KR20150056025A - 백라이트 유닛 - Google Patents

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KR20150056025A
KR20150056025A KR1020140021512A KR20140021512A KR20150056025A KR 20150056025 A KR20150056025 A KR 20150056025A KR 1020140021512 A KR1020140021512 A KR 1020140021512A KR 20140021512 A KR20140021512 A KR 20140021512A KR 20150056025 A KR20150056025 A KR 20150056025A
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light guide
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정승호
정정화
남기범
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서울반도체 주식회사
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Abstract

박형화를 구현함과 동시에 구성 간의 얼라인먼트 불량을 개선하고, 균일한 광을 제공할 수 있는 백라이트 유닛이 개시된다.
개시된 백라이트 유닛은 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 디바이스 및 발광 디바이스와 나란하게 위치하는 도광판을 포함하고, 도광판은 발광 디바이스와 마주보는 측면 상에 얼라인먼트 패턴을 포함한다.
본 발명의 백라이트 유닛은 400㎛ 이하의 도광판 및 발광 디바이스의 두께에 의해 박형화에 유리한 장점을 갖고, 도광판에 얼라인먼트 패턴이 포함되어 박형화에 따른 도광판과 발광 디바이스의 얼라인먼트 불량을 개선할 수 있고, 도광판 입사면의 균일한 휘도를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 백라이트 유닛은 메탈 기판을 포함하므로, 발광 다이오드 칩의 방열효과를 향상시킬 수 있다.

Description

백라이트 유닛{BACKLIGHT UNIT}
본 발명은 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 박형화를 구현함과 동시에 구성간의 얼라인먼트 불량을 개선하고, 균일한 광을 제공할 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 갖는다.
최근 들어 백라이트 유닛은 표시장치의 슬림화에 따라 보다 슬림화할 수 있는 구조가 제시되고 있다. 그러나, 일반적인 백라이트 유닛은 400㎛ 이상의 두께를 갖는 발광 디바이스의 구조적 한계에 의해 400㎛이하의 슬림화 구현이 곤란한 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고효율 및 박형화를 구현함과 동시에 구성 간의 얼라인먼트 불량을 개선할 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 발광 디바이스가 위치한 도광판의 측면 주변에서 발생하는 불균일한 휘도를 개선할 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 방열 효과가 향상된 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 디바이스; 및 상기 발광 디바이스와 나란하게 위치하는 도광판을 포함하고, 상기 도광판은 상기 발광 디바이스와 마주보는 측면 상에 얼라인먼트 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛은 400㎛ 이하의 도광판 및 발광 디바이스의 두께에 의해 박형화에 유리한 장점을 갖고, 도광판에 얼라인먼트 패턴이 포함되어 박형화에 따른 도광판과 발광 디바이스의 얼라인먼트 불량을 개선할 수 있다.
상기 도광판은 측면에 오목한 홈 패턴을 포함하고, 상기 얼라인먼트 패턴은 상기 오목한 홈 패턴에 수용될 수 있다.
상기 얼라인먼트 패턴은 상기 도광판의 일면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
상기 얼라인먼트 패턴은 한 쌍의 얼라인먼트부를 포함하고, 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스 중 하나의 양측 가장자리와 대응될 수 있다.
상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스의 양측 가장자리와 중첩될 수 있다.
상기 한 쌍의 얼라인먼트부 사이의 간격은 상기 도광판과 마주보는 상기 발광 디바이스의 출사면 폭과 동일하거나 넓을 수 있다.
상기 얼라인먼트 패턴은 반투과 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 디바이스; 및 상기 발광 디바이스와 나란하게 위치하는 도광판을 포함하고, 상기 도광판 및 상기 발광 디바이스는 50㎛~400㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 도광판은 측면에 상기 발광 디바이스의 얼라인먼트를 위한 얼라인먼트 패턴을 포함할 수 있다.
상기 도광판은 측면에 오목한 홈 패턴을 포함하고, 상기 얼라인먼트 패턴은 상기 오목한 홈 패턴에 수용될 수 있다.
상기 얼라인먼트 패턴은 상기 도광판의 일면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
상기 얼라인먼트 패턴은 한 쌍의 얼라인먼트부를 포함하고, 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스 중 하나의 양측 가장자리와 대응될 수 있다.
상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스의 양측 가장자리와 중첩될 수 있다.
상기 한 쌍의 얼라인먼트부 사이의 간격은 상기 도광판과 마주보는 상기 발광 디바이스의 출사면 폭과 동일하거나 넓을 수 있다.
상기 얼라인먼트 패턴은 반투과 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 상기 회로 기판과 상기 발광 디바이스를 전기적으로 연결하는 메탈 기판을 더 포함하되, 상기 메탈 기판은 제1 금속 프레임, 상기 제1 금속 프레임으로부터 이격된 제2 금속 프레임 및 상기 제1 및 제2 금속 프레임 사이에 위치하는 절연층을 포함하고, 상기 발광 디바이스는 상기 제1 및 제2 금속 프레임 각각에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 메탈 기판은 상기 회로기판을 마주보는 하부면, 상기 하부면에 대향하는 상부면 및 측면을 포함하고, 상기 발광 디바이스는 상기 메탈 기판의 상부면 상에 배치되거나, 상기 메탈 기판의 측면 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 금속 프레임 각각은 상부면, 하부면 및 상기 상부면과 하부면을 연결하는 측면들을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 금속 프레임의 측면들 중 적어도 하나는 오목부를 포함할 수 있다.
상기 오목부는 상기 메탈 기판의 상기 상부면으로부터 하부면까지 연장하여 관통할 수 있다.
상기 오목부는 서로 이웃하는 둘 이상의 측면들에 걸쳐 형성될 수 있다.
