KR20140064393A - 백라이트 유닛 - Google Patents

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KR20140064393A
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light
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송영준
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서울반도체 주식회사
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Abstract

슬림화를 구현함과 동시에 가장자리 비발광 영역을 최소화할 수 있는 백라이트 유닛이 개시된다.
개시된 백라이트 유닛은 전체가 평평한 구조의 도광판과, 도광판의 적어도 일측에 구비된 발광 소자와, 도광판 아래에 위치하고, 일측이 발광 소자가 위치한 영역까지 연장된 제1 반사부와, 발광 소자 상에 위치한 제2 반사부 및 도광판, 발광 소자 및 제1 및 제2 반사부를 수납하는 하우징을 포함하고, 하우징은 발광 소자가 수납되는 측부 단면이 하면으로 정의되는 제1 면을 기준으로 상부방향으로 수직하게 연장된 제2 면과, 제2 면을 기준으로 내부방향으로 수직하게 연장된 제3 면을 가진다.

Description

백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 슬림화를 구현함과 동시에 가장자리 비발광 영역을 최소화할 수 있는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적인 백라이트 유닛은 액정표시장치에 광을 제공하기 위한 디스플레이용이나 면 조명 장치용으로 널리 사용되고 있다.
액정표시장치에 구비된 백라이트 유닛은 발광 소자의 위치에 따라 직하방식 또는 에지방식으로 구분된다.
상기 직하방식은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 확산판의 하부면에 복수개의 광원을 배치하여 액정표시패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 것이다. 이러한, 직하 방식의 백라이트 유닛은 에지 방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.
상기 에지방식은 주로 랩탑형 컴퓨터 및 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로 빛의 균일성이 좋고, 수명이 길며, 액정표시장치의 박형화에 유리한 장점을 가진다.
도 1은 일반적인 소형 액정표시장치에 구비된 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 소형 액정표시장치에 구비된 백라이트 유닛(100)은 상면이 개구된 하우징(170)에 반사시트(160), 도광판(150) 및 광학시트들(130)이 수납되고, 상기 하우징(170)의 일측에 회로기판(111) 및 발광 소자(110)가 배치된다.
상기 백라이트 유닛(100)은 상기 회로기판(111) 상부면 및 광학시트들(130)의 상부면 일부에 차광 테이프(190)가 부착되어 하나의 모듈을 구성한다.
도면에 상세히 도시되지는 않았지만, 상기 발광 소자(110)는 발광 다이오드 칩을 포함하고, 상기 발광 다이오드 칩은 프레임 내부에 실장되어 패키지 형태의 구조를 가진다.
상기 도광판(150)은 상기 발광 소자(110)와 인접한 영역으로부터 먼 영역으로 갈수록 두께가 얇아지는 제1 영역(FA)과, 일정한 두께를 가지는 제2 영역(SA)을 포함한다. 여기서, 일반적인 패키지 방식의 발광 소자(110)는 구조적 특징으로 일정 크기 이상의 소형화 구현에 한계가 있다. 따라서, 상기 제1 영역(FA)은 상기 발광 소자(110)의 크기와 대응되는 광의 입사면을 가지며, 상기 제2 영역(SA)의 두께와 대응되도록 점차 얇아지는 구조를 가지게 된다.
일반적인 백라이트 유닛(100)은 점차 두께가 얇아지는 제1 영역(FA)을 포함하는 도광판(150)에 의해 상기 발광 소자(110)로부터 입사되는 광 손실을 최소화할 수 있는 특징을 가진다. 그러나, 일반적인 백라이트 유닛(100)은 상기 발광 소자(110)의 크기에 의해 도광판(150)의 두께를 줄이는데 한계가 있다. 따라서, 점차 얇아지는 최근의 백라이트 유닛의 추세에 대응하기 어려운 문제가 있었다. 더욱이, 상기 제1 영역(FA)은 상부에 경사면(151)이 형성되고, 상기 경사면(151)에 의해 빛샘, 전반사 등에 의한 광 손실이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 백라이트 유닛을 슬림화할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 백라이트 유닛의 가장자리 비발광 영역을 최소화하여 외관품질이 우수한 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 광 효율이 우수한 발광 다이오드 칩을 이용하여 슬림화 구현 및 최소화된 비발광 영역을 가지는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 백라이트 유닛은 전체가 평평한 구조의 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 발광 소자와, 상기 도광판 아래에 위치하고, 일측이 상기 발광 소자가 위치한 영역까지 연장된 제1 반사부와, 상기 발광 소자 상에 위치한 제2 반사부와, 상기 도광판, 상기 발광 소자 및 상기 제1 및 제2 반사부를 수납하는 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 상기 발광 소자가 수납되는 측부 단면이 하면으로 정의되는 제1 면을 기준으로 상부방향으로 수직하게 연장된 제2 면과, 상기 제2 면을 기준으로 내부방향으로 수직하게 연장된 제3 면을 가진다.
