KR20170139991A - 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예는, 기판; 상기 기판상에 배치되는 복수 개의 발광소자; 및 상기 복수 개의 발광소자와 전기적으로 연결되는 접속부재를 포함하고, 상기 접속부재는, 상기 기판상에 배치되는 몸체부, 및 상기 몸체부에서 연장되고, 상기 복수 개의 발광소자의 상면과 전기적으로 연결되는 연장부를 포함하는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 발광소자 패키지를 개시한다.

Description

발광소자 패키지 및 이를 포함하는 표시장치{LIGHT EMITTING PACKAGE AND DISPLAY DEVICE HAVING THEREOF}
실시 예는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저 전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정표시장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.
일반적인 액정표시장치는 발광 다이오드로부터 방출된 광과 액정의 투과율을 제어하여 컬러필터를 통과하는 빛으로 이미지 또는 영상을 표시한다. 최근에는 HD 이상의 고화질 및 대 화면의 표시장치가 요구되고 있으나, 일반적인 액정표시장치 및 유기 전계 표시장치는 수율 및 비용에 의해 고화질의 대화면 표시장치를 구현하기에 어려움이 있다.
실시 예는 제작이 용이한 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 표시장치를 제공한다.
실시 예는 고온에서도 신뢰성을 유지할 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 표시장치를 제공한다.
실시 예는 풀 컬러를 제공할 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 표시장치를 제공한다.
실시 예는 구성을 간소화할 수 있고, 슬림화에 유리한 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 표시장치를 제공한다.
실시 예는 고해상도의 대형 사이즈를 구현할 수 있는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 기판; 상기 기판상에 배치되는 복수 개의 발광소자; 및 상기 복수 개의 발광소자와 전기적으로 연결되는 접속부재를 포함하고, 상기 접속부재는, 상기 기판상에 배치되는 몸체부, 및 상기 몸체부에서 연장되고, 상기 복수 개의 발광소자의 상면과 전기적으로 연결되는 연장부를 포함한다.
상기 복수 개의 발광소자 및 상기 접속부재를 덮는 몰딩부재를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 발광소자는 제1 내지 제3발광소자를 포함할 수 있다.
상기 기판의 일면은 서로 마주보는 제1측면과 제2측면, 및 서로 마주보는 제3측면과 제4측면을 포함하고, 상기 기판은 상기 기판의 중심을 통과하고 상기 제1측면과 평행한 제1가상직선과, 상기 기판의 중심을 통과하고 상기 제3측면과 평행한 제2가상직선에 의해 정의되는 복수 개의 분할영역을 포함하고, 상기 분할영역은 상기 제2측면과 제3측면을 포함하는 제1분할영역, 상기 제2측면과 제4측면을 포함하는 제2분할영역, 상기 제4측면과 제1측면을 포함하는 제3분할영역, 및 상기 제1측면과 제3측면을 포함하는 제4분할영역을 포함하고, 상기 제1발광소자는 제3분할영역에 배치되고, 상기 제2발광소자는 제2분할영역에 배치되고, 상기 제3발광소자는 상기 제1분할영역에 배치되고, 상기 몸체부는 상기 제4분할영역에 배치될 수 있다.
상기 연장부는, 상기 제1발광소자와 전기적으로 연결되는 제1연장부, 상기 제2발광소자와 전기적으로 연결되는 제2연장부, 상기 제3발광소자와 전기적으로 연결되는 제3연장부를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3연장부는 다각형의 막대형상을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3연장부의 폭은 50um 내지 200um일 수 있다.
상기 제1 내지 제3연장부는, 발광소자와 접촉하는 접촉부; 및 상기 접촉부와 상기 몸체부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 연결부가 상기 기판의 일면과 이루는 각도는 45도 내지 90도일 수 있다.
상기 기판의 일면을 기준으로 상기 접촉부의 상면은 상기 몸체부의 상면보다 높을 수 있다.
상기 연결부는 상기 접촉부보다 두께가 얇을 수 있다.
상기 몸체부의 일측면은 상기 몰딩부재의 외부로 노출될 수 있다.
상기 기판의 일면에는 상기 복수 개의 발광소자, 및 상기 접속부재의 몸체부가 배치되는 복수 개의 안착홈이 형성될 수 있다.
상기 안착홈은 상기 발광소자의 면적의 1.05배 이상 1.5배 이하일 수 있다.
상기 접속부재는 코어, 상기 코어를 감싸는 표면층, 및 코어부와 표면층 사이에 배치되는 중간층을 포함할 수 있다.
