KR20160011723A - 발광 소자 패키지, 발광 소자 패키지 모듈, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지 모듈의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이 용도나 조명 용도로 사용할 수 있는 발광 소자 패키지, 발광 소자 패키지 모듈, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지 모듈의 제조 방법에 관한 것으로서, 발광 소자; 상기 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징; 및 상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 광변환물질;을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 발광 소자 패키지, 발광 소자 패키지 모듈, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지 모듈의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 용도나 조명 용도로 사용할 수 있는 발광 소자 패키지, 발광 소자 패키지 모듈, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN 다이오드 형성을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 광을 구현할 수 있는 일종의 반도체 소자를 말한다. 이러한 발광 소자는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 이러한 LED는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 기판이나 리드프레임에 실장한 후, 패키징할 수 있어서 여러 가지 용도로 모듈화하여 백라이트 유닛(backlight unit)이나 각종 조명 장치 등에 적용할 수 있다.
한편, 종래의 백라이트 유닛에서 에지(edge) 타입의 발광 소자 패키지 모듈은 발광 소자의 출광면을 세워야 하기 때문에 그 두께를 슬림화하기에 한계가 있었다.
또한, 발광 소자의 출광면의 면적이 넓어서 광 경로를 정밀하게 제어하기가 어렵고, 이로 인하여 빛이 불균일해지는 빛샘 현상 등이 발생되는 등 많은 문제점이 있었다.
또한, 플랙서블한 타입의 모듈 기판을 사용하는 경우, 종래의 발광 소자 패키지 모듈은 모듈 기판을 기준으로 높이 돌출되는 구조로서, 외력이나 충격 등에 의해서 쉽게 파손되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 측면 발광형 발광 소자 패키지와 하우징을 이용하여 발광 소자 패키지 모듈을 획기적으로 슬림화할 수 있고, 양방향 반사층 및 양면 DBR을 이용하여 출광부를 통해 방출되는 빛의 경로를 정밀하게 제어할 수 있어서, 빛샘 현상 등을 방지하고, 얇은 형태의 하우징이 플랙서블한 타입의 모듈 기판에 견고하게 접착될 수 있어서 외력이나 충격에 강하여 부품의 파손을 방지하며, 내구성을 크게 향상시키고, 생산 공정 및 생산 시간을 단축하여 제품의 단가를 줄이며, 생산성을 극대화할 수 있게 하는 발광 소자 패키지, 발광 소자 패키지 모듈, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지 모듈의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지는, 발광 소자; 상기 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징; 및 상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 광변환물질;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 배선층은, 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 상기 발광 소자가 안착될 수 있도록 안착면이 형성되고, 상기 하우징은, 상기 발광 소자가 안착될 수 있도록 일측에 개구가 형성되고, 상기 배선층에 몰딩 성형되는 몰딩 수지 재질이고, 상기 배선층의 일부분이 외부로 노출될 수 있도록 플랜지부가 형성되며, 내표면의 적어도 일부분에 제 1 반사층이 설치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 발광 소자는, 제 1 패드 및 제 2 패드를 갖는 플립칩(flip chip) 형태의 LED이고, 그 상면 또는 하면에 적어도 반사층, 반사 시트 및 DBR(Distributed Bragg Reflector) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 설치되는 것일 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지 모듈은, 모듈 기판; 및 상기 모듈 기판에 안착되는 적어도 하나의 발광 소자 패키지;를 포함하고, 상기 발광 소자 패키지는, 발광 소자; 상기 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징; 상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 광변환물질; 및 상기 배선층과 상기 모듈 기판 사이에 도포되는 본딩 매체;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 하우징은, 상기 발광 소자가 안착될 수 있도록 일측에 개구가 형성되고, 상기 배선층에 몰딩 성형되는 몰딩 수지 재질이고, 상기 배선층의 일부분이 외부로 노출되어 상기 모듈 기판과 전기적으로 연결될 수 있도록 플랜지부가 형성되며, 내표면의 적어도 일부분에 제 1 반사층이 설치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 모듈 기판은, 경질 또는 연질의 모듈 기판 코어; 상기 모듈 기판 코어의 발광 소자 대향면에 설치되는 제 2 반사층; 및
