KR101850435B1 - 발광 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

발광 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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문연태
히로시 코다이라
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예는 회로 기판, 상기 회로 기판 상에 서로 이격하여 실장되는 발광 소자들, 상기 발광 소자를 감싸는 밀봉부, 및 상기 회로 기판 상에 배치되는 광 경로 변경부를 포함하며, 상기 광 경로 변경부는 상기 밀봉부의 주위를 감싸도록 배치되는 렌즈부, 및 상기 렌즈부보다 돌출되도록 상기 렌즈부 주위에 배치되는 돌출부를 포함한다.

Description

발광 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치{A light emitting module, and a display apparatus}
실시 예는 발광 모듈, 및 표시 장치에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)나 레이저 다이오드(Laser Diode; LD)와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하다. 또한, 발광 소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
발광 소자가 패키지 몸체에 실장되어 전기적으로 연결된 형태로 된 발광소자 패키지는 표시 장치의 광원으로 많이 사용되고 있다. 특히, COB(Chip on Board)형 발광 모듈은 발광 소자, 예를 들어 LED 칩들을 직접 기판에 다이 본딩(die bonding)하고, 와이어 본딩에 의해 전기적 연결을 하는 방식으로, 발광 소자가 기판 상에 여러 개 배열된 발광소자 어레이 형태로 많이 사용되고 있다.
일반적으로 COB형 발광 모듈은 기판, 기판 상에 일렬로 배열되는 LED 칩들, LED 칩들을 둘러싸는 밀봉부, 및 밀봉부 상에 위치하는 렌즈를 포함할 수 있다.
실시 예는 도광판과 렌즈부의 충돌에 의한 손상을 방지할 수 있는 발광 모듈 및 표시 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 모듈은 회로 기판, 상기 회로 기판 상에 서로 이격하여 실장되는 복수의 발광 소자들, 상기 발광 소자를 감싸는 밀봉부, 및 상기 회로 기판 상에 배치되는 광 경로 변경부를 포함하며, 상기 광 경로 변경부는 상기 밀봉부의 주위를 감싸도록 배치되는 렌즈부, 및 상기 렌즈부보다 돌출되도록 상기 렌즈부 주위에 배치되는 돌출부를 포함한다. 상기 밀봉부에 의해서 밀봉되는 상기 발광 소자는 적어도 한 개 또는 그 이상일 수 있다.
상기 광 경로 변경부는 상기 렌즈부와 상기 돌출부 사이에 배치되는 오목부를 더 포함할 수 있다. 상기 돌출부의 높이는 상기 렌즈부의 높이보다 높을 수 있다. 상기 오목부의 높이는 상기 렌즈부의 높이보다 낮을 수 있다.
상기 렌즈부와 상기 밀봉부는 서로 이격할 수 있다. 상기 돌출부의 측면은 경사각을 가질 수 있다. 상기 광 경로 변경부는 투과성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 렌즈부, 상기 돌출부, 및 상기 오목부는 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 상기 오목부는 상기 렌즈부 및 상기 돌출부를 연결할 수 있다. 상기 돌출부는 상기 렌즈부가 위치하는 상기 회로 기판의 제1 영역과 상기 오목부가 위치하는 상기 회로 기판의 제2 영역을 제외한 상기 회로 기판의 제3 영역 상에 위치할 수 있다.
상기 회로 기판은 방열층, 상기 방열층의 일면 상에 배치되는 절연층, 및 상기 절연층 상에 전기적으로 분리되어 배치되는 제1 금속층 및 제2 금속층을 포함하며, 상기 복수의 발광 소자들 각각은 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 회로 기판은 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층 사이 또는 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층 상에 개재되도록 상기 절연층 상에 배치되는 솔더 레지스트층을 더 포함할 수 있다
상기 발광 모듈은 상기 돌출부의 측면 상에 배치되는 광 반사층을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 표시 장치는 바텀 커버, 상기 바텀 커버 상에 배치되는 반사판, 광을 방출하는 발광 모듈, 상기 반사판의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈에서 방출되는 빛을 안내하는 도광판, 상기 도광판의 전방에 배치되는 광학 시트, 및 상기 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널을 포함하며, 상기 발광 모듈은 상술한 실시 예일 수 있다.
