KR100695033B1

KR100695033B1 - 백색광 발생 장치 및 그 용도

Info

Publication number: KR100695033B1
Application number: KR1020050051682A
Authority: KR
Inventors: 첸 청-추안
Original assignee: 제네시스 포토닉스 인크.
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2007-03-14
Also published as: KR20060131335A

Abstract

백색광 발생 장치(33′)는 제1 다이(351) 및 제2 다이(361)를 구비한다. 상기 제1 다이(351)는 제1 일차 색광을 방출하는 제1 반도체 광 발생층을 포함한다. 상기 제2 다이(361)는 제2 일차 색광을 방출하는 제2 반도체 광 발생층(56)과, 상기 제2 반도체 광 발생층(56)에 인접하며 제3 일차 색광을 방출하는 제3 반도체 광 발생층(55)을 포함한다. 상기 제1 일차 색광은 상기 제2 및 제3 일차 색광들과 결합되어 백색광을 생성한다.

Description

백색광 발생 장치 및 그 용도{WHITE-LIGHT EMITTING DEVICE AND THE USE THEREOF}

도 1은 종래의 백라이트 모듈의 개략적인 부분 단면도이다.

도 2는 종래의 백라이트 모듈의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색광 발생 장치의 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색광 발생 장치를 구비하는 직하형 백라이트 모듈의 개략적인 부분 단면도이다.

도 5는 도 4에 도시한 백라이트 모듈의 개략적인 부분 평면도이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이의 개략적인 도면이다.

도 7은 도 6에 도시한 다이에 사용되는 반도체 광 발생층의 개략적인 도면이다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 색도도이다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스펙트럼 특성을 나타내는 그래프이다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색광 발생 장치의 부분 단면도이다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색광 발생 장치를 구비하는 직하형 백라이트 모듈의 개략적인 부분 평면도이다.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색광 발생 장치의 단면도이다.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 백색광 발생 장치의 부분 단면도이다.

도 14는 본 발명에 따른 백색광 발생 장치를 구비하는 측부-에지형 백라이트 모듈의 개략적인 단면도이다.

도 15는 도 14에 도시한 백라이트 모듈의 개략적인 부분 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

3：직하형 백라이트 모듈 4：액정 모듈

6：측부-에지형 백라이트 모듈 31：하우징

32, 615：수용 공간 33, 33′, 33″：백색광 발생 장치

34：도전성 지지 유닛 35：제1 패키지 부재

36：제2 패키지 부재 36′：패키지 부재

37：투광성 물질 38：전기 전도성 볼들

39：패키지 어셈블리 41：액정 모듈의 전면

42：액정 모듈의 후면 43：컬러 필터 유닛

44：액정 유닛 45：유리 기판 유닛

52：기판 53：버퍼층

54：N형 클래딩층 55：제3 반도체 광 발생층

56：제2 반도체 광 발생층 57：P형 클래딩층

58：P측 콘택층 59：N측 콘택층

61：도광 패널 62：반사 부재

311：하우징의 상부벽 312：하우징의 바닥벽

313：하우징의 주변 벽 351：제1 다이

352：제1 이송 패드 353：제2 리드 프레임

354：제1 리드 프레임 361：다이, 제2 다이

362：제2 이송 패드 362′：이송 패드

363, 363′：제2 리드 프레임 364, 364′：제1 리드 프레임

391：수용 리세스 392：이송 패드

393：제2 리드 프레임 394：제1 리드 프레임

511：P형 전극 512：N형 전극

551, 561：제2 장벽막 552, 562：캐리어 제한막

553, 563：제1 장벽막 564：바닥 표면

565：상부 표면 567：피크들

568：밸리들 559, 569：산 형상의 프로파일

612：도광 패널의 상면 613：도광 패널의 측면

614：도광 패널의 바닥면

본 발명은 백색광 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 백라이트 모듈에 적용할 수 있는 백색광 발생 장치에 관한 것이다.