상기 모듈 기판 코어에 설치되고, 상기 배선층과 전기적으로 연결되는 모듈 배선층;을 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 백라이트 유닛은, 모듈 기판; 상기 모듈 기판에 안착되는 적어도 하나의 발광 소자 패키지; 및 상기 발광 소자 패키지의 측방향에 설치되는 도광판;을 포함하고, 상기 발광 소자 패키지는, 발광 소자; 상기 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징; 상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 광변환물질; 및 상기 배선층과 상기 모듈 기판 사이에 설치되는 본딩 매체;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 조명 장치는, 모듈 기판; 및 상기 모듈 기판에 안착되는 적어도 하나의 발광 소자 패키지;를 포함하고, 상기 발광 소자 패키지는, 발광 소자; 상기 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징; 상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 광변환물질; 및 상기 배선층과 상기 모듈 기판 사이에 설치되는 본딩 매체;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지 모듈의 제조 방법은, 발광 소자 패키지를 준비하는 단계; 모듈 기판을 준비하는 단계; 및 상기 모듈 기판에 상기 발광 소자 패키지를 안착시키는 단계;를 포함하고, 상기 발광 소자 패키지를 준비하는 단계는, 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징을 몰딩 성형하여 준비하는 단계; 상기 배선층에 상기 발광 소자를 안착시키는 단계; 상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 광변환물질을 설치하는 단계; 및 상기 배선층과 상기 모듈 기판 사이에 본딩 매체 도포하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 발광 소자 패키지 모듈을 최대한 슬림화할 수 있고, 광 경로를 정밀하게 제어하여 빛샘 현상 등을 방지하며, 외력이나 충격에 강하여 부품의 파손을 방지하며, 내구성을 크게 향상시키고, 제품의 단가를 줄이며, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 및 발광 소자 패키지 모듈을 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자 패키지 모듈의 II-II 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 소자 패키지 모듈의 III-III 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 발광 소자 패키지의 하우징 및 배선층의 다양한 실시예들을 나타내는 평면도이다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 모듈의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 모듈의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자 패키지 모듈의 II-II 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 소자 패키지 모듈의 III-III 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 발광 소자 패키지의 하우징 및 배선층의 다양한 실시예들을 나타내는 평면도이다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 모듈의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 모듈의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면, 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100) 및 발광 소자 패키지 모듈(2000)을 나타내는 부품 분해 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 발광 소자 패키지 모듈(2000)의 II-II 절단면을 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 1의 발광 소자 패키지 모듈(2000)의 III-III 절단면을 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)는, 크게, 발광 소자(10)와, 하우징(20) 및 광변환물질(30)을 포함할 수 있다.
더욱 구제적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자(10)는, 제 1 패드(P1)와 제 2 패드(P2)를 갖고, 상기 하우징(20)과 본딩 매체(B)를 이용하여 전기적으로 연결되는 플립칩(flip chip) 형태의 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(10)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 그 상면 또는 하면에 적어도 반사층, 반사 시트 및 DBR(11)(Distributed Bragg Reflector) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 설치될 수 있다.
한편, 도시하지 않았지만, 상기 패드(P1)(P2) 이외에도 펌프나 솔더 등의 신호전달매체를 갖는 플립칩 형태일 수 있고, 이외에도, 단자에 본딩 와이어가 적용되거나, 부분적으로 제 1 단자 또는 제 2 단자에만 본딩 와이어가 적용되는 발광 소자나, 수평형, 수직형 발광 소자 등이 모두 적용될 수 있다.
또한, 제 1 패드(P1)와 제 2 패드(P2)는 도 1에 도시된 사각 형상 이외에 다양한 형상으로 변형될 수 있고, 예컨대 하나의 암 상에 다수 핑거들이 구비된 핑거 구조를 가질 수도 있다.
또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자(10)는, 상기 하우징(20)에 1개가 설치될 수도 있고, 이외에도 도시하지 않았지만, 상기 하우징(20)에 복수개가 설치되는 것도 가능하다.
이외에도, 도시하지 않았지만, 상기 발광 소자(10)는, 본딩 와이어를 이용하여 상기 하우징(20)과 전기적으로 연결되는 수평형 또는 수직형 발광 소자일 수 있다.
이러한, 상기 발광 소자(10)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 반도체로 이루어질 수 있다. 예를 들어서, 질화물 반도체로 이루어지는 청색, 녹색, 적색, 황색 발광의 LED, 자외 발광의 LED, 적외 발광의 LED 등이 적용될 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(10)는, 예를 들면, MOCVD법 등의 기상성장법에 의해, 성장용 사파이어 기판이나 실리콘 카바이드 기판 상에 InN, AlN, InGaN, AlGaN, InGaAlN 등의 질화물 반도체를 에피택셜 성장시켜 구성할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(10)는, 질화물 반도체 이외에도 ZnO, ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlInGaP 등의 반도체를 이용해서 형성할 수 있다. 이들 반도체는, n형 반도체층, 발광층, p형 반도체층의 순으로 형성한 적층체를 이용할 수 있다. 상기 발광층(활성층)은, 다중 양자웰 구조나 단일 양자웰 구조를 한 적층 반도체 또는 더블 헤테로 구조의 적층 반도체를 이용할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(10)는, 디스플레이 용도나 조명 용도 등 용도에 따라 임의의 파장의 것을 선택할 수 있다.
