KR20200107010A - 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 백라이트 유닛은 적어도 하나의 트랜지스터가 배치된 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제2 기판 상에 배치되고 적어도 일부 영역이 상기 제1 기판과 접촉하는 방열 시트 및 상기 방열 시트와 상기 제1 기판 사이에 배치되고, 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 광원을 포함하고, 상기 방열 시트는 상기 제1 기판과 접촉하는 제1 영역 및 상기 제1 영역 이외의 영역으로 상기 제1 기판과 이격된 제2 영역을 포함한다.

Description

백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치 {BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 소자 및 회로 소자에서 발생하는 열을 방출하는 방열 시트를 포함하는 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다. 이와 같은 표시 장치들은 다양한 모바일 전자 기기, 예를 들어 스마트폰, 스마트워치, 태블릿 PC 등의 포터블 전자 기기 등을 중심으로 그 적용예가 다양화 되고 있다.
액정 표시 장치의 경우, 백라이트 유닛(Backlight unit)과 표시 패널을 포함하고, 백라이트 유닛으로부터 빛을 받아 표시 패널에서 영상을 표시한다. 백라이트 유닛은 광원과 도광판을 포함하고, 도광판은 측면에 위치한 광원에서 방출되는 광을 표시 패널을 향해 상기 광의 진행 방향을 가이드할 수 있다. 또는 백라이트 유닛은 도광판이 아닌 글라스 기판과 상기 글라스 기판 상부에 위치한 광원을 포함할 수도 있다. 이 경우, 광원에서 방출되는 광은 직접 표시 패널을 향해 진행할 수 있다.
상기 광원은 냉음극형광램프(Cold cathode fluorescent lamp, CCFL) 또는 발광 다이오드(Light emitting diode, LED) 등일 수 있다. 광원은 인쇄회로기판 상에 배치되어 특정 파장대의 광, 예컨대 백색광 또는 청색광을 방출할 수 있다.
한편, 백라이트 유닛이 글라스 기판과 발광 다이오드 광원을 포함하는 경우, 글라스 기판에 회로소자를 실장하고 그 위에 발광 다이오드를 배치하여 광을 표시 패널에 전달할 수 있다. 이 경우, 회로소자와 발광 다이오드가 구동함에 따라 열이 발생하는데, 글라스 기판이 낮은 열전도도를 가짐으로써 상기 열이 원활하게 방출되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광원과 회로소자에서 발생하는 열을 방출하는 방열 시트를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기의 백라이트 유닛을 포함하여 방열 효율이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 적어도 하나의 트랜지스터가 배치된 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제2 기판 상에 배치되고 적어도 일부 영역이 상기 제1 기판과 접촉하는 방열 시트 및 상기 방열 시트와 상기 제1 기판 사이에 배치되고, 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 광원을 포함하고, 상기 방열 시트는 상기 제1 기판과 접촉하는 제1 영역 및 상기 제1 영역 이외의 영역으로 상기 제1 기판과 이격된 제2 영역을 포함한다.
상기 방열 시트의 상면은 상기 제1 영역에 위치하는 제1 면 및 상기 제2 영역에 위치하고 상기 제1 기판과 이격되도록 함몰된 제2 면을 포함하고, 상기 트랜지스터는 상기 제1 면과 접촉하도록 배치되고, 상기 광원은 상기 제2 면과 상기 제1 기판 사이에 배치될 수 있다.
상기 방열 시트의 열전도도는 상기 제1 기판의 열전도도보다 큰 값을 갖고, 상기 광원 및 상기 트랜지스터에서 발생하는 열은 상기 방열 시트로 전달될 수 있다.
상기 제2 면은 적어도 일부 영역이 곡률진 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 면은 적어도 일부 영역이 경사진 경사면 및 상기 제1 기판과 실질적으로 평행한 평탄면을 포함할 수 있다.
상기 제2 면은 적어도 일부 영역이 상기 광원의 상기 방열 시트와 대향하는 영역에 접촉할 수 있다.
상기 광원에서 방출되는 광의 적어도 일부는 상기 제1 기판을 향해 진행할 수 있다.
상기 광원과 상기 제2 면 사이에 배치된 반사층을 더 포함하고, 상기 광원에서 방출된 광 중 적어도 일부는 상기 반사층을 향해 진행할 수 있다.
상기 제1 기판은 상기 트랜지스터와 상기 제1 기판 사이에 배치된 광 차단막을 더 포함하고, 상기 광 차단막은 적어도 일부가 상기 광원과 중첩되도록 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다.
상기 광원에서 방출되는 광 중 적어도 일부는 상기 개구부를 통해 상기 제1 기판으로 진행할 수 있다.
상기 광원과 상기 제1 기판 사이에 배치된 광학 시트를 더 포함할 수 있다.
상기 광학 시트의 굴절률은 상기 광원의 굴절률과 상기 제1 기판의 굴절률 사이의 값을 가질 수 있다.
상기 광학 시트는 상기 광원으로부터 입사된 광의 중심 파장대를 변환하는 파장 변환 입자를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 회로소자층이 실장된 글래스 기판, 상기 글래스 기판과 대향하도록 배치되고, 적어도 일부 영역이 상기 글래스 기판과 접촉하는 방열 기판 및 상기 회로소자층 상에 배치되고 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하고, 상기 방열 기판은 상기 글래스 기판과 접촉하는 제1 영역 및 상기 제1 영역 이외의 영역으로 상기 글래스 기판과 이격된 제2 영역을 포함한다.
상기 방열 기판의 열 전도도는 상기 글래스 기판의 열 전도도보다 클 수 있다.
상기 트랜지스터는 상기 제1 영역과 중첩하도록 배치되어 상기 방열 기판과 접촉하고, 상기 발광 다이오드는 상기 제2 영역과 중첩하도록 배치되어 상기 글래스 기판과 상기 방열 기판 사이에 배치될 수 있다.
상기 방열 기판의 적어도 일부 영역은 상기 발광 다이오드와 접촉할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 백라이트 유닛 및 상기 백라이트 유닛 상부에 배치된 표시 패널을 포함하되, 상기 백라이트 유닛은 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제2 기판 상에 배치되고, 적어도 일부 영역이 상기 제1 기판과 접촉하는 방열 시트 및 상기 방열 시트와 상기 제1 기판 사이에 배치된 적어도 하나의 광원을 포함하고, 상기 방열 시트는 상기 제1 기판과 접촉하는 제1 영역 및 상기 제1 영역 이외의 영역으로 상기 제1 기판과 이격된 제2 영역을 포함하고, 상기 광원은 상기 방열 시트와 상기 제1 기판이 이격된 상기 제2 영역에 배치된다.
상기 방열 시트의 열 전도도는 상기 제1 기판의 열 전도도보다 클 수 있다.
상기 제1 기판은 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 회로소자층을 더 포함하고, 상기 트랜지스터는 상기 제1 영역에서 상기 방열 시트와 접촉하도록 배치될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 백라이트 유닛은 광원과 회로소자층에 접촉하거나 이를 둘러싸도록 배치된 방열 시트를 포함하고, 상기 방열 시트는 열 전도도가 높은 물질을 포함하여 이들이 발생하는 열을 원활하게 전달할 수 있다. 이에 따라 백라이트 유닛은 광원과 회로소자층에서 발생하는 열을 방열 시트를 통해 원활하게 방출할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 백라이트 유닛을 포함하여 방열 효율이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 광원에서 방출되는 광의 진행 방향을 나타내는 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 광원에서 발생하는 열의 전달 방향을 나타내는 개략도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 부분단면도이다.
도 7 내지 도 9는 다른 실시예에 따른 광학 부재를 포함하는 백라이트 유닛을 나타내는 부분 단면도이다.
도 10은 도 9의 A 부분의 확대도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 12는 도 11의 백라이트 유닛의 부분 평면도이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 14 및 도 15는 다른 실시예에 따른 반사층을 포함하는 백라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 16 내지 도 18은 다른 실시예에 따른 방열 시트를 포함하는 백라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 19 내지 도 21은 다른 실시예에 따른 광학 부재를 포함하는 백라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 22 내지 도 27은 다른 실시예에 따른 광 차단막을 포함하는 백라이트 유닛의 부분 평면도이다.
도 28은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서, “상부”, “탑”, “상면”은 Z축 방향을 가리키고, “하부”, “바텀”, “하면”은 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 백라이트 유닛(10)을 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, “좌”는 X축 방향의 반대 방향, “우”는 X축 방향, “상”은 Y축 방향, “하”는 Y축 방향의 반대 방향을 가리킨다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 개략적인 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 백라이트 유닛(10)은 제1 기판(100), 제2 기판(200), 복수의 광원(500), 및 방열 시트(300)를 포함한다. 일 실시예에 다른 백라이트 유닛(10)은 서로 대향하는 제1 기판(100)과 제2 기판(200), 이들 사이에 배치된 복수의 광원(500) 및 방열 시트(300)를 포함할 수 있다.
제1 기판(100)은 백라이트 유닛(10)의 상부면을 형성한다. 제1 기판(100)은 백라이트 유닛(10)의 다른 부재들, 예컨대 제2 기판(200)과 방열 시트(300)를 덮도록 배치될 수 있다. 제1 기판(100)은 상기 부재들을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 제1 기판(100)의 형상은 평면상 직사각형일 수 있다. 도면과 같이 제1 기판(100)은 각 모서리가 만나는 코너부가 각진 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 코너부는 소정의 곡률을 갖고 라운드진 형상일 수도 있다.