실시 예는 도광판과 렌즈부의 충돌에 의한 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 모듈의 AA' 방향의 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 모듈의 BB' 방향의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 발광 소자의 일 실시 예를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 광 경로 변경부의 단면도를 나타낸다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 발광 모듈의 BB' 방향의 단면도를 나타낸다.
도 8은 도 7에 도시된 발광 소자의 일 실시 예를 나타낸다
도 9는 다른 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 모듈을 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 11은 도 10에 도시된 표시 장치에서 발광 모듈의 구동의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
상기의 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈(100)을 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 모듈(100)의 AA' 방향의 단면도를 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 발광 모듈(100)의 BB' 방향의 단면도를 나타낸다.
도 1 내지 도 2을 참조하면, 발광 모듈(100)은 회로 기판(101), 복수의 발광 소자들(10-1 내지 10-n, n>1인 자연수), 와이어(140), 밀봉부(145), 몰딩 고정부(147), 및 광 경로 변경부(150)를 포함한다.
복수의 발광 소자들(10-1 내지 10-n, n>1인 자연수)은 회로 기판(101) 상에 서로 이격하여 실장된다. 이때 발광 소자들(10-1 내지 10-n) 각각은 수직형 발광 다이오드(Light emitting diode)일 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 발광 소자(10-3)의 일 실시 예를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 발광 소자(10-3)는 제2 전극층(30)과, 보호층(35)과, 제1 도전형 반도체층(46), 활성층(44), 제2 도전형 반도체층(42)을 포함하는 발광 구조물(40)과, 패시베이션층(50)과, 제1 전극(55)을 포함한다.
제2 전극층(30)은 발광 구조물(40)의 아래 배치된다. 제2 전극층(30)은 지지층(31), 접합층(32), 반사층(33), 및 오믹층(34)을 포함할 수 있다.
지지층(31)은 발광 구조물(40)을 지지하며, 제1 전극(55)과 함께 발광 구조물(40)에 전원을 제공한다.
접합층(32)은 지지층(31) 상에 배치되며, 반사층(33)과 오믹층(34)이 지지 층(31)에 접합될 수 있도록 한다. 반사층(33)은 접합층(32) 상에 배치되며, 발광 구조물(40)로부터 입사되는 광을 반사시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 오믹층(34)은 반사층(33) 상에 배치되며, 발광 구조물(40)의 제2 도전형 반도체층(42)에 오믹 접촉되어 전원이 원활히 공급되도록 할 수 있다.
보호층(35)은 제2 전극층(31)의 가장 자리 영역 상에 배치된다. 보호층(35)은 발광 구조물(40)과 제2 전극층(30) 사이의 계면이 박리되어 발광 소자(10-3)의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(42)은 오믹층(34) 상에 배치되고, 활성층(44)은 제2 도전형 반도체층(42) 상에 배치되고, 제1 도전형 반도체층(46)은 활성층(44) 상에 배치될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(42)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 원소의 화합물 반도체일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(42)은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(46)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 원소의 화합물 반도체일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(46)은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
활성층(44)은 제1 도전형 반도체층(46) 및 제2 도전형 반도체층(42)으로부터 제공되는 전자(electron)와 정공(hole)의 재결합(recombination) 과정에서 발생하는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다. 활성층(44)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
예컨대, 활성층(44)이 양자우물구조인 경우, 활성층(44)은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1 -a- bN(0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 포함하는 단일 또는 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
패시베이션층(50)은 발광 구조물(40)을 전기적으로 보호하기 위하여 발광 구조물(40)의 측면 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 도전형의 반도체층(46)의 상면에는 발광 소자(10-3)의 광 추출 효율을 증가시키기 위해 러프니스(roughness, 60)가 형성될 수 있다. 제1 전극(55)은 제1 도전형 반도체층(46)과 접촉하도록 발광 구조물(40) 상에 배치된다.
