JP5371948B2

JP5371948B2 - バックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置

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Publication number: JP5371948B2
Application number: JP2010289974A
Authority: JP
Inventors: カン，ジュンモ; キム，ドゥヒュン; キム，ジェウク; チョイ，ジョンヒョン
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: JP2011142079A; TWI451166B; TW201124777A; EP2357515A1; KR20110080514A; CN102116443A; CN102116443B; US8382305B2; US20110164402A1

Description

本発明は、バックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置に関するものである

最近、脚光を浴びている液晶表示装置（ＬＣＤ：liquid crystal display device）は、小型化、軽量化、及び低電力消費化などの利点を有しているので、既存のブラウン管（ＣＲＴ：cathode ray tube）の短所を克服できる代替手段として徐々に注目されてきたし、現在はディスプレイ装置を必要とするほぼ全ての情報処理機器に取り付けられて使われている。

このような液晶表示装置は、自発光表示装置でないので、バックライトユニット（Back Light Unit：ＢＬＵ）のような別途の光源を必要とする。上記バックライトユニットで発光される光を効果的に活用して高品質の映像を提供するために多くの研究が進行されている。

本発明の目的は、新たな構造を有するバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、厚さを低下させたバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、良好な混色性と光均一性を有するバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置を提供することにある。

本発明の一実施形態に従うバックライトユニットは、ボトムカバーと、上記ボトムカバーの上に配置され、基板及び複数の発光素子を含み、上記複数の発光素子の各々は、第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を有する発光構造層を含む発光モジュール部と、上記発光モジュール部の上に配置され、上記複数の発光素子のうち、少なくとも１つを挿入する少なくとも１つの挿入溝を含む光ガイド部材と、を含み、上記少なくとも１つの挿入溝は一側方向のみに開放される。

また、本発明の他の実施形態に従うバックライトユニットは、ボトムカバーと、上記ボトムカバーの上に配置され、基板及び複数の発光素子を含み、上記複数の発光素子の各々は第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を有する発光構造層を含む発光モジュール部と、上記複数の発光素子を覆う透光性材質と、を含む。

また、本発明の実施形態に従うディスプレイ装置は、ボトムカバーと、上記ボトムカバーの上に配置され、基板及び複数の発光素子を含み、上記複数の発光素子の各々は第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を有する発光構造層を含む発光モジュール部と、上記発光モジュール部の上に形成され、上記複数の発光素子のうちの少なくとも１つが挿入され、一側方向に開口される少なくとも１つの挿入溝と、上記バックライトユニットの上に表示パネルと、を含む。

本発明の第１実施形態に係るバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置の断面図である。上記バックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置の分解斜視図である。バックライトユニットに実装される発光素子の断面図である。発光素子の内部で発生した光が各層によりトラッピング（trapping）程度を示す図である。本発明の第１実施形態に係るバックライトユニットの光ガイド部材に形成された複数の挿入溝の多様な形状の例を示す図である。本発明の第１実施形態に係るバックライトユニットの光ガイド部材に形成された複数の挿入溝の多様な形状の例を示す図である。本発明の第１実施形態に係るバックライトユニットの光ガイド部材に形成された複数の挿入溝の多様な形状の例を示す図である。本発明の第１実施形態に係るバックライトユニットの光ガイド部材の他の例を示す図である。本発明の第２実施形態に係るバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置を示す図である。本発明の第２実施形態に係るバックライトユニットの他の例を示す図である。本発明の第３実施形態に係るバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置を示す図である。

本発明を説明するに当たって、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。

図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを全的に反映するのではない。

以下、図面を参照して本発明に従うバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置について説明する。
＜第１実施形態＞

図１は本発明の第１実施形態に係るバックライトユニット１００及びこれを用いたディスプレイ装置の断面図であり、図２は上記バックライトユニット１００及びこれを用いたディスプレイ装置の分解斜視図である。

