JP2011146710A - 発光モジュール、バックライトユニット、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コスト低減を図り、発光素子の放熱特性を向上させることができる発光モジュール、バックライトユニット、及びこれを備えた表示装置を提供するためのものである。
【解決手段】本発明に従う発光モジュールは、複数個のホールが形成されたモジュール基板と、上記ホールの内に配置された発光ダイオードと、上記ホールの内に配置された樹脂物と、を含み、上記モジュール基板は、ＰＳＲ層、電気伝導層、及び絶縁層を含むＰＣＢで形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光モジュール、バックライトユニット、及びこれを含む表示装置に関するものである。

表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、電界光学的な効果を用いた液晶表示装置（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）、ガス放電を用いたプラズマ表示素子（Plasma Display Panel：ＰＤＰ）、及び電界発光効果を用いたＥＬ表示素子（Electro Luminescence Display：ＥＬＤ）などがあり、その中で液晶表示装置に対する研究が活発に進められている。

液晶表示装置は、大部分が外部から入る光の量を調節して画像を表示する受光性装置であるため、ＬＣＤパネルに光を提供するための別途の光源、即ちバックライトユニット（Backlight unit）が要求されている。

本発明の目的は、バックライトユニットを製造するに当たって、コスト低減を図ることができる発光モジュール、バックライトユニット、及びこれを含む表示装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、バックライトユニットで発光素子から発生される熱をより効果的に放熱させることができる発光モジュール、バックライトユニット、及びこれを含む表示装置を提供することにある。

本発明に従う発光モジュールは、複数個のホールが形成されたモジュール基板と、上記ホールの内に配置された発光ダイオードと、上記ホールの内に配置された樹脂物と、を含み、上記モジュール基板は、ＰＳＲ層、電気伝導層、及び絶縁層を含むＰＣＢで形成される。

本発明に従うバックライトユニットは、ボトムカバーと、上記ボトムカバーの内に配置されたモジュール基板と、を含み、上記モジュール基板は、ホールが形成された部材と、上記ホールの内に配置された発光ダイオードと、上記ホールの内に形成された樹脂物と、を含む。

本発明に従う表示装置は、ボトムカバーと、上記ボトムカバーに収容された発光モジュールと、上記発光モジュールの上に配置された少なくとも１つの光学シートと、上記光学シートの上に配置された表示パネルと、を含み、上記発光モジュールは、複数個のホールが形成されたモジュール基板と、上記ホールの内に配置された発光ダイオードと、上記ホールの内に配置された樹脂物と、を含み、上記モジュール基板はＰＣＢからなる。

本発明に従う発光モジュール、バックライトユニット、及びこれを含む表示装置によれば、ＬＥＤのような発光素子をＰＣＢと一体で製造できるので、コストの低減を図り、これと共に発光素子の放熱特性を向上させることができる長所がある。

本発明の実施形態に従う表示装置を示す分解斜視図である。 図１のＡ−Ａに従う断面図である。 本発明の他の実施形態に従う発光モジュールの側断面図である。 本発明の他の実施形態に従う発光モジュールの側断面図である。 本発明の他の実施形態に従う発光モジュールの側断面図である。

本発明を説明するに当たって、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。

図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを全的に反映するのではない。

以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の実施形態に従う表示装置を示す分解斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａに従う断面図である。

図１を参照すると、表示装置１００は、ボトムカバー１１０、発光モジュール１２０、光学シート１３０、及び表示パネル１４０を含む。

上記ボトムカバー１１０は、外郭部の上縁部から所定の深さを有するように形成できる。上記上縁部に従う周り面１１１は底面に対して垂直するか、外側方向に傾斜して形成されることができ、反射カップとして機能するようになる。

上記ボトムカバー１１０の材質は、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタリウム（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオビウム（Ｎｂ）などからなることができるが、実施形態ではこれに限定するのではない。

