WO2015047035A1 - 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛 - Google Patents

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    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Definitions

  • the present invention relates to a light source module and a backlight unit having the same, and more particularly, to a light source module and a backlight unit having the same, which are not only capable of slimming and improving appearance quality but also have excellent light efficiency.
  • a general backlight unit is widely used for a display or a surface lighting device for providing light to a liquid crystal display device.
  • the backlight unit included in the liquid crystal display device is classified into a direct method or an edge method according to the position of the light emitting device.
  • the direct method has been mainly developed as the size of the liquid crystal display device has increased to 20 inches or more, and a plurality of light sources are disposed on the lower surface of the diffuser plate to direct light directly to the front surface of the liquid crystal display panel.
  • Such a direct type backlight unit is mainly used for a large screen liquid crystal display device requiring high luminance because the light utilization efficiency is higher than that of the edge method.
  • the edge method is mainly applied to a relatively small liquid crystal display device such as a monitor of a laptop computer and a desktop computer, and has good light uniformity, long lifespan, and an advantage in thinning a liquid crystal display device.
  • the edge type backlight unit has been proposed to have a light emitting diode package mounted on a substrate, which is advantageous for low power consumption and slimming, and is provided on the inner surface of the backlight unit.
  • the edge type backlight unit having the LED package has a limitation in slimming of the backlight unit due to the LED package as the user needs to slim down the LED package. There was a difficulty in using a diode chip.
  • the present invention relates to a light source module and a backlight unit having the same, and further includes an accommodating part for accommodating a light emitting diode chip in the light guide plate, thereby improving the slimming and light efficiency of the backlight unit.
  • the present invention relates to a light source module and a backlight unit having the same.
  • An object of the present invention is to improve light efficiency by forming an exit surface of a light emitting diode chip and an incident surface of a light guide plate to face the light emitting diode chip.
  • a light source module includes: a light emitting diode chip electrically connected to a substrate through a bottom surface thereof; A wavelength conversion unit formed on the light emitting diode chip; And a reflector formed on the light emitting diode chip, wherein the reflector exposes at least one surface of the wavelength converter to form an emission surface from which light of the light emitting diode chip is emitted.
  • a plurality of light emitting diode chips are arranged.
  • the light emitting diode chip is mounted on the substrate by flip chip bonding or surface mount technology (SMT).
  • SMT surface mount technology
  • the light emitting diode chip is a first semiconductor layer doped with a first conductivity type; An active layer formed under the first semiconductor layer; A second semiconductor layer doped with a second conductivity type and formed under the active layer; A first electrode electrically connected to the first semiconductor layer; A second electrode electrically connected to the second semiconductor layer; A first electrode pad electrically connected to the first electrode; And a second electrode pad electrically connected to the second electrode, and electrically connected to the substrate through the first electrode pad and the second electrode pad.
  • a light source module includes: a plurality of light emitting diode chips including a wavelength converter and arranged in one direction; And a reflector formed on the light emitting diode chip, wherein the plurality of light emitting diode chips are electrically connected to a substrate through a bottom surface thereof, and the reflector includes at least one of the at least one light emitting module. The surface is exposed to form an emission surface from which light of the light emitting module is emitted.
  • the light emitting module has a rectangular parallelepiped type, and at least two light emitting diode chips are arranged in the long axis direction of the light emitting module.
  • At least one light emitting diode chip is arranged in a short axis direction of the light emitting module.
  • a backlight unit in another embodiment, includes: a light guide plate; And a light source module positioned on at least one side of the light guide plate to emit light, wherein the light source module includes a light emitting diode chip electrically connected to a substrate through a bottom surface thereof, a wavelength conversion unit formed on the light emitting diode chip, and A reflector is formed on the LED chip, and the reflector exposes at least one surface of the wavelength converter to form an emission surface from which light of the LED chip is emitted.
  • the backlight unit may include a receiving part receiving the light guide module from the light guide plate, and the receiving part may include an incident surface facing the emission surface of the light source module.
  • the accommodation portion is provided at at least one corner of the light guide plate.
  • the backlight unit In the backlight unit according to the exemplary embodiment of the present invention, at least two surfaces in which the reflecting portions are in contact with each other are formed as an emission surface, and the accommodation portion includes at least two entrance surfaces facing the two emission surfaces.
  • the accommodation portion is provided on at least one side of the light guide plate.
  • At least three surfaces in which the reflecting portions are in contact with each other are formed as emission surfaces, and the accommodation portion includes at least three entrance surfaces facing the three emission surfaces.
  • a plurality of light emitting diode chips are arranged.
  • the LED chip is mounted on the substrate by flip chip bonding or surface mount technology (SMT).
  • SMT surface mount technology
  • a backlight unit may include: a first semiconductor layer doped with a light emitting diode chip in a first conductivity type; An active layer formed under the first semiconductor layer; A second semiconductor layer doped with a second conductivity type and formed under the active layer; A first electrode electrically connected to the first semiconductor layer; A second electrode electrically connected to the second semiconductor layer; A first electrode pad electrically connected to the first electrode; And a second electrode pad electrically connected to the second electrode, and electrically connected to the substrate through the first electrode pad and the second electrode pad.
  • a backlight unit a light guide plate; And a light source module positioned on at least one side of the light guide plate to emit light, wherein the light source module includes a wavelength conversion unit and is arranged in one direction and electrically connected to a substrate through a bottom surface thereof. And a reflector formed on the LED chip, wherein the reflector exposes at least one surface of the light emitting module to form an emission surface from which light of the light emitting module is emitted.
  • the present invention relates to a light source module and a backlight unit having the same, and further includes an accommodating part for accommodating a light emitting diode chip in the light guide plate, thereby providing an effect of slimming the backlight unit and improving light efficiency.
  • the present invention relates to a light source module and a backlight unit having the same, and provides an effect of improving light efficiency by forming an exit surface of a light emitting diode chip and an incident surface of a light guide plate to face the light emitting diode chip.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a light source module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a light source module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating in detail the configuration of the light emitting diode chip of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode chip cut along the line II ′ of FIG. 3.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a display device having a backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating the light source module and the light guide plate of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a light source module and a light guide plate according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a light source module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode chip cut along a line II-II ′ of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating the light source module and the light guide plate of FIG. 8.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating a light source module and a light guide plate of FIG. 8 according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating a light source module and a light guide plate of FIG. 8 according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a light source module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view illustrating the light source module and the light guide plate of FIG. 12.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a light source module according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing a light source module according to an embodiment of the present invention.