여기서, 상기 성장용 기판으로는 필요에 따라 절연성, 도전성 또는 반도체 기판이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 성장용 기판은 사파이어, SiC, Si, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN일 수 있다. GaN 물질의 에피성장을 위해서는 동종 기판인 GaN 기판이 좋으나, GaN 기판은 그 제조상의 어려움으로 생산단가가 높은 문제가 있다.
이종 기판으로는 사파이어, 실리콘 카바이드(SiC) 기판 등이 주로 사용되고 있으며. 가격이 비싼 실리콘 카바이드 기판에 비해 사파이어 기판이 더 많이 활용되고 있다. 이종 기판을 사용할 때는 기판 물질과 박막 물질 사이의 격자상수의 차이로 인해 전위(dislocation) 등 결함이 증가한다. 또한, 기판 물질과 박막 물질 사이의 열팽창계수의 차이로 인해 온도 변화시 휨이 발생하고, 휨은 박막의 균열(crack)의 원인이 된다. 기판과 GaN계인 발광 적층체 사이의 버퍼층을 이용해 이러한 문제를 감소시킬 수도 있다.
또한, 상기 성장용 기판은 LED 구조 성장 전 또는 후에 LED 칩의 광 또는 전기적 특성을 향상시키기 위해 칩 제조 과정에서 완전히 또는 부분적으로 제거되거나 패터닝하는 경우도 있다.
예를 들어, 사파이어 기판인 경우는 레이저를 기판을 통해 반도체층과의 계면에 조사하여 기판을 분리할 수 있으며, 실리콘이나 실리콘 카바이드 기판은 연마/에칭 등의 방법에 의해 제거할 수 있다.
또한, 상기 성장용 기판 제거 시에는 다른 지지 기판을 사용하는 경우가 있으며 지지 기판은 원 성장 기판의 반대쪽에 LED 칩의 광효율을 향상시키게 위해서, 반사 금속을 사용하여 접합하거나 반사구조를 접합층의 중간에 삽입할 수 있다.
또한, 상기 성장용 기판 패터닝은 기판의 주면(표면 또는 양쪽면) 또는 측면에 LED 구조 성장 전 또는 후에 요철 또는 경사면을 형성하여 광 추출 효율을 향상시킨다. 패턴의 크기는 5nm ~ 500㎛ 범위에서 선택될 수 있으며 규칙 또는 불규칙적인 패턴으로 광 추출 효율을 좋게 하기 위한 구조면 가능하다. 모양도 기둥, 산, 반구형, 다각형 등의 다양한 형태를 채용할 수 있다.
상기 사파이어 기판의 경우, 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a측 방향의 격자상수가 각각 13.001과 4.758 이며, C면, A면, R면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다.
또한, 상기 성장용 기판의 다른 물질로는 Si 기판을 들 수 있으며, 대구경화에 보다 적합하고 상대적으로 가격이 낮아 양산성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 실리콘(Si) 기판은 GaN계 반도체에서 발생하는 빛을 흡수하여 발광소자의 외부 양자 효율이 낮아지므로, 필요에 따라 상기 기판을 제거하고 반사층이 포함된 Si, Ge, SiAl, 세라믹, 또는 금속 기판 등의 지지기판을 추가로 형성하여 사용한다.
상기 Si 기판과 같이 이종 기판상에 GaN 박막을 성장시킬 때, 기판 물질과 박막 물질 사이의 격자 상수의 불일치로 인해 전위(dislocation) 밀도가 증가하고, 열팽창 계수 차이로 인해 균열(crack) 및 휨이 발생할 수 있다. 발광 적층체의 전위 및 균열을 방지하기 위한 목적으로 성장용 기판과 발광적층체 사이에 버퍼층을 배치시킬 수 있다. 상기 버퍼층은 활성층 성장시 기판의 휘는 정도를 조절해 웨이퍼의 파장 산포를 줄이는 기능도 한다.