회로 기판(101)은 방열층(110), 절연층(120), 제1 금속층(130), 제2 금속층(135), 및 솔더 레지스트층(solder resist layer, 138)을 포함할 수 있다.
방열층(110)은 알루미늄(Al) 등과 같은 열전도성 물질로 이루어질 수 있다.
절연층(120)은 방열층(110)의 일 면 상에 배치되며, 제1 금속층(130)과 제2 금속층(135)은 절연층(120) 상에 서로 전기적으로 분리되어 배치된다. 절연층(120)은 제1 금속층(130) 및 제2 금속층(135)으로부터 방열층(110)을 절연시키는 역할을 한다. 방열층(110) 두께는 절연층(120) 두께보다 두꺼울 수 있다.
솔더 레지스트층(138)은 제1 금속층(130)과 제2 금속층(135) 사이 또는 제1 금속층(130)과 제2 금속층(135) 상에 개재되도록 절연층(120) 상에 배치되며, 제1 금속층(130)과 제2 금속층(135)의 단락을 방지하기 위하여 절연 물질로 이루어질 수 있다. 솔더 레지스트층(138)은 재질에 따라 발광 모듈(100)의 광 효율을 향상시킬 수 있다. 솔더 레지스트층(138)은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR), 특히 화이트 포토 솔더 레지스트(white PSR)로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
제1 금속층(130) 및 제2 금속층(135)은 금(Au), 은(Ag), 또는 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 금속층(130) 및 제2 금속층(135)은 발광 소자를 실장하기 위하여 패턴 인쇄될 수 있다.
발광 소자(10-3)는 제1 금속층(130) 상에 실장되며, 제1 금속층(130) 및 제2 금속층(135)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 도 4에 도시된 발광 소자(10-3)의 제2 전극층(30)은 제1 금속층(130)과 전기적으로 연결되며, 와이어(140)에 의하여 발광 소자(10-3)의 제1 전극(55)은 제2 금속층(135)과 전기적으로 연결될 수 있다.
밀봉부(145)는 발광 소자(10-3) 및 와이어(140)를 둘러싸며 보호할 수 있다. 밀봉부(145)는 적어도 발광 소자(10-3) 및 와이어(140)를 덮는 돔(dome) 형상일 수 있다. 밀봉부(145)의 재질은 수지 또는 실리콘일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
밀봉부(145) 각각은 복수의 발광 소자들 각각을 개별적으로 감쌀 수 있다. 예컨대, 발광 소자들을 감싸는 밀봉부들 각각은 서로 이격하여 형성될 수 있다. 그러나 실시 예는 이에 한정되는 것은 아니며, 밀봉부(145)는 복수 개의 발광 소자들을 밀봉할 수 있다.
몰딩 고정부(147)는 밀봉부(145)의 외주면에 접하도록 회로 기판(101) 상에 배치되며, 밀봉부(145)의 가장 자리를 고정할 수 있다. 즉, 발광 소자(10-3)를 둘러싸도록 몰딩 고정부(147) 내로 토출된 밀봉부(155)의 가장 자리는 몰딩 고정부(147)에 의하여 고정되어, 밀봉부(145)는 몰딩 고정부 내에 배치될 수 있다. 몰딩 고정부(147)는 밀봉부(145)의 둘레를 고정하도록 원형 또는 타원형의 측벽 형태를 갖도록 방열층(110) 상에 배치될 수 있으며, 방열층과 몰딩 고정부(147) 사이에는 솔더 레지스트층(138) 또는 절연층(120)이 배치될 수 있다. 몰딩 고정부(147)의 높이는 40um ~ 60 um일 수 있다.
또한, 밀봉부(145)는 형광체를 포함할 수 있으며, 형광체는 발광 소자(10-3)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 즉 발광 소자(10-3)로부터 방출된 제1 파장 영역의 광이 밀봉부(145) 내의 형광체에 의하여 여기되어 제2 파장 영역의 광으로 변경될 수 있다.
