CN110908179A - 背光单元及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光单元及显示装置。显示装置包括：显示面板；光源部，向所述显示面板提供光；以及光引导部件，设置于所述显示面板与所述光源部之间，且在上表面具有使所述光扩散的表面粗糙度，并且以埋设所述光源部的形态覆盖所述光源部，其中，所述光源部包括：基板；以及阻光图案，设置于所述基板上，并且使向所述发光元件上部射出的光的强度为约80％以下。

Description

背光单元及显示装置
技术领域
本发明涉及一种背光单元及包括该背光单元的显示装置。
背景技术
液晶显示装置作为具有高分辨率的薄型显示装置，是代表型的光接收型显示装置。液晶显示装置可以分为排列有液晶的液晶面板部和作为向所述液晶面板部供应光的光源装置的背光单元(Back Light Unit)。尤其，背光单元包括线光源或点光源形态的光源和使从所述光源射出的光通过的光学片，所述光学片起到将所述线光源或点光源转换成完整的面光源形态的光源并提高光的亮度的作用。目前，所述显示装置的趋势是薄型化，但是在薄型化的情况下，很大程度上受到背光单元的结构的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纤薄且光的均匀性较高的背光单元。
本发明的目的在于通过采用所述背光单元实现纤薄的显示装置。
根据本发明的一实施例的背光单元，包括：光源部，射出光；以及光引导部件，设置于所述光源部上，且在上表面具有使所述光扩散的表面粗糙度，并且将所述光源部以埋设的形态覆盖，其中，所述光源部包括：基板；以及发光元件，设置于所述基板上，并且形成有使向所述发光元件上部射出的光的强度为约80％以下的阻光图案。
根据本发明的一实施例的显示装置采用所述背光单元，并包括：显示面板；光源部，向所述显示面板提供光；以及光引导部件，设置于所述显示面板与所述光源部之间，且在上表面具有使所述光扩散的表面粗糙度，并且以埋设所述光源部的形态覆盖所述光源部，其中，所述光源部包括：基板；以及发光元件，设置于所述基板上，并且形成有使向所述发光元件上部射出的光的强度为约80％以下的阻光图案。
在本发明的一实施例中，所述阻光图案可以使得向所述发光元件上部射出的光的强度为约50％以下。
在本发明的一实施例中，从所述基板的上表面到所述光引导部件的上表面的距离可以为约400微米以下。
在本发明的一实施例中，所述发光元件可以包括：元件基板，具有第一面和第二面；发光层叠体，设置于所述第二面上；以及第一阻光图案，设置于所述第一面上。在本发明的一实施例中，所述发光元件还可以包括：第二阻光图案，覆盖所述发光层叠体的上表面。在本发明的一实施例中，所述第一阻光图案及第二阻光图案可以为DBR介质镜。在本发明的一实施例中，所述第一阻光图案可以是阻断蓝色光及黄色光的介质镜，所述第二阻光图案可以是阻断蓝色光的介质镜。
在本发明的一实施例中，所述发光层叠体可以包括依次设置于所述元件基板上的第一半导体层、活性层及第二半导体层，当从平面上观察时，所述活性层的面积小于所述元件基板的面积。
在本发明的一实施例中，所述发光元件在第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向可以具有互不相同的光轮廓。在本发明的一实施例中，所述发光元件可以具有矩形形状。所述发光元件还可以包括在所述发光层叠体上相互隔开设置的第一接触电极及第二接触电极，所述第一接触电极及第二接触电极沿所述发光元件的长度方向布置。
在本发明的一实施例中，所述基板可以包括：第一垫电极，与所述第一接触电极之间夹设焊料而与所述第一接触电极电连接；以及第二垫电极，与所述第二接触电极之间夹设焊料而与所述第二接触电极电连接，所述第一垫电极及第二垫电极隔开约50微米以上。
在本发明的一实施例中，所述发光元件可以设置多个，并且在所述基板上排列为矩阵形状。所述发光元件可以沿第一方向隔开第一间隔，沿与所述第一方向交叉的第二方向隔开第二间隔，所述第一间隔与所述第二间隔互不相同。
在本发明的一实施例中，所述基板的边缘位置与最靠近所述边缘位置的发光元件之间的距离可以为约1mm以上。
在本发明的一实施例中，显示装置还可以包括：光学片，设置于所述光源部与所述显示面板之间并提高发光效率。
在本发明的一实施例中，所述光引导部件可以利用硅树脂构成。所述光引导部件可以包括位于所述硅树脂内的光散射粒子。
在本发明的一实施例中，所述发光元件可以射出蓝色光。显示装置还可以包括：光转换薄膜，设置于所述光源部与所述显示面板之间并转换来自所述发光元件的光的波段。所述光转换薄膜内部可以包括量子点和荧光体中的至少一个。
本发明提供一种纤薄且光的均匀性较高的背光单元以及采用该背光单元的显示装置。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的显示装置的示意性框图。
图2是具体实现图1的显示装置的图，并且是图示根据本实施例的显示装置的分解立体图。
图3是图示根据本发明的一实施例的显示装置的背光单元中的光源部和光引导部件的立体图。
图4作为沿图2的I-I'线的剖视图，是一同图示光源部、光引导部件及光学部件的剖视图。
图5a及图5b是图示根据本发明的一实施例的发光元件贴装于基板上的情形的平面图及剖视图。
图6是根据本发明的一实施例的发光元件的层叠结构的沿第一方向的剖视图，并且图示了倒装芯片型的半导体芯片。
图7a及图7b分别是图示现有的发光元件和根据本发明的一实施例的发光元件的光轮廓的图表。
图8是图示根据本发明的一实施例的背光单元中在基板上布置发光元件的平面图。
