KR20150085381A - 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

간소화된 구성 및 제조공정으로 제조비용을 줄일 수 있는 광원 모듈이 개시된다.
개시된 광원 모듈은 회로기판과, 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩 및 회로기판 상에 형성되어 발광 다이오드 칩을 감싸는 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈는 적어도 1 이상의 곡률 구조의 상부면을 갖는다.
따라서, 본 발명은 칩 레벨에서 넓은 광 지향각을 갖고, 구성을 간소화하여 비용을 절감할 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 본 발명은 일반적인 발광 디바이스의 하우징 및 은(Ag)을 제거하여 하우징 및 은(Ag)에 의한 불량을 방지하여 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛{LIGHT SOURCE MODULE AND BACKLIGHT UNIT HAVING THE SAME}
본 발명은 광원 모듈에 관한 것으로, 특히 간소화된 구성 및 제조공정으로 제조비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 외관품질을 향상시킬 수 있을 광원 모듈 및 이를 구비한 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 에지방식의 백라이트 유닛은 보다 슬림화가 요구되어 발광 디바이스가 주로 사용되고 있다.
일반적인 발광 디바이스는 리세스를 포함하는 하우징의 리드 프레임 상에 발광 다이오드 칩이 실장되고, 형광체 및 수지가 혼합된 파장변환층이 리세스에 채워진 구조를 갖는다. 그러나, 일반적인 발광 디바이스는 리드 프레임의 변색 등으로 수율이 저하되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 2013-0066439호에서는 리드 프레임의 변색을 방지하기 위한 희생 금속을 더 포함한다. 그러나, 발광 디바이스의 구성이 복잡해지므로 제조비용이 증가하고, 광 지향각을 향상시키기 위한 별도의 렌즈가 더 필요하며, 복잡한 구성에 의해 백라이트 유닛의 슬림화가 어려울 뿐만 아니라 비표시 영역을 줄이는데 한계가 있다.
대한민국 공개특허 제2013-0066439호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 간소화된 구성 및 제조공정으로 제조비용을 줄일 수 있는 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 가장자리 비표시 영역을 축소하여 외관 품질을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈은 회로기판; 상기 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩; 및 상기 회로기판 상에 형성되어 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈는 적어도 1 이상의 곡률 구조의 상부면을 갖는다.
상기 렌즈는 상기 발광 다이오드 칩의 하부면과 나란한 평판 구조의 하부면을 갖는다.
상기 렌즈는 상기 상부면으로부터 연장된 평판 구조의 양측면을 갖는다.
상기 렌즈는 반구, 반원통 등의 단면구조를 갖는다.
상기 발광 디바이스는 상부면 및 측면들을 덮는 파장변환층을 포함한다.
상기 렌즈의 상부면 및 측면들을 덮는 파장변환층을 포함한다.
상기 렌즈는 광의 투과율이 높은 물질을 포함한다. 예컨대 상기 렌즈는 실리콘일 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 다이오드 칩 및 상기 회로기판 상에 형성되어 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 렌즈를 포함하는 광원 모듈; 및
상기 광원 모듈과 나란하게 배치되어 상기 렌즈가 수용되는 수용홈을 갖는 도광판을 포함한다.
상기 렌즈는 적어도 1 이상의 곡률 구조의 상부면을 갖는다.
상기 렌즈는 상기 발광 다이오드 칩의 하부면과 나란한 평판 구조의 하부면을 갖는다.
상기 렌즈는 상기 상부면으로부터 연장된 평판 구조의 양측면을 갖는다.
상기 렌즈는 반구, 반원통 등의 단면구조를 갖는다.
상기 발광 다이오드 칩은 상부면 및 측면들을 덮는 파장변환층을 포함한다.
상기 렌즈의 상부면 및 측면들을 덮는 파장변환층을 포함한다.
상기 수용홈은 상기 렌즈와 대응되는 구조를 갖는다.
상기 렌즈는 광의 투과율이 높은 물질을 포함한다. 예컨대 상기 렌즈는 실리콘일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩 및 상기 회로기판 상에 형성되어 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 렌즈를 포함하는 광원 모듈; 및 상기 광원 모듈과 나란하게 배치되어 일측에 파장변환층을 갖는 도광판을 포함하고, 상기 렌즈는 적어도 1 이상의 곡률 구조의 상부면을 갖는다.