図１及び図２を参照すると、上記ディスプレイ装置は、映像がディスプレイされる表示パネル１５０と、上記表示パネル１５０に光を提供するバックライトユニット１００と、を含むことができる。

また、上記バックライトユニット１００は、ボトムカバー１１０と、上記ボトムカバー１１０の内に配置され、基板１２１及び上記基板１２１の上に複数の発光素子１２５を含む発光モジュール部１２０と、上記発光モジュール部１２０の上に配置され、上記複数の発光素子１２５が挿入される複数の挿入溝１３５を含む光ガイド部材１３０と、を含むことができる。

本実施形態によれば、上記複数の発光素子１２５は、上記複数の挿入溝１３５に挿入されて上記光ガイド部材１３０に光を提供できる。上記光ガイド部材１３０に提供される光は、上記光ガイド部材１３０により良好な混色性及び光均一性を有するように面光源化されて、上記バックライトユニット１００上の表示パネル１５０に提供される。

このように、上記バックライトユニット１００は、上記複数の発光素子１２５が上記光ガイド部材１３０の上記複数の挿入溝１３５に挿入される構造を有するので、上記バックライトユニット１００及びこれを用いたディスプレイ装置の厚さが薄くなる効果がある。上記複数の挿入溝１３５は一側方向のみに開放されている。

また、上記構造により上記バックライトユニット１００は、良好な混色性及び光均一性を有するので、上記バックライトユニット１００及び上記表示パネル１５０の間の間隔を縮められるようになって、上記ディスプレイ装置の厚さをより薄くなるようにする効果がある。例えば、上記ディスプレイ装置において、上記バックライトユニット１００の上記基板１２１と上記表示パネル１５０との間の間隔（ｈ）は約１０ｍｍ乃至３０ｍｍでありうる。

以下、第１実施形態に従うバックライトユニット１００に対し、構成要素を中心として詳細に説明する。

上記ボトムカバー１１０は、上記発光モジュール部１２０及び光ガイド部材１３０などが収納できるように上面が開口されたボックス（box）形状で形成できるが、これに対して限定するのではない。

上記ボトムカバー１１０は、金属材質または樹脂材質で形成されることができ、プレス成形または押出成形などの工程を用いて製造できる。

上記ボトムカバー１１０の内には上記発光モジュール部１２０が配置できる。

上記発光モジュール部１２０は、基板１２１と、上記基板１２１に載置される上記複数の発光素子１２５と、を含むことができる。上記複数の発光素子１２５は、上記光ガイド部材１３０の下に配置されて直下方式により上記光ガイド部材１３０に光を提供できる。

上記基板１２１は、一般印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）、メタルコア印刷回路基板（ＭＣＰＣＢ：Metal Core PCB）、軟性印刷回路基板（ＦＰＣＢ：Flexible PCB）またはセラミック基板のうちのいずれか１つであることができ、これに対して限定するのではない。

上記基板１２１の上には上記基板１２１の上に配置された上記複数の発光素子１２５が露出されるように反射シートが配置されるか、上記基板１２１の上面が反射物質でコーティングされることで、上記複数の発光素子１２５から放出された光が上記基板１２１により吸収されることを防止できる。

上記複数の発光素子１２５は、上記基板１２１の一面に載置され、行と列を成してアレイ（array）形態で配置できる。上記複数の発光素子１２５は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を含むことができ、上記発光ダイオード（ＬＥＤ）は、赤色、緑色、青色、または白色の光を発光する有色発光ダイオード、または紫外線を放出するＵＶ（UltraViolet）発光ダイオードのうち、少なくともいずれか１つでありうる。但し、上記複数の発光素子１２５の数、配置、及び色に対して限定するのではない。

図３は、バックライトユニットに実装される発光素子の断面図である。上記複数の発光素子１２５は、各々の側面に非反射層を形成して側面方向の発光効率を改善できる。即ち、上記発光素子１２５は、基板の上に順次に形成された第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を含み、上記活性層、上記第２導電型半導体層の側面に形成された非反射領域を含んで、活性層で発生した光や基板（substrate）とＧａＮ半導体層で反射屈折した光が側面から外部に放出される程度を改善させて側面方向の抽出効率を増加させることができる。