  • the light source module 100 may include a light emitting diode chip 110, a wavelength converter 120, a reflector 130, and a circuit board 140. It includes.
  • the circuit board 140 includes substrate pads 141a and 141b electrically connected to the light emitting diode chip 110, and bumps 150a and 150b are positioned on the substrate pads 141a and 141b. do.
  • the circuit board 140 is not particularly limited, but may be, for example, a metal PCB which is advantageous for heat dissipation.
  • the circuit board 140 may be a bar type having a long axis and a short axis.
  • the light emitting diode chip may be configured as one, and according to the exemplary embodiment, a plurality of light emitting diode chips may be arranged as shown in FIGS. 7 and 9.
  • the LED chip includes a growth substrate 111 and a semiconductor stack 113.
  • the LED chip may be electrically connected to the circuit board 140 by direct flip bonding or surface mount technology (SMT) on the circuit board 140.
  • SMT surface mount technology
  • the electrode pads 37a and 37b exposed on the lower surface of the LED chip and the substrate pads 141a and 141b are electrically connected to each other by the bumps 150a and 150b. Since the light source module 100 of the present invention does not use a wire, it does not need a molding part to protect the wire, and does not need to remove a part of the wavelength conversion part 120 to expose the bonding pad. Accordingly, the present invention eliminates color deviation and luminance unevenness and simplifies the module manufacturing process as compared to using a light emitting diode chip using a bonding wire by adopting a flip chip type light emitting diode chip.
  • the wavelength converter 120 is formed on the LED chip 110. That is, the wavelength converter 120 may cover the top and side surfaces of the light emitting diode chip 110 including the emission surface.
  • the emission surface EA is a surface for emitting light from one side of the light emitting diode chip 110. That is, the wavelength converter 120 is formed on the light emitting diode chip 110 including at least a surface corresponding to the emission surface, and may be formed only on a portion of the surface including the emission surface. It can be formed on both top and side surfaces of 110.
  • the wavelength converter 120 includes a phosphor.
  • the phosphor may wavelength convert light emitted from the light emitting diode chip.
  • the wavelength converter 120 is coated on the LED chip, and may cover the upper surface and side surfaces of the LED chip to a predetermined thickness.
  • the wavelength converter 120 may have an area covering an upper surface of the light emitting diode chip and an area covering side surfaces of the light emitting diode chip may have the same thickness, or different thicknesses.
  • the wavelength converter 120 may have a different thickness between an area covering the emission surface from which light is emitted and an area covering the side surfaces and the upper surface except for the emission surface.
  • the reflector 130 is an upper portion of the wavelength converter 120 except for at least one surface of the light emitting diode chip defined as the emission surface EA (for example, 120a and 120b when two emission surfaces are formed). Cover faces and sides.
  • the reflector 130 has a function of reflecting light converted by the wavelength converter 120 to an emission surface. That is, the reflector 130 has a function of guiding light to be emitted to the emission surface EA of the light source module 100. That is, it has a function of guiding light to be emitted to the exit surface of the light source module by forming a reflector on a surface other than the exit surface.
  • the reflector 130 may be directly formed on the LED chip 110. In some embodiments, the reflector 130 may be formed after the wavelength converter 120 is formed on the LED chip 110. Can be formed.
  • the light source module 100 is emitted from the light source module 100 by using the reflector 130 formed on the light emitting diode chip to expose at least one surface to the emission surface.
  • the light can be focused in the plane direction.
  • the light source module 100 of the present invention has the advantage that the light emitting diode chip can be flip-bonded or SMT directly to the circuit board 140 to achieve high efficiency and miniaturization as compared to a light source module having a general package type using a wire.
  • the light source module 100 of the present invention has an advantage in thinning compared to the light source module of the general package form.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating in detail the configuration of the LED chip of FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the LED chip cut along the line II ′ of FIG. 3.
  • the LED chip of the present invention includes a growth substrate 111 and a semiconductor stack 113.
  • the semiconductor stack 113 includes a first conductive semiconductor layer 23 formed on the growth substrate 111 and a plurality of mesas M spaced apart from each other on the first conductive semiconductor layer 23. do.
  • the plurality of mesas M may include an active layer 25 and a second conductivity type semiconductor layer 27, respectively.
  • the active layer 25 is positioned between the first conductive semiconductor layer 23 and the second conductive semiconductor layer 27.
  • the reflective electrodes 30 are positioned on the plurality of mesas M, respectively.
  • the plurality of mesas (M) may have an elongated shape extending in parallel to each other in one direction as shown. This shape simplifies forming a plurality of mesas M having the same shape in the plurality of chip regions on the growth substrate 111.
  • the reflective electrodes 30 may be formed on each mesa M after the plurality of mesas M are formed, but is not limited thereto.
  • the second conductive semiconductor layer 27 may be grown and mesas. It may be formed in advance on the second conductivity-type semiconductor layer 27 before forming (M).
  • the reflective electrode 30 covers most of the upper surface of the mesa M, and has a shape substantially the same as the planar shape of the mesa M.
  • the reflective electrodes 30 may include a reflective layer 28 and may further include a barrier layer 29.
  • the barrier layer 29 may cover the top and side surfaces of the reflective layer 28.
  • barrier layer 29 can be formed to cover the top and side surfaces of reflective layer 28.
  • the reflective layer 28 may be formed by depositing and patterning an Ag, Ag alloy, Ni / Ag, NiZn / Ag, TiO / Ag layer.
  • the barrier layer 29 may be formed of Ni, Cr, Ti, Pt, Rd, Ru, W, Mo, TiW, or a composite layer thereof to prevent the metal material of the reflective layer from being diffused or contaminated.
  • an edge of the first conductivity-type semiconductor layer 23 may also be etched. Accordingly, the top surface of the growth substrate 111 may be exposed. Side surfaces of the first conductivity-type semiconductor layer 23 may also be formed to be inclined.
  • the light emitting diode chip of the present invention further includes a plurality of mesas M and a lower insulating layer 31 covering the first conductive semiconductor layer 23.