제1 기판(100)은 제3 방향(Z축 방향)의 상면과 하면을 포함하고, 후술하는 광원(500)은 제1 기판(100)의 하면 상에 배치된다. 일 실시예에서, 제1 기판(100)의 일 면, 예컨대 제2 기판(200)과 대향하는 하면 상에는 복수의 광원(500)이 배치되고, 제1 기판(100)의 하면은 이를 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 광원(500)은 특정 파장대의 광을 방출할 수 있고, 상기 광 중에서 적어도 일부는 제1 기판(100)의 상면을 향해 진행할 수 있다. 이에 따라, 제1 기판(100)의 상면은 백라이트 유닛(10)에서 방출되는 광이 출사되는 출광면을 형성할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 광원(500)에서 방출된 광 중 적어도 일부는 제1 기판(100)의 반대 방향으로 진행할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 기판(100)은 광원(500)에서 방출되는 광이 투과되도록 투명성 재질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 기판(100)은 유리 기판(glass substrate)일 수 있다. 제1 기판(100)이 유리 기판일 경우, 유리 기판의 하면은 회로소자층 및 광원(500)이 배치되는 면이고, 상면은 광원(500)에서 방출된 광이 진행하는 출광면일 수 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 광원(500)이 배치된 제1 기판(100)을 향해 광이 방출될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에서는 도시하지 않았으나, 제1 기판(100)의 상기 일 면에는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 회로소자층이 배치될 수 있다. 회로소자층은 광원(500)을 구동하는 트랜지스터를 적어도 하나 포함할 수 있으며, 광원(500)은 상기 회로소자층 상에 배치되어 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제1 기판(100)의 하면에는 회로소자층 및 그 위에 광원(500)이 배치되고, 광원(500)은 회로소자층으로부터 전기 신호를 전달받아 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다. 이에 대한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.
제2 기판(200)은 제1 기판(100)과 대향하도록 배치되고, 백라이트 유닛(10)의 하부면을 형성한다. 제2 기판(200)은 백라이트 유닛(10)의 복수의 부재들, 예컨대 제1 기판(100), 방열 시트(300) 등을 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 제2 기판(200)은 실질적으로 제1 기판(100)과 동일한 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 예시적인 실시예에서 제2 기판(200)은 열 전도도가 높은 물질을 포함하여, 제1 기판(100)의 하면에 배치된 광원(500) 및 회로소자층에서 발생하는 열을 백라이트 유닛(10)으로부터 방출할 수 있다. 즉, 제2 기판(200)은 백라이트 유닛(10)의 히트 싱크(Heat sink)의 기능을 수행할 수 있다. 제1 기판(100)이 열전도도가 낮은 유리 기판인 경우, 광원(500)과 회로소자층에서 발생하는 열은 제1 기판(100)을 통해 원활하게 방출되지 않을 수 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 후술하는 방열 시트(300)를 포함하여 상기 열을 제2 기판(200)으로 전달하고 이를 원활하게 방출할 수 있다. 제2 기판(200)은 광원(500)과 회로소자층에서 발생한 열의 방출 경로를 제공할 수 있다.
광원(500)은 제1 기판(100)의 제2 기판(200)과 대향하는 일 면, 즉 도면상 제1 기판(100)의 하면에 배치될 수 있다. 복수의 광원(500)은 제1 기판(100)의 하면 상에 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(500)은 제1 기판(100)의 하면에서 복수의 행과 복수의 열을 이루며 배치될 수 있다. 도면에서는 제1 기판(100)의 하면 상에 정의된 소정의 영역 내에 하나의 광원(500)이 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 광원(500)은 상기 영역 내에 하나 이상 배치될 수 있으며, 상술한 회로소자층의 트랜지스터는 상기 영역 내에 배치된 복수의 광원(500)에 동시에 전기 신호를 전달할 수도 있다.
광원(500)은 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광원(500)은 발광 다이오드(Light emitting diode, LED) 또는 발광 다이오드 칩(LED chip)일 수 있으며, 발광 다이오드(LED)의 광은 제1 기판(100)을 통해 백라이트 유닛(10)에서 방출될 수 있다. 광원(500)의 구체적인 구조에 대한 설명은 후술하기로 한다.
광원(500)은 회로소자층에서 전기 신호를 전달받아 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다. 광원(500)과 회로소자층은 백라이트 유닛(10)의 구동에 따라 열이 발생할 수 있고, 상기 열이 원활히 방출되지 않는 경우 광원(500)과 회로소자층이 손상되거나 불량이 발생할 수도 있다. 특히, 상술한 바와 같이 제1 기판(100)이 유리 기판인 경우, 광원(500)과 회로소자층에서 발생하는 열의 방열 효율이 낮을 수 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이에 배치된 방열 시트(300)를 포함하여 상기 열의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
방열 시트(300)는 제2 기판(200) 상에 배치된다. 방열 시트(300)는 제2 기판(200)과 실질적으로 동일한 형상을 갖되, 제2 기판(200)과 제1 기판(100) 사이에 배치되어 광원(500)을 부분적으로 감싸도록 배치된다. 일 실시예에서, 방열 시트(300)는 적어도 일부는 제1 기판(100)의 하면과 접촉하고, 다른 일부는 광원(500)과 제2 기판(200) 사이에 배치된다. 방열 시트(300)는 제1 기판(100)이 회로소자층의 트랜지스터가 위치하는 영역에서 제1 기판(100)과 접촉할 수 있고, 광원(500)을 둘러싸도록 배치됨으로써 이들이 발생하는 열을 제2 기판(200)으로 원활하게 전달할 수 있다.
예시적인 실시예에서 방열 시트(300)는 제1 기판(100)보다 열전도도가 큰 재료를 포함할 수 있다. 광원(500)과 회로소자층에서 발생하는 열의 대부분은 방열 시트(300)에 의해 제2 기판(200)으로 전달되고, 제2 기판(200)은 상기 열을 백라이트 유닛(10)으로부터 방출할 수 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 방열 시트(300)를 포함하여 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
백라이트 유닛(10)의 구조에 대한 자세한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술한다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다. 도 3에서는 백라이트 유닛(10)에서 하나의 광원(500)을 가로지르는 단면을 도시한다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 서로 대향하는 제1 기판(100) 및 제2 기판(200), 제1 기판(100)의 제2 기판(200)과 대향하는 일 면 상에 배치된 복수의 광원(500) 및 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이에 배치되고 광원(500)을 둘러싸는 방열 시트(300)를 포함할 수 있다.
제1 기판(100)은 제2 기판(200)과 대향하는 일 면인 하면과 반대편 타 면인 상면을 포함한다. 제1 기판(100)의 하면 상에는 적어도 하나의 트랜지스터(120)를 포함하는 회로소자층(100a)이 배치되고, 회로소자층(100a) 상에는 적어도 하나의 광원(500)이 배치될 수 있다. 도면에서는 하나의 광원(500)과 하나의 트랜지스터(120)만이 도시되어 있으나, 제1 기판(100)의 하면 상에는 더 많은 수의 트랜지스터(120)와 광원(500)이 배치될 수 있다.
회로소자층(100a)은 트랜지스터(120) 및 복수의 절연층(110, 130)을 포함할 수 있다. 트랜지스터(120)는 활성층(126), 게이트 전극(121), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함할 수 있다. 절연층(110, 130)은 제1 절연층(110) 및 제2 절연층(130)을 포함한다.
트랜지스터(120)의 활성층(126)은 제1 기판(100)의 하면 상에 배치된다. 다만, 도면에는 도시되지 않았으나, 회로소자층(100a)은 트랜지스터(120)의 활성층(126)과 제1 기판(100) 사이에 배치되는 버퍼층을 더 포함할 수 있다. 이에 따라 활성층(126)은 버퍼층 상에 배치될 수도 있다. 활성층(126)은 산화물 반도체, 실리콘 등을 포함하는 반도체층일 수 있다. 다만 이에 제한되지 않는다.
도면에는 도시되지 않았으나, 활성층(126)은 도체화 영역 및 채널 영역을 포함할 수 있다. 후술하는 게이트 전극(121)과 활성층(126)이 중첩하는 영역은 채널 영역이고, 이를 기준으로 그 이외의 영역은 부분적으로 불순물이 도핑된 도체화 영역일 수 있다. 상기 도체화 영역에는 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)이 접촉할 수 있다.
제1 절연층(110)은 활성층(126) 상에 배치된다. 제1 절연층(110) 상에는 소스 전극(123)과 드레인 전극(124) 및 게이트 전극(121)이 배치된다. 활성층(126)은 제1 절연층(110)을 사이에 두고 게이트 전극(121)과 중첩되어 상술한 채널 영역을 형성할 수 있다. 제1 절연층(110)은 제1 기판(100)의 하면 상에 전면적으로 배치될 수 있다.
제1 절연층(110)에는 제1 절연층(110)을 관통하여 활성층(126)의 일부 영역을 노출시키는 컨택홀이 형성될 수 있다. 제1 절연층(110) 상에 배치된 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 상기 컨택홀을 통해 활성층(126)의 도체화 영역이 접촉할 수 있다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 광원(500)이 배치된 영역까지 일 방향으로 연장될 수 있다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 후술하는 광원(500)의 도전볼(581, 582)과 접촉하여 광원(500)에 전기 신호를 전달할 수 있다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)이 광원(500)의 도전볼(581, 582)과 접촉하는 영역은 평면상의 면적이 확장된 형상을 가질 수 있다. 즉, 트랜지스터(120)의 활성층(126)과 연결되어 연장된 영역은 비교적 좁은 폭을 가진 선형의 형상을 갖되, 도전볼(581, 582)과 접촉하는 영역은 폭 또는 면적이 확장되어 원형, 사각형 등의 형상을 가질 수도 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
또한, 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 상기 일 방향으로 연장되되, 다른 트랜지스터(120)의 소스 전극(123') 및 드레인 전극과 이격되도록 종지할 수 있다. 상기 소스 전극(123') 및 드레인 전극(124)이 이격되어 종지한 영역에는 광원(500)이 배치되고, 광원(500)에서 방출되는 광은 상기 이격된 공간으로 진행할 수 있다.