상기 제1발광소자와 기판 사이에 배치되는 제1리드전극; 상기 제2발광소자와 기판 사이에 배치되는 제2리드전극; 상기 제3발광소자와 기판 사이에 배치되는 제3리드전극; 및 상기 몸체부와 기판 사이에 배치되는 제4리드전극을 포함할 수 있다.
상기 기판의 타면에 배치되는 제1 내지 제4전극패드를 포함하고, 상기 제1전극패드는 상기 제1리드전극과 연결되고, 상기 제2전극패드는 상기 제2리드전극과 연결되고, 상기 제3전극패드는 상기 제3리드전극과 연결되고, 상기 제4전극패드는 상기 제4리드전극과 연결될 수 있다.
실시 예에 따르면, 발광소자 패키지의 조립 공정이 단순화될 수 있다.
또한, 고온 환경에서 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 복수 개의 발광소자가 개별 구동되어 풀 컬러를 제공할 수 있다.
또한, 실시 예의 표시장치는 구성을 간소화할 수 있고, 슬림화에 유리한 장점을 가질 수 있다.
실시 예는 하나의 픽셀에 서로 다른 컬러를 발광하는 발광 다이오드를 서브 픽셀로 배치하여, 고휘도 및 고재현성의 표시 장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이고,
도 2는 도 1의 평면도이고,
도 3은 도 2의 A-A 방향 단면도이고,
도 4는 발광소자와 접속부재의 전기적 연결을 보여주는 도면이고,
도 5는 접속부재의 단면도이고,
도 6은 복수 개의 발광소자의 전극 배치를 보여주는 평면도이고,
도 7은 접속부재의 제1변형예이고,
도 8은 접속부재의 제2변형예이고,
도 9a 내지 도 9d는 발광소자와 접속부재를 전기적으로 연결하는 과정을 보여주는 순서도이고,
도 10은 발광소자가 2개인 경우 접속부재의 변형예이고,
도 11은 발광소자가 4개인 경우 접속부재의 변형예이고,
도 12는 기판에 복수 개의 발광소자가 배치된 상태를 보여주는 도면이고,
도 13은 도 12의 B-B 방향 단면도이고,
도 14는 도 12의 변형예이고,
도 15는 도 14의 C-C 방향 단면도이고,
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이고,
도 17은 접속부재와 발광소자의 전기적 연결을 보여주는 개념도이고,
도 18은 도 16의 제1변형예이고,
도 19는 도 16의 제2변형예이고,
도 20은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이고,
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치의 개념도이다.
본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A 방향 단면도이다.
도 1을 참고하면, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 기판(300), 기판(300)의 일면(301)에 배치되는 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C), 및 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)와 전기적으로 연결되는 접속부재(200)를 포함한다.
기판(300)은 일면(301)과 타면(302) 및 복수 개의 측면을 포함할 수 있다. 기판(300)은 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코어(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판을 포함할 수 있다.
복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)는 기판(300)상에 배치될 수 있다. 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)는 청색 파장대의 광을 발광하는 제1발광소자(100A), 녹색 파장대의 광을 발광하는 제2발광소자(100B), 적색 파장대의 광을 발광하는 제3발광소자(100C)를 포함할 수 있다. 제2발광소자(100B)와 제3발광소자(100C)는 청색 칩과 형광체의 조합일 수도 있다. 광 특성(예: 연색성, 균일도 등)을 향상시키기 위해 추가적인 발광소자가 더 배치될 수도 있다.
제1 내지 제3발광소자(100A, 100B, 100C)는 서로 개별적으로 구동되어 풀 컬러를 구현할 수 있다. 제1 내지 제3발광소자(100A, 100B, 100C)를 개별 구동하는 방법은 특별히 제한되지 않는다.
복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)는 백색광을 구현하기 위한 여기 광원일 수도 있다. 예시적으로 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)는 청색 발광소자이고, 파장변환입자에 의해 백색광으로 변환될 수도 있다.
접속부재(200)는 기판(300)의 일면에 배치되는 몸체부(210)와, 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)의 상면과 전기적으로 연결되는 연장부(220)를 포함한다.
복수 개의 연장부(220)는 몸체부(210)에서 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 향해 분기될 수 있다. 몸체부(210)는 서로 이격된 복수 개의 연장부(220)가 만나는 영역으로 정의할 수 있다. 몸체부(210)와 복수 개의 연장부(220)는 일체로 제작될 수 있다.
실시 예에 따르면, 하나의 접속부재(200)를 이용하여 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 전기적으로 연결할 수 있다. 접속부재(200)는 공통전극과 연결될 수 있다. 공통전극은 애노드일 수도 있고 캐소드일 수도 있다.
종래에는 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 공통전극에 연결하기 위해서 각각 와이어 본딩을 하였다. 그러나 실시 예에 따르면, 하나의 접속부재(200)를 연결하는 것에 의하여 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 한번에 공통전극과 연결할 수 있다.