图9图示了根据本发明的一实施例的背光单元，是对应于图3的I-I'线的剖视图。
图10a、图11a、图12a、图13a及图14a是依次图示形成根据本发明的一实施例的光源部及光引导部件的方法的立体图，图10b、图11b、图12b、图13b及图14b是沿图10a、图11a、图12a、图13a及图14a的III-III'线的剖视图。
具体实施方式
本发明可以进行多样的变更，并且可以具有多种形态，将特定实施例示出于附图中并在本文中进行详细说明。然而，这并非欲将本发明限定于特定的公开形态，应该理解为包括本发明的思想及技术范围中所包含的全部变更、等同物乃至替代物。
以下，参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。
图1是根据本发明的实施例的显示装置的示意性框图。
参照图1，根据本发明的实施例的显示装置包括显示面板100、向显示面板100提供光的背光单元200以及驱动显示面板100和背光单元200的电路部。
显示面板100可以包括多个像素110以显示图像，并且可以是利用从背光单元200射出的光的光接收型显示面板。光接收型显示面板包括液晶面板、电泳面板、电润湿面板等，其种类并不局限于此。在本发明的一实施例中，显示面板100可以是包括布置于两个基板与两个基板之间的液晶层的液晶面板。
电路部包括时序控制器140、栅极驱动器120及数据驱动器130。
显示面板100包括沿一方向延伸的多条栅极线121以及沿与一方向交叉的另一方向延伸的多条数据线131。显示面板100可以包括多个像素110。多个像素110可以沿一方向及另一方向排列，例如可以沿行列方向排列，各个像素110可以连接于栅极线121中对应的栅极线和数据线131中对应的数据线。
时序控制器140从外部的图形控制部(未图示)接收图像数据RGB和控制信号。控制信号可以包括作为帧识别信号的垂直同步信号Vsync、作为行识别信号的水平同步信号Hsync、为了表示数据进入的区域而仅在输出数据的区间内为高电平的数据使能信号DES以及主时钟信号MCLK。
时序控制器140转换图像数据RGB以满足数据驱动器130的规格，并将转换后的图像数据DATA输出到数据驱动器130。时序控制器140基于控制信号生成栅极控制信号GS1及数据控制信号DS1。时序控制器140将栅极控制信号GS1输出到栅极驱动器120，并将数据控制信号DS1输出到数据驱动器130。栅极控制信号GS1是用于驱动栅极驱动器120的信号，数据控制信号DS1是用于驱动数据驱动器130的信号。
栅极驱动器120基于栅极控制信号GS1生成栅极信号，并将栅极信号输出到栅极线121。栅极控制信号GS1可以包括指示扫描开始的扫描开始信号、控制栅极导通电压的输出周期的至少一个时钟信号以及限定栅极导通电压的持续时间的输出使能信号等。
数据驱动器130基于数据控制信号DS1产生根据图像数据DATA的灰度电压，并将其作为数据电压输出到数据线131。数据电压可以包括相对于公共电压具有正值的正极性数据电压和具有负值的负极性数据电压。数据控制信号DS1可以包括告知图像数据DATA开始向数据驱动器130传输的水平开始信号STH、命令向数据线131施加数据电压的加载信号以及相对于公共电压反转数据电压的极性的反转信号等。
时序控制器140、栅极驱动器120及数据驱动器130分别可以以至少一个集成电路芯片的形态直接安装于显示面板100，或者安装于柔性印刷电路板211(flexible printedcircuit board)上而以带载封装(TCP：tape carrier package)的形态贴附于显示面板100，或者安装于单独的印刷电路板211(printed circuit board)上。与此不同地，栅极驱动器120及数据驱动器130中的至少一个也可以与栅极线121、数据线131和晶体管一起集成于显示面板100。并且，时序控制器140、栅极驱动器120及数据驱动器130可以集成为单个芯片。
背光单元200向显示面板100提供光。背光单元200可以连接于电路部，从而根据像素110的图像来控制亮度。例如，背光单元200可以将显示面板100的显示区域划分为多个区域而实现根据图像的明亮调整光源的亮度的局部调光。
图2是具体实现图1的显示装置的图，并且是图示根据本实施例的显示装置的分解立体图。在本发明的一实施例中，将构成与显示面板100平行的平面的相互交叉的方向图示为第一方向D1及第二方向D2，作为显示图像的方向的与第一方向D1及第二方向D2所构成的平面垂直的方向图示为第三方向D3。
参照图2，显示装置包括显示面板100、背光单元200、下部盖320及上部盖310。
显示面板100显示图像。在本实施例中，图示了显示面板100在上部方向显示图像且背光单元200布置于显示面板100的下部方向的情形，然而这仅为了说明的便于，方向可能由于显示装置的旋转或移动等而相对地变更。
显示面板100可以设置为具有长边和短边的矩形的板状。显示面板100可以是液晶显示面板，液晶面板包括两个基板及形成于两个基板之间的液晶(未图示)。
显示面板100起到驱动液晶而在前方显示图像的作用。为了驱动液晶，可以在一个基板形成薄膜晶体管，并且在剩余的另一个基板形成滤色器。但是，薄膜晶体管和滤色器的位置并不局限于此，也可以不同地形成。
由于液晶本身不发光，因此需要光源来实现图像。来自光源的透射光还包含不需要的振动矢量。为了调节这样的透射光的振动矢量，在显示面板100的两面贴附使透射轴以90°交叉的偏光板(未图示)。偏振板使通过液晶的透射光偏振为具有特定振动矢量的光。因此，在通过显示面板100的期间，根据偏光轴的旋转程度调节透射光的强度，从而可以实现从黑色到白色的表现。