여기서, 상기 버퍼층은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, 또는 InGaNAlN를 사용할 수 있으며, 필요에 따라 ZrB2, HfB2, ZrN, HfN, TiN 등의 물질도 사용할 수 있다. 또한, 복수의 층을 조합하거나, 조성을 점진적으로 변화시켜 사용할 수도 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(20)은 내부에 상기 발광 소자(10)를 수용할 수 있도록 수용 공간(A)이 형성되며, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛이 상기 발광 소자(10)의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자(10)의 측방향에 출광부(20b)가 형성되고, 상기 출광부(20b)를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질로 이루어지는 상방 및 일 측방이 개방된 박스 형태의 구조체일 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(20)은 상기 발광 소자(10)와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층(23)이 설치될 수 있다.
여기서, 상기 배선층(23)은, 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극(21)이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극(22)이 설치되며, 상기 발광 소자(10)가 안착될 수 있도록 안착면이 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(20)은, 상기 발광 소자(10)가 안착될 수 있도록 일측에 개구(20a)가 형성되고, 상기 배선층(23)에 몰딩 성형되는 몰딩 수지 재질이고, 상기 배선층(23)의 일부분이 외부로 노출될 수 있도록 플랜지부(24)가 형성되며, 내표면의 적어도 일부분에 제 1 반사층(R1)이 설치될 수 있다.
예컨데, 상기 하우징(20)은 상기 배선층(23) 위에 몰딩 성형될 수 있는 수지 재질로서, 적어도 에폭시 수지 조성물, 실리콘 수지 조성물, 변성 에폭시 수지 조성물, 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지, 반사물질이 포함된 EMC, 반사물질이 포함된 화이트 실리콘, PSR(Photoimageable Solder Resist) 및 이들이 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 예컨데, 이들 수지 중에, 산화 티타늄, 이산화규소, 이산화티탄, 이산화지르코늄, 티타늄산 칼륨, 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소, 멀라이트, 크롬, 화이트 계열이나 금속 계열의 성분 등 광 반사성 물질을 함유시킬 수 있다.
또한, 상기 하우징(20)은, 그 내표면에 브래그(Bragg) 반사층, 에어갭(air gap), 전반사층, 금속층 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 상기 제 1 반사층(R1)이 설치될 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 광변환물질(30)은, 상기 발광 소자(10)와 상기 하우징(20) 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 것으로서, 제 1 파장의 여기광을 받아서 상기 제 1 파장과는 다른 파장의 변환광을 발생시킬 수 있는 물질일 수 있다.
더욱 구체적으로는, 상기 광변환물질(30)은, 적어도 형광체, 양자점, 형광체 또는 양자점이 포함된 투광성 봉지재 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 형광체는 아래와 같은 조성식 및 컬러를 가질 수 있다.
산화물계: 황색 및 녹색 Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce
실리케이트계: 황색 및 녹색 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 (Ba,Sr)3SiO5:Ce
질화물계: 녹색 β-SiAlON:Eu, 황색 L3Si6O11:Ce, 등색 α-SiAlON:Eu, 적색 CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu
이러한, 상기 형광체의 조성은 기본적으로 화학양론(Stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상 각 족들 내 다른 원소로 치환이 가능하다. 예를 들어 Sr은 알카리토류(II)족의 Ba, Ca, Mg 등으로, Y은 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 등으로 치환이 가능하다, 또한 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 등으로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제등이 추가로 적용될 수 있다.
또한, 상기 양자점(Quantum Dot: QD)은, CdSe, InP 등의 코어(3 ~ 10nm)와 ZnS, ZnSe 등의 쉘(0.5 ~ 2nm)및 코어, 쉘의 안정화를 위한 리간드(Ligand)의 구조로 구성될 수 있으며, 크기에 따라 다양한 칼라를 구현할 수 있다.
또한, 상기 형광체의 도포 방식은 크게 LED 칩 또는 발광소자에 뿌리는 방식, 또는 막 형태로 덮는 방식, 필름 또는 세라믹 형광체 등의 시트 형태를 부착하는 방식 중 적어도 하나를 사용 할 수 있다.
뿌리는 방식으로는 디스펜싱, 스프레이 코팅 등이 일반적이며 디스펜싱은 공압방식과 스크류(Screw), 리니어 타입(Linear type) 등의 기계적 방식을 포함한다. 제팅(Jetting) 방식으로 미량 토출을 통한 도팅량 제어 및 이를 통한 색좌표 제어도 가능하다. 웨이퍼 레벨 또는 발광 소자 기판상에 스프레이 방식으로 형광체를 일괄 도포하는 방식은 생산성 및 두께 제어가 용이할 수 있다.