以下、図３を参照して発光素子の製造方法を説明する。

まず、第１基板２００が用意される。上記第１基板２００は、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）単結晶基板でありうるが、これに限定されるのではない。上記第１基板２００に対し、湿式洗浄を行なって表面の不純物を除去できる。

以後、上記第１基板２００の上に第１導電型半導体層２１０を形成する。例えば、上記第１導電型半導体層２１０は、化学蒸着方法（ＣＶＤ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、スパッタリング、あるいは水酸化物蒸気相エピタキシー（ＨＶＰＥ）などの方法を使用して形成できる。また、上記第１導電型半導体層２１０は、チャンバーにトリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ_３）、窒素ガス（Ｎ_２）、水素ガス（Ｈ_２）、及びシリコン（Ｓｉ）のようなｎ型不純物を含むシランガス（ＳｉＨ_４）が注入されて形成できる。

次に、上記第１導電型半導体層２１０の上に活性層２２０を形成する。上記活性層２２０は、第１導電型半導体層２１０を通じて注入される電子と第２導電型半導体層２３０を通じて注入される正孔が互いに合って活性層物質固有のエネルギーバンドによって決定されるエネルギーを有する光を放出する層である。

上記活性層２２０は、エネルギーバンドが互いに異なる窒化物半導体薄膜層を交互に１回あるいは多数回積層してなされる単一（Single）及び多重（Multi）量子井戸（Quantum-Well）構造、量子線（Quantum-Wire）構造、量子点（Quantum Dot）構造を有することができる。例えば、上記活性層２２０は、トリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ_３）、窒素ガス（Ｎ_２）、及びトリメチルインジウムガス（ＴＭＩｎ）が注入されて、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ構造を有する多重量子井戸構造が形成できるが、これに限定されるのではない。

以後、上記活性層２２０の上に第２導電型半導体層２３０を形成する。例えば、上記第２導電型半導体層２３０は、チャンバーにトリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ_３）、窒素ガス（Ｎ_２）、水素ガス（Ｈ_２）、及びマグネシウム（Ｍｇ）のようなｐ型不純物を含むビセチルシクロペンタジエニルマグネシウム（ＥｔＣｐ_２Ｍｇ）｛Ｍｇ（Ｃ_２Ｈ_５Ｃ_５Ｈ_４）_２｝が注入されて形成できるが、これに限定されるのではない。

次に、上記第２導電型半導体層２３０、活性層２２０、及び第１導電型半導体層２１０の一部を除去して上記第１導電型半導体層２１０を露出する。例えば、パターンマスク（図示せず）を形成し、これをエッチングマスクにして第２導電型半導体層２３０、活性層２２０、及び第１導電型半導体層２１０の一部を除去して上記第１導電型半導体層２１０を露出させることができる。上記パターンマスクは、シリコン窒化物、シリコン酸化物、または感光膜などでありうる。

次に、パターンマスクを除去し、上記露出された第１導電型半導体層２１０の上に第１電極２１５を形成する。次に、上記第２導電型半導体層２３０の上に第２電極２３５を形成できる。次に、上記第１基板２００、上記第１導電型半導体層２１０、上記活性層２２０、及び上記第２導電型半導体層２３０の側面に非反射層２７０を形成する。

このような非反射層２７０は、Ｅ−ｂｅａｍ蒸着（evaporation）方法、またはスパッタリング（Sputtering）方法により薄膜の形態で蒸着することができ、希望する反射度−波長の曲線を得るために適切な屈折率を有する物質を繰り返して蒸着して側面方向の抽出効率を改善できる。