대체로 액정 표시 장치에 적합한 두 가지 형태의 백라이트 모듈들, 즉 직하형 백라 이트 모듈과 측부-에지형 백라이트 모듈이 있다. 전통적으로, 상기 두 가지 형태의 백라이트 모듈을 위하여 냉음극 형광등이 광원으로 사용된다. 그러나, 상기 냉음극 형광등은 해로운 수은이 사용되며, 파손되기 쉽고, 낮은 연색성 평가 지수(Color Rendering Index; CRI) 등과 같은 단점을 가진다.

전술한 단점들을 극복하기 위하여 광원으로서 광 발생 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 사용하는 백라이트 모듈이 개발되었다. 도 1은 종래의 백라이트 모듈의 개략적인 부분 단면도이며, 도 2는 종래의 백라이트 모듈의 평면도이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 직하형 백라이트 모듈(1)이 액정 모듈(2)의 후면(22) 상에 직접 장착된다. 상기 액정 모듈(2)은 후면(22)과 상기 후면(22)에 대응되는 전면(21)을 가지며, 상기 전면(21)으로부터 상기 후면(22)까지의 방향을 따라 컬러 필터 유닛(23), 액정 유닛(24) 및 유리 기판 유닛(25)을 구비한다. 상기 백라이트 모듈(1)은, 수용 공간(12)을 한정하며 바닥 벽(111)을 갖는 하우징(11), 상기 하우징(11)의 바닥 벽(111) 상에 배치된 인쇄 회로 기판(14), 그리고 상기 인쇄 회로 기판(14) 상에 배치되어 전기적으로 연결되는 복수의 광 발생 유닛들(13)을 구비한다.

각 광 발생 유닛(13)은, 녹색광을 발생시키는 제1 LED(131), 청색광을 발생시키는 제2 LED(132), 적색광을 발생시키는 제3 LED(133) 및 녹색광을 발생시키는 제4 LED(134)를 포함한다. 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 LED(131, 132, 133, 134)로부터 발생된 광들은 상기 수용 공간(12) 내에서 서로 결합되어 상기 액정 모듈(2)의 후면(22)으로 방출되는 백색광을 생성한다.

전술한 종래의 백라이트 모듈에 의하면 각 광 발생 유닛(13) 마다 4개의 LED들이 요구되기 때문에, 상기 하우징(11)에는 주어진 수의 광 발생 유닛들(13)을 위하여 상대적으로 큰 수용 공간(12)이 요구된다. 또한, 상기 LED들(131, 132, 133, 134)로부터 발생되는 광들을 결합하여 백색광을 수득하기 위해서는 상기 하우징(11)의 바닥 벽(111)으로부터 최상부 에지(112)까지 상대적으로 긴 간격이 필요하게 된다. 이에 따라, 종래의 백라이트 모듈의 하우징(11)의 두께를 감소시키기는 어렵다.

따라서, 본 발명의 목적은 우수한 연색성 평가 지수(CRI)를 가지며, 백라이트 모듈에 적용하여 백라이트 모듈의 두께를 감소시킬 수 있는 백색광 발생 장치를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면, 백색광 발생 장치는 제1 다이 및 제2 다이를 포함한다. 상기 제1 다이는 제1 일차 색광을 방출하는 제1 반도체 광 발생층을 구비한다. 상기 제2 다이는 제2 일차 색광을 방출하는 제2 반도체 광 발생층 및 상기 제2 반도체 광 발생층에 인접하여 형성되어 제3 일차 색광을 방출하는 제3 반도체 광 발생층을 구비한다. 상기 제1 일차 색광이 상기 제2 및 상기 제3 일차 색광들과 결합되어 백색광을 생성한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 백색광 발생 장치는 제1 패키지 부재 및 제2 패키지 부재를 포함한다. 상기 제1 패키지 부재는 제1 일차 색광을 방출하는 제1 다이 및 상기 제1 다이를 이송하는 제1 이송 패드를 구비한다. 상기 제2 패키지 부재는 제2 일차 색광 및 제3 일차 색광을 방출하는 제2 다이 및 상기 제2 다이를 이송하는 제2 이송 패드를 구비한다. 상기 제2 및 제3 일차 색광들이 상기 제1 다이의 상기 제1 일차 색광과 결합되어 백색광을 생성한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 백라이트 모듈은 상기 백색광 발생 장치를 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 반도체 패키지를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만 본 발명이 하기 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 하기 실시예들에 있어서, 실질적으로 동일한 부재들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색광 발생 장치의 부분 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색광 발생 장치를 구비하는 직하형 백라이트 모듈의 개략적인 부분 단면도이며, 도 5는 도 4에 도시한 백라이트 모듈의 개략적인 부분 평면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색광 발생 장치(33′)는 직하형 백라이트 모듈(3) 내에 설치된다. 상기 백라이트 모듈(3)은 액정 모듈(4) 아래에 장착된다.