상기 오목부 내벽면에 코팅된 은 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 메탈 기판은 상기 제2 금속 프레임과 이격되어 배치되는 제3 금속 프레임 및 상기 제2 및 제3 금속 프레임 사이에 위치하는 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 절연층은, 상기 제1 및 제2 금속 프레임 사이에 위치하는 절연부; 상기 제1 금속 프레임과 상기 절연부 사이에 위치하는 제1 접착부; 및 상기 제2 금속 프레임과 상기 절연부 사이에 위치하는 제2 접착부를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 금속 프레임은 알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 발광 디바이스는, 적어도 하나의 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩을 덮는 파장변환층; 상기 파장변환층의 측면을 감싸는 반사층을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩은 플립칩형, 수평형 또는 수직형 발광 다이오드 칩일 수 있다.
상기 얼라인먼트 패턴은 한 쌍의 얼라인먼트부를 포함하고, 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스 중 하나의 양측 가장자리와 대응되게 위치할 수 있다.
상기 한 쌍의 얼라인먼트 부는 상기 발광 디바이스의 양측 가장자리와 중첩될 수 있다.
상기 한 쌍의 얼라인먼트부 사이의 간격은 상기 도광판과 마주보는 상기 발광 디바이스의 출사면 폭과 동일하거나 넓을 수 있다
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 400㎛ 이하의 도광판 및 발광 디바이스의 두께에 의해 박형화에 유리한 장점을 갖고, 도광판의 측면에 얼라인먼트 패턴이 포함되어 박형화에 따른 도광판과 발광 디바이스의 얼라인먼트 불량을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 얼라인먼트 패턴은 반투과 기능을 가지므로 도광판의 입사면 주변에서 균일한 휘도를 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명은 균일한 휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 메탈 기판을 포함하므로, 방열효과가 향상된 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 배면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈과 도광판을 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 정면도이다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 모듈과 도광판을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 광원 모듈들을 도시한 단면도들이다.
도 9은 본 발명의 실시예들에 따른 광원 모듈이 포함하는 발광 디바이스 칩이 메탈 기판 상에 배치된 형태를 나타낸 평면도들이다.
도 10a는 도 1의 발광 디바이스의 구성을 구체적으로 도시한 평면도이고, 도 10b는 도 10a의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 백라이트 유닛이 구비된 표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ'라인을 따라 절단한 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판 및 발광 디바이스를 도시한 평면도이다.
도 14은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도광판 및 발광 디바이스를 도시한 평면도이다.
도 15은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판 및 발광 디바이스를 도시한 평면도이다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈(100)은 발광 디바이스(110) 및 회로기판(140)을 포함한다.
상기 회로기판(140)은 상기 발광 디바이스(110)와 전기적으로 연결되는 기판 패드들(141a, 141b)을 포함하고, 상기 기판 패드들(141a, 141b) 상에는 범프들(150a, 150b)이 위치할 수 있다. 상기 회로기판(140)은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 방열에 유리한 메탈PCB일 수 있다. 상기 회로기판(140)은 장축 및 단축을 갖는 바타입일 수 있다.
상기 발광 디바이스(110)는 발광 다이오드 칩(111), 상기 발광 다이오드 칩(111)을 덮는 파장변환층(120) 및 상기 파장변환층(120)을 덮는 반사층(121)을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(111)은 성장기판(112)과 반도체 적층부(113)를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드 칩(111)은 상기 회로기판(140) 상에 직접 플립 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 상기 회로기판(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 발광 다이오드 칩(111)의 하부면에 노출된 전극 패드들(37a, 37b)과 상기 기판 패드들(141a, 141b)은 상기 범프들(150a, 150b)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 광원 모듈(100)은 와이어를 사용하지 않기 때문에, 와이어를 보호하기 위한 몰딩부를 필요로 하지 않으며, 본딩 패드를 노출하기 위해 파장변환층(120)의 일부를 제거할 필요도 없다. 따라서, 본 발명은 플립칩 타입 발광 다이오드 칩(111)을 채택함으로써 본딩 와이어를 사용하는 발광 다이오드 칩을 사용하는 것에 비해 색편차나 휘도 얼룩 현상을 제거하고, 모듈 제조 공정을 단순화할 수 있다.
상기 파장변환층(120)은 상기 발광 다이오드 칩(111)을 덮을 수 있다. 상기 파장변환층(120)은 상기 발광 다이오드 칩(111)의 상부면 및 측면들을 모두 감싸고, 상기 파장변환층(120)은 형광체를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 상기 발광 다이오드 칩(111)에서 방출된 광을 파장변환할 수 있다. 상기 파장변환층(120)은 발광 다이오드 칩(111)에 코팅되며, 발광 다이오드 칩(111)의 상부면 및 측면들을 일정 두께로 덮을 수 있다. 상기 파장변환층(120)은 상기 발광 다이오드 칩(111)의 상부면을 덮는 영역과, 상기 발광 다이오드 칩(111)의 측면들을 덮는 영역이 동일한 두께일 수 있고, 서로 상이한 두께일 수 있다. 또한, 상기 파장변환층(120)은 광이 출사하는 출사면을 덮는 영역과, 상기 출사면을 제외한 측면들 및 상부면을 덮는 영역이 상이한 두께를 가질 수 있다. 여기서, 상기 출사면은 발광 다이오드 칩(111)의 서로 인접한 두 개의 측면(120a, 120b)과 대응될 수 있다.