背光单元200配备于显示面板100的下部。背光单元200包括光源部210以及设置于光源部210上的光引导部件230。在光引导部件230与显示面板100之间可以设置有光学部件240。
光源部210提供显示面板100显示图像时使用的光，并且包括射出光的发光元件220和贴装发光元件220的基板211。
发光元件220可以射出多种波段的光。在本发明的一实施例中，发光元件220可以射出可见光频带的光，例如蓝色光。并且，发光元件220可以射出特定颜色的光，例如不仅可以射出蓝色、绿色、红色等颜色的光，也可以射出黄色、青色、品红色等颜色的光，并且还可以射出非特定颜色的白色光。发光元件220所射出的光并不局限于此，例如，光也可以是紫外线。
光引导部件230以埋设光源部210的形态覆盖光源部210。
在显示装置中，发光元件220可以作为相当于点光源的光源贴装于较小的空间内，并且亮度较高而相当于有效的光源。但是，在发光元件220为点光源的情况下需要实现光的均匀化。并且，在光源为线光源的情况下，需要在与线光源的发光方向垂直的方向上实现光的均匀化。在此，光的均匀化意味着光源的图像在显示面板100上不可见的程度。由于发光装置220是点光源，因此在将从光源射出的光原样用于显示面板100的情况下，根据射出的光的密度划分为暗部和亮部，从而导致画质降低。因此，需要改变从光源射出的光的路径并提高光的效率。
光引导部件230将从发光元件220射出而具有特定方向性的光扩散为向多方位射出的光。光引导部件230可以提供为薄板或膜形状。
针对光源部210及光引导部件230将在后文参照附图进行说明。
光学部件240配备于光引导部件230与显示面板100之间。光学部件240用于提高来自于光源部210的光的效率，并控制射出的光。光学部件240可以提供为非常薄的片或膜形状。光学部件240可以是扩散片、棱镜片、保护片等。扩散片、棱镜片、保护片等可以分别提供一个以上，根据情况也可以省略。并且，扩散片、棱镜片、保护片等可以单独提供，也可以提供为扩散片与棱镜片复合而形成为一体的多功能片等。
扩散片可以使从光源部210射出的光扩散。棱镜片可以使在扩散片扩散后的光向与上部的显示面板100的平面垂直的方向聚集。保护片可以位于棱镜片上，并且保护棱镜片免受刮伤的影响。
光学部件240可以将扩散片、棱镜片及保护片中的至少任意一个重叠多个而使用，也可以根据需要省略任意一个片。在本实施例中，以使用一个多功能片243和两个扩散片245的情形为例进行图示。
在本实施例中，光学部件240还可以包括：光转换膜241，设置于光源部210与显示面板100之间并转换来自发光元件220的光的波段。光转换膜241可以根据从发光元件220射出的光的波段设置于背光单元200或不进行设置。光转换膜241可以在需要将从发光部射出的光变更为白色光或特定波段的光的情况下进行设置。例如，在发光部的发光元件220发出蓝色光的情况下，光转换膜241可以将紫外线或蓝色光转换为绿色光、黄色光和/或红色光。为此，光转换膜241的内部可以包括接收来自光源部210的光并转换为其他波长的光的光转换物质。光转换物质可以是量子点或荧光体。
在本发明的一实施例中，光学部件240可以包括光转换膜241、结合棱镜片与保护片的多功能片243以及两个扩散片245，光转换膜241和多功能片243可以分别具有400μm以下的厚度，扩散片245可以具有约50μm以下的厚度。
上部盖310配备于显示面板100的上部。上部盖310支撑显示面板100的前表面边缘部位。在上部盖310形成有使显示面板100的显示区域暴露的显示窗311。
下部盖320提供收纳背光单元200和显示面板100的收纳空间。并且，上部盖310与下部盖320紧固，进而将背光单元200及显示面板100稳定地固定于下部盖320的内部。
在本发明的一实施例中，光源部210和光引导部件230具有用于高效地分散来自光源的光的结构，以下对此进行说明。
图3是图示根据本发明的一实施例的显示装置的背光单元中的光源部210和光引导部件230的立体图，图4作为沿图2的I-I'线的剖视图，是一同图示光源部210、光引导部件230及光学部件240的剖视图。
参照图3及图4，背光单元200置于下部盖320的收纳空间上。在下部盖320上依次设置有光源部210、光引导部件230及光学部件240。
光源部210包括基板211和贴装于基板211上的多个发光元件220，在光源部210上设置有光引导部件230。
基板211可以是印刷电路板，并且发光元件220可以电连接于印刷电路板。附图中图示了发光元件220贴装于一个基板211上的情形，然而并不局限于此，发光元件220也可以贴装于多个基板211上。
发光元件220贴装于基板211上。在本发明的一实施例中，发光元件220可以提供为倒装芯片型。但是，发光元件220的形态并不局限于此，也可以提供为横向型、垂直型、倒装芯片型等多种形态。
根据本发明的一实施例的发光元件220可以是如下的侧发光型：当将光强最强的部分看作100％时，向上部方向的光射出量或光强为80％以下。即，在发光元件220中，当在根据指向角的射出光的归一化的光强分布中，将最大强度设定为100％时，向发光元件220的上部方向(即，相当于指向角为0度的方向)的强度可以为约80％以下。在本发明的一实施例中，发光元件220的上部方向的强度可以具有小于80％的值，例如50％以下的值。
上述的发光元件220的向上部方向的光的强度可以通过在发光元件220内形成阻光图案而实现。对于根据本发明的一实施例的发光元件220而言，使得光尽量从非上部的侧部方向射出，从而相比于向从上部方向直接射出的情况，能够减少上部方向的亮点现象。因此，能够显著地减小用于使向上部方向行进的光扩散的构成要素(例如，导光板或散光板等)的厚度。上述发光元件220的向上部方向的光的强度可以通过在发光元件220内形成阻光图案而实现。针对形成阻光图案的发光元件220在后文进行说明。