상기 액정 모듈(4)은 전면(41) 및 후면(42)을 가지며, 상기 전면(41)으로부터 후면(42)까지 컬러 필터 유닛(43), 액정 유닛(44) 및 유리 기판 유닛(45)을 구 비한다.

상기 백라이트 모듈(3)은, 수용 공간(32)을 한정하는 하우징(31)과 수용 공간(32) 내에 장착되는 복수의 백색광 발생 장치(33′)를 포함한다. 상기 하우징(31)은 쐐기의 형상으로 구성되며, 상기 액정 모듈(4)의 후면(42)에 근접하는 상부 벽(311), 상부 벽(311)에 대응되는 바닥 벽(312), 그리고 상기 상부 및 바닥 벽들(311, 312) 사이로 연장되는 주변 벽(313)을 구비하여, 상기 수용 공간(32)을 한정한다. 상기 하우징(31)의 상부 벽(311)은 투광성을 가진다.

도 3에 상세하게 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따란 백색광 발생 장치(33′)는 제1 다이(351), 제2 다이(361), 제1 및 제2 다이들(351, 361)을 패키징하기 위한 패키지 어셈블리(39), 그리고 도전성 지지 유닛(34)을 포함한다.

상기 패키지 어셈블리(39)는, 그 상부에서 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)을 이송하는 이송 패드(392), 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)에 전기적으로 연결되는 제1 리드 프레임(394)(즉, N형 전극 리드 프레임), 그리고 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)에 전기적으로 연결되는 제2 리드 프레임(393)(P형 전극 리드 프레임)을 구비한다. 상기 도전성 지지 유닛(34)은 상기 이송 패드(392) 아래에 장착되며, 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)에 전기적으로 연결되어 상기 제1 및 제2 리드 프레임들(394, 393)을 통해 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)에 전력을 공급한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 이송 패드(392)는 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)을 수용하기 위한 수용 리세스(391)를 포함한다. 선택적으로, 투광성 물질(도시되지 않음)이 상기 수용 리세스(391) 내에 충진되어 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)을 캡슐화한다. 상기 제1 다이(351)는 제1 일차 색광을 방출하는 제1 반도체 광 발생층(도시되지 않음)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 일차 색광은 575㎚ 내지 700㎚ 범위의 파장을 갖는 적색광이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이의 개략적인 도면이다. 도 6을 참조하면, 상기 제2 다이(361)는, 제2 일차 색광을 방출하는 제2 반도체 광 발생층(56), 그리고 상기 제2 반도체 광 발생층(56)에 근접하게 배치되어 제3 일차 색광을 방출하는 제3 반도체 광 발생층(55)을 포함한다. 상기 제1 일차 색광은 상기 제2 일차 색광 및 상기 제3 일차 색광과 결합되어 백색광을 생성한다.

상기 제2 및 제3 반도체 광 발생층들(56, 55)외에도, 상기 제2 다이(361)는 기판(52), 상기 기판(52) 상에 형성된 버퍼층(53), 상기 버퍼층(53) 상에 형성되고 상기 버퍼층(53)과 제3 반도체 광 발생층(55) 사이에 개재된 N형 클래딩층(cladding layer)(54), 상기 제2 반도체 광 발생층(55) 상에 형성된 P형 클래딩층(57), 상기 P형 클래딩층(57) 상에 형성된 P측 콘택층(58), 상기 P측 콘택층(58) 상에 형성된 P형 전극(511), 상기 N형 클래딩층(54) 상에 형성된 N측 콘택층(59), 그리고 상기 N측 콘택층(59) 상에 형성된 N형 전극(512)을 구비한다.