上記発光モジュール１２０は、上記ボトムカバー１１０に配置される。上記発光モジュール１２０の上には光学シート１３０及び表示パネル１４０が配置できる。

図２を参照して上記発光モジュール１２０についてより詳細に説明すると、上記発光モジュール１２０は、モジュール基板１２１、発光ダイオード１２５、及び樹脂物１２６を含むことができる。上記発光モジュール１２０は、上記樹脂物１２６の上に配置されて光効率を向上させるためのレンズ１２９をさらに含むことができる。

上記モジュール基板１２１は、印刷回路パターンを通じて電気信号を伝達できるＰＣＢ(Printed Circuit Board；プリント基板)からなる。即ち、上記モジュール基板１２１は、上記発光ダイオード１２５の駆動に関連した電気信号を伝達するためのＰＣＢから構成され、上記ＰＣＢは、フレキシブルＰＣＢ、メタルＰＣＢ、及び一般ＰＣＢの全てに適用できる。

以下の多様な実施形態に対する説明では、説明の便宜のために、発光ダイオードと一体化するＰＣＢは３個の部材からなるものを基準として説明する。

より詳しくは、上記モジュール基板１２１は、第１部材としてＰＳＲ（Photo solder resist）層１２１１、第２部材として電気伝導層１２１２、及び第３部材として絶縁層１２１３を含むことができ、上記電気伝導層１２１２は銅からなることができる。但し、ＰＣＢを構成する物質及びＰＣＢの構造に対しては、広く知られた多様な例が適用されることができ、例えば、３個の部材でない他の個数の部材からなるＰＣＢにも適用できる。

図２に図示された実施形態では、上記発光ダイオード１２５が上記モジュール基板１２１の電気伝導層１２１２の上に配置される。

即ち、実施形態では、ＰＣＢからなるモジュール基板１２１で上記ＰＳＲ層１２１１にホール１２４が形成できる。上記ホール１２４は所定の間隔で少なくとも１列で配列されるか、複数個の列の内にジグザグ形態で配置できる。

上記ホール１２４により上記モジュール基板１２１の電気伝導層１２１２の一部が露出され、上記露出された電気伝導層１２１２に上記発光ダイオード１２５がチップ形態で搭載される。搭載方式は、フリップチップ、ダイボンディング、ワイヤボンディングなどを選択的に利用できる。上記発光ダイオード１２５は、レッドＬＥＤチップ、グリーンＬＥＤチップ、ブルーＬＥＤチップなどの有色ＬＥＤチップ、ＵＶ ＬＥＤチップうち、少なくとも１つを含む。

そして、上記ホール１２４には樹脂物１２６が形成され、上記樹脂物１２６はシリコンまたはエポキシのような樹脂材料を利用することができる。上記樹脂物１２６には蛍光体が添加されることができ、上記蛍光体の種類は上記発光ダイオード１２５の光とターゲット光との関係を考慮して選択することができ、Ｒ（レッド）／Ｇ（グリーン）／Ｂ（ブルー）蛍光体のうちから選択された少なくとも１つとなることができる。

上記樹脂物１２６の上部面は、平らな形状、凹な形状、凸な形状などで形成されることができるが、このような形状に対して限定するのではない。

上記樹脂物１２６の上にはレンズ１２９が形成されることができ、上記レンズ１２９は上記樹脂物１２６の上に付着されるか、トランスファーモールディング方式により成形できる。上記レンズ１２９は、上記モジュール基板１２１の上面に対して凸なレンズ形状であって、その直径は上記ホール１２４の直径（Ｔ）より大きく形成できる。

上記発光モジュール１２０は、上記モジュール基板１２１の内に上記発光ダイオード１２５及び樹脂物１２６をパッケージングした構造であって、別途のＬＥＤパッケージを搭載する構造に比べてコストを低減することができる。即ち、ボトムカバー１１０の上に配置されるＰＣＢを、発光ダイオード１２５を搭載できる部材に利用することによって、発光ダイオードを搭載する構成が簡単になり、これによって材料費用を低減することができる。