상기 하우징 내부의 상기 제2 면 상에 위치한 회로기판을 더 포함한다.
상기 회로기판의 일면은 상기 하우징 내부의 상기 제2 면과 대면되고, 상기 회로기판의 타면에는 상기 발광 소자가 실장된 구조를 가진다.
상기 제1 반사부는 상면이 상기 도광판의 하면 및 상기 발광 소자의 일측면과 대면되고, 상기 제1 반사부의 끝단은 상기 회로기판의 타면 일부와 대면된다.
상기 제2 반사부의 일부는 상기 제2 면과 상기 회로기판 사이까지 연장될 수 있다.
상기 제2 반사부의 상부면 일부는 상기 제3 면 하부면과 접촉될 수 있고, 상기 제2 반사부의 하부면 일부는 상기 회로 기판의 일부와 접촉될 수 있고, 상기 제2 반사부의 하부면 다른 일부는 상기 도광판의 상부면 일부와 접촉될 수 있다.
청구항 1에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 회로기판상에 직접 실장되는 플립칩형 발광 다이오드 칩 및 상기 발광 다이오드 칩의 상면 및 양측면을 덮는 파장변환층을 포함하고, 상기 파장변환층은 상기 발광 다이오드 칩의 상면을 덮는 제1 층과, 상기 발광 다이오드 칩의 양측면을 덮는 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 층보다 두꺼운 두께를 가진다.
상기 도광판 상에 위치한 광학시트들을 더 포함하고, 상기 광학시트들을 고정하고, 빛샘을 방지하기 위해 상기 상부영역과 나란하게 위치하여 상기 광학시트들의 가장자리를 덮는 차광 테이프를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 전체가 평평한 구조의 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 발광 소자 및 상기 도광판 및 상기 발광 소자를 수납하고, 상기 발광 소자가 수납되는 측부 단면이 하면으로 정의되는 제1 면을 기준으로 상부방향으로 수직하게 연장된 제2 면과, 상기 제2 면을 기준으로 내부방향으로 수직하게 연장된 제3 면을 가지는 하우징을 포함하고, 상기 발광 소자는 플립칩형 발광 다이오드 칩과 상기 발광 다이오드 칩의 상면 및 양측면을 덮는 파장변환층을 포함하고, 상기 파장변환층은 상기 발광 다이오드 칩의 상면을 덮는 제1 층과, 상기 발광 다이오드 칩의 양측면을 덮는 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 층보다 두꺼운 두께를 가진다.
하우징의 'ㄷ'자 구조는 위쪽부터 아래쪽으로 상부영역, 측부영역 및 하부영역으로 구분되고, 상기 하우징 내부의 측부영역에 위치한 회로기판을 더 포함한다.
상기 회로기판의 일면은 상기 하우징 내부의 상기 측부영역과 대면되고, 상기 회로기판의 타면에는 상기 발광 소자가 실장된 구조를 가진다.
상기 제1 반사부는 상면이 상기 도광판의 하면 및 상기 발광 소자의 일측면과 대면되고, 상기 제1 반사부의 끝단은 상기 회로기판의 타면 일부와 대면된다.
상기 제2 반사부의 일부는 상기 측부영역과 상기 회로기판 사이까지 연장될 수 있다.
상기 제2 반사부의 상부면 일부는 상기 상부영역 하면과 접촉될 수 있고, 상기 제2 반사부의 하부면 일부는 상기 회로 기판의 일부와 접촉될 수 있고, 상기 제2 반사부의 하부면 다른 일부는 상기 도광판의 상부면 일부와 접촉될 수 있다.