상기 제2 반도체 광 발생층(56)은, 상기 P형 클래딩층(57)에 근접하는 제1 장벽막(563), 상기 제3 반도체 광 발생층(55)에 인접하는 제2 장벽막(561), 그리고 상기 제1 및 제2 장벽막들(563, 561) 사이에 형성된 캐리어 제한막(carrier confining film)(562)을 구비한다.

상기 캐리어 제한막(562)은 상기 제2 장벽막(562)에 인접하는 바닥 표면(564)과, 상기 제1 장벽막(563)에 인접하며 복수의 교차하는 피크들(567) 및 밸리들(568)을 포함하는 산(mountain) 형상의 프로파일(569)로 구성된 상부 표면(565)을 구비한다.

도 7은 도 6에 도시한 다이에 사용되는 반도체 광 발생층의 개략적인 도면이다. 도 7을 참조하면, 상기 산 형상의 프로파일(569)에 있어서, 각 밸리들(568)은 상기 캐리어 제한막(562)의 바닥 표면(564)에 대하여 높이(H)를 가지며, 상기 높이(H)의 범위는 0㎜ 내지 2㎜가 된다. 이에 따라, 리세스 부분(5672)이 상기 밸리(568)를 한정하지 않는다, 밸리의 밀도는, 상기 밸리들(568)의 폭들(D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7…)이 측정된 방향을 따르는 상기 제2 반도체 광 발생층(56)의 전체 길이(L)에 대한 상기 밸리들(568)의 폭들(D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7…)들의 합의 비에 따라 정의된다. 바람직하게는, 상기 제2 반도체 광 발생층(56)은 5% 내지 75% 범위의 밸리 밀도를 가진다.

상기 캐리어 제한막(562)은 상기 제1 및 제2 장벽막들(563, 561)에 비하여 작아야 하는 에너지 갭을 가진다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 캐리어 제한막(562)은 Al_(1-x-y)In_yGa_xN(여기서, 0≤x<1이고, 0<y≤1이며, 0≤1-x-y<1이다)의 구조식을 갖는 인듐(In)을 함유하는 물질로 구성된다. 상기 제1 및 제2 장벽막들(563, 561)은 갈륨 질화물로 이루어진다. 상기 제2 반도체 광 발생층(56)에 의해 방출되는 상기 제2 일차 색광은 430㎚ 내지 485㎚ 범위의 파장을 갖는 청색광이 생 성되도록 상기 x와 y의 비율을 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 상기 제2 일차 색광의 강도는 상기 산 형상의 프로파일(569)의 밸리 밀도를 변화시킴으로써 조절될 수 있다.

마찬가지로, 도 6을 다시 참조하면, 상기 제3 반도체 광 발생층(55)은, 상기 제2 반도체 광 발생층(56)의 제2 장벽막(561)에 인접하는 제1 장벽막(553), 상기 N형 클래딩층(54)에 근접하는 제2 장벽막(551), 그리고 상기 제1 및 제2 장벽막들(553, 551) 사이에 형성된 캐리어 제한막(552)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제3 반도체 광 발생층(55)의 제1 장벽막(553), 제2 장벽막(551) 및 캐리어 제한막(552)의 구성 물질들은 상기 제2 반도체 광 발생층(56)의 제1 장벽막(563), 제2 장벽막(561) 및 캐리어 제한막(562)의 구성 물질들과 동일하다.

상기 제3 반도체 광 발생층(55)에 의해 방출되는 상기 제3 일차 색광은 510㎚ 내지 560㎚ 범위의 파장을 갖는 녹색광이 생성되도록 상기 x와 y의 비율을 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 상기 제3 일차 색광의 강도는 상기 캐리어 제한막(552)의 산 형상의 프로파일(569)의 밸리 밀도를 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제3 반도체 광 발생층(55)의 밸리 밀도는 8% 정도이다.