제2 절연층(130)은 게이트 전극(121), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124) 상에 배치된다. 제2 절연층(130)은 제1 절연층(110)과 같이 제1 기판(100) 상에 전면적으로 배치되되, 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)과 제1 절연층(110)의 일부 영역이 노출되도록 배치될 수 있다. 제2 절연층(130)은 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)을 덮으로 이들을 절연시키되, 광원(500)과 전기적으로 연결되는 영역은 노출시킬 수 있다. 또한, 제2 절연층(130)은 후술하는 방열 시트(300)와 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 상호 절연시킬 수 있다.
도면에서는 회로소자층(100a)의 트랜지스터(120)가 게이트 전극(121)이 활성층(126)의 상면에 배치된 탑-게이트(Top-gate)구조인 것이 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한 회로소자층(100a)은 트랜지스터(120)와 절연층(110, 130) 이외의 더 많은 부재들을 포함할 수도 있다.
광원(500)은 회로소자층(100a) 상에 배치되고, 트랜지스터(120)의 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)과 연결될 수 있다. 하나의 광원(500)은 서로 다른 트랜지스터(120)와 연결되고, 각 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)에 연결될 수 있다. 즉, 하나의 트랜지스터(120)는 서로 다른 두개의 광원(500)과 연결될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 상술한 바와 같이 제1 기판(100) 상의 소정의 영역 내에 배치된 광원(500)의 수에 따라 하나의 트랜지스터(120)에 연결된 광원(500)의 수는 달라질 수 있다.
광원(500)은 회로소자층(100a) 상에 배치되어 트랜지스터(120)의 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)과 연결된다. 광원(500)은 트랜지스터(120)로부터 전기 신호가 인가되면 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광원(500)은 반도체 결정을 포함하는 발광 다이오드(Light emitting diode, LED) 일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광원(500)은 베이스 기판(510), 제1 도전형 반도체(521), 제2 도전형 반도체(522), 활성물질층(530), 복수의 전극층(561, 562) 및 도전볼(581, 582)을 포함한다. 트랜지스터(120)로부터 전달되는 전기 신호는 제1 도전형 반도체(521)와 제2 도전형 반도체(522)를 통해 활성물질층(530)으로 전달되고, 활성물질층(530)은 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다.
구체적으로, 베이스 기판(510)은 광원(500)의 반도체 결정을 지지할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 베이스 기판(510)은 사파이어 기판(Al2O3) 및 유리와 같은 투명성 기판을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, GaN, SiC, ZnO, Si, GaP 및 GaAs 등과 같은 도저ㄴ성 기판으로 이루어질 수도 있다.
제1 도전형 반도체(521)는 베이스 기판(510) 상에 배치된다. 제1 도전형 반도체(521)는 n형 반도체층일 수 있다. 일 예로, 광원(500)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제1 도전형 반도체(521)는 제1 도전형 반도체(521)는 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, n형으로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제1 도전형 반도체(521)는 제1 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제1 도전성 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다.
제1 도전형 반도체(521)는 일 면의 적어도 일부 영역이 내측으로 함몰된 형태를 가질 수 있다. 상기 일 면이 함몰되어 형성되는 상면에는 보조층(550)이 배치될 수 있다. 보조층(550) 상에는 후술하는 제1 전극층(561)이 배치되며, 보조층(550)은 제2 도전형 반도체(522) 상에 배치되는 제2 전극층(562)과 제1 전극층(561)의 단차를 보상하는 기능을 할 수 있다. 보조층(550)은 도전성 물질 또는 반도체 물질을 포함하여 제1 전극층(561)으로 인가되는 전기 신호를 제1 도전형 반도체(521)로 전달할 수 있다.
제2 도전형 반도체(522)는 p형 반도체층일 수 있다. 일 예로, 광원(500)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제2 도전형 반도체(522)는 제1 도전형 반도체(521)는 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, p형으로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제2도전형 반도체(522)는 제2 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제2 도전성 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Se, Ba 등일 수 있다.
활성물질층(530)은 제1 도전형 반도체(521)와 제2 도전형 반도체(522) 사이에 배치된다. 활성물질층(530)은 단일 또는 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 수 있다. 활성물질층(530)이 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 경우, 양자층(quantum layer)과 우물층(well layer)가 서로 교번적으로 복수개 적층된 구조일 수도 있다. 활성물질층(530)은 제1 도전형 반도체(521) 및 제2 도전형 반도체(522)를 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다. 일 예로, 활성물질층(530)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, AlGaN, AlInGaN 등의 물질을 포함할 수 있으며, 특히, 활성물질층(530)이 다중 양자 우물 구조로, 양자층과 우물층에 교번적으로 적층된 구조인 경우, 양자층은 AlGaN 또는 AlInGaN, 우물층은 GaN 또는 AlGaN 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 활성물질층(530)은 발광하는 광의 파장대에 따라 다른 3족 내지 5족 반도체 물질들을 포함할 수도 있다.
복수의 전극층(561, 562)은 각각 보조층(550) 및 제2 도전형 반도체(522) 상에 배치된다. 제1 전극층(561)은 보조층(550) 상에 배치되고, 제2 전극층(562)은 제2 도전형 반도체(522) 상에 배치된다. 또한, 도전볼(581, 582), 예컨대 제1 도전볼(581) 및 제2 도전볼(582)은 각각 제1 전극층(561) 및 제2 전극층(562) 상에 배치된다. 전극층(561, 562) 및 도전볼(581, 582)은 도전성 재료를 포함하여 트랜지스터(120)로부터 전달되는 전기 신호를 제1 도전형 반도체(521) 및 제2 도전형 반도체(522)로 전달할 수 있다. 광원(500)은 도전볼(581, 582)을 통해 트랜지스터(120)의 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 광원(500)의 구조는 이에 제한되지 않으며 경우에 따라서 다른 구조를 가질 수도 있다.
방열 시트(300)는 회로소자층(100a)의 트랜지스터(120)와 광원(500)이 구동함에 따라 발생하는 열을 제2 기판(200)으로 전달하도록 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 방열 시트(300)는 제1 기판(100)보다 열전도도가 큰 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방열 시트(300)는 금속재질을 포함하며, 텅스텐, 알루미늄, 구리 등을 포함할 수 있다. 방열 시트(300)는 트랜지스터(120) 및 광원(500)과 인접하게 배치되고, 열전도도가 높은 물질을 포함하여 이들이 발생하는 열을 원활하게 방출할 수 있다. 특히, 방열 시트(300)는 회로소자층(100a)의 트랜지스터(120)에서 발생하는 열을 효율적으로 방출하기 위해, 적어도 일부 영역이 회로소자층(100a)과 접촉할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방열 시트(300)는 적어도 일부가 제1 기판(100)의 일 면, 예컨대 회로소자층(100a)이 배치된 하면과 접촉하는 제1 영역(CA)과 제1 영역(CA) 이외의 영역으로 제1 기판(100)의 하면과 이격되는 제2 영역(NCA)이 정의될 수 있다. 방열 시트(300)의 상면은 제1 영역(CA)에 위치하는 제1 면(US1)과 제2 영역(NCA)에 위치하는 제2 면(US2)을 포함할 수 있다.
방열 시트(300)의 제1 면(US1)은 제1 기판(100)의 회로소자층(100a), 즉 제2 절연층(130)과 접촉하며 실질적으로 평탄한 면을 형성할 수 있다. 반면에 제2 면(US2)은 방열 시트(300)와 제1 기판(100)이 접촉하지 않고 이격되도록 일부 영역이 함몰된 형상을 가질 수 있다. 도면에서는 제2 면(US2)이 소정의 각도로 경사진 영역을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않고 제2 면(US2)은 곡면을 형성하며 라운드진 형상을 가질 수도 있다.
방열 시트(300)의 상면 중 제1 면(US1)은 제1 기판(100) 또는 회로소자층(100a)과 접촉할 수 있다. 제1 면(US1)이 위치하는 제1 영역(CA)에는 회로소자층(100a)의 트랜지스터(120)가 배치될 수 있다. 트랜지스터(120)에서 발생하는 열은 직접 접촉하는 방열 시트(300)를 통해 효율적으로 제2 기판(200)으로 전달될 수 있다. 상술한 바와 같이, 회로소자층(100a)은 트랜지스터(120)를 덮도록 배치된 제2 절연층(130)을 포함하므로, 금속 재질을 포함하는 방열 시트(300)가 회로소자층(100a)과 접촉하더라도 트랜지스터(120)의 소스 및 드레인 전극(123, 124)과 방열 시트(300)는 상호 절연될 수 있다.