연장부(220)는 제1발광소자(100A)와 전기적으로 연결되는 제1연장부(221), 제2발광소자(100B)와 전기적으로 연결되는 제2연장부(222), 제3발광소자(100C)와 전기적으로 연결되는 제3연장부(223)를 포함할 수 있다. 즉, 연장부(220)의 개수는 발광소자의 개수와 동일할 수 있다.
연결부(220)는 폭(W1)이 50um 내지 200um이고 두께(W2)가 50um 내지 200um일 수 있다. 예시적으로 연결부(220)의 폭과 두께는 100um일 수 있다. 연결부(220)는 사각형상의 막대일 수 있으며, 단면은 정사각형일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 연결부재는 두께가 폭에 비해 얇을 수도 있다.
몰딩부재(500)는 기판(300) 상에 배치되어 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 보호할 수 있다. 몰딩부재(500)는 일반적인 봉지재의 구성이 모두 포함될 수 있다. 예시적으로 몰딩부재(500)는 실리콘 재질을 포함할 수 있다. 필요에 따라 몰딩부재(500)에는 파장변환입자(미도시)가 분산될 수 있다. 파장변환입자는 발광소자에서 출사된 광을 백색광으로 변환할 수 있다.
도 2를 참고하면, 기판(300)은 서로 마주보는 제1측면(S1)과 제2측면(S2), 및 서로 마주보는 제3측면(S3)과 제4측면(S4)을 포함할 수 있다.
기판(300)은 중심(C1)을 통과하고 제1측면(S1)과 평행한 제1가상직선(L1)과, 중심(C2)을 통과하고 제3측면(S3)과 평행한 제2가상직선(L2)에 의해 정의되는 복수 개의 분할영역(P1, P2, P3, P4)을 포함할 수 있다.
복수 개의 분할영역(P1, P2, P3, P4)은 제2측면(S2)과 제3측면(S3)을 포함하는 제1분할영역(P1), 제2측면(S2)과 제4측면(S4)을 포함하는 제2분할영역(P2), 제4측면(S4)과 제1측면(S1)을 포함하는 제3분할영역(P3), 및 제1측면(S1)과 제3측면(S3)을 포함하는 제4분할영역(P4)을 포함할 수 있다.
제1발광소자(100A)는 제3분할영역(P3)에 배치되고, 제2발광소자(100B)는 제2분할영역(P2)에 배치되고, 제3발광소자(100C)는 제1분할영역(P1)에 배치되고, 몸체부(210)는 제4분할영역(P4)에 배치될 수 있다.
제1연장부(221)는 제4분할영역(P4)에서 제3분할영역(P3)을 향해 연장되고, 제2연장부(222)는 제4분할영역(P4)에서 제2분할영역(P2)을 향해 연장되고, 제3연장부(223)는 제4분할영역(P4)에서 제1분할영역(P1)을 향해 연장될 수 있다.
몸체부(210)는 제1측면(S1)과 제3측면(S3)이 만나는 모서리에 인접 배치될 수 있다. 즉, 몸체부(210)는 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)와 최대한 이격 배치될 수 있다.
몸체부(210)가 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)와 가까이 배치되는 경우, 연장부(220)의 각도에 따라 발광소자의 측면과 쇼트가 발생할 확률이 높아질 수 있다. 이러한 장점은 발광소자 패키지의 사이즈가 작아질수록 효과적일 수 있다. 즉, 몸체부(210)가 제1측면(S1)과 제3측면(S3)이 만나는 모서리에 인접 배치되면 소자의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 3을 참고하면, 기판(300)의 일면(301)에는 제1 내지 제4리드전극(411, 412, 413, 414)이 배치된다. 제1발광소자(100A)는 제1리드전극(411)상에 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 제2발광소자(100B)는 제2리드전극(412)상에 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 제3발광소자(100C)는 제3리드전극(413)상에 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 접속부재(200)의 몸체부(210)는 제4리드전극(414)상에 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다.
기판(300)은 타면(302)에 제1 내지 제4전극패드(421, 422, 423, 424)가 배치된다. 제1전극패드(421)는 제1관통전극(431)에 의해 제1리드전극(411)과 연결될 수 있다. 제2전극패드(422)는 제2관통전극(432)에 의해 제2리드전극(412)과 연결될 수 있다. 제3전극패드(423)는 제3관통전극(433)에 의해 제3리드전극(413)과 연결될 수 있다. 제4전극패드(424)는 제4관통전극(434)에 의해 제4리드전극(414)과 연결될 수 있다.