非反射層２７０は屈折率が互いに異なる２層以上の薄膜で構成されているので、各薄膜の境界面で反射される波長が互いに消滅干渉（あるいは、相殺的干渉ともいう。）を起こすように誘導できる。消滅干渉のためには２つの条件が必要である。反射光が互いに消滅干渉が生じるように位相差がなければならず、消滅干渉時に反射率が最小化できるように消滅光の振幅が合わなければならない。

反射率を減らすための光学厚さはλ／４の奇数倍の条件を満たせばよいが、λ／４に厚さを設計できる。

非反射層２７０に対する主要因子は、高屈折及び低屈折材料の屈折率、薄膜個数及び各層の厚さなどである。両薄膜の間の屈折率の差が大きいほど反射率が低くなり、薄膜厚さによって反射波長のパターンが移動し、薄膜個数が増加するほど可視光線の全波長領域で反射率が一定に低くなる傾向がある。

例えば、比較的広い波長（λ）領域で低い反射率を有するためには、２層以上の積層構造を有することができる。

例えば、上記非反射層２７０を形成するステップは、第１屈折率を有する第１屈折層２７０ａを形成するステップ、及び上記第１屈折率より高い第２屈折率を有する第２屈折層２７０ｃを形成するステップを含むことができる。

例えば、２層反射防止層はλ／４厚さの低屈折層と高屈折層からなっており、特定の波長のみで反射率が最小になるＶ形態の反射パターンを見せる。単層反射防止層と比較すると、可視光線領域で約１％の低い平均反射率を表す。

また、例えば、３層非反射層２７０も可能であり、上記第２屈折率より高い第３屈折率を有する第３屈折層２７０ｂを上記第１屈折層２７０ａの上に形成し、上記第２屈折層２７０ｃは上記第３屈折層２７０ｂの上に形成できる。例えば、λ／４厚さの低屈折層、λ/２厚さの超高屈折層及びλ／４厚さの高屈折層からなっており、層間の複数の相殺干渉によってＷ型の反射パターンを見せる。可視光線全領域で１％未満の極めて低い平均反射率を表し、非反射層２７０が弱い反射カラーを表す。

第１屈折層２７０ａである低屈折層の場合、屈折率が１．３〜１．５程度の媒質、第３屈折層２７０ｂである超高屈折層の場合、２．０〜２．５程度の媒質、第２屈折層２７０ｃである高屈折層の場合、１．６〜１．８程度の媒質を利用できる。

高屈折率を有する誘電体にはＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２を使用することができ、低屈折率を有する誘電体にはＳｉＯ_２などの誘電体を使用することができるが、これに限定されず、前述した屈折率を有する物質に取替することができる。

非反射層２７０の形成は、電子ビーム蒸着（E-beam evaporation）方法、またはスパッタリング（Sputtering）方法により具現できる。上記非反射層２７０の代りに発光素子の側面に凹凸を形成することもでき、水平型発光素子の代りに垂直型発光素子に形成されることもできる。

図４は、発光素子の内部で発生した光が各層によりトラッピング（trapping）程度を示す図である。

即ち、図４はＬＥＤにおいて、ＬＥＤの内部で発生した光がどれくらい空気中に抽出できるかを示す。一般に、ＧａＮの相対的に大きい屈折率のため、大部分の光がＧａＮと基板（Substrate）の内部に存在するようになり、一部の光のみ外部に放出される。このようなメカニズムは、上下部だけでなく、ＬＥＤの側面にも類似して、ＧａＮ、基板（Substrate）の相対的に大きい屈折率のため、光が側面方向に放出されることは容易ではないが、上記のように側面に非反射膜形成や微細凹凸形成のような方法により側面方向の抽出効率を改善することで、ＢＬＵのような用途で大きい長所を有する。

一方、上記発光モジュール部１２０と上記ボトムカバー１１０との間には放熱シート（図示せず）が配置できる。上記放熱シート（図示せず）は、上記発光モジュール部１２０で発生した熱を上記ボトムカバー１１０に効果的に伝達して、上記発光モジュール部１２０の放熱特性を向上させることができる。