광 경로 변경부(150)는 밀봉부(145)가 위치하는 회로 기판(101) 상에 배치되며, 발광 소자(10-3)로부터 방출되는 빛을 굴절시킨다. 즉 광 경로 변경부(150)는 발광 소자(10-3)로부터 방출되어, 형광체에서 파장이 변경된 빛을 굴절시킴으로써 광 경로를 변경시킬 수 있으며, 발광 모듈(100)의 광 지향각을 조절할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 광 경로 변경부(150)의 단면도를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 광 경로 변경부(150)는 렌즈부(152), 돌출부(154), 및 오목부(153)를 포함한다. 렌즈부(152)는 각각의 밀봉부(145) 주위를 감싸도록 배치되며, 볼록한 돔 형태일 수 있다. 렌즈부(152)는 밀봉부(145)와 직접 접촉하거나, 또는 이격할 수 있다. 렌즈부(152)와 밀봉부(145) 사이에는 공기층이 개재될 수 있다. 렌즈부(152)는 발광 소자(10-3)로부터 방출되는 빛을 굴절시켜, 광 경로를 변경시키는 역할을 한다.
돌출부(154)는 렌즈부(152)보다 돌출되도록 렌즈부(152)의 주위에 배치된다. 돌출부(154)는 렌즈부(152)를 감싸고, 인접하는 렌즈부들(152) 사이에 배치된다. 또한 돌출부(154)는 렌즈부(152)가 위치하는 회로 기판의 영역(S1)과 오목부(153)가 위치하는 회로 기판(101)의 제2 영역(S2)을 제외한 회로 기판(101)의 제3 영역(S3) 상에 위치할 수 있다. 돌출부(154)의 측면(156)은 일정한 경사각(θ)을 갖는 경사면일 수 있다. 예컨대, 경사면은 일정한 기울기를 갖는 직선이거나, 또는 일정한 곡률을 갖는 곡선일 수 있다.
오목부(153)는 렌즈부(152)와 돌출부(154) 사이에 배치된다. 오목부(153)는 렌즈부(152)와 돌출부(154)를 일체로 연결할 수 있다. 예컨대, 오목부(153)는 렌즈부(152)의 외주면의 하단 및 돌출부(154)의 하단을 일체로 연결할 수 있다. 도 1에 도시된 오목부(153)는 원형이나, 오목부(153)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다.
렌즈부(152)에 비하여, 돌출부(154)는 상대적으로 돌출된 형태이고, 오목부(153)는 상대적으로 오목한 형태일 수 있다.
돌출부(154)의 높이(H1)는 렌즈부(152)의 높이(H2)보다 높고, 오목부(153)의 높이(H3)는 렌즈부(152)의 높이(H2)보다 낮을 수 있다. 즉 렌즈부(152)의 높이(H2)는 오목부(153)의 높이(H3)보다 크고, 돌출부(154)의 높이(H1)보다 작을 수 있다(H3<H2<H1).
렌즈부(152)의 높이(H2)는 발광 소자(예컨대, 10-3)의 크기에 따라 결정될 수 있다. 렌즈부(152)의 높이(H2)는 발광 소자(예컨대, 10-3)의 장변의 길이에 75% ~ 125%일 수 있다.
오목부(153)의 높이(H3)는 렌즈부(152)의 높이(H2)의 5% ~ 15%일 수 있다. 이는 오목부(153)의 높이(H3)를 결정하는 금형의 높이가 너무 작으면 몰딩 재료가 그 사이로 스며들 수 없고, 너무 높으면 빛의 누출이 커서 발광 모듈의 광 손실이 크기 때문이다. 그리고 돌출부(154)의 높이(H1)는 렌즈부(152)의 높이(H2)보다 200um ~ 400um 클 수 있다.
렌즈부(152)의 곡률이 조절됨에 따라 렌즈부(152)에 의해 굴절된 빛이 돌출부(154)를 향하여 진행하지 광 지향각을 조절할 수 있다.
광 경로 변경부(150)는 광 투과 물질로 이루어지는데, 일 예로써 실리콘, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 또는 레진 사출물로 이루어질 수 있다.