발광 소자 또는 LED 칩 위에 막 형태로 직접 덮는 방식은 전기영동, 스크린 프린팅 또는 형광체의 몰딩 방식으로 적용될 수 있으며 LED 칩 측면의 도포 유무 필요에 따라 해당 방식의 차이점을 가질 수 있다.
발광 파장이 다른 2종 이상의 형광체 중 단파장에서 발광하는 광을 재 흡수하는 장파장 발광 형광체의 효율을 제어하기 위하여 발광 파장이 다른 2종 이상의 형광체층을 구분할 수 있으며, LED 칩과 형광체 2종 이상의 파장 재흡수 및 간섭을 최소화하기 위하여 각 층 사이에 DBR(ODR)층을 포함 할 수 있다.
균일 도포막을 형성하기 위하여 형광체를 필름 또는 세라믹 형태로 제작 후 LED 칩 또는 발광 소자 위에 부착할 수 있다.
광 효율, 배광 특성에 차이점을 주기 위하여 리모트 형식으로 광변환 물질을 위치할 수 있으며, 이 때 광변환 물질은 내구성, 내열성에 따라 투광성 고분자, 유리등의 물질 등과 함께 위치한다.
이러한, 상기 형광체 및 양자점 도포 기술은 발광 소자에서 광특성을 결정하는 가장 큰 역할을 하게 되므로, 형광체 도포층의 두께, 형광체 균일 분산 등의 제어 기술들이 다양하게 연구되고 있다. 양자점(QD) 또한 형광체와 동일한 방식으로 LED 칩 또는 발광 소자에 위치할 수 있으며, 유리 또는 투광성 고분자 물질 사이에 위치하여 광 변환을 할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 모듈(2000)은, 모듈 기판(40) 및 상기 모듈 기판(40)에 안착되는 적어도 하나의 상기 발광 소자 패키지(100)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 기판(40)은, 경질 또는 연질의 모듈 기판 코어(41)와, 상기 모듈 기판 코어(41)의 발광 소자 대향면에 설치되는 제 2 반사층(R2) 및 상기 모듈 기판 코어(41)에 설치되고, 상기 배선층(23)과 전기적으로 연결되는 모듈 배선층(42)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 모듈 기판 코어(41)는, 에폭시계 수지 시트를 다층 형성시킨 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)이 적용될 수 있다. 또한, 상기 리드 프레임(20)은, 연성 재질의 플랙서블 인쇄 회로 기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다.
이외에도, 상기 모듈 기판 코어(41)는, 레진, 글래스 에폭시 등의 합성 수지 기판이나, 열전도율을 고려하여 세라믹(ceramic) 기판이 적용될 수 있다.
또한, 상기 모듈 기판 코어(41)는, 가공성을 향상시키기 위해서 부분적 또는 전체적으로 적어도 EMC(Epoxy Mold Compound), PI(polyimide), 세라믹, 그래핀, 유리합성섬유 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다.
한편, 상기 발광 소자 패키지(100)는, 크게 발광 소자(10)와, 하우징(20)과, 광변환물질(30) 및 본딩 매체(B)를 포함할 수 있다.
이러한, 상기 발광 소자(10)와, 상기 하우징(20) 및 상기 광변환물질(30)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상술된 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 발광 소자 패키지(100)의 구성 요소들과 그 구성 및 역할이 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 본딩 매체(B)는 상기 배선층(23)과 상기 모듈 기판(40) 사이에 도포되어 상기 배선층(23)과 상기 모듈 기판(40)을 물리적 및 전기적으로 서로 연결시키는 것으로서, 이러한 상기 본딩 매체(B)는 솔더, 솔더 페이스트, 솔더 크림, 땜납, 금, 은, 주석, 아연, 각종 접착제 등 용융 온도나 경화 온도가 비교적 낮아서 2개의 부품 사이에 도포된 후, 경화되면서 2개의 부품들을 물리적 및 전기적으로 서로 연결시키는 모든 형태의 본딩 매체들이 적용될 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛은 상기 발광 소자(10)의 상면 및 하면에 각각 설치된 양면 DBR(11)에 의해서 반사되어 상기 발광 소자(10)의 측방향으로 유도될 수 있다.