在基板211上可以设置有反射层213。反射层213不向显示面板100方向设置，而将泄露的光反射至上部方向而将光的路径变更为显示面板100方向。反射层213包括反射光的物质。反射层213通过反射来自发光元件220的光来增加向显示面板100侧提供的光的量。
光引导部件230引导射出的光向前方扩散，并以埋设光源部210的发光元件220的形态覆盖光源部210。
换句话而言，光引导部件230在光源部210的上部设置为预定厚度TH，并且设置为埋设发光元件220之间的所有空间的形态。因此，光引导部件230直接接触于基板211的上表面、发光元件220的侧面及上表面。
根据本发明的一实施例，光引导部件230在光源部210上设置为埋设发光元件220的形态，同时光引导部件230直接接触于基板211和发光元件220而贴附，发光元件220稳定地固定于基板211上。发光元件220可以通过焊料217(参照图5a)贴附于基板211上，因此在向发光元件220或基板211施加外力的情况下，可能具有发光元件220从基板211分离的问题。然而，在本发明的一实施例中，光引导部件230将发光元件220稳定地固定并支撑于基板211上，因此即使向基板211或发光元件220施加外力，也会防止发光元件220从基板211分离的现象。结果，当发光元件220贴装于基板211上时，即使具有较小的焊料217面积和/或较小的粘着力也不会发生从基板211分离。因此，不仅在发光元件220与基板211之间的焊料强度(solder strength)为约100gf以上的情况下，在约10gf至100gf的情况下，发光元件220也稳定地固定于基板211上而不会发生从基板211的分离。
所述光引导部件230向显示面板100方向引导从发光元件220射出的光，并且在其上表面具有用于分散光的表面粗糙度235(surface roughness)，使得向显示面板100行进的光能够最大程度地分散。
在本发明的一实施例中，表面粗糙度235可以是约1μm至约10μm，例如，可以为约1μm至约4μm，或约2μm。
在本发明的一实施例中，光引导部件230基本设置为能够引导并扩散光。例如，光引导部件230可以利用多种高分子树脂构成，尤其，光引导部件230可以利用硅树脂构成。
在本发明的一实施例中，为了增加光的扩散和反射，光引导部件230的内部可以包括多种形态的光散射粒子。例如，光引导部件230的内部可以包括氧化铝、氧化钛粒子或氧化铝、氧化钛珠(bead)等。
在根据本发明的一实施例的背光单元200中，光源部210设置为埋设于光引导部件230的形态，从而能够显著地减小背光单元200本身的厚度。除此之外，通过在光引导部件230的上表面设置粗糙度，从光源部210射出的光通过光引导部件230高效地向光引导部件230的前表面散射、分散及扩散。结果，相比于现有发明，通过提高光的扩散效率，具有光引导部件230的厚度能够具有显著小于现有发明的优点。根据本发明的一实施例，光引导部件230的厚度TH可以为约1000μm以下，在其他实施例中，可以是约500μm以下，或者约400μm以下，或者约300μm以下。所述光引导部件230的厚度是与从光源部210的反射层213的上表面到光引导部件230的上表面的距离相同的值。
所述表面粗糙度235可以通过对光引导部件230的表面进行研磨、喷砂、湿式和/或干式蚀刻而形成，因此通过调节其程度和深度能够多样地控制光的扩散效果。为了光的扩散效果，所述粗糙度不仅可以设置于发光元件220的上部，还可以以均匀的程度设置于光引导部件230的整个上表面。但是，形成表面粗糙度235的部分或均匀程度并不局限于此，可以考虑光的效率、光强、发光元件220的布置等而进行多样的变形。例如，表面粗糙度235可以仅形成于光引导部件230的一部分或者形成为根据部分而具有互不相同的程度。例如，在对应于发光元件220与发光元件220之间的区域或者发光元件220正上部的区域等，粗糙度可以根据从发光元件220射出的光的强度形成为与其他区域相比互不相同的程度。
在本发明的一实施例中，光引导部件230的主体本身可以制造为透明，并且设置为在其上表面具有表面粗糙度235的形态，然而并不局限于此，光引导部件230的主体本身可以具有用于光扩散的结构。例如，可以包括光散射粒子，使得从光源部210射出的光更容易散射，从而能够在光引导部件230内部进行扩散。光散射粒子可以是TiO2、CaCO3、BaSO4、Al2O3、硅粒子等无机材料。所述光散射粒子可以以珠的形态设置于光引导部件230内。也可以进行灵活运用。
在本发明的一实施例中，具有上述结构的背光单元由于光引导部件而具有良好的光分散效果，因此光均匀性得到提高，从而可以省略其他光学结构物及光学片等，并且相比于现有发明可以实现为显著薄的厚度。如上所述，光引导部件可以具有尽量薄的厚度，例如可以具有300μm以下的厚度，因此即使加上其他光学部件的厚度，背光单元的整体厚度也相比于现有发明显著减小。其他光学部件的厚度可以根据其种类进行多样的变更，每个光学部件可以具有约50μm至约400μm的厚度，因此若考虑下部盖和基板的厚度等及光学部件的厚度，则背光单元的整体厚度可以为约2mm以下，或者1.7mm以下，或者1.5mm以下。