  • the lower insulating layer 31 has openings to allow electrical connection to the first conductive semiconductor layer 23 and the second conductive semiconductor layer 27 in a specific region.
  • the lower insulating layer 31 may have openings exposing the first conductivity type semiconductor layer 23 and openings exposing the reflective electrodes 30.
  • the openings may be located in the region between the mesas M and near the edge of the substrate 21, and may have an elongated shape extending along the mesas M. On the other hand, the openings are limited to the upper portion of the mesa (M), and are located on the same end side of the mesa.
  • the light emitting diode chip of the present invention includes a current spreading layer 33 formed on the lower insulating layer 31.
  • the current spreading layer 33 covers the plurality of mesas M and the first conductivity type semiconductor layer 23.
  • the current spreading layer 33 has openings located in the upper region of each mesa M to expose the reflective electrodes.
  • the current spreading layer 33 may be in ohmic contact with the first conductive semiconductor layer 23 through openings of the lower insulating layer 31.
  • the current spreading layer 33 is insulated from the plurality of mesas M and the reflective electrodes 30 by the lower insulating layer 31.
  • the openings of the current spreading layer 33 have a larger area than the openings of the lower insulating layer 31, respectively, to prevent the current spreading layer 33 from connecting to the reflective electrodes 30.
  • the current spreading layer 33 is formed over almost the entire area of the substrate 31 except for the openings. Thus, current can be easily dispersed through the current spreading layer 33.
  • the current spreading layer 33 may include a high reflective metal layer such as an Al layer, and the high reflective metal layer may be formed on an adhesive layer such as Ti, Cr, or Ni.
  • a protective layer of a single layer or a composite layer structure such as Ni, Cr, Au, or the like may be formed on the highly reflective metal layer.
  • the current spreading layer 33 may have, for example, a multilayer structure of Ti / Al / Ti / Ni / Au.
  • an upper insulating layer 35 formed on the current spreading layer 33 is formed.
  • the upper insulating layer 35 has openings that expose the reflective electrodes 30, with openings that expose the current spreading layer 33.
  • the upper insulating layer 35 may be formed using an oxide insulating layer, a nitride insulating layer, a mixed layer or a cross layer of these insulating layers, or a polymer such as polyimide, teflon, parylene, or the like.
  • a first electrode pad 37a and a second electrode pad 37b are formed on the upper insulating layer 35.
  • the first electrode pad 37a is connected to the current spreading layer 33 through the opening of the upper insulating layer 35
  • the second electrode pad 37b is connected to the reflective electrodes through the openings of the upper insulating layer 35. 30).
  • the first electrode pad 37a and the second electrode pad 37b may be used as pads for SMT or bumps for mounting the light emitting diodes to a circuit board or the like.
  • the first and second electrode pads 37a and 37b may be formed together in the same process, for example, using photo and etching techniques or lift off techniques.
  • the first and second electrode pads 37a and 37b may include, for example, an adhesive layer such as Ti, Cr, or Ni, and a highly conductive metal layer such as Al, Cu, Ag, or Au.
  • the first and second electrode pads 37a and 37b may be formed so that the end ends thereof are disposed on the same plane, and thus, the LED chips may be flip-bonded on the conductive pattern formed at the same height on the circuit board.
  • the light emitting diode chip is completed by dividing the growth substrate 111 into individual light emitting diode chip units.
  • the growth substrate 111 may be removed from the LED chip before or after being divided into individual LED chip units.
  • the LED chip of the present invention which is directly flip bonded to the circuit board, has an advantage of achieving high efficiency and miniaturization as compared with a light emitting device having a general package type.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a display device having a backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a plan view illustrating the light source module and the light guide plate of FIG. 5.
  • the display device of the present invention includes a display panel DP on which an image is displayed and a backlight unit BLU disposed on a rear surface of the display panel DP to irradiate light.
  • a backlight unit a frame 240 supporting the display panel DP and accommodating the backlight unit BLU, and a top cover 280 surrounding the display panel DP.
  • the display panel DP includes a color filter substrate and a thin film transistor substrate which are bonded to face each other to maintain a uniform cell gap.
  • the display panel DP may further include a liquid crystal layer between the color filter substrate and the thin film transistor substrate according to the type.
  • the thin film transistor substrate has a plurality of gate lines and data lines intersecting to define a pixel, and a thin flim transistor (TFT) is provided in each crossing area to be mounted on each pixel.
  • the pixel electrode is connected in one-to-one correspondence.
  • the color filter substrate includes a color filter of R, G, and B colors corresponding to each pixel, a black matrix bordering each of them, and covering a gate line, a data line, a thin film transistor, and the like, and a common electrode covering all of them.
  • the common electrode may be formed on the thin film transistor substrate.
  • the backlight unit BLU which provides light to the display panel DP includes a lower cover 270 having an upper surface opened, a light source module 100 provided at an edge of the lower cover 270, and a light source module And a light guide plate 250 positioned parallel to 100 to convert point light into surface light.
  • the backlight unit (BLU) of the present invention is disposed on the light guide plate 250 and the optical sheets 230 for diffusing and condensing light, and is disposed below the light guide plate 250 and the bottom of the light guide plate 250
  • the reflective sheet 260 reflects light traveling in the direction toward the display panel DP.
  • the light source module 100 emits light to the emission surface in contact with each other. As shown in FIG. 6, the emission surface of the light source module 100 may define two side surfaces as the emission surface. In this case, the light source module 100 is positioned to correspond to the edge of the light guide plate 250.
  • the light guide plate 250 includes a receiving part 251 in at least one corner area corresponding to the light source module 100.
  • the accommodating part 251 has a concave shape corresponding to the light source module 100.
  • the accommodation part 251 includes a surface on which light is incident from the light source module 100, which may be defined as an incident surface facing the emission surface EA.
  • the light source module 100 is described in the structure provided in all four corners of the light guide plate 250, but not limited to this, the light source module 100 is at least in contact with one surface of the light guide plate 250 It may be provided at one or more corners.
  • a plurality of light emitting diode chips may be modularized in the light source module 100.
  • the emission surface of the light source module 100 may define three side surfaces as the emission surface as shown in FIG. 7.
  • the light source module 100 is positioned to correspond to the side of the light guide plate 250.
  • the light guide plate 250 includes receiving parts 251 and 252 in a portion of a side corresponding to the light source module 100.