上記光ガイド部材１３０は、上記発光モジュール部１２０の上に配置できる。

上記光ガイド部材１３０は、例えば、導光板（ＬＧＰ；Light Guiding Plate）でありうるが、ＰＭＭＡ（polymethyl metaacrylate）のようなアクリル樹脂系列、ＰＥＴ（polyethylene terephthlate）、ＰＣ（poly carbonate）、ＣＯＣ（cycloolefin copolymer）、及びＰＥＮ（polyethylene naphthalate）樹脂のうち、少なくとも１つを含む透光性材質で形成できる。

上記光ガイド部材１３０は、下面に上記複数の発光素子１２５が挿入される複数の挿入溝１３５を含むことができる。

上記複数の挿入溝１３５は、多角柱、円柱、半球、円錐、多角錐、円錐台、または多角錐台のうち、いずれか１つの形状を有することができるが、これに対して限定するのではない。

また、上記複数の挿入溝１３５は、上記複数の発光素子１２５の配置に対応するように行と列を成して上記光ガイド部材１３０の下面に形成できる。

上記複数の挿入溝１３５の幅及び深さは、少なくとも上記複数の発光素子１２５の幅及び深さの１倍乃至２倍でありうる。上記複数の挿入溝１３５の幅及び深さが上記複数の発光素子１２５の幅及び深さの２倍を超過すれば、上記複数の発光素子１２５から上記光ガイド部材１３０に入射される光量が損失される恐れがある。上記挿入溝１３５の各々には、複数の発光素子１２５が配置できる。

また、上記複数の挿入溝１３５は入射光の損失を最小化するために多様な形状を有することができる。図５乃至図７は、本発明の第１実施形態に係るバックライトユニットにおいて、上記光ガイド部材１３０に形成された上記複数の挿入溝１３５の多様な形状の例を示す図である。

図５を参照すると、上記光ガイド部材１３０の複数の挿入溝１３５の内側面には凹凸構造が形成できる。上記凹凸構造は、特に上記複数の発光素子１２５で放出される側方向の光を効果的に上記光ガイド部材１３０の内に進入させて上記光ガイド部材１３０の光均一性及び混色性をより向上させることができる。

図６を参照すると、上記光ガイド部材１３０の複数の挿入溝１３５は半球形状を有することができる。本実施形態において、上記発光素子１２５と挿入溝１３５の内壁には空間が形成できる。

図７を参照すると、上記光ガイド部材１３０の半球形状の複数の挿入溝１３５に凹凸構造を形成できる。上記半球形状と上記凹凸構造は、上記光ガイド部材１３０の内に光が効果的に進入できるようにすることができる。

即ち、上記複数の挿入溝１３５は、上記複数の発光素子１２５の種類及び配光特性、上記複数の挿入溝１３５のサイズなどによって最適化した形状で選択されることができ、これに対して限定するのではない。

一方、図８に示すように、上記光ガイド部材１３０の上面にも凹凸構造が形成できる。上記凹凸構造により上記光ガイド部材１３０の内に進入されて面光源化した光は、上記光ガイド部材１３０の上面に光が効率的に抽出できる。

上記光ガイド部材１３０の厚さは、上記複数の発光素子１２５の厚さより厚く形成されることができ、１ｍｍ乃至１０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ乃至１０ｍｍでありうる。上記光ガイド部材１３０に進入された光が広がって光均一性及び混色性が確保されるためには、上記光ガイド部材１３０が３ｍｍ以上の厚さで形成されることが好ましい。

上記ボトムカバー１１０、発光モジュール部１２０、及び光ガイド部材１３０は、上記バックライトユニット１００をなす。

一方、本発明に従うディスプレイ装置は、映像がディスプレイされる表示パネル１５０と、上記表示パネル１５０に光を提供する上記バックライトユニット１００とを含むことができる。以下、本発明に従うディスプレイ装置について詳細に説明する。