상기 반사층(121)은 상기 출사면(EA)으로 정의되는 상기 발광 다이오드 칩(111)의 서로 접하는 3개의 측면들을 제외한 상기 파장변환층(120)의 상부면 및 측면을 덮을 수 있다. 상기 반사층(121)은 상기 파장변환층(120)에 의해 파장변환된 광을 출사면으로 반사시키는 기능을 갖는다. 즉, 상기 반사층(121)은 상기 광원 모듈(100)의 3개의 측면으로 광이 출사되도록 가이드하는 기능을 갖는다. 본 발명의 제1 실시예의 발광 디바이스(110)는 파장변환층(120)의 서로 접하는 3개의 측면들을 노출시키는 반사층(121)의 구성을 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 파장변환층(120)의 일측면을 노출시키는 구조를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 광원 모듈(100)은 일반적인 패키지 형태의 광원 모듈과 대비하여 박형화에 유리한 장점을 갖는다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 정면도이고, 도 3은 상기 광원 모듈을 도시한 배면도이고, 도 3은 상기 광원 모듈과 도광판을 도시한 측면도이다.
도 2는 본 실시예의 광원 모듈(100)의 출사면을 정면으로 바라본 정면도이고, 도 3은 광원 모듈(100)의 출사면의 반대면을 바라본 배면도이고, 도 3은 상기 광원 모듈(100)과 도광판(160)과의 배치 관계를 나타내기 위한 측면도이다. 도 2 및 3을 참조하면, 도 2는 도광판과 서로 마주보는 출사면을 정면으로 도시하였으므로, 출사면의 반대면에 배치된 오목부(440)가 도시되지 않았다. 그러나, 도 3은 광학 모듈(100)의 출사면의 반대면을 도시하였으므로, 오목부(440)가 도시되었다. 도 3은 광학 모듈(100) 및 도광판(160)의 측면도이므로, 오목부(440) 및 절연층(430)은 도시되지 않았다. 다만, 발명의 이해를 돕기 위해 점선으로 메탈 기판(400) 내부에 배치된 오목부(440)의 깊이를 도시하였다. 그러나, 오목부(440)의 깊이는 이에 한정되는 것은 아니고, 다양하게 변형될 수 있다.
도 2 및 3의 광원 모듈(100)은 반사층(121)이 출사면인 발광 디바이스(110)의 일측면을 제외하고 모두 덮는 구조를 개시하고 있지만, 도 1의 광원 모듈(100)과 마찬가지로, 출사면과 서로 인접한 두 개의 측면을 노출시키는 구조, 즉, 3 개의 출사면을 가지는 구조를 더 포함할 수 있다.
이하에서, 본 실시예의 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 2 내지 4의 실시예에 따른 광원 모듈(100)은, 도 1를 참조하여 설명한 광원 모듈(100)과 대체로 유사하나, 발광 디바이스(110)와 회로 기판(140) 사이에 도 1의 전극 패드들(37a, 37b), 기판 패드들(141a, 141b) 및 범프들(150a, 150b)을 제외하고, 메탈 기판(400)이 배치된 점에서 차이가 있다. 이하, 차이점에 대해서 상세히 설명하고, 중복되는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 실시예의 광원 모듈(100)은 발광 디바이스(110)와 회로 기판(140) 사이에 메탈 기판(400)을 포함한다.
메탈 기판(400)은 제1 금속 프레임(410), 제2 금속 프레임(420) 및 절연층(430)을 포함한다. 또한, 도 3을 참조하면, 메탈 기판(400)은 측면에 오목부(440)를 더 포함할 수 있다.
메탈 기판(400)은 발광 디바이스(110)와 회로 기판(140)을 전기적으로 연결할 수 있다. 메탈 기판(400)은 회로 기판(140)을 마주보는 하부면, 하부면과 대향하는 상부면 및 측면을 포함할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 메탈 기판(400)의 상부면에 발광 디바이스(110)가 배치될 수 있다.
제1 및 제2 금속 프레임(410, 420) 각각은 상부면, 하부면 및 상기 상부면과 하부면을 연결하는 측면들을 포함할 수 있다. 제1 금속 프레임(410)과 제2 금속 프레임(420)은 서로 이격될 수 있고, 이격된 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420) 사이에 절연층(430)이 위치할 수 있다.
이에 따라 제1 금속 프레임(410)과 제2 금속 프레임(420)은 서로 전기적으로 절연된다. 절연층(430)은 제1 금속 프레임(410)과 제2 금속 프레임(420)을 서로 분리시킬 수 있으며, 도시된 바와 같이, 제1 금속 프레임(410)의 상부 면적은 제2 금속 프레임(420)의 상부 면적과 동일할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 및 제2 금속 프레임(420)의 상부 면적은 필요에 따라 다양하게 변형이 가능하다.
제1 금속 프레임(410)과 제2 금속 프레임(420)은 서로 다른 극성을 갖는 전극 역할을 할 수 있고, 각각 발광 디바이스(110)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420)은 그 자체로 종래의 리드 프레임 및 기판의 역할을 동시에 할 수 있고, 우수한 전기적 및 열적 특성을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 두 개의 금속 프레임을 포함하는 구조를 개시하였지만, 메탈 기판(400)에 포함되는 금속 프레임의 개수는 제한되지 않는다. 따라서, 필요에 따라 다양한 숫자의 금속 프레임들이 본 실시예와 동일한 방법으로 발광 디바이스와 연결될 수 있다.
또한, 메탈 기판(400)의 하부면은 제1 금속 프레임(410), 제2 금속 프레임(420) 및 절연층(430)의 하부면을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420)의 하부면은 메탈 기판(400)의 하부면에 노출되어, 제1 금속 프레임(410)과 제2 금속 프레임(420)이 효과적으로 전극 역할을 수행할 수 있다.
제1 금속 프레임(410)과 제2 금속 프레임(420)은 Al, Ag, Cu, Ni 등을 포함할 수 있으며, 특히, 본 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420)은 Al을 포함할 수 있다. 이에 따라, 메탈 기판(400)의 가공성이 우수해질 수 있으며, 신뢰성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 발광 디바이스(110)가 UV 영역의 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 경우, Al을 포함하는 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420)의 변색 또는 손상이 방지될 수 있어, 발광 장치의 신뢰성 및 수명이 향상될 수 있다.