  • the accommodating parts 251 and 252 have a concave shape corresponding to the light source module 100, and may be formed in one or more central portions of the sides.
  • the accommodation parts 251 and 252 include a surface on which light is incident from the light source module 100, which may be defined as an incidence surface facing the emission surface EA. In this case, the incident surface may be formed of three incident surfaces facing three emission surfaces.
  • the light source module 100 has a structure in which the accommodating part 252 is formed in each of four sides of the light guide plate 250, but the present invention is not limited thereto, and the light source module 100 includes the light guide plate 250. It may be provided on at least one side in contact with one surface of the) and may be formed in an area other than the center of the side. In addition, a plurality of light emitting diode chips may be modularized in the light source module 100.
  • the embodiment of the present invention has been described in the case of two and three exit surface and the incident surface, the embodiment of the present invention is not limited to this, but the emission surface and the incident surface is at least one and each five or more Or less than.
  • the present invention is provided with a light source module 100 in the corner region of the light guide plate 250 can not only reduce the number of light emitting diode chip compared to the general backlight unit, but also to minimize the slim and non-display area Appearance quality can be improved.
  • the light source module of the present invention has the advantage that the light emitting diode chip can be flip-bonded or SMT directly to the circuit board to realize high efficiency and miniaturization as compared to a light source module having a general package type using a wire.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a light source module according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a light source module cut along a line II-II ′ of FIG. 8.
  • FIGS. 10 and 11 are plan views illustrating a light source module and a light guide plate including the light source module according to another embodiment of the present invention.
  • the light source module 300 may have a plurality of light emitting diode chips 310 arranged in one direction. That is, two or more light emitting diode chips 310 may be arranged in the longitudinal direction of the light emitting diode chip.
  • the length direction of the light emitting diode chip may be defined as a long axis direction (x ⁇ x ′) of the light emitting diode chip.
  • at least one LED chip 310 may be arranged in a uniaxial direction (y-y ').
  • the number of the LED chips 310 may be variously selected according to the size of the backlight unit or the required luminance.
  • the wavelength converter and the reflector may be formed on the plurality of light emitting diode chips as described above.
  • a plurality of light emitting diode chips including the wavelength converter 320 may be arranged along one direction. That is, two or more light emitting diode chips may be arranged in the longitudinal direction of the light emitting module.
  • the longitudinal direction of the light emitting module may be defined as the long axis direction (x-x ') of the light emitting module.
  • at least one LED chip 310 may be arranged in a uniaxial direction (y-y '). The number of the LED chips 310 may be variously selected according to the size of the backlight unit or the required luminance.
  • the light source module 300 includes a reflector 330 covering the light emitting module.
  • the reflector 330 covers the top and side surfaces of the light emitting module.
  • the reflector 330 exposes two side surfaces 320a and 320b of the light emitting module. Surfaces 320a and 320b exposed from the reflector 330 may be defined as an emission surface EA.
  • the light source module 300 is positioned on one side adjacent to one edge of the light guide plate 350.
  • the light source module 300 is positioned around a single edge of the light guide plate 350, and is positioned side by side with one side of the side surfaces contacting the single edge.
  • the light source module 300 may be located in parallel with a portion of the side surface.
  • the light source module 300 of the present invention may include a light emitting module in which a plurality of light emitting diode chips 310 is modularized, thereby reducing the number of light source modules in comparison with a general backlight unit, and may provide an area in which the light source module 300 is installed. By minimizing, by reducing the non-display area of the backlight unit, and by implementing a slimmer, the appearance quality can be improved.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a light source module according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a view illustrating the light source module and the light guide plate of FIG. 12.
  • the light source module 400 includes a light emitting diode chip, a wavelength converter, and a reflector 130.
  • the LED chip and the circuit board 140 are the same as the light source module according to the exemplary embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
  • the wavelength conversion part covers the light emitting diode chip on the circuit board 140.
  • the wavelength conversion part may cover both the upper surface and the side surfaces of the light emitting diode chip, and includes a phosphor.
  • the reflector 130 exposes an upper surface and one side surface of the wavelength conversion portion corresponding to the upper surface 420a and one side 420b of the light emitting diode chip defined as the emission surface EA.
  • the reflector 130 has a function of reflecting light converted by the wavelength converter 120 to an emission surface. That is, the reflector 130 has a function of guiding light to be concentrated on the upper surface 420a and the one side 420b of the light source module 400.
  • the light source module 400 according to another embodiment of the present invention described above has an upper portion of the light source module 400 using the reflector 130 exposing the upper surface 420a and the one side 420b which are in contact with each other. Light may be concentrated in the direction of the surface 420a and the one side 420b.
  • the emission surface EA of the light source module 400 corresponds to the receiving portion 251 at the edge of the light guide plate 250.
  • the accommodating part 251 has a concave shape corresponding to the light source module 400.
  • the accommodation part 251 includes two side surfaces in which light is incident from the light source module 400. Two sides of the accommodation portion 251 may be defined as an incident surface.
  • the light source module 400 may include at least two light emitting diode chips.
  • the light emitting diode chip may be arranged at least two in the longitudinal direction of the upper surface 420a of the light source module 420.
  • the light emitting diode chip may be arranged in at least two or more in the longitudinal direction of the one side (420a).
  • the present invention is provided with a light source module 400 in the corner region of the light guide plate 250 can not only reduce the number of light emitting diode chips as compared to the general backlight unit, but also to minimize the slim and non-edge display area Appearance quality can be improved.
  • the light source module 400 of the present invention has the advantage that the light emitting diode chip can be flip-bonded or SMT directly to the circuit board 140 to achieve high efficiency and miniaturization as compared to a light source module having a general package type using a wire.

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Abstract

본 발명은 광효율이 우수하고 슬림화된 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 저면을 통해 기판과 전기적으로 연결되는 발광부; 상기 발광부 상에 형성되는 파장변환부; 상기 발광부 상에 형성되는 반사부;를 포함하고, 상기 반사부는, 상기 파장변환부의 적어도 하나의 면을 노출시켜 발광부의 광이 방출되는 출사면을 형성한다.

Description

광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛
본 발명은 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 특히 슬림화 구현 및 외관품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 광 효율이 우수한 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.
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.