각기 제2 및 제3 반도체 광 발생층들(56, 55)로부터 방출되는 상기 제2 및 제3 일차 색광들의 강도가 상기 제2 및 제3 반도체 광 발생층들(56, 55)의 산 형상의 프로파일들(569, 559)의 밸리 밀도들을 통하여 조절될 수 있다는 점 이외에도, 상기 제2 및 제3 일차 색광들의 강도는 각기 복수의 제2 및 제3 반도체 광 발생층들(56, 55)을 사용하여 더 조절되며 증가될 수 있다. 또한, 상기 제3 반도체 광 발생층(55)의 상기 산 형상의 프로파일(559)은 양자 웰(quantum well)로 대체될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 색도도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색광 발생 장치(33′)의 제1 다이(351)에 있어서, 상기 제1 일차 색광은 635㎚의 파장을 갖는 적색광이다. 상기 제2 다이(361)의 제2 및 제3 반도체 광 발생층들(56, 55)은 각기 471㎚의 파장을 갖는 청색광인 상기 제2 일차 색광 및 538㎚의 파장을 갖는 녹색광인 상기 제3 일차 색광을 방출하도록 전술한 방법에 따라 조절될 수 있다. 상기 제2 다이(361)에 의해 방출되는 상기 청색광 및 녹색광은 상기 제1 다이(351)의 상기 적색광과 결합되어 백색광을 생성한다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스펙트럼 특성을 나타내는 그래프이다. 도 9를 참조하면, 실선으로 나타낸 나와 같이, 백색광 발생 장치(33′)의 스펙트럼의 상대적으로 높은 강도들은 471㎚, 538㎚ 및 635㎚ 부근에 위치하며, 각기 청색광의 범위, 녹색광의 범위 및 적색광의 범위에 대응된다. 컬러 필터 유닛(43)의 스펙트럼을 나타내는 점선으로 도시된 바와 같이, 컬러 필터 유닛(43)을 통해 전송될 수 있는 광들의 파장 범위는 백색광 발생 장치(33′)의 스펙트럼의 상대적으로 높은 강도들에 대응된다. 그러므로, 본 발명에 따르면 연색성 평가 지수(CRI), 광 투과율, 밝기, 광의 채도 및 기타 백라이트 모듈의 광학적 특성들이 개선될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색광 발생 장치의 부분 단면도이며, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색광 발생 장치를 구비하는 직하형 백라이트 모듈의 개략적인 부분 평면도이다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 발생 장치는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 동일한 직하형 백라이트 모듈(3)의 하우징(31) 내에 설치된다. 상기 백색광 발생 장치(33)는 제1 패키지 부재(35), 제2 패키지 부재(36), 그리고 상기 하우징(31)의 바닥 벽(312) 상에 장착되며 그 상부의 제1 및 제2 패키지 부재들(35, 36)을 지지하는 도전성 지지 유닛(34)을 구비한다,

상기 제1 패키지 부재(35)는, 제1 일차 색광을 방출하는 제1 다이(351), 상기 제1 다이(351)를 이송하는 제1 이송 패드(352), 상기 제1 이송 패드(352)를 관통하며 상기 제1 다이(351) 및 도전성 지지 유닛(34)에 전기적으로 연결되는 제1 리드 프레임(354), 그리고 상기 제1 이송 패드(352)를 관통하며 상기 제1 다이(351) 및 도전성 지지 유닛(34)에 전기적으로 연결되는 제2 리드 프레임(353)을 구비한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 다이(351)는 광 발생 다이오드(LED)이다. 상기 제1 다이(351)에 의해 방출되는 상기 제1 일차 색광은 575㎚ 내지 700㎚ 범위의 파장을 갖는 적색광이다.