また、上記発光ダイオード１２５の駆動により発生される熱は上記モジュール基板１２１の電気伝導層１２１２及びその下に配置されるボトムカバー１１０を通じてより容易に放熱できる。即ち、既存に別途のＬＥＤパッケージを搭載する場合に比べて、発光ダイオードからボトムカバーまでの距離が減るようになって、放熱特性が向上できる。

また、図１を参照すると、上記光学シート１３０は上記発光モジュール１２０の上に所定の間隔を置いて配置され、一枚以上または／及び１種類以上の光学シートを含むことができる。上記光学シート１３０は、拡散シート、プリズムシート、照度強化フィルム、保護シートなどを選択的に含むことができる。

上記光学シート１３０の上には表示パネル１４０が配置される。上記表示パネル１４０は液晶表示パネルで具現されることができ、発光モジュール１２０で照射された光により情報を表示してくれる。

ここで、上記ボトムカバー１１０、発光モジュール１２０、及び上記光学シート１３０は、バックライトユニットと定義されることができ、上記バックライトユニットは、上記発光モジュール１２０から放出された光を拡散及び集光する方式により上記表示パネル１４０に照射するようになる。

図３は、本発明の他の実施形態に従う発光モジュールの側断面図である。実施形態を説明するに当たって、図２を参照して説明された実施形態と同一な部分に対しては同一符号を付し、重複説明は省略する。

図３を参照すると、発光モジュール１２０Ａは、上記モジュール基板１２１の第１部材であるＰＳＲ層１２１１のホール１２４Ａを傾斜して形成した構造である。上記ホール１２４Ａは、上部直径が下部直径より大きい傾斜した構造で形成され、この場合、上記発光ダイオード１２５から放出された一部の光は上記ホール１２４Ａの外周辺により上方に反射させることができる。これによって、上記発光モジュール１２０の発光ダイオード１２５から出射される光の効率を増大させることができる。

図４は、本発明の他の実施形態に従う発光モジュールの側断面図である。実施形態を説明するに当たって、図２を参照して説明された実施形態と同一な部分に対しては同一符号にて処理し、重複説明は省略する。

図４に図示される実施形態は、図２を参照して説明された実施形態の場合より放熱特性をより向上させた構造である。

図４を参照すると、実施形態での発光モジュール１２０Ｂは、モジュール基板１２１、発光ダイオード１２５、及び樹脂物１２６を含み、上記樹脂物１２６の上に形成されて光効率を向上させるためのレンズ１２９をさらに含むことができる。

上記モジュール基板１２１は、印刷回路パターンを通じて電気信号を伝達できるＰＣＢからなり、上記モジュール基板１２１は、第１部材としてＰＳＲ層１２１１、第２部材として電気伝導層１２１２、及び第３部材として絶縁層１２１３を含むことができる。上記電気伝導層１２１２は銅からなることができる。実施形態では、上記発光ダイオード１２５が搭載されるホール１２４Ｂが上記モジュール基板１２１のＰＳＲ層１２１１、電気伝導層１２１２、及び絶縁層１２１３の全てに形成される。

即ち、上記ホール１２４Ｂは、上記ＰＳＲ層１２１１、電気伝導層１２１２、及び絶縁層１２１３の全てを貫通するように形成される。

そして、上記モジュール基板１２１の下側、即ち上記絶縁層１２１３の下側には放熱特性の向上のための金属層１２２が設けられる。上記金属層１２２は、上記絶縁層１２１３の下面に金属をメッキさせることによって形成できる。そして、上記金属層１２２は熱伝導度に優れるチタニウム（Ｔｉ）からなることができるが、これに限定されるのではない。

上記モジュール基板１２１とボトムカバー１１０との間に上記金属層１２２を形成して置くことによって、上記発光ダイオード１２５の駆動により発生される熱のボトムカバー１１０側への放熱がより容易になることができる。

上記発光ダイオード１２５は上記金属層１２２の上に搭載され、上記ダイオードホール１２４には樹脂物１２６が形成され、上記樹脂物１２６の上にレンズ１２９が形成できることは前述した通りである。