도 4는 발광소자와 접속부재의 전기적 연결을 보여주는 도면이고, 도 5는 접속부재의 단면도이고, 도 6은 복수 개의 발광소자의 전극 배치를 보여주는 평면도이고, 도 6은 복수 개의 발광소자의 전극 배치를 보여주는 평면도이다.
도 4를 참고하면, 연장부는 발광소자와 접촉하는 접촉부(221a), 및 접촉부(221a)와 몸체부(210)를 연결하는 연결부(221b)를 포함한다. 이하에서는 제1발광소자(100A)와 접속하는 제1연장부(221)로 설명하나, 제2연장부와 제3연장부도 동일한 구조를 갖는다.
접촉부(221a)는 발광소자의 상부에 배치된 제1전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 접촉부(221a)의 상면은 몸체부(210)의 상면보다 높게 배치될 수 있다.
몸체부(210)는 리드전극과 연결되는 접촉면(210a)을 갖고, 연장부(221)는 발광소자의 상면과 연결되는 접촉면(221c)을 갖는다.
연결부(221b)는 기판(300)의 일면을 기준으로 소정 각도로 기울어질 수 있다. 연결부(221b)와 기판(300)이 이루는 각도(θ1)는 45도 내지 90도일 수 있다. 각도가 45도 미만인 경우에는 연결부(221b)의 탄성력에 의해 발광소자에 과도하게 응력이 가해지는 문제가 있다. 또한, 연결부(221b) 하면이 발광소자 상면과 접촉하여 쇼트가 발생할 수도 있다.
각도가 90도를 초과하는 경우 연결부(221b)가 발광소자의 측면에 접촉하여 쇼트가 발생하는 문제가 있다. 또한, 접촉부(221a)와 발광소자의 상면과 연결되지 않거나, 충분한 탄성력이 없어 신뢰성에 문제가 있을 수도 있다.
연결부(221b)가 기판(300)과 이루는 각도는 상기 범위 내에서 발광소자의 높이에 따라 적절히 조절될 수 있다. 또한, 연결부(221b)와 기판(300)이 이루는 각도(θ1)는 패키지 크기 및 발광소자 높이에 따라 45도 이하거나 90도 이상일 수도 있다.
접속부재(200)는 몸체부(210)가 리드전극에 연결되는 동시에 복수 개의 연장부(220)가 각 발광소자의 상부에 전기적으로 연결될 수 있다.
복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)는 수직형 타입일 수 있다. 수직형 타입의 발광소자는 상부에 제1전극(150)이 배치되고 하부에 제2전극(160)이 배치되는 구조로 정의할 수 있다.
제1전극(150)은 제1도전형 반도체층(110)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제2전극(160)은 제2도전형 반도체층(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2전극(160)을 성장기판을 제거하고 부착한 도전성 기판일 수 있다.
제1도전형 반도체층(110)은 n형 반도체층이고 제2도전형 반도체층(130)은 p형 반도체층일 수 있다. 또는 제1도전형 반도체층(110)이 p형 반도체층이고 제2도전형 반도체층(130)이 n형 반도체층일 수 있다.
제1도전형 반도체층(110)과 제2도전형 반도체층(130) 사이에는 활성층(120)이 배치될 수 있다. 제2도전형 반도체층(130)과 제2전극(160) 사이에는 반사층(140)이 배치될 수 있다. 반사층(140)은 활성층(120)에서 생성된 광을 상부로 방출하는 구성이면 특별히 제한되지 않는다. 예시적으로 반사층(140)은 DBR 구조일 수 있다. 그러나, 반사층(140)은 생략될 수 있다. 예시적으로 제2전극(160)이 반사 기능을 갖는 경우 반사층(140)은 생략될 수도 있다. 이외에도 일반적인 수직형 발광다이오드의 구조가 모두 적용될 수 있다.
도 5를 참고하면, 접속부재(200)는 코어(220a), 코어(220a)를 감싸는 표면층(220c), 및 코어(220a)부와 표면층(220c) 사이에 배치되는 중간층(220b)을 포함할 수 있다.
코어(220a)는 열전도도가 우수한 재질을 포함할 수 있다. 예시적으로 코어(220a)는 Cu, Ni, Fe, Al, Au, Pb, Pt, Ag, Ti 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 열전도도가 우수한 재질이면 특별히 한정하지 않는다.
표면층(220c)은 발광소자의 전극과 접촉 저항이 낮은 재질이 선택될 수 있다. 예시적으로 표면층(220c)은 Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
표면층(220c)은 코어(220a)의 전체 면적을 감쌀 수도 있으나, 국소적으로 형성될 수도 있다. 예시적으로 표면층(220c)은 발광소자의 전극과 접촉하는 부위에만 형성될 수도 있다.