与此不同地，对于根据现有发明的背光单元而言，为了减小向上部方向的光的强度，使用采用具有侧部光指向角的透镜的发光元件。在这种情况下，发光元件本身的尺寸较大，即使在所述发光元件上部利用硅树脂等材料布置光引导部件，为了光的充分扩散，也需要非常厚的厚度。尤其，根据现有发明，光引导部件的上表面的光扩散不充分，因此在上部设置用于使光扩散的额外的光扩散片或者通过印刷形成光扩散图案，从而不可避免地发生附加的厚度。
本发明减小发光元件的向上部方向的光的强度，同时最大化在光引导部件利用表面粗糙度的光扩散效果，从而实现薄型背光单元。
如上所述，在本发明的一实施例中，光源部的发光元件设置为最大化侧部方向光的射出的形态，并且稳定地固定于基板上。
图5a及图5b是图示根据本发明的一实施例的发光元件贴装于基板上的情形的平面图及剖视图。
参照图3、图4、图5a及图5b，根据本发明的一实施例的发光元件220可以是倒装芯片型的发光元件，并且设置为长方体形状。即，发光元件220从平面上观察时可以设置为正方形，然而并不局限于此，也可以设置为具有长边和短边的矩形。以下，以长边的长度为第一长度L1且短边的长度为第二长度L2进行说明。
在发光元件220设置有用于与外部电连接的第一接触电极225a和第二接触电极225b。第一接触电极225a可以是发光元件220的阳极和阴极中的一个，第二接触电极225b可以为阳极和阴极中的另一个。
在基板211上设置有与第一接触电极225a和第二接触电极225b分别通过焊料217连接的第一垫电极215a及第二垫电极215b。第一垫电极215a及第二垫电极215b将来自于电路部的用于驱动发光元件220的信号施加到第一接触电极225a和第二接触电极225b。
第一垫电极215a及第二垫电极215b可以分别设置为大于对应的第一接触电极225a及第二接触电极225b的面积，使得通过焊料217易于与第一接触电极225a及第二接触电极225b连接。在此，第一垫电极215a及第二垫电极215b可以保持两个垫之间的间隔GP为特定间隔以上，例如50μm以上，使得两个电极能够易于分离(isolation)。在第一垫电极215a及第二垫电极215b隔开充分的间隔的情况下，减小当通过焊料217与第一接触电极225a及第二接触电极225b连接时的合线或短路的可能性，并且相应地易于贴装。
为了稳定地连接第一垫电极215a及第二垫电极215b与第一接触电极225a及第二接触电极225b，发光元件220可以具有排列有第一接触电极225a及第二接触电极225b的方向与未排列的方向的长度差异。例如，在本发明的一实施例中，发光元件220的第一长度L1和第二长度L2可以具有互不相同的值，如图所示，第一长度L1可以大于第二长度L2。此时，第一长度L1对应于第一接触电极225a及第二接触电极225b依次排列的方向。在本发明的一实施例中，发光元件的尺寸可以多样地设置。在本发明的一实施例中，第一长度可以是约260μm至约340μm，例如，可以是300μm。第二长度可以是约190μm至约270μm，例如，可以是230μm。并且，发光元件的高度可以是约60μm至约100μm，例如，可以是80μm。
图6是沿图5b的II-II'线的剖视图，图示了根据本发明的一实施例的发光元件中倒装芯片型的半导体芯片。倒装芯片型的半导体可以在形成于基板上后进行反转而贴装于其他构成要素，因此附图中图示了反转后的形态。
参照图6，发光元件220包括具有第一表面221F和第二表面221R的元件基板221、设置于元件基板221的第二表面221R上的发光层叠体以及连接于发光层叠体的第一接触电极225a及第二接触电极225b。
元件基板221只要能够在其上表面形成发光层叠体就不受特别限定，可以设置为生长基板。例如，可以使用蓝宝石基板作为元件基板221。但是，元件基板221可以利用除此之外的材料构成，例如，也可以利用SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP、Ge、Ga2O3等材料构成。在本发明的一实施例中，元件基板221被图案化，在其上表面可以设置有多个凸出图案，在这种情况下，如图所示，元件基板221可以是图案化的蓝宝石基板(PSS：patternedsapphiresubstrate)。
发光层叠体包括依次层叠于元件基板221的第二表面221R上的第一半导体层223a、活性层224及第二半导体层223b。在本实施例中，发光层叠体也可以设置为包括活性层224及第二半导体层223b的至少一个台面形态。在发光层叠体设置为台面形态的情况下，发光层叠体可以包括多个凸出图案，多个凸出图案之间可以相互隔开。
在所述发光层叠体上设置有绝缘膜226。在发光层叠体设置有贯通活性层224、第二半导体层223b及绝缘膜226并使第一半导体层223a的一部分暴露的至少一个接触孔CH。第一接触电极225a连接于通过接触孔CH暴露的第一半导体层223a。第二接触电极225b连接于通过形成于第二半导体层223b上的开口暴露的第二半导体层223b。
根据本发明的一实施例的发光元件220在同一侧布置有第一接触电极225a及第二接触电极225b且其尺寸较小，从而能够容易地贴装于元件基板221的布线上。因此，发光元件220可以设置为非常小的微尺度。
在元件基板221的第一表面221F上设置有第一阻光图案227a。所述第一阻光图案227a用于防止光向元件基板221的第一表面221F射出。对于倒装芯片而言，由于反转后贴装于基板211上，因此第一表面221F朝向面向显示面板100(参照图2)的上部，并且形成第一阻光图案227a而阻断向上部方向的光。在本发明的一实施例中，从发光层叠体射出的光由于第一阻光图案227a向元件基板221的侧部方向射出。