上記バックライトユニット１００の上には、上記表示パネル１５０が配置できる。上記表示パネル１５０は、上記バックライトユニット１００から提供を受けた光を用いて映像をディスプレイできる。たとえ図示してはいないが、上記表示パネル１５０は、パネルサポーター及びトップカバーなどにより支持できる。

上記表示パネル１５０は、互いに対向して均一なセルギャップ（Gap）が維持されるように合着された下部基板及び上部基板と、上記両基板の間に介された液晶層を含むことができる。上記下部基板には多数のゲートラインと上記多数のゲートラインと交差する多数のデータラインとが形成され、上記ゲートラインとデータラインとの交差領域に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：thin film transistor）が形成できる。上記上部基板にはカラーフィルタが形成できる。但し、上記表示パネル１５０の構造はこれに限定されず、上記表示パネル１５０は多様な構造を有することができる。例えば、上記下部基板は、薄膜トランジスタだけでなく、カラーフィルタを含むこともできる。また、上記表示パネル１５０は、上記液晶層を駆動する方式に従って多様な形態の構造で形成できる。

また、図示してはいないが、上記表示パネル１５０の縁にはゲートラインにスキャン信号を供給するゲート駆動ＰＣＢ（gate driving printed circuit board）と、データラインにデータ信号を供給するデータ駆動ＰＣＢ（data driving printed circuit board）が具備できる。

上記バックライトユニット１００及び上記表示パネル１５０の間には光学シート部１４０が配置されて、上記バックライトユニット１００から提供される光の光均一性及び混色性をより向上できる。上記光学シート部１４０は、拡散シート、集光シート、及び輝度上昇シートのうち、少なくとも１つを含むことができる。

例えば、上記光学シート部１４０は、上記拡散シート、集光シート、及び輝度上昇シートが順次に積層されて形成できる。この場合、上記拡散シートは、上記光ガイド部材１３０から出射された光を均等に拡散させてあげて、上記拡散された光は上記集光シートにより表示パネルに集光できる。この際、上記集光シートから出射される光はランダムに偏光された光であるが、上記輝度上昇シートは上記集光シートから出射された光の偏光度を増加させることができる。

上記集光シートは、例えば、水平または／及び垂直プリズムシートでありうる。また、上記輝度上昇シートは、例えば、照度強化フィルム（Dual Brightness Enhancement film）でありうる。但し、上記光学シート部１４０の種類や個数などは実施形態の技術的範囲内で追加または削除されることができ、これに対して限定するのではない。

前述したように、上記バックライトユニット１００は、上記光ガイド部材１３０の複数の溝１３５に上記複数の発光素子１２５が挿入される構造を有し、これによって良好な混色性及び光均一性を有するので、上記バックライトユニット１００と上記表示パネル１５０との間の間隔（ｈ）が従来に比べて減っても光学的むら／色彩不均一（mura/chrominance non-uniformity）が発生しないことがある。例えば、上記バックライトユニット１００の上記基板１２１と上記表示パネル１５０との間の間隔（ｈ）は１０ｍｍ乃至３０ｍｍでありうる。
＜第２実施形態＞

以下、第２実施形態に従うバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置について詳細に説明する。第２実施形態の説明において、第１実施形態と重複する内容は省略または簡略に説明する。

図９は、本発明の第２実施形態に係るバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置を示す図である。

図９を参照すると、第２実施形態に従うバックライトユニット１００は、ボトムカバー１１０と、上記ボトムカバー１１０の内に配置され、基板１２１及び上記基板１２１の上に複数の発光素子１２５を含む発光モジュール部１２０と、上記発光モジュール部１２０の上に上記複数の発光素子１２５を封入するように形成され、透光性樹脂材質で形成された光ガイド部材１３０を含むことができる。