중간층(220b)은 코어(220a)와 표면층(220c)의 접착력을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. 중간층(220b)은 Ni과 Cu를 포함하는 합금일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
접속부재(200)는 일반 와이어에 비해 두껍고, 열전도도가 높고, 열 용량(Heat Capacity)이 크다. 따라서, 외부 충격에 의해 전기적 연결이 끊어지는 문제를 개선할 수 있다.
도 6을 참고하면, 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)의 제1전극(151, 152, 153)은 접속부재와 가깝게 배치될 수 있다.
예시적으로 제1발광소자(100A)는 제3분할영역을 다시 4등분한 서브 영역 중에서 제4서브영역(P34)에 배치될 수 있다.
제2발광소자(100B)는 제2분할영역을 4등분한 서브 분할 영역 중에서 제4서브영역(P24)에 배치될 수 있다.
또한, 제3발광소자(100C)는 제1분할영역을 4등분한 서브 분할 영역 중에서 제4서브영역(P14)에 배치될 수 있다.
제1 내지 제3발광소자(100A, 100B, 100C)의 제1전극(151, 152, 153)은 모두 서브 분할 영역에서 제4서브영역에 배치될 수 있다.
서브 분할 영역은 도 2의 분할영역을 제1-1가상직선(L11), 제1-2가상직선(L12), 제2-1가상직선(L21), 및 제2-2가상직선(L22)으로 세분한 영역으로 정의할 수 있다.
도면을 기준으로 각 분할영역 내에서 11시 방향을 제1서브 분할 영역으로 정의하고, 1시 방향을 제2서브 분할 영역으로 정의하고, 5시 방향을 제3서브 분할 영역으로 정의하고 7시 방향을 제4서브 분할 영역으로 정의하였다.
즉, 제1 내지 제3발광소자(100A, 100B, 100C)의 전극은 접속부재에 가까이 배치될 수 있다. 만약, 제1발광소자(100A)가 제2서브 분할 영역에 배치되는 경우 접속부재(200)가 제1발광소자(100A)의 발광면적을 대부분 가리게 되는 문제가 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1발광소자(100A)는 제1서브 분할 영역에 배치될 수 있고, 제3발광소자(100C)는 제3서브 분할 영역에 배치될 수도 있다.
도 7은 접속부재의 제1변형예이고, 도 8은 접속부재의 제2변형예이고, 도 9a 내지 도 9d는 발광소자와 접속부재를 전기적으로 연결하는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 7을 참고하면, 제1 내지 제3연장부(221, 222, 223)의 사이 영역(224, 225)은 곡률을 가질 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 사이 영역(224, 225)에서 발생하는 열 충격 등을 완화할 수 있다.
도 8을 참고하면, 몸체부(210)의 일측면(210b)은 몰딩부재(500)의 외측으로 노출될 수 있다. 따라서, 외측으로 노출된 지점을 측정하면 발광소자 패키지의 내부 온도를 측정할 수도 있다. 이때, 일측면(201b)은 전체가 외부로 노출될 수도 있고, 일 측면(210b)에서 일부만이 연장되어 노출될 수도 있다.
도 9a를 참고하면, 먼저 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 기판(300)에 실장할 수 있다. 기판(300)에는 각 발광소자 패키지 단위로 리드 전극이 미리 형성될 수 있다.
이후, 도 9b와 같이 접속부재 어레이(201)를 실장하여 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 전기적으로 연결할 수 있다. 각각의 접속부재(200)는 연결라인(201a)에 의해 모듈화될 수 있다.
이후, 도 9c와 같이 기판(300)상에 몰딩부재(500)를 전체적으로 도포하고, 도 9d와 같이 연결라인을 절단하여 각 발광소자 패키지 단위로 분리할 수 있다.
이 과정에서 몸체부(210)의 일측면(201b)은 몰딩부재(500)의 외측으로 노출될 수 있다. 따라서, 몸체부(210)의 일측면(201b)으로 코어가 외부로 노출될 수 있다.
도 10은 발광소자가 2개인 경우 접속부재의 변형예이고, 도 11은 발광소자가 4개인 경우 접속부재의 변형예이다.
접속부재(200)의 형상은 발광소자의 개수 및 위치에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예시적으로 도 10과 같이 발광소자가 2개인 경우 접속부재(200)는 2개의 연장부(220)를 가질 수 있으며, 도 11과 같이 발광소자가 4개(100A, 100B, 100C, 100D)인 경우 접속부재(200)는 4개의 연장부(220)를 가질 수 있다.
도 12는 기판에 복수 개의 발광소자가 배치된 상태를 보여주는 도면이고, 도 13은 도 12의 B-B 방향 단면도이고, 도 14는 도 12의 변형예이고, 도 15는 도 14의 C-C 방향 단면도이다.