절연층(430), 제1 금속 프레임(410) 및 제2 금속 프레임(420)은 서로 나란히 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 금속 프레임(410), 제2 금속 프레임(420) 및 절연층(430)은 하나의 플레이트(plate)와 같은 형태를 가질 수 있다. 따라서, 광학 모듈이 소형화 및 박형화될 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 금속 프레임(410)과 제2 금속 프레임(420)이 리드 형태가 아닌 벌크 형태로 형성될 수 있으므로, 발광 디바이스(110)에서 방출하는 열의 방출 효율이 향상될 수 있다.
절연층(430)은 통상의 기술자에게 알려진 다양한 절연 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 세라믹, 폴리머 물질 등으로 형성될 수 있다. 나아가, 절연층(430)은 TiO2와 같은 광 반사성 물질을 더 포함할 수 있다.
한편, 도 3을 다시 참조하면, 메탈 기판(100)은 발광 디바이스(110)의 출사면과 같은 평면 상에 배치된 측면(정면)과 반대에 위치하는 측면(배면)을 포함하고, 오목부(440)가 상기 반대에 위치하는 측면(배면)에 형성될 수 있다. 오목부(440)는 제1 금속 프레임(410)과 제2 금속 프레임(420) 중 적어도 하나의 측면에 형성될 수 있다. 도 2는 오목부(440)가 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420) 각각의 측면(도 3에서는 배면)에 모두 형성된 상태를 도시하였다.
제1 및 제2 금속 프레임(410, 420) 측면에 형성된 오목부(440)는 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420)의 상부면으로부터 하부면까지 연장하여 관통하는 형상을 가질 수 있으며, 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 예컨데, 오목부(440)는 반원기둥 형상, 사각 기둥 형상 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
오목부(440)의 오목한 정도는 필요에 따라 설정될 수 있으며, 도 4를 참조하면, 점선 영역까지 오목부(440)가 오목한 것을 도시하고 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
오목부(440)는 오목부(440)의 내벽면에 코팅된 은(Ag) 코팅층(미도시)을 포함할 수 있다.
이와 같이 오목부(440)가 메탈 기판(400)의 측면에 위치함으로써, 메탈 기판(400)의 표면적을 확대시켜 방열 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 솔더를 이용한 회로 기판(140)과의 솔더링 시, 솔더크림은 오목부(440) 내부에 위치할 수 있으므로, 솔더의 높이만큼 광원 모듈의 높이를 낮출 수 있다. 그리고, 회로 기판(140) 상에 오목부(440)를 이용하여 발광 디바이스(110)를 보다 정확하게 틸트(tilt) 정렬할 수 있다.
도 2 내지 4에 도시된 발광 다이오드 칩(111)이 플립칩 구조인 경우를 도시하고 있지만, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 칩(111)은 다양한 형태의 발광 다이오드 칩일 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드 칩(111)은 수평형 및 수직형 등 필요에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 발광 다이오드 칩(111)이 수직형 발광 다이오드 칩인 경우에는, 발광 다이오드 칩의 제1 전극이 제1 금속 프레임(410)에 연결되고, 제2 전극은 와이어(미도시)를 통해 제2 금속 프레임(420) 상에 전기적으로 연결된 구조를 가질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 칩(111)이 플립칩 구조의 발광 다이오드 칩인 경우에는, 발광 다이오도 칩의 제1 및 제2 전극 각각은 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420)과 와이어를 통하지 않고 연결될 수 있다. 다만, 본 실시예에 있어서는, 발광 다이오드 칩(111)이 플립칩 구조인 경우에 백라이트 유닛의 박형화에 유리하다. 또한, 도시하지는 않았지만, 메탈 기판(400) 상에 하나 이상의 발광 다이오드 칩(111)이 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 정면도이다. 도 5는 도 2와 마찬가지로, 광원 모듈(100)의 출사면을 정면으로 바라본다.
도 5의 실시예에 따른 광원 모듈(100)은, 도 2를 참조하며 설명한 광원 모듈과(100)과 대체로 유사하나, 메탈 기판(400)이 제1 및 제2 접착부(431, 433)을 포함하는 점에서 차이가 있다.
이하, 차이점에 대해서 상세히 설명하고, 중복되는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 메탈 기판(400)는 제1 금속 프레임(410)과 절연층(430) 사이에는 제1 접착부(431)가, 제2 금속 프레임(420)과 절연층(430) 사이에는 제2 접착부(433)가 배치될 수 있다. 절연층(430)은 절연부일 수 있다.
제1 및 제2 접착부(431, 433)는 각각 절연층(430)과 제1 금속 프레임(410) 및 제2 금속 프레임(420)을 접착할 수 있다. 이에 따라, 절연층(430)과 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420) 간의 접착력을 우수하게 할 수 있다. 또한, 절연층(430)의 두께를 상대적으로 더 두껍게 할 수 있으므로, 더욱 효과적으로 제1 금속 프레임(410)과 제2 금속 프레임(420)이 서로 절연되도록 할 수 있고, 제1 금속 프레임(410)및/또는 제2 금속 프레임(420)의 금속 물질이 밀려 서로 단락되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 절연층(430)은 절연부일 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 상면에서 바라본 단면도이고, 도 7은 상기 광원 모듈과 도광판을 도시한 사시도이다.
도 6의 실시예에 따른 광원 모듈(100)은, 도 2를 참조하여 설명한 광원 모듈(100)과 대체로 유사하나, 발광 디바이스(110)가 배치되는 위치에 있어서 차이점이 있다.