본 발명은 칩 레벨에서 넓은 광 지향각을 갖고, 구성을 간소화하여 비용을 절감할 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명은 일반적인 발광 디바이스의 하우징 및 은(Ag)을 제거하여 하우징 및 은(Ag)에 의한 불량을 방지하여 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 렌즈를 포함하는 발광 디바이스 및 상기 렌즈가 수용되는 수용홈을 갖는 도광판에 의해 가장자리의 비표시 영역을 줄여 외관 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도광판의 수용홈에 발광 디바이스가 수용되므로 광 손실을 줄여 광 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 3a는 도 1의 발광 디바이스의 구성을 구체적으로 도시한 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 Ⅱ-Ⅱ'라인을 따라 절단한 발광 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 백라이트 유닛이 구비된 표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ'라인을 따라 절단한 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 광원 모듈 및 도광판을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 소형 백라이트 유닛이 구비된 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7의 광원 모듈 및 도광판을 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 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 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 위치한다. 상기 회로기판(140)은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 방열에 유리한 메탈 PCB일 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 발광 다이오드 칩(111) 상에 위치한 렌즈(200)를 포함한다.
상기 발광 다이오드 칩(111)은 성장기판(112)과 반도체 적층부(113)를 포함한다. 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 연결된다. 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 덮는다. 상기 파장변환층(120)은 상기 발광 다이오드 칩(111)의 상부면 및 측면들을 모두 감싸고, 상기 파장변환층(120)은 형광체 및 수지를 포함한다. 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.
상기 파장변환층(120)은 상기 발광 다이오드 칩(111)을 덮는 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 상기 렌즈(200) 상에 위치할 수도 있다.
상기 렌즈(200)는 상기 발광 다이오드 칩(111)을 덮는 곡률 구조의 상부면을 갖는다. 상기 렌즈(200)는 상기 상부면으로부터 연장되고, 서로 대면되는 평판 구조의 측면들을 갖는다. 상기 렌즈(200)는 상기 발광 다이오드 칩(111)의 하부면과 나란한 평판 구조의 하부면을 갖는다.
본 발명에서 렌즈(200)는 하나의 곡률 구조의 상부면 및 서로 대면되는 평판 구조의 한 쌍의 측면을 포함하는 반원통 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 본 발명의 렌즈(200)는 반구 구조일 수 있고, 적어도 2 이상의 곡률을 갖는 상부면을 포함할 수도 있다. 상기 렌즈(200)는 광의 투과율이 높은 투명한 물질일 수 있다. 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 상기 렌즈(200)는 실리콘 수지일 수 있다.
상기 발광 디바이스(110)의 제조방법은 발광 다이오드 칩(111)의 제조가 완료된 이후에 상기 발광 다이오드 칩(111)을 얼라인 기판 상에 재배열시킨다. 그런 다음 프린팅, 디스펜싱 및 스프레이 등으로 발광 다이오드 칩(111) 상에 렌즈(200)를 형성시킬 수 있다. 상기 렌즈(200)가 형성된 단위 발광 디바이스(110)는 상기 회로기판(140) 상에 실장되어 광원 모듈(100)의 제조가 완료된다. 여기서, 상기 회로기판(140)과 발광 디바이스(110) 사이의 이격된 공간에는 투명한 실리콘 수지가 채워질 수 있다. 또한, 상기 광원 모듈(100)은 상기 렌즈(200) 상에 별도의 렌즈가 더 안착될 수도 있다.
본 발명의 광원 모듈(100)은 일반적인 패키지 형태의 광원 모듈과 대비하여 구성을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 렌즈(200)에 의해 칩 레벨에서 넓은 광 지향각을 갖고, 구성을 간소화하여 비용을 절감할 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명은 일반적인 발광 디바이스의 하우징 및 은(Ag)을 제거하여 하우징 및 은(Ag)에 의한 불량을 방지하여 광원 모듈(100)의 수율을 향상시킬 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여 상기 발광 다이오드 칩(111)의 구조를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2a는 도 1의 발광 디바이스의 구성을 구체적으로 도시한 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 디바이스를 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 칩은 성장 기판(112)과 반도체 적층부(113) 및 제2 반사층(200)을 포함한다. 상기 반도체 적층부(113)는 상기 성장 기판(112)의 일면 상에 형성되고, 상기 제2 반사층(200)은 상기 성장 기판(112)의 타면 상에 형성된다.