도 12와 도 13을 참고하면, 기판(300)의 일면에는 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C) 및 접속부재(200)가 배치되는 안착홈(301a, 301b, 301c, 301d)이 형성될 수 있다.
실시 예에 따르면, 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 접속부재(200)를 이용하여 한번에 연결하므로 접속하는 과정에서 일부 발광소자가 밀리거나 회전할 수 있다. 이 경우 접속부재와 발광소자의 전기적 연결에 신뢰성이 떨어질 수 있다.
안착홈(301a, 301b, 301c, 301d)은 발광소자의 회전(R1)을 방지할 수 있는 크기로 제작될 수 있다.
안착홈(301a, 301b, 301c, 301d)은 발광소자의 면적의 1.05배 내지 1.5배일 수 있다. 안착홈(301a, 301b, 301c, 301d)이 1.05배 미만인 경우에는 면적이 너무 좁아 실장 자체가 어려운 문제가 있다.
또한, 면적이 1.5배를 초과하는 경우에는 발광소자가 안착홈내에서 자유롭게 회전하는 문제가 있다. 발광소자에 허용되는 회전 각도는 안착홈(301a, 301b, 301c, 301d) 내에서 약 10도 정도로 제어될 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 도 14 및 도 15와 같이 기판(300)은 십자 형태의 가이드 돌기(303)를 포함할 수도 있다. 가이드 돌기(303)의 내측벽에 의해 발광소자의 회전을 방지할 수 있다. 또한, 기판(300)은 테두리를 따라 사각 링 형상의 돌기가 형성될 수도 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이고, 도 17은 접속부재와 발광소자의 전기적 연결을 보여주는 개념도이고, 도 18은 도 16의 제1변형예이고, 도 19는 도 16의 제2변형예이고, 도 20은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이다.
도 16 및 도 17을 참고하면, 기판(300)상에 더미전극(212)이 배치되고, 접속부재(200A)의 몸체부(211)는 더미전극(212)상에 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 몸체부(211)를 더미전극(212)에 실장하므로 얼라인이 용이해지고 장비 공차를 개선할 수 있다. 접속부재(200)는 몸체부(211)의 상면이 연장부(230)의 상면과 평행하게 배치될 수도 있다.
도 17을 참고하면, 연결부(231b)의 두께(d1)는 접촉부(221a)의 두께(d2)보다 얇을 수 있다. 연결부(221b)와 접촉부(221a)의 두께가 동일하면, 연결부(221b)가 도포된 전도성 접착제(A)가 눌러서 접착제가 발광소자의 측면으로 흘러내릴 수 있다. 따라서, 발광소자에 쇼트가 발생할 수 있다. 연결부(221b)와 접촉부(221a)의 두께차는 5um 내지 15um일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
도 18을 참고하면, 몸체부(212)는 더미전극과 일체로 형성되어 기판(300)에 삽입될 수도 있다. 이때, 기판(300)의 삽입홀(340)에 삽입되는 결합부(213)를 더 포함할 수 있다.
몸체부(212)가 다각 형상인 경우 실장시 몸체부(212)의 회전을 방지할 수 있다. 따라서, 얼라인 미스를 방지할 수 있다. 몸체부(212)의 결합부(213)는 기판(300)에 삽입되어 외부의 회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 19를 참고하면, 기판(300) 상에는 베리어층(311)이 형성될 수 있다. 베리어층(311)은 복수 개의 정렬홈(311a, 311b, 311c, 311d)을 포함할 수 있다. 정렬홈(311a, 311b, 311c, 311d)의 깊이(베리어층의 두께)는 약 10um 내지 300um일 수 있다.
베리어층(311)은 전기적 절연이 가능하면 특별히 제한되지 않는다. 예시적으로 베리어층(311)은 PSR (Paste Resin), 에폭시, 실리콘과 같은 각종 레진을 포함할 수 있다.
제1발광소자(100A)는 제1정렬홈(311a)에 안착되고, 제2발광소자(100B)는 제2정렬홈(311b)에 안착되고, 제3발광소자(311c)는 제3정렬홈(311c)에 안착될 수 있다. 또한, 접속부재(200A)의 몸체부(212)는 제4정렬홈(311d)에 안착될 수 있다. 몸체부(212)의 면적은 제1 내지 제3발광소자(100A, 100B, 100C)와 대응되게 제작할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 정렬홈에 삽입되면서 실장되므로 각 연장부(231, 232, 233)가 제1 내지 제3발광소자(100A, 100B, 100C)의 상면에 정확히 얼라인될 수 있다. 따라서, 소자의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 20을 참고하면, 연장부(240)는 판상으로 형성되어 제1 내지 제3발광소자(100A, 100B, 100C)와 모두 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우 상대적으로 제작이 용이하고 외부 충격에 더 강할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치의 개념도이다.