第一阻光图案227a是防止来自发光层叠体的光直接向发光层叠体的侧部射出而不通过元件基板221射出的光阻断膜，并包括将特定光吸收、反射、散射的材料。第一阻光图案227a只要能够将光吸收、反射、散射而阻断光的透射就不受特别限定。在本发明的一实施例中，非透光膜可以是分布布拉格反射(DBR)介质镜，或者是形成于绝缘膜226上的金属反射膜，或者可以是黑色的有机高分子膜。
在本发明的一实施例中，在相当于发光层叠体的侧面的绝缘膜226上可以设置有第二阻光图案227b。通过使第二阻光图案227b设置于发光层叠体的侧面，从而能够防止从特定发光层叠体射出的光对邻近的发光层叠体造成影响或者发生与从邻近的发光层叠体射出的光混合的现象等。在使用金属反射膜作为非透光膜的情况下，金属反射膜可以为与其他发光层叠体内的构成要素电绝缘的浮动状态。
上述的第一阻光图案227a和/或第二阻光图案227b可以是反射特定波长的光而使除该特定波长以外的光透射的带通滤波器。尤其，在发光层叠体射出特定波长的光的情况下，第一阻光图案和/或第二阻光图案227b可以反射从发光层叠体射出的光而使除此之外的光透射。例如，在根据本实施例的发光层叠体射出蓝色光的情况下，所述第一阻光图案227a可以是阻断蓝色光和黄色光的介质镜，所述第二阻光图案227b可以是阻断蓝色光的介质镜。
在本发明的一实施例中，当从平面上观察时，所述活性层224的面积可以小于所述元件基板221的面积。因此，如图6所示，活性层224的宽度W2可以小于元件基板221的宽度W1。图6中仅图示了第一长度方向的宽度，但是根据本发明的一实施例，第二长度方向的活性层224的宽度也可以设置为小于元件基板221的宽度。活性层224的面积形成为小于元件基板221的面积，与此同时，在活性层224的侧部侧形成第二阻光图案227b，因此在活性层224生成的光最大程度地向元件基板221侧行进。因此，在活性层224生成的光首先被形成于元件基板221上表面的凸出图案散射后通过在元件基板221内多次散射和反射而向元件基板221的侧部射出。
图7a及图7b是图示现有的发光元件和根据本发明的一实施例的发光元件的光轮廓的图表。在本附图中，图7a是以第一长度方向为基准而根据角度图示从发光元件射出的光的强度的光轮廓，图7b是以第二长度方向为基准根据角度图示从发光元件射出的光的强度的光轮廓。在附图中，0度对应于当反转图6的发光元件而贴装于基板上时垂直于基板面的方向。图7a及图7b图示的光轮廓是假设射出光的强度最大的角度处的光强为1而归一化后的情形。在此，实线所表示的是根据现有的发光元件的光轮廓，虚线表示的是根据本发明的一实施例的光轮廓。除了在元件基板的第一表面上形成有第一阻光图案之外，根据本发明的一实施例的发光元件通过与现有发明的发光元件相同的结构及相同的条件制造。
参照图7a及图7b，在根据本发明的一实施例的光源部中，根据方向的光轮廓具有差异，但是与任何方向无关地，相比于根据现有发明的发光元件，向基板上部方向射出的光的强度显著减小，并且具有最大光强的约80％以下的值。
在图7a中，从现有的发光元件射出并向基板上部方向射出的光具有约140度以下的指向角，并且具有最大光强的约90％以上的值。尤其，在约-30度至约+30度之间的区域表现出90％以上的光强，从而能够确认向上部方向行进的光量非常大。在图7b中也相同地，从现有的发光元件射出并向基板上部方向射出的光具有最大光强的约90％以上的值，在约-30度至约+30度之间的区域出现90％以上的光强。并且，对于现有的发光元件而言，即使其形状为矩形，第一长度方向及第二长度方向的光轮廓也非常相似，并且指向角也具有相似的值。实际上，对于现有的发光元件而言，第一长度方向及第二长度方向的指向角为约136.0度及136.3度，具有非常相似的值。
与此相比，在图7a中，从根据本发明的一实施例的发光元件射出而向基板上部方向射出的光具有约170度以下的指向角。并且，从根据本发明的一实施例的发光元件射出而向基板上部方向射出的光在约-30度至约+30度之间的区域表现出50％以下的值，并且该值越靠近0度越小。结果，向基板的上部方向射出的光具有最大光强的50％以下的值。在图7b中也相同地，从根据本发明的一实施例的发光元件射出而向基板上部方向射出的光在约-30度至约+30度之间的区域表现出85％以下的值，并且该值越靠近0度越小。结果，向基板的上部方向射出的光具有最大光强的65％以下的值。并且，对于根据本发明的一实施例的发光元件而言，通过形成光阻断膜，使第一长度方向及第二长度方向的光轮廓不同。实际上，对于根据本发明的一实施例的发光元件而言，第一长度方向及第二长度方向的指向角为约160.0度及169.4度，根据方向具有将近约10度的差异。
如上所述，相比于根据现有发明，对于使用根据本发明的一实施例的发光元件的光源部而言，即使没有用于增加向侧部方向的射出光的额外的结构(例如，光指向角透镜)，也能够减少上部方向的光而增加向侧部方向的光，结果，最小化发光元件正上部的亮点现象。
除此之外，从发光元件向侧部方向射出的光相对倾斜地向光引导部件的上表面行进，从而能够进一步提高在光引导部件的上表面的散射、反射、扩散等的概率。从发光元件向侧部方向射出的光通过在上表面形成有表面粗糙度的光引导部件进一步发生散射、反射、扩散等，进而进一步提高了光的均匀性，从而减少了由于亮点或暗点造成的不良。
如上所述，在本发明的一实施例中，即使没有透镜等额外的结构，也能够增加侧部光量并利用光引导部件进一步提高光的均匀性，从而能够在最小化背光单元的厚度的同时向显示面板提供提高品质的光。
本发明的一实施例中，观察图7a及图7b，发光元件对于第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向可以具有彼此不同的光轮廓。根据方向不同的光的轮廓的原因可能在于发光元件如上所述地根据方向具有互不相同的长度，因此可能根据方向在光射出面积上产生差异。