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 에지 방식의 백라이트 유닛은 저소비전력 및 슬림화에 유리한 발광 다이오드 패키지가 기판상에 실장되어 백라이트 유닛의 내측면에 구비된 구조가 제시되었다.
그러나, 발광 다이오드 패키지를 구비한 에지 방식의 백라이트 유닛은 사용자에 의해 점차 슬림화가 요구되면서 발광 다이오드 패키지화에 의한 백라이트 유닛의 슬림화에 한계가 있었고, 상기 발광 다이오드 패키지화에 의한 방열 특성 저하에 의해 고효율의 발광 다이오드 칩을 사용함에 어려움이 있었다.
본 발명은 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 도광판에 발광 다이오드 칩을 수용할 수 있는 수용부를 더 포함함으로써, 백라이트 유닛의 슬림화와 광효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 발광 다이오드 칩의 출사면과 이에 대면하도록 도광판의 입사면을 형성함으로써, 광효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 광원 모듈은, 저면을 통해 기판과 전기적으로 연결되는 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 파장변환부; 상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 반사부;를 포함하고, 상기 반사부는, 상기 파장변환부의 적어도 하나의 면을 노출시켜 발광 다이오드 칩의 광이 방출되는 출사면을 형성한다.
본 발명의 실시예에 따른 광원 모듈은, 상기 발광 다이오드 칩이 복수 개 배열되어 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 광원 모듈은, 상기 발광 다이오드 칩이 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Techology)에 의해 상기 기판에 실장된다.
본 발명의 실시예에 따른 광원 모듈은, 상기 발광 다이오드 칩이 제 1 도전형으로 도핑된 제 1 반도체층; 상기 제 1 반도체층 아래에 형성되는 활성층; 제 2 도전형으로 도핑되고, 상기 활성층 아래에 형성되는 제 2 반도체층; 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극; 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 전극패드; 및 상기 제 2 전극과 전기적으로 연결되는 제 2 전극패드;를 포함하고, 상기 제 1 전극패드 및 상기 제 2 전극패드를 통해 상기 기판과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈은, 파장변환부를 포함하고 일방향으로 배열된 복수의 발광 다이오드 칩; 및 상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 반사부;를 포함하는 발광 모듈을 포함하고, 상기 복수의 발광 다이오드 칩은, 저면을 통해 기판과 전기적으로 연결되고, 상기 반사부는, 상기 발광 모듈의 적어도 하나의 면을 노출시켜 발광 모듈의 광이 방출되는 출사면을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈은, 상기 발광 모듈이 직육면체 타입으로 구성되어, 상기 발광 다이오드 칩이 상기 발광 모듈의 장축 방향으로 적어도 두 개 이상 배열된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈은, 상기 발광 다이오드 칩이 상기 발광 모듈의 단축 방향으로 적어도 하나 이상 배열된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 도광판; 및 상기 도광판의 적어도 일측에 위치하여 광을 방출하는 광원 모듈;을 포함하고, 상기 광원 모듈은 저면을 통해 기판과 전기적으로 연결되는 발광 다이오드 칩, 상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 파장변환부, 상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 반사부를 포함하고, 상기 반사부는 상기 파장변환부의 적어도 하나의 면을 노출시켜 발광 다이오드 칩의 광이 방출되는 출사면을 형성한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 상기 도광판이 상기 광원 모듈을 수용하는 수용부;를 포함하고, 상기 수용부는 상기 광원 모듈의 상기 출사면에 대면되는 입사면을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 상기 수용부가 상기 도광판의 적어도 하나의 모서리에 구비된다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 상기 반사부가 서로 접하는 적어도 두 개의 면을 출사면으로 형성하고, 상기 수용부는 상기 두 개의 출사면과 대면하는 적어도 두 개의 입사면을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 상기 수용부가 상기 도광판의 적어도 하나의 변에 구비된다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 상기 반사부가 서로 접하는 적어도 세 개의 면을 출사면으로 형성하고, 상기 수용부는 상기 세 개의 출사면과 대면하는 적어도 세 개의 입사면을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 상기 발광 다이오드 칩이 복수 개 배열되어 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 상기 발광 다이오드 칩이 플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Techology)에 의해 상기 기판에 실장된다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 상기 발광 다이오드 칩이 제 1 도전형으로 도핑된 제 1 반도체층; 상기 제 1 반도체층 아래에 형성되는 활성층; 제 2 도전형으로 도핑되고, 상기 활성층 아래에 형성되는 제 2 반도체층; 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극; 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 전극패드; 및 상기 제 2 전극과 전기적으로 연결되는 제 2 전극패드;를 포함하고, 상기 제 1 전극패드 및 상기 제 2 전극패드를 통해 상기 기판과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 도광판; 및 상기 도광판의 적어도 일측에 위치하여 광을 방출하는 광원 모듈;을 포함하고, 상기 광원 모듈은, 파장변환부를 포함하고 일방향으로 배열되어 저면을 통해 기판과 전기적으로 연결되는 복수의 발광 다이오드 칩 및 상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 반사부를 포함하고 상기 반사부는, 상기 발광 모듈의 적어도 하나의 면을 노출시켜 발광 모듈의 광이 방출되는 출사면을 형성한다.
본 발명은 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 도광판에 발광 다이오드 칩을 수용할 수 있는 수용부를 더 포함함으로써, 백라이트 유닛의 슬림화와 광효율을 향상시키는 효과를 제공한다.
본 발명은 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로, 발광 다이오드 칩의 출사면과 이에 대면하도록 도광판의 입사면을 형성함으로써, 광효율을 향상시키는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 다이오드 칩의 구성을 구체적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 다이오드 칩을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛이 구비된 표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 광원 모듈 및 도광판을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명이 다른 실시예에 따른 광원 모듈 및 도광판을 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 Ⅱ-Ⅱ'라인을 따라 절단한 발광 다이오드 칩을 도시한 단면도이다.
도 10은 도 8의 광원 모듈 및 도광판을 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도 8의 광원 모듈 및 도광판을 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 사시도이다.
도 13은 도 12의 광원 모듈 및 도광판을 도시한 도면이다.
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 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈(100)은 발광 다이오드 칩(110), 파장변환부(120), 반사부(130) 및 회로기판(140)을 포함한다.