第２実施形態に従うバックライトユニット１００は、上記光ガイド部材１３０の材質及び形状を除いては、第１実施形態と同一である。

上記光ガイド部材１３０は、上記発光モジュール部１２０の上に上記複数の発光素子１２５を封入するように形成できる。言い換えると、上記光ガイド部材１３０は、上記発光モジュール部１２０の基板１２１及び上記複数の発光素子１２５の上に形成されることができ、上記光ガイド部材１３０の内側面は上記複数の発光素子１２５と接触できる。したがって、本実施形態において上記光ガイド部材１３０はモールディング部材でありうる。

上記光ガイド部材１３０は、透光性樹脂材質で形成できる。上記透光性樹脂材質は、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などでありうるが、これに対して限定するのではない。上記透光性樹脂材質を上記発光モジュール部１２０の上に塗布した後、塗布された透過性樹脂材質を硬化させることによって、上記光ガイド部材１３０が提供できる。

上記複数の発光素子１２５は、上記光ガイド部材１３０により封入されて囲まれるようになり、これによって上記複数の発光素子１２５で放出された光は上記光ガイド部材１３０の内部に効果的に進入できる。そして、上記光ガイド部材１３０の内部に進入した光は、上記光ガイド部材１３０の内部で効果的に拡散されて光均一性及び混色性を確保することができる。

一方、図１０に示すように、上記光ガイド部材１３０の内には拡散剤１２７が含まれることができる。上記拡散剤１２７は、上記光ガイド部材１３０の内部に進入した光を散乱させることによって、拡散させる役目をすることができる。

上記拡散剤１２７は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化チタニウム（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）、炭酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）_３）、合成シリカ、ガラスビード、ダイヤモンドのうち、少なくとも１つを含むことができるが、これに限定するのではない。
＜第３実施形態＞

以下、第３実施形態に従うバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置について詳細に説明する。第３実施形態の説明において、第１実施形態と重複する内容は省略または簡略に説明する。

図１１は、本発明の第３実施形態に係るバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置を示す図である。

図１１を参照すると、第３実施形態に従うバックライトユニット１００は、ボトムカバー１１０と、上記ボトムカバー１１０の内に配置され、基板１２１及び上記基板１２１の上に複数の発光素子１２５を含む発光モジュール部１２０と、上記発光モジュール部１２０の上に形成され、上記複数の発光素子１２５が挿入される複数の溝１３５を含む光ガイド部材１３０と、上記複数の溝１３５の内側面に形成された蛍光体層１３７と、を含むことができる。

第３実施形態に従うバックライトユニットは、上記蛍光体層１３７が存否を除いては、第１実施形態と同一である。

上記蛍光体層１３７は、上記光ガイド部材１３０の上記複数の溝１３５の内側面に形成できる。

上記蛍光体層１３７は、シリコン樹脂やエポキシ樹脂のような透光性樹脂材質と、上記透光性樹脂材質に含まれて上記複数の発光素子１２５から放出される光により励起されて励起光を発生させる蛍光体を含むことができる。

これによって、上記複数の発光素子１２５から放出される光は、上記蛍光体層１３７により波長が変化されて上記光ガイド部材１３０の内部に進入できる。即ち、上記光ガイド部材１３０に進入した光は、上記複数の発光素子１２５から放出された第１光と上記第１光により励起された蛍光体で発生する第２光とが混色された光でありうる。