트랜지스터(120)는 상술한 바와 같이 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)이 일 방향으로 연장되어 광원(500)이 위치하는 영역에 배치될 수 있다. 이 경우, 트랜지스터(120)는 부분적으로 제1 영역(CA) 이외의 제2 영역(NCA)에 배치될 수도 있다. 즉, 트랜지스터(120)의 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 적어도 일부 영역이 방열 시트(300)와 이격되도록 배치되어 제1 기판(100)의 하면이 향하는 방향으로 노출될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
방열 시트(300)의 상면 중 제2 면(US2)은 제1 기판(100) 또는 회로소자층(100a)과 이격되도록 형성될 수 있다. 방열 시트(300)의 제2 면(US2)과 제1 기판(100)이 이격되어 형성된 공간에는 광원(500)이 배치될 수 있다. 즉, 광원(500)은 회로소자층(100a) 상에서 방열 시트(300)의 제2 면(US2)이 위치하는 제2 영역(NCA)에 배치될 수 있다. 방열 시트(300)의 제2 면(US2)은 실질적으로 광원(500)을 둘러싸도록 형성되고, 광원(500)에서 발생하는 열을 제2 기판(200)으로 전달할 수 있다.
방열 시트(300)의 제2 면(US2)은 제1 기판(100)과 이격되도록 함몰될 수 있다. 일 예로, 제2 면(US2)은 적어도 일부 영역이 실질적으로 평탄한 평탄면을 형성하고, 다른 영역이 제1 면(US1)과 연결되도록 경사진 경사면을 형성할 수 있다. 이에 따라 방열 시트(300)의 제2 면(US2)이 위치하는 제2 영역(NCA)에는 제1 기판(100)과 방열 시트(300) 사이에 공간이 형성되어 광원(500)이 배치될 수 있다. 제2 면(US2)은 광원(500)과 인접하게 배치되어 광원(500)의 열을 효율적으로 방출시킬 수 있다.
또한, 예시적인 실시예에서, 방열 시트(300)의 제2 면(US2) 중 적어도 일부는 광원(500)과 접촉할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 제2 면(US2) 중 일부 영역, 즉 실질적으로 평탄한 평탄면은 광원(500)의 베이스 기판(510)과 접촉한다. 이 경우, 광원(500)에서 발생하는 열은 베이스 기판(510)을 통해 방열 시트(300)로 원활하게 전달될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제2 면(US2)은 소정의 곡률로 라운드진 형상을 갖거나, 광원(500)은 방열 시트(300)와 접촉하지 않고 이격된 상태로 배치될 수도 있다.
광원(500)이 방출하는 광의 적어도 일부는 제1 기판(100)으로 향하여 백라이트 유닛(10)으로부터 방출될 수 있다. 여기서 제1 기판(100)과 광원(500) 사이의 영역에는 회로소자층(100a)의 소스 전극(123) 또는 드레인 전극(124)이 배치되지 않고, 제1 절연층(110)만이 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이 서로 다른 트랜지스터(120)의 소스 전극(123')과 드레인 전극(124)은 서로 이격되어 종지하고, 광원(500)에서 방출된 광의 적어도 일부는 소스 전극(123') 또는 드레인 전극(124)에 의해 진행이 차단되지 않고 제1 기판(100)을 통해 진행할 수 있다.
또한, 광원(500)과 트랜지스터(120)는 방열 시트(300)와 접촉하거나 인접하게 배치된다. 이들이 발생하는 열은 열전도도가 높은 재료를 포함하는 방열 시트(300)를 통해 제2 기판(200)으로 원활하게 전달되어 방출될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 광원에서 방출되는 광의 진행 방향을 나타내는 개략도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 광원에서 발생하는 열의 전달 방향을 나타내는 개략도이다.
먼저 도 4를 참조하면, 광원(500)은 트랜지스터(120)로부터 전기 신호를 전달받아 활성물질층(530)에서 특정 파장대의 광(EL)을 방출할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광원(500)에서 방출된 광(EL)의 적어도 일부는 제1 기판(100)을 향해 진행할 수 있다. 도면에서는 활성물질층(530)에서 광(EL)이 제3 방향(Z축 방향)으로 방출되어 제1 기판(100)을 향하는 것이 도시되어 있다. 제1 기판(100)과 광원(500) 사이에 배치된 회로소자층(100a)에서, 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)과 다른 트랜지스터의 드레인 전극(124)은 서로 이격되어 배치되고, 광원(500)의 광(EL)은 상기 이격된 공간으로 진행할 수 있다. 상술한 바와 같이 제1 기판(100)은 투명성 재질을 포함하는 기판, 예컨대 유리 기판일 수 있으며, 광원(500)에서 방출된 광(EL)은 제1 기판(100)을 통해 백라이트 유닛(10)에서 방출될 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 광원(500)에서 방출된 광 중에서 적어도 일부는 제1 기판(100)이 아닌 다른 방향, 예컨대 방열 시트(300)의 제2 면(US2)을 향해 진행할 수도 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 광원(500)과 방열 시트(300) 사이에 배치된 반사층(310, 도 6에 도시)을 더 포함하고, 광원(500)에서 방출된 광 중 일부는 반사층(310)에서 반사될 수 있다. 반사층(310)에 대한 자세한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
다음으로 도 5를 참조하면, 회로소자층(100a)의 트랜지스터(120)와 광원(500)은 전기 신호가 인가되어 구동함에 따라 열(H1, H2)을 발생할 수 있다. 트랜지스터(120)는 제1 기판(100)과 방열 시트(300)의 제1 면(US1)과 접촉하도록 배치되나, 트랜지스터(120)에서 발생하는 열(H1) 중 대부분은 열전도도가 더 큰 값을 갖는 방열 시트(300)로 전달될 수 있다. 광원(500)은 제1 기판(100)과 이격되고, 방열 시트(300)의 제2 면(US2)과 접촉할 수 있으므로, 광원(500)에서 발생하는 열(H2) 중 대부분은 방열 시트(300)로 전달될 수 있다.
도면에서는 방열 시트(300)의 제2 면(US2)이 광원(500)과 접촉하여 열(H2)이 상기 접촉한 제2 면(US2)으로 진행하는 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 방열 시트(300)의 제2 면(US2)은 실질적으로 광원(500)을 둘러싸도록 배치됨으로써 제2 면(US2)의 전 영역에서 광원(500)의 열(H2)을 제2 기판(200)으로 전달할 수 있다.
상술한 바와 같이, 방열 시트(300)는 제1 기판(100)에 비해 열 전도도가 큰 값을 갖는 재료를 포함하므로, 트랜지스터(120)와 광원(500)에서 발생하는 열(H1, H2)을 제2 기판(200)으로 원활하게 전달할 수 있다. 제2 기판(200)은 방열 시트(300)에서 전달받은 열(H1, H2)을 백라이트 유닛(10)의 외부로 방출할 수 있으며, 이에 따라 백라이트 유닛(10)의 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 제1 기판(100)과 방열 시트(300) 사이에 배치된 광원(500) 및 트랜지스터(120)를 포함하고, 광원(500)은 방출되는 광(EL)과 열(H2)의 진행 방향이 반대일 수 있다.
한편, 광원(500)에서 방출되는 광은 반드시 제1 기판(100)을 향해 진행하지 않고, 적어도 일부는 방열 시트(300) 또는 그 이외의 방향을 향해 진행할 수도 있다. 백라이트 유닛(10)은 광원(500)에서 방출되는 광의 손실을 방지하기 위해 상기 광들을 제1 기판(100)을 향해 반사시키는 반사층을 더 포함할 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 부분단면도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 광원(500)과 방열 시트(300) 사이에 배치된 반사층(310)을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 광원(500)에서 방출된 광(EL) 중 적어도 일부는 제1 기판(100)이 아닌 다른 방향, 예컨대 방열 시트(300)를 향해 진행할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 광원(500)과 방열 시트(300) 사이, 즉 방열 시트(300)의 제2 면(US2) 상의 적어도 일부 영역에는 반사층(310)이 더 배치되고, 방열 시트(300)로 진행하는 광들을 제1 기판(100)으로 반사시킬 수 있다.
도면에서는 반사층(310)은 광원(500)과 방열 시트(300)의 제2 면(US2)이 중첩하는 영역에 배치된 것을 도시하고 있다. 광원(500)의 활성물질층(530)에서 방출되는 광은 방향성 없이 진행할 수 있으며, 제1 기판(100)과 반대 방향으로 진행하는 광을 반사시키기 위해, 반사층(310)은 광원(500)과 제2 면(US2) 사이에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 반사층(310)은 제2 면(US2)을 전면적으로 덮도록 배치될 수도 있다.
반사층(310)은 반사율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 반사층(310)은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 란타늄(La) 또는 이들의 합금, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도면에 도시된 바와 같이, 광원(500)에서 방출되어 방열 시트(300) 또는 제2 면(US2)으로 향하는 광은 반사층(310)에서 반사되어 제1 기판(100)을 향해 진행할 수 있다(도 6의 EL'). 이에 따라 광원(500)에서 방출된 광의 대부분은 제1 기판(100)으로 진행할 수 있으며, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(10)은 방출되는 광의 효율을 향상시키기 위해, 복수의 광학 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 광학 부재는 광원(500)에서 방출되는 광이 반사되거나 굴절되는 것을 방지할 수 있고, 경우에 따라서는 입사되는 광을 흡수하여 다른 파장대의 광으로 변환시킬 수도 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 복수의 광학 부재를 포함할 수 있고, 광학 부재는 확산 시트(710), 저굴절층(720) 및 파장 변환층(730)을 포함할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 다른 실시예에 따른 광학 부재를 포함하는 백라이트 유닛을 나타내는 부분 단면도이다.
먼저 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 제1 기판(100) 상에 배치되는 확산 시트(710)를 포함할 수 있다.