이어서, 상기 발광 소자(10)의 측방향으로 방출된 빛은 다시, 상기 제 1 반사층(R1) 및 상기 제 2 반사층(R2)의 사이에서 반사되어 최종적으로 상기 하우징(20)의 상기 출광부(20b)를 통해서 외부로 방출될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 반사층(R1) 및 상기 제 2 반사층(R2) 사이의 거리가 비교적 협소한 것으로서, 이들 반사층(R1)(R2)들의 반사량이나 그 거리를 조절하여 광 경로를 정밀하게 제어할 수 있다.
그러므로, 도 1 내지 도 3에서 상술된 바와 같이, 누운 상태의 측면 발광형인 상기 발광 소자 패키지(100)와 이를 덮는 상기 하우징(20)을 이용하여 상기 발광 소자 패키지 모듈(2000)을 획기적으로 슬림화할 수 있다.
예컨데, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 발광 소자 패키지 모듈(2000)의 두께는 상기 모듈 기판(40)의 두께와 상기 발광 소자(10) 및 상기 하우징(20)을 합한 두께로 최소화할 수 있다.
또한, 상기 양방향 반사층(R1)(R2) 및 양면 DBR(11)을 이용하여 상기 출광부(20b)를 통해 방출되는 빛의 경로를 정밀하게 제어할 수 있어서, 빛샘 현상 등을 방지하고, 얇은 형태의 상기 하우징(20)이 플랙서블한 타입의 모듈 기판(40)에 견고하게 접착될 수 있어서 외력이나 충격에 강하여 부품의 파손을 방지하며, 내구성을 크게 향상시키고, 생산 공정 및 생산 시간을 단축하여 제품의 단가를 줄이며, 생산성을 극대화할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 발광 소자 패키지(100)의 하우징(20) 및 배선층(23)의 다양한 실시예들을 나타내는 평면도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 발광 소자 패키지(100)의 하우징(20)에 설치된 상기 배선층(23)은, 도면에 반드시 국한되지 않고 다양한 형태로 상기 하우징(20)에 설치될 수 있다.
예컨데, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배선층(23)은 상기 발광 소자(10)의 패드(P1)(P2)들과 각각 좌우 방향으로 연장되어 연결될 수 있고, 이외에도, 도 5에 도시된 바와 같이, 각각 상하 방향으로 연장되어 연결될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 좌상향, 우하향 방향으로 연장되어 연결되는 등 매우 다양하게 설치될 수 있다. 또한, 상기 하우징(20) 역시, 도면에 반드시 국한되지 않고, 다각형이나 원형이나, 타원형 등 매우 다양한 박스 형태로 설치될 수 있다.
도 7 내지 도 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 모듈(2000)의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 7 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 모듈(2000)의 제조 과정을 단계적으로 설명하면, 먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 발광 소자 패키지(100)를 준비하기 위하여, 발광 소자(10)와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층(23)이 설치되고, 상기 배선층(23)의 둘레를 둘러싸도록 내부에 상기 발광 소자(10)를 수용할 수 있도록 수용 공간(A)이 형성되며, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛이 상기 발광 소자(10)의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자(10)의 측방향에 출광부(20b)가 형성되고, 상기 출광부(20b)를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징(20)을 몰딩 성형할 수 있다.
이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 배선층(23)의 안착면에 상기 발광 소자(10)를 안착시킬 수 있다. 이 때, 상기 배선층(23)과 상기 발광 소자(10) 사이에 본딩 매체(B)를 설치한 다음, 리플로우 과정 등을 수행할 수 있다.
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자(10)와 상기 하우징(20) 사이의 적어도 일부 공간에 프린터나 주사기나 디스펜서 등을 이용하여 광변환물질(30)을 도포 또는 디스펜싱하여 설치할 수 있다.
이어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 본딩 장치나, 도팅 장치나 프린터나 주사기나 디스펜서 등을 이용하여 상기 배선층(23)과 상기 모듈 기판(40) 사이에 본딩 매체(B) 도포할 수 있다.
이어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 모듈 기판(40)을 준비하고, 상기 본딩 매체(B)가 도포된 상기 발광 소자 패키지(100)을 반전시켜서 상기 모듈 기판(40)에 상기 발광 소자 패키지(100)를 안착시킬 수 있다. 이 후, 리플로우 과정 등을 수행할 수 있다.