図５は、本発明の他の実施形態に従う発光モジュールの側断面図である。実施形態を説明するに当たって、図２乃至図４を参照して説明された実施形態と同一な部分に対しては同一符号を付し、重複説明は省略する。

図５を参照すると、発光モジュール１２０Ｃは、上記モジュール基板１２１のＰＳＲ層１２１１、電気伝導層１２１２、及び絶縁層１２１３を貫通するダイオードホール１２４Ｃを傾斜して形成した構造である。上記ホール１２４Ｃは、上側直径が下側直径より大きい傾斜した構造で形成され、この場合、上記発光ダイオード１２５から放出された一部の光は上記ホール１２４Ｃの外周辺により上方に反射させることができる。これによって、上記発光モジュール１２０の発光ダイオード１２５から出射される光の効率を増大させることができ、放熱特性も優れるになる。

以上、実施形態を中心として説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない種々の変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形及び応用に関連した差異点は特許請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

提案されるような発光モジュール、バックライトユニット、及びこれを備えた表示装置によって、ＬＥＤのような発光素子をＰＣＢと一体で製造できるので、コスト低減を図り、これと共に、発光素子の放熱特性を向上させることができる長所がある。

Claims (15)

1. 複数個のホールが形成されたモジュール基板と、
   前記ホールの内に配置された発光ダイオードと、
   前記ホールの内に配置された樹脂物と、を含み、
   前記モジュール基板は、ＰＳＲ層、電気伝導層、及び絶縁層を含むＰＣＢで形成されたことを特徴とする、発光モジュール。
2. 前記電気伝導層は銅からなることを特徴とする、請求項１に記載の発光モジュール。
3. 前記ホールは前記ＰＳＲ層の内に形成されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の発光モジュール。
4. 前記発光ダイオードは前記電気伝導層に配置されたことを特徴とする、請求項１乃至３のうち、いずれか１つに記載の発光モジュール。
5. 前記ホールは上部直径が下部直径より大きい傾斜した構造で形成されたことを特徴とする、請求項１乃至４のうち、いずれか１つに記載の発光モジュール。
6. 前記樹脂物は蛍光体を含むことを特徴とする、請求項１乃至５のうち、いずれか１つに記載の発光モジュール。
7. 前記蛍光体はレッド、グリーン、ブルー蛍光体のうち、少なくともいずれか１つであることを特徴とする、請求項６に記載の発光モジュール。
8. 前記樹脂物の上に形成されたレンズをさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至７のうち、いずれか１つに記載の発光モジュール。
9. ボトムカバーと、
   前記ボトムカバーの内に配置されたモジュール基板と、を含み、
   前記モジュール基板は、ホールが形成された部材と、前記ホールの内に配置された発光ダイオードと、前記ホールの内に配置された樹脂物と、を含むことを特徴とする、バックライトユニット。
10. 前記モジュール基板は、ＰＳＲ層、電気伝導層、及び絶縁層を含み、前記ホールは前記ＰＳＲ層の内に形成されたことを特徴とする、請求項９に記載のバックライトユニット。
11. 前記モジュール基板と前記ボトムカバーとの間に配置された金属層を含むことを特徴とする、請求項９または１０に記載のバックライトユニット。
12. 前記ホールは、前記ＰＳＲ層、電気伝導層、及び絶縁層を貫通して形成されたことを特徴とする、請求項１１に記載のバックライトユニット。
13. 前記発光ダイオードは前記金属層に配置されたことを特徴とする、請求項１１または１２に記載のバックライトユニット。
14. 前記ホールは上部直径が下部直径より大きい傾斜した構造で形成されたことを特徴とする、請求項９乃至１３のうち、いずれか１つに記載のバックライトユニット。
15. 請求項９乃至１４のうちのいずれか１つによるバックライトユニットと、
    前記バックライトユニットの上に配置された少なくとも１つの光学シートと、
    前記光学シートの上に配置された表示パネルと、
    を含むことを特徴とする、表示装置。