확산 시트(710)는 광원(500)으로부터 제1 기판(100)을 통해 방출되는 광(EL)을 확산시키는 기능을 수행할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1 기판(100)에서 방출되는 광은 확산 시트(710)로 입사되고, 확산 시트(710)는 상기 광들을 방향성 없이 확산시킬 수 있다(도 7의 EL"). 확산 시트(710)는 백라이트 유닛(10)에서 방출되는 광이 특정 방향으로만 진행하지 않도록 이를 확산시킬 수 있다. 이에 따라 백라이트 유닛(10)은 확산 시트(710)를 통해 균일한 밀도의 광을 방출할 수 있다.
한편, 광원(500)의 활성물질층(530)에서 방출된 광은 제2 도전형 반도체(522)를 통해 제1 기판(100)을 향해 진행한다. 상술한 바와 같이 광원(500)은 제1 기판(100)과 이격되어 배치되고, 제2 도전형 반도체(522)와 제1 기판(100) 사이에는 일부 이격된 간격이 존재할 수 있다. 활성물질층(530)에서 방출된 광은 제2 도전형 반도체(522)와 제1 기판(100) 사이의 경계에서 반사되어 다른 방향으로 진행할 수도 있다. 또한 상기 광은 경우에 따라서 제2 도전형 반도체(522)에서 방출되더라도, 제1 기판(100)에 입사되지 못하고 반사될 수도 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 광원(500)의 제2 도전형 반도체(522)와 제1 기판(100) 사이의 굴절률 차이를 줄여주는 저굴절층(720)을 더 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 광원(500)과 제1 기판(100) 사이에 배치된 저굴절층(720)을 더 포함할 수 있다. 저굴절층(720)은 광원(500)과 제1 기판(100) 사이, 즉 제2 도전형 반도체(522) 상에 배치될 수 있다. 저굴절층(720)의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 도면에 도시된 바와 같이 저굴절층(720)은 외면이 곡률진 렌즈형상을 가질 수 있고, 또는 시트형의 형상을 가질 수도 있다. 저굴절층(720)은 제1 기판(100)과 소정의 간격으로 이격되도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 저굴절층(720)은 제1 기판(100)과 광원(500)의 이격된 공간을 충진하도록 배치될 수도 있다.
저굴절층(720)은 광원(500)과 제1 기판(100) 사이의 굴절률 차이를 줄여주는 기능을 수행한다. 저굴절층(720)의 굴절률은 광원(500), 즉, 제2 도전형 반도체(522)의 굴절률과 제1 기판(100)의 굴절률 사이의 값을 가질 수 있다. 광원(500)의 활성물질층(530)에서 방출되어 제2 도전형 반도체(522)으로 진행하는 광(EL"')은 저굴절층(720)과의 계면에서 반사되는 확률이 감소할 수 있다. 제2 도전형 반도체(522)와 저굴절층(720) 사이의 굴절률 차이가 작기 때문에 광원(500)에서 방출된 광은 대부분이 반사되지 않고 저굴절층(720)으로 진행할 수 있다. 저굴절층(720)을 통과하는 광(EL"')은 제1 기판(100)과의 계면에서도 대부분이 반사되지 않고 진행할 수 있다. 저굴절층(720)을 포함하는 백라이트 유닛(10)은 광원(500)과 제1 기판(100) 사이에서 반사되어 손실되는 광량을 감소시켜 광 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 백라이트 유닛(10)은 광원(500)에서 방출된 광의 파장대를 변환시키는 파장 변환층(730)을 더 포함할 수 있다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은 입사되는 광의 중심 파장대역을 변환시키는 파장 변환층(730)을 더 포함할 수 있다. 파장 변환층(730)은 제1 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 광원(500)에서 방출된 광(도 9의 EL1)은 제1 기판(100)을 통해 백라이트 유닛(10)에서 출사되기 전에 파장 변환층(730)으로 입사될 수 있다.
파장 변환층(730)은 제1 기판(100)의 상면에 전면적으로 배치될 수 있다. 제1 기판(100)과 방열 시트(300) 사이에는 복수의 광원(500)이 배치되고, 제1 기판(100)의 상면을 향해 전면적으로 광(EL1)이 방출될 수 있다. 제1 기판(100)의 상면에서 방출되는 광(EL1)들은 파장 변환층(730)으로 입사되고, 파장 변환층(730)은 제1 광(EL1)과 다른 파장대를 갖는 제2 광(EL2)을 방출할 수 있다. 파장 변환층(730)은 광원(500)에서 방출되는 광의 파장대를 변환시킴으로써, 백라이트 유닛(10)은 광원(500)에서 방출되는 광과 다른 파장대, 또는 다른 색을 갖는 광을 방출할 수 있다.
일 실시예예 따른 파장 변환층(730)은 광원(500)으로부터 입사된 제1 광(EL1)을 다른 파장대를 갖는 제2 광(EL2)으로 변환시키는 파장 변환 입자(735)를 포함할 수 있다.
도 10은 도 9의 A 부분의 확대도이다.
도 10을 참조하면, 파장 변환층(730)은 적어도 하나의 파장 변환 입자(735)를 포함할 수 있다. 파장 변환 입자(735)는 광원(500)으로부터 입사된 제1 광(EL1)을 다른 파장대를 갖는 제2 광(EL2)으로 변환시켜 방출할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이 파장 변환 입자(735)는 입자의 크기가 나노미터 단위이고, 구형(sphere)의 형태를 갖고 코어-쉘 구조의 양자점(quantum dot), 양자 막대, 형광체 또는 페로브스카이트(perovskite) 물질 등일 수 있다.
일 예로, 파장 변환 입자(735)는 입자의 크기가 2nm 내지 300nm, 5nm 내지 200nm, 10nm 내지 100nm 또는 20nm 내지 50nm의 범위를 가질 수 있다. 파장 변환 입자(735)가 양자점인 경우, 상기 양자점은 반도체 나노 결정 물질일 수 있다. 양자점은 입자의 크기, 코어-쉘 구조 내의 물질의 종류를 달리하여 특정 밴드갭(band gap)을 갖도록 조절될 수 있고, 변환된 제2 광(EL2)이 갖는 중심 파장대를 조절할 수 있다. 양자점의 반도체 나노 결정의 예로는 IV족계 나노 결정, II-VI족계 화합물 나노 결정, III-V족계 화합물 나노 결정, IV-VI족계 나노 결정 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 파장 변환 입자(735)는 파장 변환층(730) 내에서 광 투과성 수지(미도시) 상에 분산된 수 있다. 광 투과성 수지는 파장 변환층(730)으로 입사되는 광을 흡수하지 않으면서, 파장 변환 입자(735)의 광 흡수 및 방출에 영향을 주지 않는 재료이면 특별히 제한되지 않는다.
파장 변환층(730)으로 입사된 제1 광(EL1) 중 적어도 일부는 파장 변환 입자(735)로 입사되어 제2 광(EL2)으로 변환되고, 나머지 잔부는 파장 변환층(730)을 통과하여 백라이트 유닛(10)에서 방출될 수 있다. 백라이트 유닛(10)에서 방출되는 광은 광원(500)의 제1 광(EL1)과 파장 변환층(730)의 제2 광(EL2)이 혼합된 광일 수 있다. 또는, 파장 변환층(730)이 다양한 종류의 파장 변환 입자(735)를 포함하여, 서로 다른 파장대를 갖는 제2 광(EL2) 들을 방출할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 파장 변환층(730)은 적어도 한 종 이상의 파장 변환 입자(735)를 포함하여, 파장 변환층(730)에서 방출되는 제2 광(EL2)은 서로 다른 파장대의 광들이 혼합된 혼합광일 수 있다. 일 예로, 백라이트 유닛(10)은 광원(500)은 청색 파장대의 광을 방출하고, 파장 변환층(730)은 상기 청색 파장대의 광을 백색 파장대의 혼합광으로 변환시켜 방출할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 9에서는 파장 변환층(730)이 제1 기판(100) 상에 배치된 것을 도시하고 있으나, 파장 변환층(730)은 광원(500)에서 방출되는 광이 입사될 수 있으면, 그 구조나 배치는 달라질 수 있다. 예컨대, 저굴절층(720)과 같이, 파장 변환층(730)은 광원(500)과 제1 기판(100) 사이에 배치될 수도 있다. 파장 변환층(730)의 다양한 실시예는 다른 도면이 참조된다.
한편, 상술한 바와 같이 제1 기판(100)은 광원(500)의 광이 투과될 수 있도록 투명한 재질을 포함하므로, 외부에서 입사되는 광도 제1 기판(100)을 투과하여 제1 기판(100)의 하면에 배치된 트랜지스터(120)로 입사될 수도 있다. 이를 방지하지 위해, 제1 기판(100)은 회로소자층(100a)의 하부에 배치된 광 차단막(150)을 더 포함할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 부분 단면도이다. 도 12는 도 11의 백라이트 유닛의 부분 평면도이다. 도 12는 도 11의 백라이트 유닛(10)에서 방열 시트(300)의 제2 영역(NCA)의 평면도인 것으로 이해될 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 백라이트 유닛(10)의 제1 기판(100)은 회로소자층(100a)과 제1 기판(100)의 하면 사이에 배치된 광 차단막(150)을 더 포함할 수 있다.
광 차단막(150)은 제1 기판(100)의 상면을 통해 입사되는 외부의 광들이 회로소자층(100a)으로 입사되는 것을 방지할 수 있다. 광 차단막(150)은 적어도 트랜지스터(120)와 중첩되도록 배치되며, 트랜지스터(120)의 활성층(126)으로 광이 입사되는 것을 방지할 수 있다. 일 예로, 광 차단막(150)은 광의 투과를 차단하는 불투명한 금속 물질로 형성될 수 있다.