청구항 1에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 회로기판상에 직접 실정되는 플립칩형 발광 다이오드 칩 및 상기 발광 다이오드 칩의 상면 및 양측면을 덮는 파장변환층을 포함하고, 상기 파장변환층은 상기 발광 다이오드 칩의 상면을 덮는 제1 층과, 상기 발광 다이오드 칩의 양측면을 덮는 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 층보다 두꺼운 두께를 가진다.
상기 도광판 상에 위치한 광학시트들을 더 포함하고, 상기 광학시트들을 고정하고, 빛샘을 방지하기 위해 상기 상부영역과 나란하게 위치하여 상기 광학시트들의 가장자리를 덮는 차광 테이프를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 전체가 평평한 구조의 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 발광 소자 및 상기 도광판 및 상기 발광 소자를 수납하고, 상기 발광 소자가 수납되는 측부 단면이 'ㄷ'자 구조인 하우징을 포함하고, 상기 발광 소자는 플립칩형 발광 다이오드 칩과 상기 발광 다이오드 칩의 상면 및 양측면을 덮는 파장변환층을 포함하고, 상기 파장변환층은 상기 발광 다이오드 칩의 상면을 덮는 제1 층과, 상기 발광 다이오드 칩의 양측면을 덮는 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 층보다 두꺼운 두께를 가진다.
도 1은 일반적인 소형 액정표시장치에 구비된 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 백라이트 유닛에 구비된 발광 소자를 개략적인 도시한 단면도이다.
도 3a는 도 2의 발광 다이오드 칩의 구성을 구체적으로 도시한 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 다이오드 칩을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛이 구비된 표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'라인을 따라 절단한 표시장치를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 형상 등이 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 발명의 기술 사상 범위를 벗어나지 않는 정도의 구성요소들의 변경은 한정적인 의미를 포함하지 않으며 본 발명의 기술 사상을 명확하게 표현하기 위한 설명으로 청구항에 기재된 내용에 의해서만 한정될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 백라이트 유닛에 구비된 발광 소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛에 구비된 발광 소자(200)는 발광 다이오드 칩(210) 및 파장변환층(240)을 포함한다.
상기 발광 다이오드 칩(210)은 기판(211) 및 반도체 적층체(213)를 포함하고, 또한 전극 패드들(215a, 215b)을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(210)은 플립칩으로서 전극 패드들(215a, 215b)이 칩 하부에 위치한다.
상기 기판(211)은 반도체층을 성장시키기 위한 성장 기판일 수 있으며, 예컨대 사파이어 기판 또는 질화갈륨 기판일 수 있다. 특히, 상기 기판(211)이 사파이어 기판인 경우, 반도체 적층체(213), 사파이어 기판(211), 파장변환층(240)으로 굴절률이 점차 감소하여 광 추출 효율이 향상될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 상기 기판(211)은 생략될 수 있다.
상기 반도체 적층체(213)는 질화갈륨 계열의 화합물 반도체로 형성되며, 자외선 또는 청색 계열의 광을 방출할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(210)은 회로 기판(미도시) 상에 직접 실장된다. 상기 발광 다이오드 칩(210)은 본딩 와이어를 사용함이 없이 플립 본딩되어 직접 회로 기판상의 인쇄회로에 연결된다. 본 발명은 상기 발광 다이오드 칩(210)을 상기 회로 기판상에 본딩시 와이어를 사용하지 않기 때문에, 와이어를 보호하기 위한 몰딩부를 필요로 하지 않으며, 본딩 패드를 노출하기 위해 파장변환층(240)의 일부를 제거할 필요도 없다. 따라서, 플립칩형 발광 다이오드 칩(210)을 채택함으로써 본딩 와이어를 사용하는 발광 다이오드 칩을 사용하는 것에 비해 색편차나 휘도 얼룩 현상을 제거하고, 모듈 제조 공정을 단순화할 수 있다.
한편, 상기 파장변환층(240)은 발광 다이오드 칩(210)을 덮는다. 도시한 바와 같이, 파장변환층(240)은 상기 발광 다이오드 칩(210)의 상부 및 양측면들을 모두 감싸는 구조로 형성된다. 예컨대 형광체층이 상기 발광 다이오드 칩(210) 상에 형성될 수 있으며, 상기 발광 다이오드 칩(210)에서 방출된 광을 파장변환할 수 있다. 상기 파장변환층(240)은 발광 다이오드 칩(210)에 코팅되며, 발광 다이오드 칩(210)의 상면 및 측면을 일정 두께로 덮을 수 있다.