상기 제2 패키지 부재(36)는, 제2 일차 색광 및 제3 일차 색광을 방출하는 제2 다이(361), 상기 제2 다이(361)를 이송하는 제2 이송 패드(362), 상기 제2 이송 패드(362)를 관통하며 상기 제2 다이(361) 및 도전성 지지 유닛(34)에 전기적으로 연결되는 제1 리드 프레임(364), 그리고 상기 제2 이송 패드(362)를 관통하며 상기 제2 다이(361) 및 도전성 지지 유닛(34)에 전기적으로 연결되는 제2 리드 프 레임(363)을 구비한다. 본 실시예에 따른 제2 다이(361)는 전술한 제1 실시예에 따른 것과 동일하다. 430㎚ 내지 485㎚ 범위의 파장을 갖는 청색광인 상기 제2 일차 색광과 510㎚ 내지 560㎚ 범위의 파장을 갖는 녹색광인 상기 제3 일차 색광은 상기 제1 다이(351)의 제1 일차 색광과 결합되어 백색광을 생성한다.

상기 도전성 지지 유닛(34)은 제1 및 제2 패키지 부재들(35, 36)에 전력을 공급하기 위해 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 도전성 지지 유닛(34)은 인쇄 회로 기판이다. 그러나, 전기 전도성 배선과 같은 다른 구조물도 도전성 지지 유닛(34)으로 사용될 수 있다. 또한, 도전성 지지 유닛(34)들의 수는 실제적인 적용에 있어서 특별한 요구 사항에 따라 변화될 수 있다.

상기 제1 및 제2 패키지 부재들(35, 36)이 상기 전력에 의해 활성화 될 경우, 상기 제1 패키지 부재(35)의 제1 다이(351)에 의해 방출되는 상기 제1 일차 색광은, 상기 하우징(31)의 수용 공간(32) 내에서 상기 제2 패키지 부재(36)의 제2 다이(361)로부터 방출되는 상기 제2 및 제3 일차 색광들과 결합되어 액정 모듈(4)로 전송되는 백색광을 생성한다.

상기 제2 다이(361)가 상기 제2 및 제3 일차 색광들을 동시에 방출할 수 있기 때문에, 각 광 발생 장치들(33)을 위한 광 발생 다이오드들의 수가 감소될 수 있다. 상기 백색광을 생성하기 위한 상기 제1, 제2 및 제3 일차 색광들을 결합에 요구되는 백라이트 모듈(3)의 두께가 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 백라이트 모듈(3)은 최소화된 두께를 가질 수 있다. 또한, 주어진 파장을 갖는 상기 제1 일차 색광을 방출하는 제1 다이(351)를 위하여, 제2 다이(361)의 산 형상의 프로파일 의 밸리 밀도는, 캐리어 제한막(562)의 Al_(1-x-y)In_yGa_xN의 구조식을 갖는 인듐을 함유하는 물질 내의 y에 대한 x의 비율과, 상기 제1 일차 색광과 결합되어 액정 모듈(4)을 위한 백색광을 생성하도록 강도 및 비율에서 특별한 요구 조건을 갖는 상기 제2 및 제3 일차 색광들을 방출하는 상기 제2 및 제3 반도체 광 발생층들(56, 55)의 수에 따라 조절될 수 있다. 이에 따라, 실제적으로 주어진 파장을 갖는 상기 제1 일차 색광을 방출하는 제1 다이(351)를 위한 요구 조건을 구비하는 제2 다이(361)가 상기 백색광 발생 장치(33)를 용이하게 구현토록 설계될 수 있다.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색광 발생 장치의 단면도이다. 도 12를 참조하면, 상술한 제2 실시예의 제2 패키지 부재(36)가 본 실시예에 있어서 다른 패키지 부재(36′)로 대체될 수 있다. 패키지 부재(36′)는 제2 및 제3 일차 색광들을 방출하는 다이(361), 다이(361)를 이송하는 이송 패드(362′), 그리고 다이(361)에 각기 전기적으로 연결된 제1 및 제2 리드 프레임들(364′, 363′)을 구비한다. 상기 이송 패드(362′)는 다이(361)를 캡슐화시키는 투광성 물질(수지와 같은)로 구성된다.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 백색광 발생 장치의 부분 단면도이다. 도 13을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 백색광 발생 장치(33″)는, 복수의 전기 전도성 볼들(38)을 통하여 플립 칩(flip-chip) 방식으로 도전성 지지 유닛(34) 상에 배치된 제1 다이(351)와 제2 다이(361), 그리고 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)을 캡슐화시키는 투광성 물질(37)을 포함한다. 본 실시예에서 사용된 투광성 물질(37)은 수지이다.