상기 회로기판(140)은 상기 발광 다이오드 칩(110)과 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 메탈PCB일 수 있다. 상기 회로기판(140)은 장축 및 단축을 갖는 바타입일 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩은 하나로 구성될 수 있고, 실시예에 따라서는 도 7 및 도 9에 도시된 것과 같이 발광 다이오드 칩이 복수개 배열될 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩은 성장기판(111)과 반도체 적층부(113)를 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. 이때, 발광 다이오드 칩의 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 파장변환부(120)의 일부를 제거할 필요도 없다. 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 파장변환부(120)는 상기 발광 다이오드 칩(110) 상에 형성된다. 즉 파장변환부(120)는 출사면을 포함하여 발광 다이오드 칩(110)의 상부면 및 측면들을 감쌀 수 있다. 여기서 출사면(EA)이란 상기 발광 다이오드 칩(110)의 일측면 중 광이 방출되기 위한 면이다. 즉 파장변환부(120)는 적어도 출사면에 해당하는 면을 포함하여 발광 다이오드 칩(110) 상에 형성되는 것으로, 출사면을 포함한 일부 면에만 형성될 수 있고, 실시예에 따라서는 발광 다이오드 칩(110)의 상부면 및 측면들 상에 모두 형성될 수 있다.
상기 파장변환부(120)는 형광체를 포함한다. 상기 형광체는 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 파장변환할 수 있다. 상기 파장변환부(120)는 발광 다이오드 칩에 코팅되며, 발광 다이오드 칩의 상부면 및 측면들을 일정 두께로 덮을 수 있다. 상기 파장변환부(120)는 상기 발광 다이오드 칩의 상부면을 덮는 영역과, 상기 발광 다이오드 칩의 측면들을 덮는 영역이 동일한 두께일 수 있고, 서로 상이한 두께일 수 있다. 또한, 상기 파장변환부(120)는 광이 출사하는 출사면을 덮는 영역과, 상기 출사면을 제외한 측면들 및 상부면을 덮는 영역이 상이한 두께를 가질 수 있다.
상기 반사부(130)는 상기 출사면(EA)으로 정의되는 상기 발광 다이오드 칩의 적어도 하나의 면(예를 들어 출사면이 2개일 경우 120a, 120b)을 제외한 상기 파장변환부(120)의 상부면 및 측면들을 덮는다. 상기 반사부(130)는 상기 파장변환부(120)에 의해 파장변환된 광을 출사면으로 반사시키는 기능을 갖는다. 즉, 상기 반사부(130)는 상기 광원 모듈(100)의 출사면으로(EA)으로 광이 출사되도록 가이드하는 기능을 갖는다. 즉 출사면을 제외하고 이외의 면에 반사부를 형성함으로써, 상기 광원 모듈의 출사면으로 광이 출사되도록 가이드 하는 기능을 갖는다.
이때 반사부(130)는 발광 다이오드 칩(110) 상에 직접 형성될 수 있고, 실시예에 따라서는 발광 다이오드 칩(110) 상에 파장변환부(120)를 형성한 후에 반사부(130)를 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 모듈(100)은 발광 다이오드 칩 상에 형성되어 적어도 하나의 면을 출사면으로 노출시키는 반사부(130)를 이용하여 상기 광원 모듈(100)의 출사면 방향으로 광을 집중시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 광원 모듈(100)은 상기 발광 다이오드 칩이 상기 회로기판(140)에 직접 플립 본딩 또는 SMT되어 와이어를 이용하는 일반적인 패키지 형태의 광원 모듈과 대비하여 고효율 및 소형화를 구현할 수 있는 장점을 가진다.
더욱이, 본 발명의 광원 모듈(100)은 일반적인 패키지 형태의 광원 모듈과 대비하여 박형화에 유리한 장점을 갖는다.
도 3 및 도 4를 참조하여 상기 발광 다이오드 칩의 구조를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 도 1의 발광 다이오드 칩의 구성을 구체적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 다이오드 칩을 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 칩은 성장 기판(111)과 반도체 적층부(113)를 포함한다.
상기 반도체 적층부(113)는 상기 성장기판(111) 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(111) 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(111)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 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(111)을 개별 발광 다이오드 칩 단위로 분할함으로써 발광 다이오드 칩이 완성된다. 성장 기판(111)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 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛이 구비된 표시장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 광원 모듈 및 도광판을 도시한 평면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 표시장치는 영상이 디스플레이되는 표시패널(DP)과, 상기 표시패널(DP: Display Panel)의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트 유닛(BLU: Backlight Unit)과, 상기 표시패널(DP)을 지지하고 백라이트 유닛(BLU)이 수납되는 프레임(240) 및 상기 표시패널(DP)을 감싸는 탑 커버(280)를 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.
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 상면이 개구된 하부 커버(270)와, 상기 하부 커버(270)의 가장자리에 구비된 광원 모듈(100)과, 상기 광원 모듈(100)과 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 반사시트(260)를 포함한다.
상기 광원 모듈(100)은 서로 접하는 출사면으로 광이 발광한다. 상기 광원 모듈(100)의 출사면은 도 6에 도시된 것과 같이, 두 개의 측면을 출사면으로 정의할 수 있다. 이때 상기 광원 모듈(100)은 상기 도광판(250)의 모서리와 대응되게 위치한다.
상기 도광판(250)은 상기 광원 모듈(100)과 대응되는 적어도 하나의 모서리 영역에 수용부(251)를 포함한다. 상기 수용부(251)는 상기 광원 모듈(100)과 대응되는 오목한 형상을 갖는다. 구체적으로 상기 수용부(251)는 상기 광원 모듈(100)로부터 광이 입사되는 면을 포함하는데, 이는 상기 출사면(EA)에 대면되어 입사면으로 정의할 수 있다.
본 발명에서는 상기 광원 모듈(100)이 상기 도광판(250)의 4개의 모서리에 모두 구비된 구조에 대해 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 광원 모듈(100)은 도광판(250)의 일면과 접하는 적어도 하나 이상의 모서리에 구비될 수 있다. 또한, 상기 광원 모듈(100)은 내부에 복수의 발광 다이오드 칩이 모듈화될 수도 있다.
또한 다른 실시예에 의하면 상기 광원 모듈(100)의 출사면은 도 7에 도시된 것과 같이, 세 개의 측면을 출사면으로 정의할 수 있다. 이때 상기 광원 모듈(100)은 상기 도광판(250)의 변에 대응되게 위치한다.