상기 파장변환층(240)은 발광 다이오드 칩(210)의 양측면을 덮는 제1 층의 두께(t1)보다 상기 발광 다이오드 칩(210)의 상부면을 덮는 제2 층의 두께(t2)가 더 두껍게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 다이오드 칩(210)은 플립칩형으로 상부방향으로 방출되는 광이 양측면으로 방출되는 광보다 많다. 따라서, 본 발명의 발광 다이오드 칩(210)은 원하는 파장대의 광을 얻기 위해서 광이 상대적으로 많이 방출되는 제2 층의 두께(t2)가 상기 제1 층의 두께(t1)보다 두껍게 설계된다.
상기 발광 다이오드 칩(210)에서 방출된 광과 파장변환층(240)을 이용하여 다양한 색상의 광을 구현할 수 있으며, 특히 백색광과 같은 혼합광을 구현할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 파장변환층(240)은 발광 다이오드 칩(210) 상에 미리 형성되어 발광 다이오드 칩(210)과 함께 회로 기판상에 실장될 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여 상기 발광 다이오드 칩(210)의 구조를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3a는 도 2의 발광 다이오드 칩의 구성을 구체적으로 도시한 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 다이오드 칩을 도시한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 칩은 성장 기판(21) 상에 제1 도전형 반도체층(23)이 형성되고, 제1 도전형 반도체층(23) 상에 서로 이격된 복수의 메사들(M)이 형성된다. 복수의 메사들(M)은 각각 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)을 포함한다. 활성층(25)이 제1 도전형 반도체층(23)과 제2 도전형 반도체층(27) 사이에 위치한다. 한편, 복수의 메사들(M) 상에는 각각 반사 전극들(30)이 위치한다.
상기 복수의 메사들(M)은 도시한 바와 같이 일측 방향으로 서로 평행하게 연장하는 기다란 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상은 성장 기판(21) 상에서 복수의 칩 영역에 동일한 형상의 복수의 메사들(M)을 형성하는 것을 단순화시킨다.
한편, 반사 전극들(30)은 복수의 메사(M)들이 형성된 후, 각 메사(M) 상에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 도전형 반도체층(27)을 성장시키고 메사(M)들을 형성하기 전에 제2 도전형 반도체층(27) 상에 미리 형성될 수도 있다. 반사 전극(30)은 메사(M)의 상면을 대부분 덮으며, 메사(M)의 평면 형상과 대체로 동일한 형상을 갖는다.
상기 반사전극들(30)은 반사층(28)을 포함하며, 나아가 장벽층(29)을 포함할 수 있다. 장벽층(29)은 반사층(28)의 상면 및 측면을 덮을 수 있다. 예컨대, 반사층(28)의 패턴을 형성하고, 그 위에 장벽층(29)을 형성함으로써, 장벽층(29)이 반사층(28)의 상면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사층(28)은 Ag, Ag 합금, Ni/Ag, NiZn/Ag, TiO/Ag층을 증착 및 패터닝하여 형성될 수 있다. 한편, 장벽층(29)은 Ni, Cr, Ti, Pt, Rd, Ru, W, Mo, TiW 또는 그 복합층으로 형성될 수 있으며, 반사층의 금속 물질이 확산되거나 오염되는 것을 방지한다.
상기 복수의 메사들(M)이 형성된 후, 제1 도전형 반도체층(23)의 가장자리 또한 식각될 수 있다. 이에 따라, 기판(21)의 상부면이 노출될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(23)의 측면 또한 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드 칩은 복수의 메사들(M) 및 제1 도전형 반도체층(23)을 덮는 하부 절연층(31)을 더 포함한다. 상기 하부 절연층(31)은 특정 영역에서 제1 도전형 반도체층(23) 및 제2 도전형 반도체층(27)에 전기적 접속을 허용하기 위한 개구부들을 갖는다. 예컨대, 하부 절연층(31)은 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시키는 개구부들과 반사전극들(30)을 노출시키는 개구부들을 가질 수 있다.