따라서, 생산 공정이 비교적 간단하고, 생산 시간이 절감되어 제품의 단가를 낮추며, 본딩 매체(B)를 이용하여 플랙시블한 모듈 기판(40)과 발광 소자 패키지(100)를 견고하게 부착하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛(1000)을 나타내는 단면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛(1000)은, 모듈 기판(40)과, 상기 모듈 기판(40)에 안착되는 적어도 하나의 발광 소자 패키지(100) 및 상기 발광 소자 패키지(100)의 측방향에 설치되는 도광판(110)를 포함하고, 상기 발광 소자 패키지(100)는, 발광 소자(10)와, 상기 발광 소자(10)와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층(23)이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자(10)를 수용할 수 있도록 수용 공간(A)이 형성되며, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛이 상기 발광 소자(10)의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자(10)의 측방향에 출광부(20b)가 형성되고, 상기 출광부(20b)를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징(20)과, 상기 발광 소자(10)와 상기 하우징(20) 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 광변환물질(30) 및 상기 배선층(23)과 상기 모듈 기판(40) 사이에 설치되는 본딩 매체(B)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 모듈 기판(40)과, 상기 발광 소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 13에 도시된 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 모듈(2000)의 구성 요소들과 그 구성 및 역할이 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 도광판(110)은, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛을 유도할 수 있도록 투광성 재질로 제작될 수 있는 광학 부재일 수 있다.
이러한, 상기 도광판(110)은, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛의 경로에 설치되어, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛을 보다 넓은 면적으로 전달할 수 있다.
이러한, 상기 도광판(110)은, 그 재질이 폴리카보네이트 계열, 폴리술폰계열, 폴리아크릴레이트 계열, 폴리스틸렌계, 폴리비닐클로라이드계, 폴리비닐알코올계, 폴리노르보넨 계열, 폴리에스테르 등이 적용될 수 있고, 이외에도 각종 투광성 수지 계열의 재질이 적용될 수 있다. 또한, 상기 도광판(110)은, 표면에 미세 패턴이나 미세 돌기나 확산막등을 형성하거나, 내부에 미세 기포를 형성하는 등 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
여기서, 도시하지 않았지만, 상기 도광판(110)의 상방에는 각종 확산 시트, 프리즘 시트, 필터 등이 추가로 설치될 수 있다. 또한, 상기 도광판(110)의 상방에는 LCD 패널 등 각종 디스플레이 패널이 설치될 수 있다.
한편, 도시하지 않았지만, 본 발명은 상술된 상기 발광 소자 패키지 모듈(2000)을 포함하는 조명 장치 또는 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 조명 장치 또는 디스플레이 장치의 구성 요소들은 상술된 본 발명의 발광 소자 패키지 모듈의 그것들과 구성과 역할이 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
도 14는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 모듈(2000)의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지 모듈(2000)의 제조 방법은, 발광 소자 패키지(100)를 준비하는 단계(S1)와, 모듈 기판(40)을 준비하는 단계(S2) 및 상기 모듈 기판(40)에 상기 발광 소자 패키지(100)를 안착시키는 단계(S3)를 포함하고, 상기 발광 소자 패키지(100)를 준비하는 단계(S1)는, 발광 소자(10)와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층(23)이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자(10)를 수용할 수 있도록 수용 공간(A)이 형성되며, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛이 상기 발광 소자(10)의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자(10)의 측방향에 출광부(20b)가 형성되고, 상기 출광부(20b)를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징(20)을 몰딩 성형하여 준비하는 단계(S1-1)와, 상기 배선층(23)에 상기 발광 소자(10)를 안착시키는 단계(S1-2)와, 상기 발광 소자(10)와 상기 하우징(20) 사이의 적어도 일부 공간에 광변환물질(30)을 설치하는 단계(S1-3) 및 상기 배선층(23)과 상기 모듈 기판(40) 사이에 본딩 매체(B) 도포하는 단계(S1-4)를 포함할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 발광 소자
P1: 제 1 패드
P2: 제 2 패드
11: DBR
20: 하우징
21: 제 1 전극
22: 제 2 전극
23: 배선층