광 차단막(150)은 제1 기판(100)과 회로소자층(100a) 사이에 배치되되 광원(500)에서 방출되는 광이 제1 기판(100)을 통해 진행할 수 있도록 회로소자층(100a)의 일부 영역에는 배치되지 않을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광 차단막(150)은 광원(500)과 적어도 일부 영역이 중첩된 개구부(150P)를 포함할 수 있다. 개구부(150P)는 광원(500)과 적어도 일부가 중첩되도록 배치되며, 광원(500)에서 방출된 광은 광 차단막(150)이 배치되지 않은 개구부(150P)를 통해 제1 기판(100)으로 진행할 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 광 차단막(150)은 제1 기판(100)의 하면에 배치되고, 방열 시트(300)의 제2 영역(NCA)에 배치된 광원(500)이 노출되도록 개구부(150P)가 형성될 수 있다. 광 차단막(150)은 제1 기판(100)의 하면에 배치된 광원(500)을 따라 개구부(150P)가 배치될 수 있다. 즉, 광 차단막(150)은 복수개의 개구부(150P)가 방열 시트(300)의 제2 영역(NCA)과 중첩하도록 배치될 수 있다.
광 차단막(150)은 하나의 광원(500)과 중첩되는 적어도 하나의 개구부(150P)를 포함할 수 있다. 개구부(150P)는 하나의 개구부(150P)가 하나의 광원(500)을 전면적으로 노출하도록 형성될 수 있고, 복수개의 개구부(150P)가 하나의 광원(500)을 부분적으로 노출하도록 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면 어느 한 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)과 다른 트랜지스터의 소스 전극(123')은 하나의 광원(500)에 동시에 연결될 수 있도록 일 방향으로 연장되되 서로 이격되어 종지할 수 있다. 드레인 전극(124)과 소스 전극(123')은 광원(500)의 도전볼(581, 582)과 각각 접촉할 수 있으며, 드레인 전극(124)과 소스 전극(123')은 각 단부가 소정의 폭을 갖도록 확장되어 도전볼(581, 582)과의 접촉 면적이 증가할 수 있다. 광 차단막(150)의 개구부(150P)는 광원(500)을 포함하여 소스 전극(123') 및 드레인 전극(124)을 부분적으로 노출시킬 수 있다.
도 12에서는 하나의 개구부(150P)가 평면상 원형의 형상을 갖고, 광원(500)을 모두 노출시키도록 배치된 것이 도시되어 있다. 즉, 광 차단막(150)의 개구부(150P)는 광원(500)과 중첩하도록 배치되고 평면상 면적이 광원(500)의 면적보다 넓을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 광 차단막(150)의 개구부(150P)는 다양한 형상을 가질 수 있고, 경우에 따라서 광원(500)이 부분적으로 노출되도록 배치될 수도 있다. 이에 대한 설명은 다른 실시예가 참조된다.
이하에서는 다른 도면들을 참조하여 백라이트 유닛(10)의 다른 실시예에 대하여 설명하도록 한다.
도 13은 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 13을 참조하면, 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛(10_1)은 방열 시트(300_1)의 제2 영역(NCA)에서, 제2 면(US2_1)은 광원(500)과 이격되도록 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 방열 시트(300_1)의 제2 면(US2_1)은 경사진 경사면과 제1 기판(100)과 평행한 평탄면을 포함할 수 있다. 도 3의 백라이트 유닛(10)과 달리, 도 13의 백라이트 유닛(10_1)은 제2 면(US2_1)의 평탄면이 광원(500)과 접촉하지 않을 수 있다. 방열 시트(300_1)와 광원(500)을 소정의 간격으로 이격시켜 배치함으로써, 백라이트 유닛(10_1)의 제조 공정시 광원(500)에 가해지는 손상을 방지할 수도 있다.
방열 시트(300_1)의 제2 면(US2_1)은 광원(500)을 둘러싸도록 배치되어 광원(500)에서 발생한 열(H2, 도 5에 도시)을 경사면과 평탄면을 통해 비교적 균일하게 방출할 수 있다. 반면에 방열 시트(300_1)의 제1 면(US1)은 회로소자층(100a), 특히 트랜지스터(120)와는 접촉된 상태를 유지하여 트랜지스터(120)에서 발생하는 열(H1, 도 5에 도시)을 효과적으로 방출할 수 있다.
도 14 및 도 15는 다른 실시예에 따른 반사층을 포함하는 백라이트 유닛의 부분 단면도이다.
상술한 바와 같이, 백라이트 유닛(10)은 반사층(310)을 더 포함하고, 반사층(310)은 광원(500)과 방열 시트(300) 사이에 배치될 수 있다. 도 6의 백라이트 유닛(10)은 광원(500)과 방열 시트(300)의 제2 면(US2)이 접촉하는 영역에 반사층(310)이 배치되나, 반사층(310)의 배치는 이에 제한되지 않는다.
도 14를 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10_2)은 방열 시트(300_2)의 제2 면(US_2)을 덮도록 배치된 반사층(310_2)을 포함할 수 있다. 도 14의 백라이트 유닛(10_2)은 도 6의 백라이트 유닛(10)과 달리 반사층(310_2)이 방열 시트(300_2)의 제2 면(US2_2)을 전면적으로 덮도록 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 광원(500)에서 방출되는 광은 방향성이 제한되지 않고 전 방향으로 방출된다. 광원(500)은 이를 둘러싸도록 배치된 방열 시트(300_2)의 제2 면(US2_2)의 전 영역을 향해 광을 방출할 수 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10_2)은 제2 면(US2_2)의 전 영역을 향해 방출되는 광을 제1 기판(100)을 향해 반사시키도록 반사층(310_2)이 배치될 수 있다.
도 14의 반사층(310_2)은 제2 면(US2_2)과 광원(500)이 접촉, 또는 대향하는 평탄면을 포함하여 경사면에도 배치될 수 있다. 이에 따라 광원(500)에서 방출된 광 중 제1 기판(100)과 다른 방향으로 진행하는 광은 반사층(310_2)을 통해 반사될 수 있다.
도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10_3)은 방열 시트(300_3)의 제2 면(US2_3)은 적어로 일부 영역이 곡률진 형상을 갖고, 반사층(310_3)은 상기 곡률진 제2 면(US2_3) 상에 전면적으로 배치될 수 있다. 도 15의 방열 시트(300_3)의 제2 면(US2_3)은 도 6과 달리 경사면과 평탄면이 만나는 영역에서 소정의 곡률을 갖고 라운드진 형상을 가질 수 있다. 이러한 제2 면(US2_3) 상에 배치된 반사층(310_3)은 경사면과 평탄면이 만나는 영역에서 각진 형상이 아닌 곡률진 형상을 가질 수 있다.
방열 시트(300_3)의 제2 면(US2_3)과 반사층(310_3)이 곡률진 형상을 가짐으로써 광원(500)에서 방출되어 반사층(310_3)에서 반사된 광은 곡률의 중심을 향해 집중될 수 있다. 이에 따라 제2 면(US2_3)과 반사층(310_3)이 각진 형상인 경우보다 반사층(310_3)에서 반사되어 제1 기판(100)으로 진행하는 광의 광량을 증가시킬 수 있다.
한편, 방열 시트(300)와 제2 기판(200)은 광원(500)과 트랜지스터(120)에서 발생하는 열을 원활하게 방출하게 위해 열 전도도가 높은 물질, 예컨대 금속을 포함할 수 있다. 방열 시트(300)와 광원(500) 사이에 배치되는 반사층(310)의 경우에도 광원(500)에서 방출된 광을 반사시키기 위해 반사율이 높은 물질, 예컨대 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10)은, 방열 시트(300), 반사층(310) 및 제2 기판(200)이 일체화된 방열 기판(300')을 포함할 수 있다.
도 16 내지 도 18은 다른 실시예에 따른 방열 시트를 포함하는 백라이트 유닛의 부분 단면도이다.
먼저 도 16 및 도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10_4, 10_5)은 제1 기판(100)과 대향하고, 적어도 일부 영역이 제1 기판(100)과 접촉하는 방열 기판(300'_4, 300'_5)을 포함할 수 있다. 방열 기판(300'_4, 300'_5)은 제1 영역(CA)과 그 이외의 영역으로 제2 영역(NCA)을 포함한다. 방열 기판(300'_4, 300'_5)의 상면은 제1 면(US1)과 제2 면(US2_4)을 포함한다. 이들에 대한 자세한 설명은 상술한 바와 동일하므로 생략하도록 한다.
도 16의 백라이트 유닛(10_4)은 방열 기판(300'_4)의 제2 면(US2_4)이 광원(500)과 이격되도록 형성된 것이고, 도 17의 백라이트 유닛(10_5)은 방열 기판(300'_5)의 제2 면(US2_5)이 광원(500)과 접촉하도록 형성된 것이다.