상기 개구부들은 메사들(M) 사이의 영역 및 기판(21) 가장자리 근처에 위치할 수 있으며, 메사들(M)을 따라 연장하는 기다란 형상을 가질 수 있다. 한편, 개구부들은 메사(M) 상부에 한정되어 위치하며, 메사들의 동일 단부 측에 치우쳐 위치한다.
본 발명의 발광 다이오드 칩은 상기 하부 절연층(31) 상에 형성된 전류 분산층(33)을 포함한다. 상기 전류 분산층(33)은 복수의 메사들(M) 및 제1 도전형 반도체층(23)을 덮는다. 또한, 전류 분산층(33)은 각각의 메사(M) 상부 영역 내에 위치하고 반사 전극들을 노출시키는 개구부들을 갖는다. 상기 전류 분산층(33)은 하부 절연층(31)의 개구부들을 통해 제1 도전형 반도체층(23)에 오믹콘택할 수 있다. 전류 분산층(33)은 하부 절연층(31)에 의해 복수의 메사들(M) 및 반사 전극들(30)로부터 절연된다.
상기 전류 분산층(33)의 개구부들은 전류 분산층(33)이 반사 전극들(30)에 접속하는 것을 방지하도록 각각 하부 절연층(31)의 개구부들보다 더 넓은 면적을 갖는다.
상기 전류 분산층(33)은 개구부들을 제외한 기판(31)의 거의 전 영역 상부에 형성된다. 따라서, 전류 분산층(33)을 통해 전류가 쉽게 분산될 수 있다. 전류 분산층(33)은 Al층과 같은 고반사 금속층을 포함할 수 있으며, 고반사 금속층은 Ti, Cr 또는 Ni 등의 접착층 상에 형성될 수 있다. 또한, 고반사 금속층 상에 Ni, Cr, Au 등의 단층 또는 복합층 구조의 보호층이 형성될 수 있다. 전류 분산층(33)은 예컨대, Ti/Al/Ti/Ni/Au의 다층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드 칩은 전류 분산층(33) 상에 형성된 상부 절연층(35)이 형성된다. 상부 절연층(35)은 전류 분산층(33)을 노출시키는 개구부와 함께, 반사 전극들(30)을 노출시키는 개구부들을 갖는다.
상기 상부 절연층(35)은 산화물 절연층, 질화물 절연층, 이들 절연층의 혼합층 또는 교차층, 또는 폴리이미드, 테플론, 파릴렌 등의 폴리머를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 상부 절연층(35) 상에 제1 패드(37a) 및 제2 패드(37b)가 형성된다. 제1 패드(37a)는 상부 절연층(35)의 개구부를 통해 전류 분산층(33)에 접속되고, 제2 패드(37b)는 상부 절연층(35)의 개구부들을 통해 반사 전극들(30)에 접속한다. 제1 패드(37a) 및 제2 패드(37b)는 발광 다이오드를 회로 기판 등에 실장하기 위해 범프를 접속하거나 SMT를 위한 패드로 사용될 수 있다.
제1 및 제2 패드(37a, 37b)는 동일 공정으로 함께 형성될 수 있으며, 예컨대 사진 및 식각 기술 또는 리프트 오프 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 제1 및 제2 패드(37a, 37b)는 예컨대 Ti, Cr, Ni 등의 접착층과 Al, Cu, Ag 또는 Au 등의 고전도 금속층을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 패드(37a, 37b)는 끝 단부가 동일 평면상에 위치하도록 형성될 수 있으며, 따라서 발광 다이오드 칩이 회로기판상에 동일한 높이로 형성된 도전 패턴 상에 플립 본딩될 수 있다.
그 후, 성장 기판(21)을 개별 발광 다이오드 칩 단위로 분할함으로써 발광 다이오드 칩이 완성된다. 성장 기판(21)은 개별 발광 다이오드 칩 단위로 분할되기 전 또는 후에 발광 다이오드 칩에서 제거될 수도 있다.
이상에서와 같이, 회로기판에 직접 플립 본딩되는 본 발명의 발광 다이오드 칩은 일반적인 패키지 형태의 발광 소자와 대비하여 고효율 및 소형화를 구현할 수 있는 장점을 가진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛이 구비된 표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'라인을 따라 절단한 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 표시장치는 영상이 디스플레이되는 표시패널(DP)과, 상기 표시패널(DP: Display Panel)의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트 유닛(BLU: Backlight Unit)을 포함한다.