상기 도광판(250)은 상기 광원 모듈(100)과 대응되는 변 중 일부 영역에 수용부(251, 252)를 포함한다. 상기 수용부(251, 252)는 상기 광원 모듈(100)과 대응되는 오목한 형상을 갖는데, 변의 중앙부에 한 개 이상으로 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 수용부(251, 252)는 상기 광원 모듈(100)로부터 광이 입사되는 면을 포함하는데, 이는 상기 출사면(EA)에 대면되어 입사면으로 정의할 수 있다. 이때 입사면은 세 개의 출사면에 대면하여 세 개의 입사면으로 형성될 수 있다.
본 발명에서는 상기 광원 모듈(100)이 상기 도광판(250)의 4개의 변의 중앙에 각각 수용부(252)가 형성된 구조에 대해 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 광원 모듈(100)은 도광판(250)의 일면과 접하는 적어도 하나 이상의 변에 구비될 수 있으며 변의 중앙이 아닌 영역에 형성될 수 있다. 또한, 상기 광원 모듈(100)은 내부에 복수의 발광 다이오드 칩이 모듈화될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 출사면 및 입사면이 두 개인 경우 및 세 개인 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되는 것은 아니고 출사면 및 입사면이 각각 적어도 한 개 이상이고 다섯 개 이하인 경우를 포함할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 도광판(250)의 모서리 영역에 광원 모듈(100)이 구비되어 일반적인 백라이트 유닛과 대비하여 발광 다이오드 칩의 개수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 슬림화 및 가장자리 비표시 영역을 최소화하여 외관 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 광원 모듈은 상기 발광 다이오드 칩이 상기 회로기판에 직접 플립 본딩 또는 SMT되어 와이어를 이용하는 일반적인 패키지 형태의 광원 모듈과 대비하여 고효율 및 소형화를 구현할 수 있는 장점을 가진다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 절단한 광원 모듈을 도시한 단면도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈과 이를 포함하는 도광판을 도시한 평면도이다.
도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 모듈(300)은 발광 다이오드 칩(310)이 일방향을 따라 복수 개 배열되어 구성할 수 있다. 즉, 상기 발광 다이오드 칩(310)은 상기 발광 다이오드 칩의 길이방향으로 두 개 이상 배열될 수 있다. 여기서, 상기 발광 다이오드 칩의 길이방향은 발광 다이오드 칩의 장축 방향(x-x')으로 정의할 수 있다. 도면에는 상세하게 도시되지 않았지만, 상기 발광 다이오드 칩(310)은 단축 방향(y-y')으로 적어도 하나 이상 배열될 수 있다. 여기서, 상기 발광 다이오드 칩(310)의 개수는 백라이트 유닛의 사이즈 또는 요구되는 휘도에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 복수의 발광 다이오드 칩상에 앞서 설명한 것과 같이 파장변환부 및 반사부가 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면 광원 모듈(300)은 파장변환부(320)를 포함하는 발광 다이오드 칩이 일방향을 따라 복수개가 배열될 수 있다. 즉, 상기 발광 다이오드 칩은 발광 모듈의 길이방향으로 두 개 이상 배열될 수 있다. 여기서, 상기 발광 모듈의 길이방향은 발광 모듈의 장축 방향(x-x')으로 정의할 수 있다. 도면에는 상세하게 도시되지 않았지만, 상기 발광 다이오드 칩(310)은 단축 방향(y-y')으로 적어도 하나 이상 배열될 수 있다. 여기서, 상기 발광 다이오드 칩(310)의 개수는 백라이트 유닛의 사이즈 또는 요구되는 휘도에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
상기 광원 모듈(300)은 상기 발광 모듈을 덮는 반사부(330)를 포함한다. 상기 반사부(330)는 상기 발광 모듈의 상부면 및 측면들을 덮는다. 상기 반사부(330)는 상기 발광 모듈의 서로 접하는 두 개의 측면(320a, 320b)을 노출시킨다. 상기 반사부(330)로부터 노출되는 면들(320a, 320b)은 출사면(EA)으로 정의할 수 있다.
상기 광원 모듈(300)은 도광판(350)의 일측 모서리와 인접한 일측면에 위치한다. 구체적으로 상기 광원 모듈(300)은 상기 도광판(350)의 단일 모서리 주변에 위치하고, 상기 단일 모서리와 접하는 측면들 중 하나의 측면과 나란하게 위치한다. 또한, 광원 모듈(300)은 측면의 일부 영역과 나란하게 위치할 수 있다.
본 발명의 광원 모듈(300)은 복수의 발광 다이오드 칩(310)이 모듈화된 발광 모듈을 포함하여 일반적인 백라이트 유닛과 대비하여 광원 모듈의 개수를 줄일 수 있고, 광원 모듈(300)이 설치되는 영역을 최소화함으로써, 백라이트 유닛의 비표시 영역을 줄이고, 슬림화를 구현함으로써, 외관 품질을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 모듈을 도시한 사시도이고, 도 13은 도 12의 광원 모듈 및 도광판을 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 모듈(400)은 발광 다이오드 칩, 파장변환부, 반사부(130)를 포함한다.
상기 발광 다이오드 칩 및 회로기판(140)은 본 발명의 일실시예에 따른 광원 모듈과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 파장변환부는 상기 회로기판(140) 상에서 상기 발광 다이오드 칩을 덮는다. 상기 파장변환부는 상기 발광 다이오드 칩의 상부면 및 측면들을 모두 감쌀 수 있고, 형광체를 포함한다.
상기 반사부(130)는 출사면(EA)으로 정의되는 상기 발광 다이오드 칩의 서로 접하는 상부면(420a) 및 일측면(420b)과 대응되는 상기 파장변환부의 상부면 및 일측면을 노출시킨다. 상기 반사부(130)는 상기 파장변환부(120)에 의해 파장변환된 광을 출사면으로 반사시키는 기능을 갖는다. 즉, 상기 반사부(130)는 상기 광원 모듈(400)의 상부면(420a) 및 일측면(420b)으로 광이 집중되도록 가이드하는 기능을 갖는다.