また、たとえ図示してはいないが、上記蛍光体層１３７には効率的な光進入のための凹凸構造が形成されることもできる。

Claims

ボトムカバーと、
前記ボトムカバーの上に配置され、基板及び複数の発光素子を含み、前記複数の発光素子の各々は、第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を有する発光構造層を含む発光モジュール部と、
前記発光モジュール部の上に配置され、前記複数の発光素子のうち、少なくとも１つを挿入する少なくとも１つの挿入溝を含む光ガイド部材と、を含み、
前記少なくとも１つの挿入溝は一側方向のみに開放され、
前記各発光素子は、前記発光構造層の側面に配置された非反射層を含み、
前記非反射層は、それぞれ異なる屈折率を有する少なくとも二つの層を含み、
前記非反射層は、前記活性層の側面に配置された第１屈折層と、前記第１屈折層上に配置された第２屈折層とを含み、前記第１屈折層の屈折率が前記第２屈折層の屈折率より大きい、ことを特徴とするバックライトユニット。
前記光ガイド部材の厚さは１ｍｍ乃至１０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
前記各挿入溝の幅及び深さは前記複数の発光素子の幅及び深さの１倍乃至２倍であることを特徴とする請求項１または２に記載のバックライトユニット。
前記少なくとも１つの挿入溝は、多角柱、円柱、半球、円錐、多角錘、円錐台、または多角錐台のうち、いずれか１つの形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のバックライトユニット。
前記少なくとも１つの挿入溝の内側面に凹凸構造を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のバックライトユニット。
前記少なくとも１つの挿入溝の内側面に蛍光体層を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のバックライトユニット。
前記光ガイド部材は導光板であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のバックライトユニット。
前記光ガイド部材の上面に凹凸構造を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のバックライトユニット。
前記基板の上面には反射物質が形成されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のバックライトユニット。
前記複数の発光素子は、赤色、緑色、青色、または白色の光を発光する有色発光ダイオード、または紫外線を放出するＵＶ（UltraViolet）発光ダイオードのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のバックライトユニット。
ボトムカバーと、
前記ボトムカバーの上に配置され、基板及び複数の発光素子を含み、前記複数の発光素子の各々は、第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を有する発光構造層を含む発光モジュール部と、
前記複数の発光素子を覆う透光性材質を含むモールディング部材と、を含み、
前記各発光素子は、前記発光構造層の側面に配置された非反射層を含み、
前記非反射層は、それぞれ異なる屈折率を有する少なくとも二つの層を含み、
前記非反射層は、前記活性層の側面に配置された第１屈折層と、前記第１屈折層上に配置された第２屈折層とを含み、前記第１屈折層の屈折率が前記第２屈折層の屈折率より大きい、ことを特徴とするバックライトユニット。
前記透光性材質は、エポキシ樹脂及びシリコン樹脂のうちのいずれか１つであることを特徴とする請求項１１に記載のバックライトユニット。
前記モールディング部材の内側面は前記複数の発光素子と接触することを特徴とする請求項１１または１２に記載のバックライトユニット。
前記モールディング部材の内に拡散剤を含むことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載のバックライトユニット。
ボトムカバーと、
前記ボトムカバーの上に配置され、基板及び複数の発光素子を含み、前記複数の発光素子の各々は、第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を有する発光構造層を含む発光モジュール部と、
前記発光モジュール部の上に形成され、前記複数の発光素子のうちの少なくとも１つが挿入され、一側方向に開口される少なくとも１つの挿入溝が設けられた光ガイド部材を含むバックライトユニットと、
前記バックライトユニットの上に表示パネルと、を含み、
前記各発光素子は、前記発光構造層の側面に配置された非反射層を含み、
前記非反射層は、それぞれ異なる屈折率を有する少なくとも二つの層を含み、
前記非反射層は、前記活性層の側面に配置された第１屈折層と、前記第１屈折層上に配置された第２屈折層とを含み、前記第１屈折層の屈折率が前記第２屈折層の屈折率より大きい、ことを特徴とするディスプレイ装置。
前記基板と前記表示パネルとの間の間隔は１０ｍｍ乃至３０ｍｍであることを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイ装置。
前記光ガイド部材と前記表示パネルとの間に光学シート部を含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載のディスプレイ装置。
前記光学シート部は、拡散シート、集光シート、及び輝度上昇シートのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１７に記載のディスプレイ装置。
前記光ガイド部材の厚さは１ｍｍ乃至１０ｍｍであることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載のディスプレイ装置。
前記少なくとも１つの挿入溝の内側面に凹凸構造を含むことを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれかに記載のディスプレイ装置。