도 14는 본 발명에 따른 백색광 발생 장치를 구비하는 측부-에지형 백라이트 모듈의 개략적인 단면도이며, 도 15는 도 14에 도시한 백라이트 모듈의 개략적인 부분 측면도이다. 도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 제1 실시예에 따른 광 발생 장치(33′)가 구비된 측부-에지형 백라이트 모듈(6)이 도시되어 있다. 백라이트 모듈(6)은 액정 모듈(4)의 후면(42) 상에 배치되며, 도광 패널(61), 수용 공간(615)을 한정하는 반사 부재(62), 그리고 복수의 백색광 발생 장치들(33′)을 구비한다.

상기 도광 패널(61)은 액정 모듈(4)의 후면(42)에 연결된 상면(612), 상기 상면(612)에 대향하며 상면(612)에 대하여 경사진 바닥면(614), 그리고 상기 상면(612)과 바닥면(614) 사이로 연장되는 측면(613)을 포함한다.

상기 반사 부재(62)는 도광 패널(61)의 측면(613)에 인접하여 배치된다. 상기 백색광 발생 장치(33′)는 바람직한 실시예에 따르면 인쇄 회로 기판인 도전성 지지 유닛(34) 상에 장착된다.

상기 백색광 발생 장치(33)로부터 발생되는 백색광은 상기 도광 패널(61)의 측면(613)을 통해 도광 패널(61) 내로 직접 전송되거나, 상기 반사 부재(62)에 의해 반사된 다음 상기 도광 패널(61)의 측면(613)을 통해 도광 패널(61) 내로 전송된다. 상기 도광 패널(61) 내로 전송된 상기 백색광은 도광 패널(61)의 바닥면(614)에 의해 반사된 다음, 상기 도광 패널(61)의 상면(612)과 액정 모듈(4)의 후면(42)을 통해 액정 모듈(4) 내로 전송된다.

본 발명에 따르면, 백색광을 생성하기 위한 상기 제1, 제2 및 제3 일차 색광들을 결합에 요구되는 백라이트 모듈의 두께가 감소될 수 있으므로, 상기 백라이트 모듈은 최소화된 두께를 가질 수 있다. 또한, 주어진 파장을 갖는 상기 제1 일차 색광을 방출하는 상기 제1 일차 색광을 방출하는 제1 다이를 위한 요구 조건을 구비하는 제2 다이를 통하여 백색광 발생 장치를 용이하게 구현할 수 있다. 또한, 연색성 평가 지수(CRI), 광 투과율, 밝기, 광의 채도 및 기타 백라이트 모듈의 광학적 특성들이 개선될 수 있다. 또한, 상기 제2 다이가 상기 제2 및 제3 일차 색광들을 동시에 방출할 수 있기 때문에, 각 광 발생 장치들을 위한 광 발생 다이오드들의 수가 감소될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

제1 일차 색광을 방출하는 제1 반도체 광 발생층을 구비하는 제1 다이(351); 및

제2 일차 색광을 방출하는 제2 반도체 광 발생층(56) 및 상기 제2 반도체 광 발생층(56)에 인접하여 형성되어 제3 일차 색광을 방출하는 제3 반도체 광 발생층(55)을 구비하고 상기 제2 일차 색광 및 상기 제3 일차 색광을 동시에 발생시키는 제2 다이(361)를 포함하며,