이하, 차이점에 대해서 상세히 설명하고, 중복되는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 6 및 7를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 디바이스(110)는 메탈 기판(400)의 측면 상에 배치될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 광원 모듈(100)는, 메탈 기판(400)과 도광판(160) 사이에 발광 디바이스(110)이 배치되고, 발광 디바이스(110)의 도광판(160)을 마주보는 측면이 출사면이다. 반사부(121)는 발광 디바이스(110)의 출사면을 제외하고, 발광 디바이스(110)의 상부면, 하부면 및 측면들을 둘러쌀 수 있다.
본 실시예에 있어서, 메탈 기판(400)의 상부면에 발광 디바이스(110)가 배치되지 않으므로, 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420)의 상부면 및 오목부(440)의 상단이 노출될 수 있다. 도 6 및 7을 다시 참조하면, 오목부(440)의 상단이 사각형태로 도시되었다. 오목부(400)와 회로 기판(140)이 접촉하는 오목부(400) 내부의 하단은 솔더(미도시)를 통해 회로 기판(140)과 결합될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 광원 모듈들을 도시한 단면도들이다.
도 8의 실시예에 따른 광원 모듈(100)들은, 도 6를 참조하여 설명한 광원 모듈(100)과 대체로 유사하나, 메탈 기판(400)의 형태에 있어서 차이가 있다.
이하, 차이점에 대해서 상세히 설명하고, 중복되는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 8(a)은 발광 디바이스(110)가 플립칩형 발광 다이오드 칩(111)을 포함하는 경우를, 도 8(b)는 발광 디바이스(110)가 수평형 발광 다이오드 칩(111)을 포함하는 경우를, 도 8(c)는 발광 디바이스(110)가 직렬 연결된 두 개의 발광 다이오드 칩(110)을 포함하는 경우를 도시한다. 도 8에 있어서, 발광 다이오드 칩(111)에 관한 3가지 실시예를 도시하였지만, 발광 디바이스(110)가 포함하는 발광 다이오드 칩(111)의 종류 및 배치형태는 이에 제한되지 않고, 다양하게 변형이 가능하다.
도 8을 참조하면, 오목부(440)는 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420) 각각이 포함하는 측면들 중에서 서로 이웃하는 두 개의 측면에 걸쳐서 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 실시예에 따른 오목부(440)는 제1 및 제2 금속 프레임(410, 420) 각각이 포함하는 측면들 중에서, 발광 디바이스(110)가 배치된 측면을 제외한, 두 개의 측면에 걸쳐서 형성될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 메탈 기판(400)의 전체적인 형태에 따라서 서로 이웃하는 세 개 이상의 측면에 걸쳐서 형성될 수 있다.
본 실시예는 다른 실시예들과 비교하여 오목부(440)의 면적을 크게 할 수 있으므로, 보다 용이하게 회로 기판(140) 상에 메탈 기판(400)을 배치할 수 있다. 즉, 솔더링을 통하여 회로 기판(140) 상에 메탈 기판(400)을 실장 할 때, 솔더 영역을 넓힐 수 있기 때문에, 실장 공정이 용이하다.
본 실시예에 있어서, 발광 디바이스(110)가 메탈 기판(400)의 측면에 배치된 경우를 도시하였지만, 발광 디바이스(110)의 위치는 이에 국한 되지 않고, 도 2의 실시예와 같이 메탈 기판(400)의 상부면에 배치될 수 있다.
도 9은 본 발명의 실시예들에 따른 광원 모듈이 포함하는 발광 디바이스 칩이 메탈 기판 상에 배치된 형태를 나타낸 평면도이다.
도 9(a)는 두 개의 발광 다이오드 칩(111)이 수평형으로 직렬 연결된 배치 형태를 도시한다. 구체적으로, 제1 금속 프레임(410)에 하나의 발광 다이오드 칩(111)이, 제2 금속 프레임(410) 상에 하나의 발광 다이오드 칩(111)이 배치된다.
도 9(b)는 두 개의 플립칩형 발광 다이오드 칩(111)이 세 개의 금속 프레임을 가지는 메탈 기판(400) 상에 배치된 형태를 도시한다. 구체적으로, 제1 금속 프레임(410)과 제2 금속 프레임(420)의 상부를 걸쳐서 하나의 발광 다이오드 칩(111)이, 제2 금속 프레임(420)과 제3 금속 프레임(450)의 상부를 걸쳐서 하나의 발광 다이오드 칩(111)이 배치된다.
도 9에서는 두 개의 배치 형태를 도시하였지만, 본 실시예들에 따른 발광 다이오드 칩(111)은 다양한 종류의 발광 다이오드 칩일 수 있고, 발광 다이오드 칩(111)의 배치 숫자 및 배치 형태에 제한되지 않는다. 배치되는 발광 다이오드 칩(111)의 개수와 종류에 따라, 메탈 기판(400)에 포함되는 금속 프레임의 개수는 적절히 조절될 수 있다.
도 10a 및 도 10b를 참조하여 상기 발광 다이오드 칩(111)의 구조를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 10a는 도 1의 발광 디바이스의 구성을 구체적으로 도시한 평면도이고, 도 10b는 도 10a의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 칩은 성장 기판(112)과 반도체 적층부(113)를 포함한다.
상기 반도체 적층부(113)는 상기 성장기판(112) 상에 형성된 제1 도전형 반도체층(23), 제1 도전형 반도체층(23) 상에 서로 이격된 복수의 메사들(M)을 포함한다.
상기 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 성장기판(112) 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, 성장기판(112)의 상부면이 노출될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(23)의 측면 또한 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드 칩(111)은 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 칩(111)은 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 전극패드(37a) 및 제2 전극패드(37b)가 형성된다. 제1 전극패드(37a)는 상부 절연층(35)의 개구부를 통해 전류 분산층(33)에 접속되고, 제2 전극패드(37b)는 상부 절연층(35)의 개구부들을 통해 반사 전극들(30)에 접속한다. 제1 전극패드(37a) 및 제2 전극패드(37b)는 발광 다이오드를 회로 기판 등에 실장하기 위해 범프를 접속하거나 SMT를 위한 패드로 사용될 수 있다.