도 21을 참고하면, 표시장치는 복수 개의 공통배선(21)과 구동배선(22)이 교차하는 어레이 기판(60), 및 픽셀영역(Pi)에 각각 배치되는 발광소자 패키지를 포함하는 패널(40), 공통배선(21)에 구동신호를 인가하는 제1드라이버(20), 구동배선(22)에 구동신호를 인가하는 제2드라이버(30), 및 제1드라이버(20)와 제2드라이버(30)를 제어하는 컨트롤러(50)를 포함할 수 있다.
어레이 기판(60)은 발광소자 패키지가 실장되는 회로기판일 수 있다. 어레이 기판(60)은 단층 또는 다층의 리지드(rigid) 기판이거나 연성 기판일 수 있다. 어레이 기판(60)에는 공통배선(21)과 구동배선(22)이 형성될 수 있다.
픽셀영역(Pi)은 복수 개의 공통배선(21)과 구동배선(22)이 교차하는 영역으로 정의할 수 있으며, 픽셀영역(Pi)은 RGB 서브 픽셀을 포함하는 개념일 수 있다. 픽셀영역(Pi)에는 제3발광소자(100A, 100B, 100C)가 배치된 발광소자 패키지가 실장되어 RGB 서브 픽셀 역할을 수행할 수 있다. 이하에서는 3개의 발광소자가 RGB 서브 픽셀로 기능하는 것으로 설명하나, 필요에 따라 발광소자의 개수는 조절될 수 있다.
제1발광소자(100A)는 청색 파장대의 광을 출력하는 제1서브픽셀의 역할을 수행할 수 있다. 제2발광소자(100B)는 녹색 파장대의 광을 출력하는 제2서브픽셀의 역할을 수행할 수 있다. 제3발광소자(100C)는 적색 파장대의 광을 출력하는 제3서브픽셀의 역할을 수행할 수 있다.
제2발광소자(100B)와 제3발광소자(100C)는 청색 발광다이오드 칩에 파장변환층을 배치하여 녹색광 및 적생광으로 변환할 수도 있다. 파장변환층은 형광체 또는 양자점(QD) 등을 모두 포함할 수 있다.
공통배선(21)은 제1방향(X방향)으로 배치된 복수 개의 픽셀영역(Pi)에 배치된 발광소자들과 전기적으로 연결될 수 있다.
공통배선(21)과 발광소자들(100A, 100B, 100C)의 전기적 연결 방법은 제한되지 않는다. 예시적으로, 관통전극을 이용하거나 기판의 리드전극을 이용하여 공통배선(21)과 발광소자를 전기적으로 연결할 수도 있다.
제1 내지 제3구동배선(23, 24, 25)은 제2방향(Y방향)으로 배치된 복수 개의 픽셀영역(Pi)에 배치된 발광소자들과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1구동배선(23)은 제1발광소자(100A)와 전기적으로 연결되고, 제2구동배선(24)은 제2발광소자(100B)와 전기적으로 연결되고, 제3구동배선은 제3발광소자(100C)와 전기적으로 연결될 수 있다.
구동배선(22)과 발광소자들(100A, 100B, 100C)의 전기적 연결 방법은 제한되지 않는다. 예시적으로, 관통전극을 이용하거나 기판의 리드전극을 이용하여 구동배선(22)과 발광소자를 전기적으로 연결할 수도 있다.
보호층(47)은 발광소자 패키지 사이에 배치될 수 있다. 보호층(47)은 발광소자 패키지 및 어레이 기판(60)의 회로 패턴을 보호할 수 있다.
보호층(47)은 솔더 레지스트와 같은 재질로 형성되거나 절연 재질로 형성될 수 있다. 보호층(47)은 SiO2, Si3N4, TiO2, Al2O3, 및 MgO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보호층(47)은 블랙 매트릭스 재질을 포함할 수도 있다. 보호층(47)이 블랙 매트릭스 재질인 경우, 예컨대 카본 블랙(carbon black), 그라파이트(Graphite) 또는 폴리 피롤(poly pyrrole)로 구현될 수 있다.
컨트롤러(50)는 공통배선(21)과 제1 내지 제3구동배선(23, 24, 25)에 선택적으로 전원이 인가되도록 제1, 2드라이버(20, 30)에 제어신호를 출력함으로써 하나의 픽셀(P) 내의 제3발광소자(100A, 100B, 100C)를 개별적으로 제어할 수 있다.