방열 기판(300'_4, 300'_5)은 열 전도도 및 반사율이 높은 재료를 포함할 수 있다. 방열 기판(300'_4, 300'_5)은 실질적으로 반사층(310)과 방열 시트(300) 및 제2 기판(200)과 동일한 기능을 수행할 수 있다. 즉, 방열 기판(300'_4, 300'_5)은 광원(500)과 트랜지스터(120)에서 발생하는 열이 원활하게 방출되도록 열을 전달할 수 있고, 광원(500)에서 방출된 광을 제1 기판(100)으로 반사시킬 수 있다. 방열 기판(300'_4, 300'_5)이 금속을 포함하는 경우, 회로소자층(100a)의 제2 절연층(130)은 방열 기판(300'_4, 300'_5)과 트랜지스터(120)의 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 절연시킬 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(10)은 방열 효율을 향상되도록 하면이 부분적으로 요철 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 기판(200) 또는 방열 기판(300')은 하면의 적어도 일부 영역이 함몰 또는 돌출된 요철패턴(300P')을 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 방열 기판(300'_6)의 하면에는 요철패턴(300P'_6)이 형성될 수 있다. 요철패턴(300P'_6)은 방열 기판(300'_6)의 하면과 외부와의 표면적을 증가시킴으로써 광원(500)과 트랜지스터(120)에서 발생하는 열을 더 효과적으로 방출할 수 있다. 상기 열은 방열 기판(300'_6)을 통해 백라이트 유닛(10_6)의 하면과 외부와의 경계에서 외부로 방출될 수 있다. 방열 기판(300'_6)의 하면에 형성된 요철패턴(300P'_6)은 상기 경계의 표면적을 증가시킴으로써 방열 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(10_6)은 하면에 요철패턴(300P'_6)이 형성됨으로써 다른 부재와의 결합 또는 체결이 가능할 수 있다. 백라이트 유닛(10_6)이 소정의 기판 상에 배치되는 경우, 별도의 결합 부재를 이용하지 않고 하면에 형성된 요철패턴(300P'_6)을 통해 상기 기판에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도면으로 도시하지 않았으나, 방열 기판(300'_6)의 요철패턴(300P'_6)은 방열 시트(300)와 제2 기판(200)이 별도로 형성되어 제2 기판(200)에만 형성될 수도 있다. 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 19 내지 도 21은 다른 실시예에 따른 광학 부재를 포함하는 백라이트 유닛의 부분 단면도이다.
도 19를 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10_7)은 제1 기판(100)과 광원(500) 사이에 배치된 저굴절층(720_7)을 포함하고, 저굴절층(720_7)은 상면이 제1 기판(100)의 회로소자층(100a)에 접촉하고, 하면이 광원(500)의 제2 도전형 반도체(522)에 접촉할 수 있다.
도 19의 백라이트 유닛(10_7)은 도 8의 백라이트 유닛(10)과 달리 시트형의 저굴절층(720_7)을 포함하고, 시트형의 저굴절층(720_7)은 광원(500) 상에 배치되되 회로소자층(100a)과 접촉할 수 있다. 광원(500)에서 방출된 광은 제2 도전형 반도체(522), 저굴절층(720_7)을 통해 제1 기판(100)으로 입사될 수 있다. 저굴절층(720_7)이 광원(500)과 제1 기판(100) 사이의 이격된 공간을 충진하도록 배치됨으로써, 광원(500)에서 방출된 광이 제1 기판(100)에 입사되지 못하고 반사되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 파장 변환층(730)은 제1 기판(100)의 상면이 아닌 광원(500)과 제1 기판(100) 사이에 배치될 수도 있다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 백라이트 유닛(10_8, 10_9)은 광원(500)과 제1 기판(100) 사이의 이격된 공간에 배치된 파장 변환층(730_8, 730_9)을 포함할 수 있다. 도 20은 파장 변환층(730_8)이 도 6의 저굴절층(720)과 같이 광원(500) 상에 배치되고 외면이 곡률진 렌즈형의 형상을 가진 것을 도시하고 있다. 도 21은 파장 변환층(730_9)이 도 19의 저굴절층(720_7)과 같이 상면과 하면이 각각 제1 기판(100)과 광원(500)에 접촉한 것을 도시하고 있다.
파장 변환층(730_8, 730_9)의 기능은 도 9를 참조하여 상술한 바와 동일하다. 광원(500)에서 방출된 제1 광은 파장 변환층(730_8, 730_9)으로 입사되어 다른 파장대의 제2 광으로 변환된다. 도 9와 달리, 파장 변환층(730_8, 730_9)은 제1 기판(100)과 광원(500) 사이에 배치됨으로써, 제1 기판(100)으로 입사되는 광이 제1 광과 제2 광의 혼합광일 수 있다. 즉, 백라이트 유닛(10_8, 10_9)에서 방출된 광은 도 9와 같이 제1 광 및 제2 광이 혼합된 혼합광이나, 도 20 및 도 21의 백라이트 유닛(10_8, 10_9)은 제1 기판(100)으로 입사되는 제1 광 및 제2 광의 혼합광일 수 있다. 파장 변환층(730_8, 730_9)의 구조 및 형상은 도 8 및 도 19를 참조하여 상술한 저굴절층(720)에 관한 서술과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 22 내지 도 27은 다른 실시예에 따른 광 차단막을 포함하는 백라이트 유닛의 부분 평면도이다.
광 차단막(150)의 개구부(150P)는 광원(500)에서 방출된 광이 차단되지 않고 제1 기판(100)을 통해 출사될 수 있으면 그 구조는 특별히 제한되지 않는다. 즉, 일 실시예에 따른 개구부(150P)는 도 12와 다른 구조를 가질 수도 있다.
먼저 도 22 내지 도 24를 참조하면, 일 실시예에 따른 광 차단막(150)은 광원(500)과 중첩되도록 형성된 개구부(150P)를 포함하고, 개구부(150P)는 광원(500)과 전면적으로 중첩될 수 있다. 개구부(150P)의 형상은 원형의 형상에 제한되지 않고, 각 변이 각진 다각형의 형상, 또는 하나 이상의 원이 부분적으로 중첩된 형상 등일 수 있다.
도 22를 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10_10)은 각 벽이 대향하는 사각형 형상의 개구부(150P_10)가 형성된 광 차단막(150_10)을 포함할 수 있다. 도 22의 개구부(150P_10)는 광원(500)의 평면 형상과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 개구부(150P_10)는 광원(500)과 전면적으로 중첩되되 도 12와 달리 광원(500)과 동일한 형상을 가짐으로써 방열 시트(300)의 제2 영역(NCA) 또는 제2 면(US2)이 노출되는 공간을 최소화할 수 있다.
도 23의 백라이트 유닛(10_11)은 평면 형상이 육각형인 개구부(150P_11)가 형성된 광 차단막(150_11)을 포함한다. 도 22의 광 차단막(150_11)은 도 22의 광 차단막(150_10)과 달리 개구부(150P_11)가 광원(500) 이외의 영역도 부분적으로 노출시킴으로써, 광원(500)에서 방출되어 광 차단막(150_11)으로 입사되는 광량을 감소시킬 수 있다. 개구부(150P)가 광원(500)에만 중첩하도록 배치되는 경우, 광원(500)에서 방향성 없이 방출된 광 중에서 광 차단막(150)으로 입사되는 광량이 증가할 수 있다. 도 23의 광 차단막(150_11)은 개구부(150P_11)가 광원(500)과 인접한 영역도 부분적으로 노출시킴으로써, 광이 출광되는 영역이 증가할 수 있다.
도 24의 백라이트 유닛(10_12)은 광 차단막(150_12)의 개구부(150P_12)가 라운드진 형상을 가짐으로써 광 차단막(150_12)이 트랜지스터(120)의 소스 전극(123')과 드레인 전극(124)을 덮는 영역이 증가할 수 있다. 도전성 물질을 포함한 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 외부에서 제1 기판(100)으로 입사되는 광을 반사시킬 수도 있다. 광 차단막(150_12)은 트랜지스터(120)의 활성층(126)으로 광이 입사되는 것을 방지함과 동시에, 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)에 의한 외광 반사를 감소시킬 수 있도록 배치될 수 있다.
광 차단막(150_12)의 개구부(150P_12)는 광원(500)과 중첩하도록 배치되고, 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 중첩된 영역이 최소화되도록 형성될 수 있다. 이에 따라 광 차단막(150_12)은 개구부(150P_12)를 통해 광원(500)의 광이 출사되는 영역을 증가시키면서 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)에 의한 외광 반사를 감소시킬 수 있다.
한편, 광 차단막(150)은 하나의 광원(500)이 배치된 방열 시트(300)의 제2 영역(NCA)에서 복수개의 개구부(150P)가 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 복수개의 개구부(150P)는 적어도 일 방향으로 연장된 슬릿(slit) 형상을 가질 수 있다.
도 25를 참조하면, 일 실시예에 따른 백라이트 유닛(10_13)은 하나의 광원(500)이 배치된 제2 영역(NCA)내에 일 방향으로 연장된 복수개의 개구부(150P_13)가 형성된 광 차단막(150_13)을 포함할 수 있다. 복수개의 개구부(150P_13)는 일 방향으로 연장되고, 상기 연장된 방향에 수직한 방향으로 이격되어 형성될 수 있다. 일부의 개구부(150P_13)들은 광원(500)과 부분적으로 중첩하고, 다른 일부의 개구부(150P_13)는 광원(500)과 중첩하지 않을 수 있다.
도 26의 백라이트 유닛(10_14)은 복수의 개구부(150P_14)가 일 방향으로 연장되되, 일부 영역에서 절곡된 형상을 가질 수 있다. 개구부(150P_14)는 사선 방향으로 연장된 복수의 영역을 포함하고, 이들이 만나는 영역에서 개구부(150P_14)는 절곡될 수 있다. 도 27의 백라이트 유닛(10_15)은 도 26의 개구부(150P_14)가 광원(500)의 중심을 기준으로 대칭형으로 형성된 개구부(150P_15)를 포함할 수 있다. 이들에 대한 자세한 설명은 상술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
도 28은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 28을 참조하면, 표시 장치(1)는 상술한 도 1의 백라이트 유닛(10)을 포함한다. 도 28에서는 백라이트 유닛(10)의 개략적인 구조만을 도시하였으며, 이에 대한 자세한 설명은 상술한 바와 동일하다.