24: 플랜지부
A: 수용 공간
20a: 개구
20b: 출광부
30: 광변환물질
R1: 제 1 반사층
R2: 제 2 반사층
40: 모듈 기판
B: 본딩 매체
41: 모듈 기판 코어
42: 모듈 배선층
110: 도광판
100: 발광 소자 패키지
1000: 백라이트 유닛
2000: 발광 소자 패키지 모듈
P1: 제 1 패드
P2: 제 2 패드
11: DBR
20: 하우징
21: 제 1 전극
22: 제 2 전극
23: 배선층
24: 플랜지부
A: 수용 공간
20a: 개구
20b: 출광부
30: 광변환물질
R1: 제 1 반사층
R2: 제 2 반사층
40: 모듈 기판
B: 본딩 매체
41: 모듈 기판 코어
42: 모듈 배선층
110: 도광판
100: 발광 소자 패키지
1000: 백라이트 유닛
2000: 발광 소자 패키지 모듈
Claims (9)
- 발광 소자;
상기 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징; 및
상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 광변환물질;
을 포함하는, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 배선층은, 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 상기 발광 소자가 안착될 수 있도록 안착면이 형성되고,
상기 하우징은, 상기 발광 소자가 안착될 수 있도록 일측에 개구가 형성되고, 상기 배선층에 몰딩 성형되는 몰딩 수지 재질이고, 상기 배선층의 일부분이 외부로 노출될 수 있도록 플랜지부가 형성되며, 내표면의 적어도 일부분에 제 1 반사층이 설치되는 것인, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광 소자는, 제 1 패드 및 제 2 패드를 갖는 플립칩(flip chip) 형태의 LED이고,
그 상면 또는 하면에 적어도 반사층, 반사 시트 및 DBR(Distributed Bragg Reflector) 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 설치되는 것인, 발광 소자 패키지. - 모듈 기판; 및
상기 모듈 기판에 안착되는 적어도 하나의 발광 소자 패키지;
를 포함하고,
상기 발광 소자 패키지는,
발광 소자;
상기 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징;
상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 광변환물질; 및
상기 배선층과 상기 모듈 기판 사이에 도포되는 본딩 매체;
를 포함하는, 발광 소자 패키지 모듈. - 제 4 항에 있어서,
상기 하우징은, 상기 발광 소자가 안착될 수 있도록 일측에 개구가 형성되고, 상기 배선층에 몰딩 성형되는 몰딩 수지 재질이고, 상기 배선층의 일부분이 외부로 노출되어 상기 모듈 기판과 전기적으로 연결될 수 있도록 플랜지부가 형성되며, 내표면의 적어도 일부분에 제 1 반사층이 설치되는 것인, 발광 소자 패키지 모듈. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 모듈 기판은,
경질 또는 연질의 모듈 기판 코어;
상기 모듈 기판 코어의 발광 소자 대향면에 설치되는 제 2 반사층; 및
상기 모듈 기판 코어에 설치되고, 상기 배선층과 전기적으로 연결되는 모듈 배선층;
을 포함하는, 발광 소자 패키지 모듈. - 모듈 기판;
상기 모듈 기판에 안착되는 적어도 하나의 발광 소자 패키지; 및
상기 발광 소자 패키지의 측방향에 설치되는 도광판;
을 포함하고,
상기 발광 소자 패키지는,
발광 소자;
상기 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징;
상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 광변환물질; 및
상기 배선층과 상기 모듈 기판 사이에 설치되는 본딩 매체;
를 포함하는, 백라이트 유닛. - 모듈 기판; 및
상기 모듈 기판에 안착되는 적어도 하나의 발광 소자 패키지;
를 포함하고,
상기 발광 소자 패키지는,
발광 소자;
상기 발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징;
상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 설치되는 광변환물질; 및
상기 배선층과 상기 모듈 기판 사이에 설치되는 본딩 매체;
를 포함하는, 조명 장치. - 발광 소자 패키지를 준비하는 단계;
모듈 기판을 준비하는 단계; 및
상기 모듈 기판에 상기 발광 소자 패키지를 안착시키는 단계;를 포함하고,
상기 발광 소자 패키지를 준비하는 단계는,
발광 소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선층이 설치되고, 내부에 상기 발광 소자를 수용할 수 있도록 수용 공간이 형성되며, 상기 발광 소자에서 발생된 빛이 상기 발광 소자의 측방향으로 유도되어 출광될 수 있도록 상기 발광 소자의 측방향에 출광부가 형성되고, 상기 출광부를 제외한 적어도 나머지 일부분을 둘러싸는 형태인 불투광성 재질의 하우징을 몰딩 성형하여 준비하는 단계;
상기 배선층에 상기 발광 소자를 안착시키는 단계;
상기 발광 소자와 상기 하우징 사이의 적어도 일부 공간에 광변환물질을 설치하는 단계; 및
상기 배선층과 상기 모듈 기판 사이에 본딩 매체 도포하는 단계;
를 포함하는, 발광 소자 패키지 모듈의 제조 방법.
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020141845A1 (ko) * | 2018-12-31 | 2020-07-09 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 소자 패키지 및 이를 포함한 표시 장치 |
| CN113039653A (zh) * | 2018-11-13 | 2021-06-25 | 科锐Led公司 | 发光二极管封装 |
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