제1 및 제2 전극패드(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 전극패드(37a, 37b)는 예컨대 Ti, Cr, Ni 등의 접착층과 Al, Cu, Ag 또는 Au 등의 고전도 금속층을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전극패드(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(112)을 개별 발광 다이오드 칩 단위로 분할함으로써 발광 다이오드 칩이 완성된다. 성장 기판(112)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 칩(111)은 일반적인 패키지 형태의 발광 소자와 대비하여 고효율 및 소형화를 구현할 수 있는 장점을 가진다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 백라이트 유닛이 구비된 표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ'라인을 따라 절단한 표시장치를 도시한 단면도이고, 도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판 및 발광 디바이스를 도시한 평면도이다.
도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 표시장치는 영상이 디스플레이되는 표시패널(DP:Display Panel)과, 상기 표시패널(DP)의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트 유닛(BLU: Backlight Unit)과, 상기 표시패널(DP)과 상기 백라이트 유닛(BLU)을 결합시키고, 가장자리 빛샘을 방지하는 차광 테이프(ST)을 포함한다.
상기 표시패널(DP)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판을 포함한다. 상기 표시패널(DP)은 종류에 따라 상기 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판 사이에 액정층을 더 포함할 수 있다. 상기 표시패널(DP)은 패널 구동을 위해 일측에 구동 드라이버(DI)를 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 박막 트랜지스터 기판은 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 기판은 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. 여기서, 상기 공통전극은 박막 트랜지스터 기판에 형성될 수도 있다.
상기 표시패널(DP)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU)은 점광을 면광으로 변환하는 도광판(160)과, 상기 도광판(160)의 적어도 일측에 배치된 광원 모듈(100)과, 상기 도광판(160) 상에 위치한 광학시트들(150)과, 상기 도광판(160)의 하부에 위치한 반사시트(170)를 포함한다.
상기 광원 모듈(100)은 회로 기판(140), 발광 디바이스(110)를 포함한다.
상기 발광 디바이스(110)는 상기 회로 기판(140) 상에 일정 간격 이격되게 실장된다. 도 1 내지 도 8의 실시예들에 따른 광원 모듈(100)들이 포함하는 발광 디바이스(110)는 반사층(121)에 의해 서로 접하는 3개의 측면 또는 1개의 측면으로 광이 출사될 수 있다. 상기 도광판(160)은 입사면을 포함하고, 상기 입사면은 상기 발광 디바이스(110)의 출사면(EA)와 대응되는 일측면으로 정의될 수 있다. 상기 입사면 상에는 발광 디바이스(110)의 얼라인먼트를 위한 얼라인먼트 패턴(161)이 위치한다. 즉, 상기 도광판(160)은 상기 발광 디바이스(110)와 마주보는 일측면에 얼라인먼트 패턴(161)을 포함한다.
상기 얼라인먼트 패턴(161)은 상기 도광판(160) 및 발광 디바이스(110)의 얼라인먼트 기능을 갖는다. 상기 얼라인먼트 패턴(161)은 상기 발광 디바이스(110)와 일대일 대응되어 위치되므로 광원 모듈(100)의 조립시에 얼라인먼트 기준이 된다.
상기 얼라인먼트 패턴(161)은 상기 도광판(160)의 입사면에서 발생하는 불균일한 휘도를 개선하는 기능을 갖는다. 상기 얼라인먼트 패턴(161)은 입사되는 광의 일부를 반사시키고, 다른 일부를 투과시키는 반투과 물질로 이루어진다. 즉, 상기 얼라인먼트 패턴(161)은 인접한 발광 다이오드들(110) 사이에서 중첩되는 광의 일부를 반사시켜 도광판(160)의 입사면에서 균일한 휘도를 제공한다.
상기 얼라인먼트 패턴(161)은 상기 도광판(160)의 일측면에 형성된 홈 패턴에 수용된 구조를 갖는다. 상기 얼라인먼트 패턴(161)은 홈 패턴에 수용되므로 상기 도광판(160)의 입사면은 평평한 구조를 갖는다.
상기 얼라인먼트 패턴(161)은 하나의 발광 디바이스(110)와 대응되는 한 쌍의 얼라인먼트부를 포함한다. 상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스(110)의 양측 가장자리와 대면되게 위치한다. 상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스(110)의 가장자리 일부와 중첩된 구간을 갖는다. 즉, 상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 단일 발광 디바이스(110)의 폭보다 좁은 간격을 갖는다.
상기 도광판(160) 및 발광 디바이스(110)는 400㎛ 이하의 두께를 갖는다. 상기 발광 다바이스(110)는 도 1 및 도 2에서와 같이, 박형화가 가능한 구조를 갖는다. 따라서, 상기 도광판(160)의 두께(h2)와 상기 발광 디바이스(110)의 두께(h1)는 50㎛ 내지 400㎛로 설계될 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛(BLU)은 400㎛ 이하의 도광판(160) 및 발광 디바이스(110)의 두께에 의해 박형화에 유리한 장점을 갖고, 도광판(160)에 얼라인먼트 패턴(161)이 포함되어 박형화에 따른 도광판(160)과 발광 디바이스(110)의 얼라인먼트 불량을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 얼라인먼트 패턴(161)은 반투과 기능을 가지므로 도광판(160)의 입사면 주변에서 균일한 휘도를 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명은 균일한 휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유닛(BLU)을 제공할 수 있다.
도 14은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판 및 발광 디바이스를 도시한 평면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판(260) 및 발광 디바이스(110)는 도광판(260)을 제외하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛과 동일하므로 도광판(260)을 제외한 구성의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 도광판(260)은 발광 디바이스(110)와 마주보는 일측면 상에 얼라인먼트 패턴(261)을 포함한다.