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 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 백라이트 유닛이 구비된 표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ'라인을 따라 절단한 표시장치를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 광원 모듈 및 도광판을 도시한 평면도이다.
도 4 내지 도 6에 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 렌즈(200)를 포함하는 발광 디바이스(110) 및 회로기판(140)을 포함한다.
상기 발광 디바이스(110)는 상기 회로기판(140) 상에 일정 간격 이격되게 실장된다. 상기 발광 디바이스(110)는 상기 렌즈(200)에 의해 도광판(160) 방향으로 넓은 광 지향각을 갖는다.
상기 렌즈(200)는 상기 도광판(160)의 일측면과 대면되고, 상기 도광판(160)의 일측면에 위치한 수용홈(161)과 대면되는 곡률 구조의 상부면을 갖는다. 즉, 상기 렌즈(200)는 상기 수용홈(161)의 오목면과 대면되는 상부면을 갖는다. 상기 렌즈(200)는 서로 대면되는 평판 구조의 양측면을 갖고, 상기 양측면 중 하나의 측면은 상기 도광판(160)의 상부면과 나란하게 위치하고, 상기 양측면 중 다른 측면은 상기 도광판(160)의 하부면과 나란하게 위치한다.
상기 도광판(160)은 상기 발광 디바이스(110)와 대응되는 영역에 수용홈(161)을 갖는다. 따라서, 상기 수용홈(161)은 상기 도광판(160)의 일측면 상에서 일정 간격 이격되고, 상기 렌즈(200)가 수용될 수 있도록, 상기 렌즈(200)의 형상과 대응될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 백라이트 유닛(BLU)은 수용홈(161)이 형성된 도광판(160) 및 상기 수용홈(161)에 수용되는 발광 디바이스(110)를 포함하여 표시장치(DP)의 가장자리를 따라 영상이 표시되지 않는 비표시 영역을 최소화하여 외관 품질을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명은 도광판(160)의 수용홈(161)에 발광 디바이스(110)가 수용되므로 광 손실을 줄여 광 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 소형 백라이트 유닛이 구비된 표시장치를 도시한 단면도이고, 도 8은 도 7의 광원 모듈 및 도광판을 도시한 평면도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치는 발광 디바이스(310) 및 도광판(360)를 제외한 구성들이 발명의 일 실시예에 따른 도 4 내지 도 6의 표시장치와 동일하므로 동일한 부호를 병기하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 광원 모듈은 렌즈(200)를 포함하는 발광 디바이스(310) 및 회로기판(140)을 포함한다.
상기 발광 디바이스(310)는 발광 다이오드 칩 및 상기 발광 다이오드 칩 상에 위치한 렌즈(200)를 포함한다. 즉, 상기 발광 디바이스(310)는 파장변환층이 비포함된다.
상기 발광 다이오드 칩은 성장기판과 반도체 적층부를 포함한다. 상기 발광 다이오드 칩은 상기 회로기판(140) 상에 직접 플립 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 상기 회로기판(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 광원 모듈은 와이어를 사용하지 않기 때문에, 와이어를 보호하기 위한 몰딩부를 필요로 하지 않다. 따라서, 본 발명은 플립칩 타입 발광 다이오드 칩을 채택함으로써 본딩 와이어를 사용하는 발광 다이오드 칩을 사용하는 것에 비해 색편차나 휘도 얼룩 현상을 제거하고, 모듈 제조 공정을 단순화할 수 있다.
상기 발광 디바이스(310)는 상기 회로기판(140) 상에 일정 간격 이격되게 실장된다. 상기 발광 디바이스(310)는 상기 렌즈(200)에 의해 도광판(160) 방향으로 넓은 광 지향각을 갖는다.
상기 렌즈(200)는 상기 도광판(360)의 일측면과 대면되고, 곡률 구조의 상부면을 갖는다. 상기 렌즈(200)는 서로 대면되는 평판 구조의 양측면을 갖고, 상기 양측면 중 하나의 측면은 상기 도광판(360)의 상부면과 나란하게 위치하고, 상기 양측면 중 다른 측면은 상기 도광판(360)의 하부면과 나란하게 위치한다. 상기 렌즈(200)는 하나의 곡률 구조의 상부면 및 서로 대면되는 평판 구조의 한 쌍의 측면을 포함하는 반원통 구조를 한정하여 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 본 발명의 렌즈(200)는 반구 구조일 수 있고, 적어도 2 이상의 곡률을 갖는 상부면을 포함할 수도 있다. 상기 렌즈(200)는 광의 투과율이 높은 투명한 물질일 수 있다. 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 상기 렌즈(200)는 실리콘 수지일 수 있다.
