발광 다이오드 어레이와 그 제조방법 및 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 액정표시장치 document_id A220623015475

본 발명은 휘도 불균일 현상을 개선하는 발광다이오드 어레이와 그 제조방법, 이를 구비한 백라이트 어셈블리 및 액정표시장치에 관한 것이다. 일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 텔리비젼(TV)을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다. 그래서, 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계를 갖는 CRT를 대체하기 위해서 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD: liquid crystal display), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP: plasma display panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD: electro luminescence display)등이 개발되었고, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 한편, 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광원의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 어셈블리가 반드시 필요하다. 상기 백라이트 어셈블리는 어두운 장소에서 액정표시장치의 화면에 표시되는 정보를 읽기 위한 기능으로 사용되어 왔으나, 최근에는 디자인, 저전력화, 박형화 등의 여러 가지 요구에 의하여 도광판을 보다 얇게 형성하고 있다. 상기 액정표시장치는 광원이 배치된 형태에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 분류된다. 상기 에지형 백라이트 어셈블리는 측면에 광원이 구비되고, 액정패널의 배면에 구비되어 측면에서 발광된 광을 전방으로 유도하는 도광판을 구비한다. 상기 직하형 백라이트 어셈블리는 액정패널 배면에 다수의 광원들을 구비되고, 상기 다수의 광원들로부터 발광된 광은 직접 전방의 액정패널로 조사된다. 최근에는 백라이트 광원을 여러가지 색을 구현할 수 있는 발광다이오드(LED: light emitting diode)를 사용하여 표시 품위를 향상시키는 기술이 개발되고 있다. 상기 발광다이오드는 반도체의 광전변환효과를 이용한 고체소자로써, 순방향 전압을 가하면 빛을 발하는 반도체 소자로, 텅스텐 필라멘트를 사용한 형광램프에 비해 낮은 전압에서 발광한다. 상기 발광다이오드는 필라멘트가 가열되어 광을 발광하는 것이 아니라 전자가 정공과 재결합시 그 에너지 차이로 광이 발광하는 것이기 때문에 오래전부터 각종 표시장치에 널리 사용되어 왔다. 상기 발광다이오드를 발광시키기 위해서는 수 V정도의 직류전압으로 충분함에 따라 DC-AC 변환기가 필요없기 때문에 구동장치가 단순하다. 또한, 발광다이오드는 반도체 디바이스이기 때문에, 음극선관보다도 신뢰성이 높고, 소형, 장수명의 특징을 갖고있다. 도 1a는 종래의 액정표시장치의 에지형 백라이트 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 에지형 백라이트 어셈블리(20)는 측면에 소정의 간격을 두고 배치되어 광을 발광하는 복수의 발광다이오드(50)와, 상기 발광다이오드(50)에 전기신호를 공급하는 인쇄회로기판(53)과, 상기 발광다이오드(50)에서 발생된 광을 면광원으로 전환하는 도광판(30)을 포함한다. 상기 에지형 백라이트 어셈블리(20)는 도시되지는 않았지만, 상기 도광판(30)의 전면에 배치되어 광을 확산 및 집광하는 광학시트류와, 상기 도광판(30)의 배면에 배치되어 하부로 조사되는 광을 반사하는 반사판을 더 포함한다. 상기 복수의 발광디이오드(50)는 점광원으로 광을 발광하고, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(White)의 광을 발광하는 적색(R) 발광다이오드, 녹색(G) 발광다이오드, 청색(B) 발광다이오드 및 백색(W) 발광다이오드 중에 어느 하나 또는 조합된 형태로 형성될 수 있다. 상기 복수의 발광다이오드(50)는 인쇄회로기판(53)에 개별적으로 실장된다. 상기 발광다이오드(50)는 인쇄회로기판(53)에 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩에 의해 실장될 수 있다. 상기 발광다이오드(50)는 상기 도광판(30)과 동일 평면상에 서로 대응되도록 정확히 얼라인(align) 되어야 하지만, 다수의 발광다이오드(50)는 실장공정 시에 장비 또는 작업자에 의해 실장되는 과정에서 장비의 오류 또는 작업자의 실수 등으로 상기 도광판(30)과 동일 평면상에 정확히 얼라인 되지않는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 발광다이오드(50)가 실장된 후에 구동시 발생되는 열에 의해 발광다이오드(50)의 얼라인 위치가 변경될 수도 있고, 조립공정에서 마찰에 의해 발광다이오드(50)의 얼라인 위치가 변경될 수도 있다. 도 1b 및 도 1c는 종래의 에지형 백라이트 어셈블리의 불량을 나타낸 평면도 및 단면도이다. 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같아, 종래의 에지형 백라이트 어셈블리(20)는 발광다이오드(50)의 광 진행 방향은 수평 방향인데 반해, 상기 발광다이오드(50)는 저면의 인쇄회로기판(53) 상에 실장됨에 따라, 조립 공정 중에 수평 방향 또는 수직 방향으로 틸트/트위스트(tilt/twist)가 발생될 수 있다. 즉, 조립 공정 중에 약간이라도 발광다이오드(50)에 대한 얼라인이 어긋나는 경우(misalign), 측면에서 도광판(30)으로 입사되는 광의 광 경로가 변경되어 휘도가 불균일해지는 문제가 발생한다. 또한, 상기 도광판(30)으로 입사되지 않는 광에 의해 광 효율이 저하되고, 빛샘 현상 등이 발생하는 문제가 있다.