상기 얼라인먼트 패턴(261)은 상기 도광판(260) 및 발광 디바이스(110)의 얼라인먼트 기능을 갖는다. 상기 얼라인먼트 패턴(261)은 상기 발광 디바이스(110)와 일대일 대응되어 위치하므로 광원 모듈의 조립시에 얼라인먼트 기준이 된다.
상기 얼라인먼트 패턴(261)은 상기 도광판(260)의 입사면에서 발생하는 불균일한 휘도를 개선하는 기능을 갖는다. 상기 얼라인먼트 패턴(261)은 입사되는 광의 일부를 반사시키고, 다른 일부를 투과시키는 반투과 물질로 이루어진다. 즉, 상기 얼라인먼트 패턴(261)은 인접한 발광 다이오드들(110) 사이에서 중첩되는 광의 일부를 반사시켜 도광판(260)의 입사면에서 균일한 휘도를 제공한다.
상기 얼라인먼트 패턴(261)은 상기 도광판(260)의 일측면으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조를 갖는다.
상기 얼라인먼트 패턴(261)은 하나의 발광 디바이스(110)와 대응되는 한 쌍의 얼라인먼트부를 포함한다. 상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스(110)의 양측 가장자리와 대면되게 위치한다. 상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스(110)의 가장자리 일부와 중첩된 구간을 갖는다. 즉, 상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 단일 발광 디바이스(110)의 폭보다 좁은 간격을 갖는다.
상기 도광판(260) 및 발광 디바이스(110)는 400㎛ 이하의 두께를 갖는다. 상기 발광 다바이스(110)는 도 1 및 도 2에서와 같이, 박형화가 가능한 구조를 갖는다. 따라서, 상기 도광판(260)의 두께 및 상기 발광 디바이스(110)의 두께는 50㎛ 내지 400㎛로 설계될 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛은 400㎛ 이하의 도광판(260) 및 발광 디바이스(110)의 두께에 의해 박형화에 유리한 장점을 갖고, 도광판(260)에 얼라인먼트 패턴(261)이 포함되어 박형화에 따른 도광판(260)과 발광 디바이스(110)의 얼라인먼트 불량을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 얼라인먼트 패턴(261)은 반투과 기능을 가지므로 도광판(260)의 입사면 주변에서 균일한 휘도를 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명은 균일한 휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
도 15은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판 및 발광 디바이스를 도시한 평면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도광판(360) 및 발광 디바이스(110)는 도광판(360)을 제외하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛과 동일하므로 도광판(360)을 제외한 구성의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 도광판(360)은 발광 디바이스(110)와 마주보는 일측면 상에 얼라인먼트 패턴(361)을 포함한다.
상기 얼라인먼트 패턴(361)은 상기 도광판(360) 및 발광 디바이스(110)의 얼라인먼트 기능을 갖는다. 상기 얼라인먼트 패턴(361)은 상기 발광 디바이스(110)와 일대일 대응되어 위치되므로 광원 모듈의 조립시에 얼라인먼트 기준이 된다.
상기 얼라인먼트 패턴(361)은 상기 도광판(360)의 입사면에서 발생하는 불균일한 휘도를 개선하는 기능을 갖는다. 상기 얼라인먼트 패턴(361)은 입사되는 광의 일부를 반사시키고, 다른 일부를 투과시키는 반투과 물질로 이루어진다. 즉, 상기 얼라인먼트 패턴(361)은 인접한 발광 다이오드들(110) 사이에서 중첩되는 광의 일부를 반사시켜 도광판(360)의 입사면에서 균일한 휘도를 제공한다.
상기 얼라인먼트 패턴(361)은 상기 도광판(360)의 일측면으로부터 외측 방향으로 돌출된 구조를 갖는다.
상기 얼라인먼트 패턴(361)은 하나의 발광 디바이스(110)와 대응되는 한 쌍의 얼라인먼트부를 포함한다. 상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스(110)의 양측 가장자리와 대면되게 위치한다. 상기 한 쌍의 얼라인먼트부 사이의 간격은 상기 도광판(360)과 마주보는 상기 발광 디바이스(110)의 출사면 폭과 동일하거나 넓을 수 있다. 상기 출사면은 상기 도광판(360)과 마주보는 상기 발광 디바이스(110)의 일측면으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(360) 및 발광 디바이스(110)는 400㎛ 이하의 두께를 갖는다. 상기 발광 다바이스(110)는 도 1 및 도 2에서와 같이, 박형화가 가능한 구조를 갖는다. 따라서, 상기 도광판(360)의 두께 및 상기 발광 디바이스(110)의 두께는 50㎛ 내지 400㎛로 설계될 수 있다.
본 발명의 백라이트 유닛은 400㎛ 이하의 도광판(360) 및 발광 디바이스(110)의 두께에 의해 박형화에 유리한 장점을 갖고, 도광판(360)에 얼라인먼트 패턴(361)이 포함되어 박형화에 따른 도광판(360)과 발광 디바이스(110)의 얼라인먼트 불량을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 얼라인먼트 패턴(361)은 반투과 기능을 가지므로 도광판(360)의 입사면 주변에서 균일한 휘도를 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명은 균일한 휘도를 구현할 수 있는 백라이트 유닛을 제공할 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.