상기 제1 일차 색광이 상기 제2 및 상기 제3 일차 색광들과 결합되어 백색광을 생성하는 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33′).
제 1 항에 있어서, 상기 제1 일차 색광은 575㎚ 내지 700㎚ 범위의 파장을 갖는 적색광이고, 상기 제2 일차 색광은 430㎚ 내지 485㎚ 범위의 파장을 갖는 청색광이며, 상기 제3 일차 색광은 510㎚ 내지 560㎚ 범위의 파장을 갖는 녹색광인 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33′).
제 1 항에 있어서, 상기 제2 다이(361)는, P형 클래딩층(57) 및 N형 클래딩층(54)을 더 구비하며, 상기 제2 및 제3 반도체 광 발생층들(56, 55)은 상기 P형 클래딩층(57)과 상기 N형 클래딩층(54) 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33′).
제 3 항에 있어서, 상기 제2 반도체 광 발생층(56)은, 상기 P형 클래딩층(57)에 인접하는 제1 장벽막(563), 상기 제3 반도체 광 발생층(55)에 인접하는 제2 장벽막(561), 그리고 상기 제1 및 제2 장벽막들(563, 561) 사이에 형성되며 복수의 교차하는 피크들(567) 및 밸리들(568)을 갖는 캐리어 제한막(562)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33′).
제 4 항에 있어서, 상기 캐리어 제한막(562)은 Al_(1-x-y)In_yGa_xN(여기서, 0≤x<1이고, 0<y≤1이며, 0≤1-x-y<1이다)의 구조식을 갖는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33′).
제 4 항에 있어서, 상기 제2 반도체 광 발생층(56)은 5% 내지 75% 범위의 밸리 밀도를 가지며, 상기 밸리 밀도는 상기 밸리들(568)의 폭들이 측정된 방향을 따라 상기 제2 반도체 광발생층(56)의 전체 길이에 대한 상기 밸리들(568)의 폭들의 합계의 비율에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33′).
제 1 항에 있어서, 그 상부에서 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)을 이송하는 이송 패드(392), 상기 제2 및 제2 다이들(351, 361)에 전기적으로 연결된 제1 리드 프레임(394), 그리고 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)에 전기적으로 연결된 제2 리드 프레임(393)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33′).
제 7 항에 있어서, 상기 이송 패드(392)는, 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)을 수용하는 수용 리세스(391), 그리고 상기 수용 리세스(391) 내에 충진되어 상기 제1 및 제2 다이들(351, 361)을 캡슐화시키는 투광성 물질을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33′).
제1 일차 색광을 방출하는 제1 다이(351) 및 상기 제1 다이(351)를 이송하는 제1 이송 패드(352)를 갖는 제1 패키지 부재(35); 및

제2 일차 색광 및 제3 일차 색광을 방출하는 제2 다이(361) 및 상기 제2 다이(361)를 이송하는 제2 이송 패드(362, 362′)를 구비하며, 상기 제2 및 제3 일차 색광들이 상기 제1 다이(351)의 상기 제1 일차 색광과 결합되어 백색광을 생성하는 제2 패키지 부재(36, 36′)를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33, 33″).
제 9 항에 있어서, 상기 제2 패키지 부재(36)는, 상기 제2 다이(361)에 전기적으로 연결된 리드 프레임(363, 364), 그리고 상기 제2 이송 패드(362) 상에 형성되며 상기 제2 다이(361)에 전기적으로 연결되는 도전성 지지 유닛(34)을 더 구비하며, 상기 제2 이송 패드(362)는 상기 제2 다이(361)를 수용하는 수용 리세스를 구비하는 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33).
제 9 항에 있어서, 상기 제2 이송 패드(362′)는 상기 제2 다이(361)를 캡슐화시키는 투광성 물질을 구비하며, 상기 제2 패키지 부재(36′)는 상기 제2 다이(361)에 전기적으로 연결되는 리드 프레임(363′, 364′)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백색광 발생 장치(33).
제1 일차 색광을 방출하는 제1 반도체 광 발생층을 갖는 제1 다이(351), 그리고 제2 일차 색광을 방출하는 제2 반도체 광 발생층(56) 및 상기 제2 반도체 광 발생층(56)에 인접하여 형성되어 제3 일차 색광을 방출하는 제3 반도체 광 발생층(55)을 갖는 제2 다이(361)를 구비하는 백색광 발생 장치(33′)를 포함하며,

상기 제1 일차 색광이 상기 제2 및 상기 제3 일차 색광들과 결합되어 백색광을 생성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 모듈(3, 6).