즉 렌즈부(152), 돌출부(154), 및 오목부(153)는 동일 재질일 수 있으며, 일체형일 수 있다. 예컨대, 광 경로 변경부(150)를 형성하기 위한 금형에 상술한 광 투과 물질을 사출하여 동일한 재질로 일체형의 광 경로 변경부를 형성할 수 있다.
일반적으로 발광 모듈은 백라이트 유닛 또는 디스플레이 장치 내에서 도광판의 광입사면에 인접하여 배치되는데, 도광판이 열 팽창함에 따라 도광판이 렌즈와 충돌하여 렌즈가 손상을 받을 수 있다.
그러나 실시 예는 도광판이 열 팽창하더라도, 렌즈부(152)에 비하여 상대적으로 돌출된 형태의 돌출부(154)가 도광판에 접촉하기 때문에, 렌즈부(152)가 도광판과 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 또한 돌출부(154)는 렌즈부(152)와 동일한 재질이고, 일체형이기 때문에, 실시 예는 동일한 공정에서 렌즈부(152), 오목부(153), 및 돌출부(154)가 형성될 수 있으며, 사출 후 경화되면서 광 경로 변경부(150)가 회로 기판(101)에 접착되기 때문에 별도의 접착 부재를 요하지 않는다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 발광 모듈(300)을 나타내고, 도 7은 도 6에 도시된 발광 모듈(300)의 BB' 방향의 단면도를 나타낸다. 도 1과 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 앞에서 설명한 것은 중복을 피하기 위하여 설명을 생략 또는 간단히 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 발광 모듈(300)은 회로 기판(201), 복수의 발광 소자들(20-1 내지 20-n, n>1인 자연수), 와이어들(345-1, 345-2), 밀봉부(360), 몰딩 고정부(370), 및 광 경로 변경부(150)를 포함한다.
복수의 발광 소자들(20-1 내지 20-n, n>1인 자연수)은 회로 기판(201) 상에 서로 이격하여 실장된다. 예컨대, 발광 소자들(20-1 내지 20-n) 각각은 수평형 발광 다이오드(Light emitting diode)일 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 발광 소자(20-3)의 일 실시 예를 나타낸다. 도 8을 참조하면, 발광 소자(20-3)는 기판(510), 발광 구조물(520), 전도층(530), 제1 전극(542), 및 제2 전극(544)을 포함한다.
기판(510)은 사파이어 기판(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, 도전성 기판, 그리고 GaAs 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
발광 구조물(520)은 제1 도전형 반도체층(542), 활성층(544), 및 제2 도전형 반도체층(546)을 포함하며, 기판(510) 상에 순차로 적층된 구조일 수 있다. 이때 제1 도전형은 n형이고, 제2 도전형은 p형일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
발광 구조물(520)은 제1 도전형 반도체층(542)의 일부 영역을 노출하도록 메사 식각(mesa etching)될 수 있다.
전도층(530)은 제2 도전형 반도체층(546)의 상에 배치되며, 발광 소자(20-3)의 광추출 효율을 높일 수 있다. 전도층(530)은 발광 파장에 대해 투과율이 높은 투명한 산화물계 물질, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide), TO(Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 및 ZnO(Zinc Oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제1 전극(542)은 노출되는 제1 도전형 반도체층(542) 부분 상에 배치되고, 제2 전극(544)은 전도층(530) 상에 배치될 수 있다.
회로 기판(201)은 방열층(310), 절연층(320), 제1 금속층(331), 제2 금속층(332), 제3 금속층(333), 솔더 레지스트층(340)을 포함할 수 있다.
절연층(320)은 방열층(310)의 일 면 상에 배치되며, 제1 내지 제3 금속층들(331,332,333)은 절연층(320) 상에 서로 전기적으로 분리되어 배치된다. 솔더 레지스트층(340)은 제1 내지 제3 금속층들(331,332,333) 사이에 개재되도록 절연층(320) 상에 배치된다. 제1 내지 제3 금속층들(331,332,333)은 발광 소자들(20-1 내지 20-n)을 실장하기 위하여 패턴 인쇄될 수 있다.
