131)에 일정두께로 도포되는 절연층(132a)과, 상기 절연층(132a)의 표면에 도전성 페이트스트로 패턴인쇄되어 상기 발광소자(110)와 금속와이어(115)를 매개로 전기적으로 연결되는 전극패턴(132b)을 포함한다.

상기 전극패턴(132b)은 외부전원을 인가하는 전원인가부와 전기적으로 연결됨과 동시에 상기 발광소자(110)와 금속와이어(115)를 매개로 와이어본딩된다.

그리고, 상기 절연층(132a)은 투명소재로 이루어지고, 상기 절연층(132a)과 상기 새시(130)의 수직면(131)사이에는 Ag,Al과 같이 반사율이 높은 소재를 이용하여 반사층(134)을 구비하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 발광소자(110)에서 발생되어 상기 도광판의 입사면으로 입사되지 않고 상기 새시(130)의 수직면(131)으로 입사되는 빛은 상기 반사층(134)에 반사된 다음 도광판(120)의 입사면(121)으로 입사됨으로서 발광소자의 발광효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

상기 반사시트(140)는 상기 도광판의 입사면으로 입사된 빛을 출사면으로 반사할 수 있도록 상기 도광판(120)의 하부면과 상기 새시(130)의 바닥면사이에 배치되는 반사부재이다.

그리고, 상기 새시(130)의 수직면과 대응하는 반사시트(140)의 일단은 상기 발광소자(110)에서 발생되어 상기 새시(130)의 바닥면으로 입사되는 빛을 도광판(120)측으로 반사시킬 수 있도록 상기 새시(130)의 수직면(131)까지 연장되어 이에 접하거나 근접하도록 배치하는 것이 바람직하다.

이러한 상기 반사시트(140)는 상기 새시(130)의 바닥면에 투명성 접착제를 매개로 접착될 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 일반적인 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 칩형 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 칩형 백라이트 유닛에 채용되는 발광소자가 탑재부에 탑재된 상태를 도시한 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 발광소자 111 ; 발광칩

112 : 범프볼 113 : 수지층

120 : 도광판 121 : 입사면

122 : 출사면 130 : 새시

131 : 수직면 132 : 탑재부

132a : 절연층 132b : 전극패턴

134 : 반사층 140 : 반사시트

Claims

전원인가시 빛을 발생시키는 적어도 하나의 발광소자 :

상기 발광소자에서 발생된 빛이 입사되는 입사면과 빛이 출사되는 출사면을 갖추어 빛을 안내하는 도광판 ;

상기 입사면과 대응하는 수직면에 상기 발광소자가 전기적으로 탑재되는 탑재부를 구비하고, 상기 도광판이 삽입배치되는 새시 ;

상기 도광판의 하부면과 상기 새시의 바닥면사이에 배치되는 반사시트를 포함하는 칩형 엘이디를 갖는 백라이트유닛.
제1항에 있어서, 상기 발광소자는 서브 마운트상에 다이 어태칭된 칩다이와, 그 외부면을 균일하게 덮는 수지층 및 상기 수지층을 통해 외부로 노출되는 적어도 하나의 범프볼을 포함함을 특징으로 하는 칩형 엘이디를 갖는 백라이트유닛.
제1항에 있어서, 상기 탑재부는 상기 새시의 수직면에 일정두께로 도포되는 절연층과, 상기 절연층의 표면에 패턴인쇄되어 상기 발광소자와 금속와이어를 매개로 전기적으로 연결되는 전극패턴을 포함함을 특징으로 하는 칩형 엘이디를 갖는 백라이트유닛.
제3항에 있어서, 상기 절연층은 투명소재로 이루어지고, 상기 절연층과 수직 면사이에는 반사층을 추가 구비함을 특징으로 하는 칩형 엘이디를 갖는 백라이트유닛.
제1항에 있어서, 상기 새시의 수직면과 대응하는 반사시트의 일단은 상기 수직면까지 연장됨을 특징으로 하는 칩형 엘이디를 갖는 백라이트유닛.