根据本发明的一实施例的背光单元在发光元件根据方向具有互不相同的光轮廓的情况下可以考虑此而以多种间距排列于基板上。
图8是图示根据本发明的一实施例的背光单元中在基板211上布置发光元件220的情形的平面图。在图8中，为了便于说明，针对一部分区域仅图示了基板211和发光元件220，当从平面上观察光源部210时仅图示右侧上端的边角部分。
参照图8，在根据本发明的一实施例的背光单元中，发光元件220可以根据行和列在基板211上排列为行列形状。发光元件220沿行方向和列方向彼此隔开预定间隔，将根据第一方向D1的间隔称为第一间隔P1，并将根据第二方向D2的间隔称为第二间隔P2时，第一间隔P1与第二间隔P2可以互不相同。在此，当排列发光元件220时，可以以沿第一方向D1和第二方向D2中的光强更大的方向具有更大的间隔的方式排列发光元件220。例如，在发光元件220的长度方向(即，第一长度L1)与第一方向D1一致的情况下，第一方向D1的光强大于第二方向D2的光强。在这种情况下，考虑第一方向D1的光强大于第二方向D2的光强，沿第一方向D1的第一间隔P1可以具有大于沿第二方向D2的第二间隔P2的值。
根据本实施例，发光元件220通过光引导部件230稳定地固定于基板211上，但是布置于基板211的边角侧和顶点附近的最外围的发光元件220比内侧的发光元件220具有更大的分离风险。因此，对于布置于基板211的边角侧和顶点附近的发光元件220而言，需要与边角隔开充足的距离，使其能够被光引导部件230充分地支撑。例如，对于布置于基板211的边角侧和顶点附近的最外围的发光元件220而言，相对于沿第一方向D1及第二方向D2延伸的各个边需要隔开第一距离R1及第二距离R2，第一距离R1及第二距离R2可以为约1mm以上。在最外围的发光元件220隔开约1mm以上的间隔的情况下，在其隔开的部分设置光引导部件230，从而充分支撑发光元件220，从而能够有效地防止从发光元件220的基板211分离。
但是，发光元件220的布置方法并不局限于此，在向显示面板提供均匀的光的范围内可以进行不同的排列。例如，在排列沿第一方向D1和第二方向D2具有互不相同的光轮廓的发光元件220的情况下，根据光引导部件230的光散射及分散效果，当光分散效果较好时，无需不同地设定第一间隔P1和第二间隔P2，在这种情况下，第一间隔P1和第二间隔P2也可以彼此相同。并且，根据光引导部件230的光散射及分散效果，当光分散效果较好时，布置发光元件220时的规则性可能更低，根据情况，也可以不进行规则的排列而随机排列。
如上所述，根据本发明的一实施例的背光单元利用侧部光量显著增加的发光元件和光的散射、扩散及分散效果较好的光引导部件进一步提高光的均匀性，从而能够显著地减小背光单元的厚度，同时向显示面板提供提高质量的光。
根据本发明的一实施例，通过利用侧部光量显著增加的发光元件和光的散射、扩散及分散效果较好的光引导部件能够实现薄型背光单元，因此具有即使附加采用用于提高光效率的光学部件也能够获得薄型显示装置的优点。
图9图示了根据本发明的一实施例的背光单元，是对应于图3的I-I'线的剖视图。
参照图9，在下部盖320上依次设置光源部210、光引导部件230及光学部件240。
光学部件240配备于光引导部件230与所述显示面板100之间，除了扩散片245、棱镜片、保护片、光转换片等还可以包括亮度增强膜247(brightnessenhance film)。在本发明的一实施例中，亮度增强膜247可以使用多种公知的膜，其种类和构成不受限定。例如，亮度增强膜247可以是3M公司的VikuitiTM等。在此，亮度增强膜247可以具有多样的厚度，然而在本发明的一实施例中可以具有0.1mm以下，例如约0.5μm以下的厚度。
具有上述结构的根据本发明的一实施例的光源部及光引导部件可以通过如下所述的顺序制造。
图10a、图11a、图12a、图13a及图14a是依次图示形成根据本发明的一实施例的光源部及光引导部件的方法的立体图，图10b、图11b、图12b、图13b及图14b是沿图10a、图11a、图12a、图13a及图14a的III-III'线的剖视图。
参照图10a及图10b，首先在母板211m上贴装发光元件220。母板211m可以提供为大于要获得的光源部的尺寸，并且根据需要可以提供为非常宽的板状以能够形成多个光源部。在母板211m可以具有用于切割为以后获得的尺寸的基板的虚拟切割线。发光元件220排列于切割线内侧。
参照图11a及图11b，在将发光元件220贴装于基板211上之后，将未固化的光引导部件材料涂覆于贴装有发光元件220的基板211上。光引导部件材料通过上述涂覆设置于光源部210的上部及发光元件220之间的空间。涂覆的光引导部件材料固化而形成初期光引导部件230m。
参照图12a及图12b，之后，在固化的初期光引导部件230m的上表面通过多种方法形成表面粗糙度235。表面粗糙度235可以通过对所述光引导部件230的上表面进行研磨、喷砂、湿式和/或干式蚀刻(例如，等离子处理)的方法形成，其方法并不受限定。
在本发明的一实施例中，在利用研磨形成表面粗糙度235的情况下，可以通过使用约80目尺寸至100目尺寸(直径约5μm至约200μm)的陶瓷研磨机(金刚石)或增强钢研磨由高分子树脂构成的光引导部件230来获得表面粗糙度235。
参照图13a及图13b，在形成表面粗糙度235的初期，光引导部件230m和光源部210利用切割部件CT沿切割线CL被切割为期望的尺寸。
参照图14a及图14b，经过上述过程之后，贴附光引导部件230与光源部210而完成一体化的结构。