발광 소자(20-3)는 제1 금속층(331) 상에 실장되며, 제2 금속층(332) 및 제3 금속층(333)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 금속층(331)은 제2 금속층(332), 제3 금속층(333) 중 하나와 전기적으로 연결되거나 일체를 이룰 수 있다.
예컨대, 제1 와이어(345-1)에 의하여 발광 소자(20-3)의 제1 전극(442)은 제2 금속층(332)과 전기적으로 연결되고, 제2 와이어(345-2)에 의하여 제2 전극(444)은 제3 금속층(333)과 전기적으로 연결될 수 있다.
밀봉부(360)는 발광 소자(20-3)를 둘러싸며, 형광체를 포함할 수 있다. 밀봉부(360)는 적어도 발광 소자(20-3) 및 와이어들(345-1, 345-2)을 덮는 돔(dome) 형상일 수 있다.
몰딩 고정부(360)는 발광 소자(20-3)의 주변 영역에 배치되며, 밀봉부(360)의 가장 자리를 고정할 수 있다. 몰딩 고정부(360)는 밀봉부(360)의 둘레를 고정하도록 원형 또는 타원형의 측벽 형태를 갖도록 솔더 레지스트층(340) 상에 배치될 수 있다. 몰딩 고정부(360)의 높이는 40um ~ 60 um일 수 있다.
광 경로 변경부(150)는 밀봉부(360)가 배치되는 회로 기판(201) 상에 배치되며, 발광 소자(20-3)로부터 방출되는 빛을 굴절시킨다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다. 도 2와 동일한 도면 번호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 9에 도시된 실시 예는 도 2에 도시된 실시 예에 추가적으로 광 반사층(190)을 더 포함할 수 있다. 광 반사층(190)은 돌출부(154)의 측면(156) 상에 마련될 수 있으며, 렌즈부(152)를 통과하여 입사하는 광을 반사함으로써 발광 모듈의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
광 반사층(190)은 광을 반사시키는 물질, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 수지, PPA 수지, TiO2, Ag, 또는 반사 시트 등일 수 있다.
또 다른 실시 예는 상술한 발광 모듈을 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 발광 모듈이 배치된 조명 시스템의 일 실시 예로서, 조명 장치와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 모듈을 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(800)는 바텀 커버(810)와, 바텀 커버(810) 상에 배치되는 반사판(820)과, 광을 방출하는 발광 모듈(830, 835)과, 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈(830,835)에서 발산되는 빛을 표시 장치 전방으로 안내하는 도광판(840)과, 도광판(840)의 전방에 배치되는 프리즘 시트들(850,860)을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널(870)과, 디스플레이 패널(870)과 연결되고 디스플레이 패널(870)에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로(872)와, 디스플레이 패널(870)의 전방에 배치되는 컬러 필터(880)를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버(810), 반사판(820), 발광 모듈(830,835), 도광판(840), 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
발광 모듈은 상술한 실시 예들(100, 300) 중 어느 하나일 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 도광판(840)과 렌즈부(152)와의 이격 거리(D1)는 도광판(840)과 돌출부(154)와의 이격 거리(D2)보다 작다(D1<D2). 따라서 도광판(840)이 열 팽창하더라도, 렌즈부(152)에 비하여 상대적으로 돌출된 형태의 돌출부(154)가 도광판(840)에 접촉하기 때문에, 렌즈부(152)는 도광판(840)과 충돌하지 않는다. 따라서 실시 예는 도광판(840) 팽창에 따른 밀봉부(145) 내의 발광 소자(10-3,20-3) 및 와이어(140)의 손상을 방지할 수 있다.
바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 그리고, 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있으며, 도광판(840)의 후면이나, 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
그리고, 도광판(830)은 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 프리즘 시트(850)는 지지 필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성될 수 있으며, 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
그리고, 제2 프리즘 시트(860)에서 지지 필름 일면의 마루와 골의 방향은, 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사 시트로부터 전달된 빛을 디스플레이 패널(1870)의 전면으로 고르게 분산하기 위함이다.