이상에서 설명한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광원 모듈(400)은 서로 접하는 상부면(420a) 및 일측면(420b)을 노출시키는 반사부(130)를 이용하여 상기 광원 모듈(400)의 상부면(420a) 및 일측면(420b) 방향으로 광을 집중시킬 수 있다.
상기 광원 모듈(400)의 출사면(EA)은 도광판(250)의 모서리의 수용부(251)와 대응된다. 상기 수용부(251)는 상기 광원 모듈(400)과 대응되는 오목한 형상을 갖는다. 구체적으로 상기 수용부(251)는 상기 광원 모듈(400)로부터 광이 입사되는 서로 접하는 두 개의 측면을 포함한다. 상기 수용부(251)의 두 개의 측면은 입사면으로 정의할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 광원 모듈(400)은 적어도 2 이상의 발광 다이오드 칩이 포함될 수 있다. 상기 발광 다이오드 칩은 상기 광원 모듈(420)의 상부면(420a)의 길이방향으로 적어도 2 이상 배열될 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드 칩은 상기 일측면(420a)의 길이방향으로 적어도 2 이상 배열될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 도광판(250)의 모서리 영역에 광원 모듈(400)이 구비되어 일반적인 백라이트 유닛과 대비하여 발광 다이오드 칩의 개수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 슬림화 및 가장자리 비표시 영역을 최소화하여 외관 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 광원 모듈(400)은 상기 발광 다이오드 칩이 상기 회로기판(140)에 직접 플립 본딩 또는 SMT되어 와이어를 이용하는 일반적인 패키지 형태의 광원 모듈과 대비하여 고효율 및 소형화를 구현할 수 있는 장점을 가진다.
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.

Claims (17)

  1. 저면을 통해 기판과 전기적으로 연결되는 발광 다이오드 칩;
    상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 파장변환부;
    상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 반사부;를 포함하고,
    상기 반사부는, 상기 파장변환부의 적어도 하나의 면을 노출시켜 발광 다이오드 칩의 광이 방출되는 출사면을 형성하는 광원 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원 모듈은,
    상기 발광 다이오드 칩이 복수 개 배열된 광원 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은,
    플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Techology)에 의해 상기 기판에 실장되는 광원 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은,
    제 1 도전형으로 도핑된 제 1 반도체층;
    상기 제 1 반도체층 아래에 형성되는 활성층;
    제 2 도전형으로 도핑되고, 상기 활성층 아래에 형성되는 제 2 반도체층;
    상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극;
    상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 전극패드; 및
    상기 제 2 전극과 전기적으로 연결되는 제 2 전극패드;를 포함하고,
    상기 제 1 전극패드 및 상기 제 2 전극패드를 통해 상기 기판과 전기적으로 연결되는 광원 모듈.
  5. 파장변환부를 포함하고 일방향으로 배열된 복수의 발광 다이오드 칩; 및
    상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 반사부;를 포함하는 발광 모듈을 포함하고,
    상기 복수의 발광 다이오드 칩은, 저면을 통해 기판과 전기적으로 연결되고,
    상기 반사부는, 상기 발광 모듈의 적어도 하나의 면을 노출시켜 발광 모듈의 광이 방출되는 출사면을 형성하는 광원 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 발광 모듈은,
    직육면체 타입으로 구성되어, 상기 발광 다이오드 칩이 상기 발광 모듈의 장축 방향으로 적어도 두 개 이상 배열된 광원 모듈.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은,
    상기 발광 모듈의 단축 방향으로 적어도 하나 이상 배열된 광원 모듈.
  8. 도광판; 및
    상기 도광판의 적어도 일측에 위치하여 광을 방출하는 광원 모듈;을 포함하고,
    상기 광원 모듈은, 저면을 통해 기판과 전기적으로 연결되는 발광 다이오드 칩, 상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 파장변환부, 상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 반사부를 포함하고,
    상기 반사부는, 상기 파장변환부의 적어도 하나의 면을 노출시켜 발광 다이오드 칩의 광이 방출되는 출사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도광판은, 상기 광원 모듈을 수용하는 수용부;를 포함하고,
    상기 수용부는, 상기 광원 모듈의 상기 출사면에 대면되는 입사면을 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 수용부는,
    상기 도광판의 적어도 하나의 모서리에 구비되는 백라이트 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사부는, 서로 접하는 적어도 두 개의 면을 출사면으로 형성하고,
    상기 수용부는, 상기 두 개의 출사면과 대면하는 적어도 두 개의 입사면을 포함하는 백라이트 유닛.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 수용부는,
    상기 도광판의 적어도 하나의 변에 구비되는 백라이트 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 반사부는 서로 접하는 적어도 세 개의 면을 출사면으로 형성하고,
    상기 수용부는, 상기 세 개의 출사면과 대면하는 적어도 세 개의 입사면을 포함하는 백라이트 유닛.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 광원 모듈은,
    상기 발광 다이오드 칩이 복수 개 배열된 백라이트 유닛.
  15. 제 8 항에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은,
    플립칩 본딩 또는 SMT(Surface Mount Techology)에 의해 상기 기판에 실장되는 백라이트 유닛.
  16. 제 8 항에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은,
    제 1 도전형으로 도핑된 제 1 반도체층;
    상기 제 1 반도체층 아래에 형성되는 활성층;
    제 2 도전형으로 도핑되고, 상기 활성층 아래에 형성되는 제 2 반도체층;
    상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극;
    상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 전기적으로 연결되는 제 1 전극패드; 및
    상기 제 2 전극과 전기적으로 연결되는 제 2 전극패드;를 포함하고,
    상기 제 1 전극패드 및 상기 제 2 전극패드를 통해 상기 기판과 전기적으로 연결되는 백라이트 유닛.
  17. 도광판; 및
    상기 도광판의 적어도 일측에 위치하여 광을 방출하는 광원 모듈;을 포함하고,
    상기 광원 모듈은, 파장변환부를 포함하고 일방향으로 배열되어 저면을 통해 기판과 전기적으로 연결되는 복수의 발광 다이오드 칩 및 상기 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 반사부를 포함하고
    상기 반사부는, 상기 발광 모듈의 적어도 하나의 면을 노출시켜 발광 모듈의 광이 방출되는 출사면을 형성하는 백라이트 유닛.
PCT/KR2014/009214 2013-09-30 2014-09-30 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛 WO2015047035A1 (ko)

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