但是，在本发明的一实施例中，光源部210和光引导部件230的制造方法并不局限于此，显然可以变形为多样的形态。
以上，虽然参照本发明的优选实施例进行了说明，但是可以理解为只要是对相关技术领域熟悉的从业人员，或者在相关技术领域具备通常知识的人，就能够在不脱离权利要求书中记载的本发明的思想及技术领域的范围内对本发明进行多种修改及变更。
因此，本发明的技术范围应仅通过权利要求书范围决定，且不被说明书的详细说明中所记载的内容所限定。

Claims (23)

1.一种显示装置，包括：
显示面板；
光源部，向所述显示面板提供光；以及
光引导部件，设置于所述显示面板与所述光源部之间，且所述光引导部件上表面具有使所述光扩散的表面粗糙度，并且以埋设所述光源部的形态覆盖所述光源部，
其中，所述光源部包括：基板；以及发光元件，设置于所述基板上，并且形成有使向所述发光元件上部射出的光的强度为所述发光元件的最大光强的80％以下的阻光图案。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述阻光图案使得向所述发光元件上部射出的光的强度为所述发光元件的最大光强的50％以下。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
从所述基板的上表面到所述光引导部件的上表面的距离为400微米以下。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述发光元件包括：
元件基板，具有第一面和第二面；
发光层叠体，设置于所述第二面上；以及
第一阻光图案，设置于所述第一面上。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，
所述发光元件还包括：第二阻光图案，覆盖所述发光层叠体的上表面。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，
所述第一阻光图案及第二阻光图案为分布布拉格反射介质镜。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其中，
所述第一阻光图案是阻断蓝色光及黄色光的介质镜。
8.根据权利要求5所述的显示装置，其中，
所述第二阻光图案是阻断蓝色光的介质镜。
9.根据权利要求4所述的显示装置，其中，
所述发光层叠体包括依次设置于所述元件基板上的第一半导体层、活性层及第二半导体层，
当从平面上观察时，所述活性层的面积小于所述元件基板的面积。
10.根据权利要求4所述的显示装置，其中，
所述发光元件在第一长度方向和与所述长度第一方向交叉的第二长度方向具有互不相同的光轮廓。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，
所述发光元件具有矩形形状。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，
所述发光元件还包括在所述发光层叠体上相互隔开设置的第一接触电极及第二接触电极，所述第一接触电极及第二接触电极沿所述发光元件的所述第一长度方向布置。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，
所述基板包括：第一垫电极，与所述第一接触电极之间夹设焊料而与所述第一接触电极电连接；以及第二垫电极，与所述第二接触电极之间夹设焊料而与所述第二接触电极电连接，所述第一垫电极及第二垫电极隔开50微米以上。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述发光元件设置为多个，并且在所述基板上排列为矩阵形状。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，
所述发光元件沿第一方向以第一间隔隔开，沿与所述第一方向交叉的第二方向以第二间隔隔开，所述第一间隔与所述第二间隔互不相同。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，
所述基板的边缘位置与最靠近所述边缘位置的发光元件之间的距离为1mm以上。
17.根据权利要求1所述的显示装置，其中，还包括：
光学片，设置于所述光源部与所述显示面板之间并提高发光效率。
18.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述光引导部件利用硅树脂构成。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，
所述光引导部件包括提供于所述硅树脂内的光散射粒子。
20.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述发光元件射出蓝色光。
21.根据权利要求20所述的显示装置，其中，还包括：
光转换膜，设置于所述光源部与所述显示面板之间并转换来自所述发光元件的光的波段。
22.根据权利要求21所述的显示装置，其中，
所述光转换膜在其内部包括量子点和荧光体中的至少一个。
23.一种背光单元，包括：
光源部，射出光；以及
光引导部件，设置于所述光源部上，且在所述光引导部件上表面具有使所述光扩散的表面粗糙度，并且将所述光源部以埋设的形态覆盖，
其中，所述光源部包括：基板；以及发光元件，设置于所述基板上，并且形成有使向所述发光元件上部射出的光的强度为最大光强的80％以下的阻光图案。
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