그리고, 도시되지는 않았으나, 도광판(840)과 제1 프리즘 시트(850) 사이에 확산 시트가 배치될 수 있다. 확산 시트는 폴리에스터와 폴리카보네이트 계열의 재료로 이루어질 수 있으며, 백라이트 유닛으로부터 입사된 빛을 굴절과 산란을 통하여 광 투사각을 최대로 넓힐 수 있다. 그리고, 확산 시트는 광확산제를 포함하는 지지층과, 광출사면(제1 프리즘 시트 방향)과 광입사면(반사시트 방향)에 형성되며 광확산제를 포함하지 않는 제1 레이어와 제2 레이어를 포함할 수 있다.
실시 예에서 확산 시트, 제1 프리즘시트(850), 및 제2 프리즘시트(1860)가 광학 시트를 이루는데, 광학 시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
디스플레이 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 표시 장치가 구비될 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 표시 장치(800)에서 발광 모듈(830)의 구동의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 표시 장치(800)는 발광 모듈(830)을 구동하는 구동 드라이버(1201)를 더 포함한다. 구동 드라이버(1201)는 기판(1201)과 연결되고, 발광 모듈들(830-1 내지 830-4) 각각은 커텍터(Connector, C1 내지 C4)를 통하여 기판(1201)과 연결된다.
구동 드라이버(1201)는 기판(1201) 및 커넥터(C1 내지 C4)를 통하여 발광 모듈들(830-1 내지 830-4) 각각으로 구동 신호를 전송하며, 구동 신호에 의하여 발광 모듈들(830-1 내지 830-4)은 동작할 수 있다. 따라서 발광 모듈들(830-1 내지 840-4) 마다 구동 신호를 달리 공급하면 도광판(840)에서 점선으로 구분된 영역들 각각에 공급되는 빛을 조절할 수 있다.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101 : 회로 기판 110 : 방열판
120 : 절연층 132,134 : 금속층들
138 : 솔더 레지스트층 10-1 내지 10-n : 발광 소자
140 : 와이어 140 : 밀봉부
150 : 광 경로 변경부 152 : 렌즈부
153 : 오목부 154 : 돌출부.

Claims (15)

  1. 회로 기판;
    상기 회로 기판 상에 서로 이격하여 배치되는 복수의 발광 소자들;
    상기 복수의 발광 소자들 각각의 주위에 배치되어 상기 복수의 발광 소자들을 감싸는 밀봉부; 및
    상기 회로 기판 상에 배치되며 도광판과 이격되는 광 경로 변경부를 포함하며,
    상기 광 경로 변경부는,
    상기 밀봉부의 주위에 배치되고, 상기 밀봉부로부터 이격하는 렌즈부;
    상기 렌즈부보다 돌출되는 높이를 가지며 상기 회로 기판을 덮도록 상기 렌즈부 주위에 배치되며, 상기 도광판의 열 팽창시 상기 도광판과 접촉되는 돌출부; 및
    상기 렌즈부와 상기 돌출부 사이에 배치되고, 상기 렌즈부와 상기 돌출부를 연결하는 오목부를 더 포함하는 발광 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부의 높이는 상기 렌즈부의 높이보다 200um ~ 400um 높은 발광 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오목부의 높이는 상기 렌즈부의 높이보다 낮은 발광 모듈.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부의 측면은 경사각을 가지는 발광 모듈.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 렌즈부가 위치하는 상기 회로 기판의 제1 영역과 상기 오목부가 위치하는 상기 회로 기판의 제2 영역을 제외한 상기 회로 기판의 제3 영역 상에 위치하는 발광 모듈.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부의 측면 상에 배치되는 광 반사층을 더 포함하는 발광 모듈.
  15. 바텀 커버;
    상기 바텀 커버 상에 배치되는 반사판;
    광을 방출하는 발광 모듈;
    상기 반사판의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈에서 방출되는 빛을 안내하는 도광판;
    상기 도광판의 전방에 배치되는 광학 시트; 및
    상기 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널을 포함하며,
    상기 발광 모듈은,
    제1항, 제3항, 제4항, 제6항, 제10항, 및 제14항 중 어느 한 항에 기재된 발광 모듈을 포함하는 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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