상기 표시패널(DP)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판(FS) 및 박막 트랜지스터 기판(SS)을 포함한다. 상기 표시패널(DP)은 종류에 따라 상기 컬러필터 기판(FS) 및 박막 트랜지스터 기판(SS) 사이에 액정층을 더 포함할 수 있다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 박막 트랜지스터 기판(SS)은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT: thin flim transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소전극과 일대일 대응되어 연결된다. 상기 컬러필터 기판(FS)은 각 픽셀에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.
상기 표시패널(DP)의 일측 가장자리에는 구동 드라이버(D-IC)가 실장된다. 상기 구동 드라이버(D-IC)는 상기 외부 신호에 응답하여 표시패널(DP)을 구동시키는 구동신호를 생성한다.
상기 표시패널(DP)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU)은 상면의 일부가 개구된 하우징(270)과, 상기 하우징(270)의 내부 일측에 배치된 회로기판(211)과, 상기 회로기판(211) 상에 실장된 복수의 발광 소자(200)와, 상기 발광 소자(200)와 나란하게 위치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(250)을 포함한다.
또한, 본 발명의 백라이트 유닛(BLU)은 상기 도광판(250) 상에 위치되어 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(230)과, 상기 도광판(250)의 하부에 배치되어 도광판(250)의 하부방향으로 진행하는 광을 표시패널(DP) 방향으로 반사시키는 제1 반사부(261)와, 상기 도광판(250)의 상부에 배치되어 상기 발광 소자(200)로부터의 광을 상기 도광판(250) 내부로 가이드하는 제2 반사부(263)를 포함하고, 상기 광학 시트들(230)의 가장자리 상에 위치하여 빛샘을 방지하고, 상기 광학시트들(230)을 고정하는 차광 테이프(290)를 포함한다.
상기 차광 테이프(290)는 양면에 접착제를 포함하고, 전체가 검정색으로 이루어지고, 백라이트 유닛(BLU)으로부터 출사된 광이 외부로 새어나가거나, 표시패널(DP)의 가장자리로 새어나가는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 하우징(270)은 상기 발광 소자(200)가 구비된 일측의 단면이 'ㄷ'자 구조를 가진다.
상기 ??자 구조는 상기 하우징(270)의 하부면을 제1 면으로 정의하고, 상기 제1 면을 기준으로 상부방향으로 수직하게 연장된 제2 면과, 상기 제2 면으로부터 상기 하우징(27)의 내측방향으로 수직하게 연장된 제3 면을 가지는 구조로 정의할 수 있다.
여기서, 상기 차광 테이프(290)는 상기 'ㄷ'자 구조의 제3 면과 나란하게 위치하고, 서로 중첩구간을 가지지 않는다.
상기 하우징(270)은 일측에만 'ㄷ'자 구조를 가지는 것으로 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 발광 소자(200)의 위치에 따라 백라이트 유닛(BLU)의 양측 또는 3개의 측면 또는 4개의 측면 모두 'ㄷ'자 구조를 가질 수 있다.
상기 회로기판(211)은 상기 하우징(270)의 'ㄷ'자 구조 내측면에 위치한다. 즉, 상기 회로기판(211)의 일면은 상기 'ㄷ'자 구조 상기 제2 면에 고정된다. 즉, 상기 회로기판(211)의 일면과 상기 제2 면 사이에는 점착물질이 형성될 수 있다. 상기 회로기판(211)의 타면은 상기 발광 소자(200)의 하면과 대면된다. 여기서, 상기 발광 소자(200)의 전극이 형성된 면은 하면으로 정의한다.
상기 발광 소자(200)는 발광 다이오드 칩(210) 및 파장변환층(240)을 포함한다. 상기 파장변환층(240)은 발광 다이오드 칩(210)의 양측면을 덮는 제1 층의 두께보다 상기 발광 다이오드 칩(210)의 상면을 덮는 제2 층의 두께가 더 두껍게 형성될 수 있다.
상기 발광 소자(200)의 상면은 상기 도광판(250)의 입사면과 대면된다. 여기서, 상기 입사면은 발광 소자(200)로부터 광이 도광판(250) 내부로 입사되는 도광판(250)의 일측면으로 정의할 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(200)의 측면들은 각각 제1 및 제2 반사부(261, 263)와 대면된다.