상기 도광판(360)은 직육면체 구조를 갖는다. 상기 도광판(360)은 일측면에 위치한 파장변환층(361)을 포함한다. 상기 파장변환층(361)은 형광체 및 수지를 포함한다. 상기 형광체는 상기 발광 디바이스(310)로부터 방출된 광을 파장변환할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 일측에 파장변환층(361)을 포함하는 도광판(360) 및 곡률 구조의 렌즈(200)를 갖는 발광 디바이스(110)를 포함하여 표시장치(DP)의 가장자리를 따라 영상이 표시되지 않는 비표시 영역을 최소화하여 외관 품질을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
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.
161: 수용홈 200: 렌즈

Claims (23)

  1. 회로기판;
    상기 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩; 및
    상기 회로기판 상에 형성되어 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 렌즈를 포함하고,
    상기 렌즈는 적어도 1 이상의 곡률 구조의 상부면을 갖는 광원 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 발광 다이오드 칩의 하부면과 나란한 평판 구조의 하부면을 갖는 광원 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 상부면으로부터 연장된 평판 구조의 양측면을 갖는 광원 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈는 반구 및 반원통 중 어느 하나의 단면구조를 갖는 광원 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩의 상부면 및 측면들을 덮는 파장변환층을 포함하는 광원 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈의 상부면 및 측면들을 덮는 파장변환층을 포함하는 광원 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈는 실리콘 수지를 포함하는 광원 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈와 상기 회로기판 사이에는 실리콘 수지가 채워지는 광원 모듈.
  9. 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩 및 상기 회로기판 상에 형성되어 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 렌즈를 포함하는 광원 모듈; 및
    상기 광원 모듈과 나란하게 배치되어 상기 렌즈가 수용되는 수용홈을 갖는 도광판을 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 렌즈는 적어도 1 이상의 곡률 구조의 상부면을 갖는 백라이트 유닛.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 발광 디바이스의 하부면과 나란한 평판 구조의 하부면을 갖는 백라이트 유닛.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 상부면으로부터 연장된 평판 구조의 양측면을 갖는 백라이트 유닛.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 렌즈는 반구 및 반원통 중 어느 하나의 단면구조를 갖는 백라이트 유닛.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩의 상부면 및 측면들을 덮는 파장변환층을 포함하는 백라이트 유닛.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 렌즈의 상부면 및 측면들을 덮는 파장변환층을 포함하는 백라이트 유닛.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 수용홈은 상기 렌즈와 대응되는 구조를 갖는 백라이트 유닛.
  17. 청구항 9에 있어서,
    상기 렌즈는 실리콘 수지를 포함하는 백라이트 유닛.
  18. 청구항 9에 있어서,
    상기 렌즈와 상기 회로기판 사이에는 실리콘 수지가 채워지는 백라이트 유닛.
  19. 회로기판 상에 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Technology)에 의해 실장되는 적어도 하나 이상의 발광 다이오드 칩 및 상기 회로기판 상에 형성되어 상기 발광 다이오드 칩을 감싸는 렌즈를 포함하는 광원 모듈; 및
    상기 광원 모듈과 나란하게 배치되어 일측에 파장변환층을 갖는 도광판을 포함하고,
    상기 렌즈는 적어도 1 이상의 곡률 구조의 상부면을 갖는 백라이트 유닛.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 발광 디바이스의 하부면과 나란한 평판 구조의 하부면을 갖는 백라이트 유닛.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 렌즈는 상기 상부면으로부터 연장된 평판 구조의 양측면을 갖는 백라이트 유닛.
  22. 청구항 19에 있어서,
    상기 렌즈는 반구 및 반원통 중 어느 하나의 단면구조를 갖는 백라이트 유닛.
  23. 청구항 19에 있어서,
    상기 렌즈는 실리콘 수지를 포함하는 백라이트 유닛.

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