일 실시예예 따른 표시 장치(1)는 백라이트 유닛(10), 표시 패널(50), 광학 필름(30), 하우징(70) 및 접착 부재(90)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 표시 장치(1)는 상기 부재들 중 어느 하나가 생략되거나 이외의 더 많은 부재들을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(10)에 대한 자세한 설명은 상술한 바와 동일하므로, 이하에서는 생략하여 설명하기로 한다.
표시 패널(50)은 백라이트 유닛(10) 상부에 배치된다. 표시 패널(50)은 백라이트 유닛(10)에서 방출된 광을 제공받아 화면을 표시할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 표시 패널(50)은 액정 표시 패널, 수광성 표시 패널, 전기 영동 패널 등일 수 있다. 이하에서는 표시 패널(50)이 액정 표시 패널(Liquid crystal panel, LCD)인 경우를 예시하여 설명한다. 다만, 표시 패널(50)이 다른 종류인 경우에도 후술하는 설명이 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
표시 패널(50)은 상부 기판(51), 상부 기판(51)에 대향하는 하부 기판(52) 및 이들 사이에 배치된 액정층(미도시)을 포함할 수 있다. 상부 기판(51)과 하부 기판(52)은 상호 중첩할 수 있다. 일 실시예에서, 어느 하나의 기판이 다른 하나의 기판보다 커서 외측으로 더 돌출될 수 있다. 도면에서는 상부 기판(51)이 더 크고, 하부 기판(52)의 일 측으로부터 돌출된 경우가 도시되어 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 상부 기판(51)이 돌출됨으로써 하우징(70)과 백라이트 유닛(10) 사이에 형성된 영역은 구동칩이나 외부 회로 기판이 실장되는 공간을 제공할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
광학 필름(30)은 백라이트 유닛(10)과 표시 패널(50) 사이에 배치된다. 표시 장치(1)는 적어도 하나의 광학 필름(30)을 포함할 수 있으며, 그 수는 특별히 제한되지 않는다. 도면에서는 광학 필름(30)이 백라이트 유닛(10) 및 표시 패널(50)과 이격되어 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라서 광학 필름(30)은 이들과 접촉하도록 배치될 수도 있다.
광학 필름(30)은 프리즘 필름, 확산 필름, 마이크로 렌즈 필름, 렌티큘러 필름, 편광 필름, 반사 편광 필름, 위상차 필름 등일 수 있다. 표시 장치(1)는 동일한 종류 또는 상이한 종류의 복수의 광학 필름(30)을 포함할 수 있다. 복수의 광학 필름(30)이 적용되는 경우, 각 광학 필름(30)은 서로 중첩하도록 배치되거나 각각 이격되도록 배치될 수 있다.
한편, 광학 필름(30)과 표시 패널(50)은 복수의 접착 부재(90)에 의해 부착 또는 고정될 수 있다. 접착 부재(90)는 제1 접착 부재(91) 및 제2 접착 부재(92)를 포함하고, 제1 접착 부재(91)는 백라이트 유닛(10)과 표시 패널(50)을, 제2 접착 부재(92)는 표시 패널(50)과 하우징(70)을 접착 또는 고정시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 접착 부재(90)는 폴리머 수지나 접착 또는 점착 테이프 등을 포함할 수 있다. 또한, 접착 부재(90)는 광 투과 저지 패턴의 기능을 수행할 수도 있다. 예컨대 접착 부재(90)가 블랙 안료나 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함하거나 반사 물질을 포함함으로써, 광 투과 저지 기능을 수행할 수도 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
제1 접착 부재(91)는 백라이트 유닛(10)과 표시 패널(50) 사이에 배치되어 이들을 접착 또는 고정시키는 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, 광학 필름(30)은 제1 접착 부재(91) 사이에 배치될 수 있다. 접착 부재(90)는 접착 또는 고정 대상 부재의 테두리 부위에서 이들과 접착할 수 있다. 예컨대 제1 접착 부재(90)는 백라이트 유닛(10)과 표시 패널(50) 사이에 배치되어 이들을 고정시킴과 동시에, 광학 필름(30)의 테두리를 둘러싸도록 배치되어 광학 필름(30)을 고정시킬 수도 있다.
제2 접착 부재(92)는 표시 패널(50)의 테두리 부위에 배치될 수 있다. 도면에서는 제2 접착 부재(92)는 표시 패널(50) 상부 기판(51)의 테두리와, 하부 기판(52)의 일 측 테두리에 배치된 것을 도시하고 있다. 제2 접착 부재(92)는 표시 패널(50)을 하우징(70)에 부착 또는 고정시킬 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
하우징(70)은 상술한 부재들이 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 하우징(70)은 일 면이 개방되어 상기 개방된 일 면에는 표시 패널(50)이 배치되고, 하우징(70) 내부의 공간에는 백라이트 유닛(10) 및 광학 필름(30)이 배치될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 표시 장치
10: 백라이트 유닛
30: 광학 필름 50: 표시 패널 70: 하우징
90: 접착 부재
100: 제1 기판
120: 트랜지스터
200: 제2 기판
300: 방열 시트
500: 광원

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 트랜지스터가 배치된 제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판;
    상기 제2 기판 상에 배치되고 적어도 일부 영역이 상기 제1 기판과 접촉하는 방열 시트; 및
    상기 방열 시트와 상기 제1 기판 사이에 배치되고, 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 광원을 포함하고,
    상기 방열 시트는 상기 제1 기판과 접촉하는 제1 영역; 및 상기 제1 영역 이외의 영역으로 상기 제1 기판과 이격된 제2 영역을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 방열 시트의 상면은 상기 제1 영역에 위치하는 제1 면; 및 상기 제2 영역에 위치하고 상기 제1 기판과 이격되도록 함몰된 제2 면을 포함하고,
    상기 트랜지스터는 상기 제1 면과 접촉하도록 배치되고,
    상기 광원은 상기 제2 면과 상기 제1 기판 사이에 배치된 백라이트 유닛.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 방열 시트의 열전도도는 상기 제1 기판의 열전도도보다 큰 값을 갖고,
    상기 광원 및 상기 트랜지스터에서 발생하는 열은 상기 방열 시트로 전달되는 백라이트 유닛.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 면은 적어도 일부 영역이 곡률진 형상을 갖는 백라이트 유닛.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 면은 적어도 일부 영역이 경사진 경사면; 및 상기 제1 기판과 실질적으로 평행한 평탄면을 포함하는 백라이트 유닛.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 면은 적어도 일부 영역이 상기 광원의 상기 방열 시트와 대향하는 영역에 접촉하는 백라이트 유닛.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 광원에서 방출되는 광의 적어도 일부는 상기 제1 기판을 향해 진행하는 백라이트 유닛.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 제2 면 사이에 배치된 반사층을 더 포함하고,
    상기 광원에서 방출된 광 중 적어도 일부는 상기 반사층을 향해 진행하는 백라이트 유닛.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 트랜지스터와 상기 제1 기판 사이에 배치된 광 차단막을 더 포함하고,
    상기 광 차단막은 적어도 일부가 상기 광원과 중첩되도록 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 광원에서 방출되는 광 중 적어도 일부는 상기 개구부를 통해 상기 제1 기판으로 진행하는 백라이트 유닛.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 제1 기판 사이에 배치된 광학 시트를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 광학 시트의 굴절률은 상기 광원의 굴절률과 상기 제1 기판의 굴절률 사이의 값을 갖는 백라이트 유닛.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 광학 시트는 상기 광원으로부터 입사된 광의 중심 파장대를 변환하는 파장 변환 입자를 더 포함하는 백라이트 유닛.
  14. 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 회로소자층이 실장된 글래스 기판;
    상기 글래스 기판과 대향하도록 배치되고, 적어도 일부 영역이 상기 글래스 기판과 접촉하는 방열 기판; 및
    상기 회로소자층 상에 배치되고 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 다이오드;를 포함하고,
    상기 방열 기판은 상기 글래스 기판과 접촉하는 제1 영역; 및 상기 제1 영역 이외의 영역으로 상기 글래스 기판과 이격된 제2 영역을 포함하는 백라이트 유닛.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 방열 기판의 열 전도도는 상기 글래스 기판의 열 전도도보다 큰 백라이트 유닛.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 상기 제1 영역과 중첩하도록 배치되어 상기 방열 기판과 접촉하고,
    상기 발광 다이오드는 상기 제2 영역과 중첩하도록 배치되어 상기 글래스 기판과 상기 방열 기판 사이에 배치된 백라이트 유닛.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 방열 기판의 적어도 일부 영역은 상기 발광 다이오드와 접촉하는 백라이트 유닛.
  18. 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛 상부에 배치된 표시 패널을 포함하되,
    상기 백라이트 유닛은
    제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판;
    상기 제2 기판 상에 배치되고, 적어도 일부 영역이 상기 제1 기판과 접촉하는 방열 시트; 및
    상기 방열 시트와 상기 제1 기판 사이에 배치된 적어도 하나의 광원을 포함하고,
    상기 방열 시트는 상기 제1 기판과 접촉하는 제1 영역; 및 상기 제1 영역 이외의 영역으로 상기 제1 기판과 이격된 제2 영역을 포함하고,
    상기 광원은 상기 방열 시트와 상기 제1 기판이 이격된 상기 제2 영역에 배치된 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 방열 시트의 열 전도도는 상기 제1 기판의 열 전도도보다 큰 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하는 회로소자층을 더 포함하고,
    상기 트랜지스터는 상기 제1 영역에서 상기 방열 시트와 접촉하도록 배치된 표시 장치.
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