상기 제1 및 제2 반사부(261, 263)는 베이스층 표면에 반사물질이 도포되거나, 반사물질로 이루어진 베이스층으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 반사부(261, 263)는 상기 베이스층의 표면에 형성된 점착물질을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사부(261, 263)는 상기 발광 소자(200)를 감싸고, 상기 제1 및 제2 반사부(261, 263) 각각은 상기 도광판(250)의 하부면 전체와 상부면 일부를 덮는다.
상기 제1 반사부(261)는 상기 도광판(250) 하부면 전체와 접촉될 수 있고, 상기 제1 반사부(261)의 일측이 상기 발광 소자(200) 방향으로 연장되어 상기 회로기판(211)의 타면 일부에 접촉되고, 상기 발광 소자(200)의 일측면과 대면될 수 있다. 즉, 상기 제1 반사부(261)의 상부면은 상기 도광판(250)의 하부면 및 상기 발광 소자(200)의 일측면과 대면되고, 상기 제1 반사부(261)의 끝단은 상기 회로기판(211)의 타면 일부와 대면될 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 회로기판(211)의 타면 일부 및 상기 발광 소자(200)의 일측면을 감싸는 상기 제1 반사부(261)에 의해 상기 발광 소자(200)로부터 발광한 광이 도광판(250)으로 손실없이 입사될 수 있다.
상기 제2 반사부(263)는 상기 도광판(250)의 상부면 일부와 접촉되고, 상기 회로기판(211) 일부와 상기 하우징(270의 상기 제3 면 사이에 위치될 수 있다. 즉, 상기 제2 반사부(263)의 상부면 일부는 상기 하우징(270)의 상기 제3 면의 하부면과 접촉되고, 상기 제2 반사부(263)의 하부면 일부는 상기 회로기판(211)의 일부와 접촉되고, 상기 제2 반사부(263)의 하부면 다른 일부는 상기 도광판(250)의 상부면 일부와 접촉될 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛(BLU)은 상기 'ㄷ'자 구조의 하우징(270)과 상기 하우징(270)에 수납된 고효율 플립칩 구조의 발광 소자(200), 상기 제1 및 제2 반사부(261, 263)가 감싸는 구조에 의해 일반적인 백라이트 유닛과 대비하여 전체 두께(t3)를 0.2㎜이상 얇게 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 백라이트 유닛(BLU)은 상기 'ㄷ'자 구조의 하우징(270)과 상기 하우징(270)에 수납된 고효율 플립칩 구조의 발광 소자(200), 상기 제1 및 제2 반사부(261, 263)가 감싸는 구조에 의해 상기 발광 소자(200)를 수납하기 위한 마진을 최소화함으로써, 일반적인 백라이트 유닛과 대비하여 비발광 영역의 폭(W)을 0.4mm 이상 줄일 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(BLU)은 전체적으로 평평하고 얇은 도광판(250)을 적용할 수 있도록 발광 소자(200), 하우징(270), 제1 및 제2 반사부(261, 263)의 최적화된 구조적 특징에 의해서 슬림화에 유리할 뿐만 아니라 비발광 영역을 최소화하여 외관 품질을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
이상에서와 같이 도 5를 참조하여 본 발명의 상기 제1 반사부(261)는 상기 발광 다이오드 칩(210)의 일측면으로부터 일정 간격 이격된 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 상기 제1 반사부(261)와 상기 발광 다이오드 칩(210)의 일측면은 서로 접촉된 구조도 본 발명의 기술 사상에 포함될 수 있다.
이상에서 다양한 실시예들에 대해 설명하였지만, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한 특정 실시예에서 설명한 구성요소는 본원 발명의 사상을 벗어나지 않는 한 다른 실시예에서 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다.