M: 메사들
EA: 출사면
23: 제1 도전형 반도체층
25: 활성층
27: 제2 도전형 반도체층
28: 반사층
29: 장벽층
30: 반사 전극들
31: 하부 절연부
33: 전류 분산층
35: 상부 절연부
37a, 37b: 전극 패드
100: 광원 모듈
110: 발광 디바이스
111: 발광 디바이스 칩
112: 성장기판
113: 반도체 적층부
120: 파장변환층
121: 반사층
141a, 141b: 기판 패드
150a, 150b: 범프
160, 260, 360: 도광판
161, 261, 361: 얼라인먼트 패턴
170: 반사시트
400: 메탈 기판
410: 제1 금속 프레임
420: 제2 금속 프레임
430: 절연부
431, 433: 제1 및 제2 접착부
440: 오목부

Claims (30)

  1. 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 디바이스; 및
    상기 발광 디바이스와 나란하게 위치하는 도광판을 포함하고,
    상기 도광판은 상기 발광 디바이스와 마주보는 측면 상에 얼라인먼트 패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도광판은 측면에 오목한 홈 패턴을 포함하고, 상기 얼라인먼트 패턴은 상기 홈 패턴에 수용되는 백라이트 유닛.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 얼라인먼트 패턴은 상기 도광판의 일면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성된백라이트 유닛.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 얼라인먼트 패턴은 한 쌍의 얼라인먼트부를 포함하고, 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스 중 하나의 양측 가장자리와 대응되게 위치하는 백라이트 유닛.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스의 양측 가장자리와 중첩되는 백라이트 유닛.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 한 쌍의 얼라인먼트부 사이의 간격은 상기 도광판과 마주보는 상기 발광 디바이스의 출사면 폭과 동일하거나 넓은 백라이트 유닛.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 얼라인먼트 패턴은 반투과 물질을 포함하는 백라이트 유닛.
  8. 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 디바이스; 및
    상기 발광 디바이스와 나란하게 위치하는 도광판을 포함하고,
    상기 도광판 및 상기 발광 디바이스는 50㎛~400㎛의 두께를 갖는 백라이트 유닛.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 도광판은 측면에 상기 발광 디바이스의 얼라인먼트를 위한 얼라인먼트 패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 도광판은 측면에 오목한 홈 패턴을 포함하고, 상기 얼라인먼트 패턴은 상기 홈 패턴에 수용되는 백라이트 유닛.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 얼라인먼트 패턴은 상기 도광판의 일면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성된 백라이트 유닛.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 얼라인먼트 패턴은 한 쌍의 얼라인먼트부를 포함하고, 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스 중 하나의 양측 가장자리와 대응되게 위치하는 백라이트 유닛.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스의 양측 가장자리와 중첩되는 백라이트 유닛.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 한 쌍의 얼라인먼트부 사이의 간격은 상기 도광판과 마주보는 상기 발광 디바이스의 출사면 폭과 동일하거나 넓은 백라이트 유닛.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 얼라인먼트 패턴은 반투과 물질을 포함하는 백라이트 유닛.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 회로 기판과 상기 발광 디바이스를 전기적으로 연결하는 메탈 기판을 더 포함하되,
    상기 메탈 기판은 제1 금속 프레임, 상기 제1 금속 프레임으로부터 이격된 제2 금속 프레임 및 상기 제1 및 제2 금속 프레임 사이에 위치하는 절연층을 포함하고,
    상기 발광 디바이스는 상기 제1 및 제2 금속 프레임 각각에 전기적으로 연결되는 백라이트 유닛.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 메탈 기판은 상기 회로기판을 마주보는 하부면, 상기 하부면에 대향하는 상부면 및 측면을 포함하고,
    상기 발광 디바이스는 상기 메탈 기판의 상부면 상에 배치되거나, 상기 메탈 기판의 측면 상에 배치된 백라이트 유닛.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 프레임 각각은 상부면, 하부면 및 상기 상부면과 상기 하부면을 연결하는 측면들을 포함하는 백라이트 유닛.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 프레임의 측면들 중 적어도 하나는 오목부를 포함하는 백라이트 유닛.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 오목부는 상기 메탈 기판의 상기 상부면으로부터 상기 하부면까지 연장하여 관통하는 백라이트 유닛.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 오목부는 서로 이웃하는 둘 이상의 측면들에 걸쳐 형성되는 백라이트 유닛.
  22. 청구항 19에 있어서,
    상기 오목부 내벽면에 코팅된 은 코팅층을 더 포함하는 백라이트 유닛.
  23. 청구항 16에 있어서,
    상기 메탈 기판은 상기 제2 금속 프레임과 이격되어 배치되는 제3 금속 프레임 및 상기 제2 및 제3 금속 프레임 사이에 위치하는 절연층을 더 포함하는 백 라이트 유닛.
  24. 청구항 16에 있어서,
    상기 절연층은
    상기 제1 및 제2 금속 프레임 사이에 위치하는 절연부;
    상기 제1 금속 프레임과 상기 절연부 사이에 위치하는 제1 접착부; 및
    상기 제2 금속 프레임과 상기 절연부 사이에 위치하는 제2 접착부를 포함하는 백라이트 유닛.
  25. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 프레임은 알루미늄을 포함하는 백라이트 유닛.
  26. 청구항 16에 있어서,
    상기 발광 디바이스는,
    적어도 하나의 발광 다이오드 칩;
    상기 발광 다이오드 칩을 덮는 파장변환층;
    상기 파장변환층의 측면을 감싸는 반사층을 포함하는 백라이트 유닛.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발광 다이오드 칩은 수평형 또는 수직형 발광 다이오드 칩인 백라이트 유닛.
  28. 청구항 16에 있어서,
    상기 얼라인먼트 패턴은 한 쌍의 얼라인먼트부를 포함하고, 한 쌍의 얼라인먼트부는 상기 발광 디바이스 중 하나의 양측 가장자리와 대응되게 위치하는 백라이트 유닛.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 한 쌍의 얼라인먼트 부는 상기 발광 디바이스의 양측 가장자리와 중첩되는 백라이트 유닛.
  30. 청구항 28에 있어서,
    상기 한 쌍의 얼라인먼트부 사이의 간격은 상기 도광판과 마주보는 상기 발광 디바이스의 출사면 폭과 동일하거나 넓은 백라이트 유닛.
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