200: 발광 소자 210: 발광 다이오드 칩
220: 파장변환층 261: 제1 반사부
263: 제2 반사부 270: 하우징

Claims (16)

  1. 전체가 평평한 구조의 도광판;
    상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 발광 소자;
    상기 도광판 아래에 위치하고, 일측이 상기 발광 소자가 위치한 영역까지 연장된 제1 반사부;
    상기 발광소자 상에 위치한 제2 반사부; 및
    상기 도광판, 상기 발광 소자 및 상기 제1 및 제2 반사부를 수납하는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징은 상기 발광 소자가 수납되는 측부 단면이 하면으로 정의되는 제1 면을 기준으로 상부방향으로 수직하게 연장된 제2 면과, 상기 제2 면을 기준으로 내부방향으로 수직하게 연장된 제3 면을 가지는 백라이트 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 하우징 내부의 상기 제2 면에 위치한 회로기판을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 회로기판의 일면은 상기 하우징 내부의 상기 제2 면과 대면되고, 상기 회로기판의 타면에는 상기 발광 소자가 실장된 백라이트 유닛.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제1 반사부의 상면이 상기 도광판의 하면 및 상기 발광 소자의 일측면과 대면되고, 상기 제1 반사부의 끝단은 상기 회로기판의 타면 일부와 대면되는 백라이트 유닛.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 제2 반사부의 일부는 상기 제2 면과 상기 회로기판 사이까지 연장된 백라이트 유닛.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 제2 반사부의 상부면 일부는 상기 제3 면의 하부면 일부와 접촉되고, 상기 제2 반사부의 하부면 일부는 상기 회로 기판의 일부와 접촉되고, 상기 제2 반사부의 하부면 다른 일부는 상기 도광판의 상부면 일부와 접촉되는 백라이트 유닛.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 회로기판상에 직접 실장되는 플립칩형 발광 다이오드 칩 및 상기 발광 다이오드 칩의 상면 및 양측면을 덮는 파장변환층을 포함하는 백라이트 유닛.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 파장변환층은 상기 발광 다이오드 칩의 상면을 덮는 제1 층과, 상기 발광 다이오드 칩의 양측면을 덮는 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 층보다 두꺼운 두께를 가지는 백라이트 유닛.
  9. 청구항 2에 있어서, 상기 도광판 상에 위치한 광학시트들을 더 포함하고, 상기 광학시트들을 고정하고, 빛샘을 방지하기 위해 상기 제3면과 나란하게 위치하여 상기 광학시트들의 가장자리를 덮는 차광 테이프를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 전체가 평평한 구조의 도광판;
    상기 도광판의 적어도 일측에 구비된 발광 소자; 및
    상기 도광판 및 상기 발광 소자를 수납하고, 상기 발광 소자가 수납되는 측부 단면이 하면으로 정의되는 제1 면을 기준으로 상부방향으로 수직하게 연장된 제2 면과, 상기 제2 면을 기준으로 내부방향으로 수직하게 연장된 제3 면을 가지는 하우징을 포함하고,
    상기 발광 소자는 플립칩형 발광 다이오드 칩과 상기 발광 다이오드 칩의 상면 및 양측면을 덮는 파장변환층을 포함하고,
    상기 파장변환층은 상기 발광 다이오드 칩의 상면을 덮는 제1 층과, 상기 발광 다이오드 칩의 양측면을 덮는 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 상기 제2 층보다 두꺼운 두께를 가지는 백라이트 유닛.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 하우징 내부의 상기 제2 면에 위치한 회로기판을 더 포함한다.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 도광판 아래에 위치하고, 일측이 상기 발광 소자가 위치한 영역까지 연장된 제1 반사부를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 반사부는 상면이 상기 도광판의 하면 및 상기 발광 소자의 일측면과 대면되고, 상기 제1 반사부의 끝단은 상기 회로기판의 타면 일부와 대면되는 백라이트 유닛.
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 도광판의 상면 일부분 상에 위치한 제2 반사부를 더 포함하고, 상기 제2 반사부의 일부는 상기 제2 면과 상기 회로기판 사이까지 연장되는 백라이트 유닛.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제2 반사부의 상부면 일부는 상기 제3 면의 하부면과 접촉되고, 상기 제2 반사부의 하부면 일부는 상기 회로 기판의 일부와 접촉되고, 상기 제2 반사부의 하부면 다른 일부는 상기 도광판의 상부면 일부와 접촉되는 백라이트 유닛.
  16. 청구항 10에 있어서, 상기 도광판 상에 위치한 광학시트들을 더 포함하고, 상기 광학시트들을 고정하고, 빛샘을 방지하기 위해 상기 제3 면과 나란하게 위치하여 상기 광학시트들의 가장자리를 덮는 차광 테이프를 더 포함하는 백라이트 유닛.전체가 평평한 구조의 도광판;
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