표시 장치는 SD(Standard Definition)급 해상도(760ⅹ480), HD(High definition)급 해상도(1180ⅹ720), FHD(Full HD)급 해상도(1920ⅹ1080), UH(Ultra HD)급 해상도(3480ⅹ2160), 또는 UHD급 이상의 해상도(예: 4K(K=1000), 8K 등)으로 구현될 수 있다. 이때, 실시 예에 따른 제3발광소자(100A, 100B, 100C)는 해상도에 맞게 복수로 배열되고 연결될 수 있다.
표시 장치는 대각선 크기가 100인치 이상의 전광판이나 TV일 수 있으며, 픽셀을 발광다이오드(LED)로 구현할 수도 있다. 따라서, 전력 소비가 낮아지며 낮은 유지 비용으로 긴 수명으로 제공될 수 있고, 고휘도의 자발광 디스플레이로 제공될 수 있다.
실시 예는 발광소자 패키지(10)를 이용하여 영상 및 이미지를 구현하므로 색순도(color purity) 및 색재현성(color reproduction)이 우수한 장점을 갖는다.
실시 예는 직진성이 우수한 발광소자 패키지를 이용하여 영상 및 이미지를 구현하므로 선명한 100인치 이상의 대형 표시장치를 구현할 수 있다.
실시 예는 저비용으로 고해상도의 100인치 이상의 대형 표시장치를 구현할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(10)는 상기 표시장치뿐만 아니라 조명 유 닛, 지시 장치, 램프, 가로등, 차량용 조명장치, 차량용 표시장치, 스마트 시계 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

Claims (18)

  1. 기판;
    상기 기판상에 배치되는 복수 개의 발광소자; 및
    상기 복수 개의 발광소자와 전기적으로 연결되는 접속부재를 포함하고,
    상기 접속부재는,
    상기 기판상에 배치되는 몸체부, 및
    상기 몸체부에서 연장되고, 상기 복수 개의 발광소자의 상면과 전기적으로 연결되는 연장부를 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 발광소자 및 상기 접속부재를 덮는 몰딩부재를 포함하는 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 발광소자는 제1 내지 제3발광소자를 포함하는 발광소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판의 일면은 서로 마주보는 제1측면과 제2측면, 및 서로 마주보는 제3측면과 제4측면을 포함하고,
    상기 기판은 상기 기판의 중심을 통과하고 상기 제1측면과 평행한 제1가상직선과, 상기 기판의 중심을 통과하고 상기 제3측면과 평행한 제2가상직선에 의해 정의되는 복수 개의 분할영역을 포함하고,
    상기 분할영역은 상기 제2측면과 제3측면을 포함하는 제1분할영역, 상기 제2측면과 제4측면을 포함하는 제2분할영역, 상기 제4측면과 제1측면을 포함하는 제3분할영역, 및 상기 제1측면과 제3측면을 포함하는 제4분할영역을 포함하고,
    상기 제1발광소자는 제3분할영역에 배치되고, 상기 제2발광소자는 제2분할영역에 배치되고, 상기 제3발광소자는 상기 제1분할영역에 배치되고, 상기 몸체부는 상기 제4분할영역에 배치되는 발광소자 패키지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연장부는,
    상기 제1발광소자와 전기적으로 연결되는 제1연장부,
    상기 제2발광소자와 전기적으로 연결되는 제2연장부,
    상기 제3발광소자와 전기적으로 연결되는 제3연장부를 포함하는 발광소자 패키지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3연장부는 다각형의 막대형상을 갖는 발광소자 패키지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3연장부의 폭은 50um 내지 200um인 발광소자 패키지.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3연장부는,
    발광소자와 접촉하는 접촉부; 및
    상기 접촉부와 상기 몸체부를 연결하는 연결부를 포함하는 발광소자 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결부가 상기 기판의 일면과 이루는 각도는 45도 내지 90도인 발광소자 패키지.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기판의 일면을 기준으로 상기 접촉부의 상면은 상기 몸체부의 상면보다 높은 발광소자 패키지.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 접촉부보다 두께가 얇은 발광소자 패키지.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 몸체부의 일측면은 상기 몰딩부재의 외부로 노출되는 발광소자 패키지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 일면에는 상기 복수 개의 발광소자, 및 상기 접속부재의 몸체부가 배치되는 복수 개의 안착홈이 형성된 발광소자 패키지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 안착홈은 상기 발광소자의 면적의 1.05배 이상 1.5배 이하인 발광소자 패키지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 접속부재는 코어, 상기 코어를 감싸는 표면층, 및 코어부와 표면층 사이에 배치되는 중간층을 포함하는 발광소자 패키지.
  16. 제3항에 있어서,
    상기 제1발광소자와 기판 사이에 배치되는 제1리드전극;
    상기 제2발광소자와 기판 사이에 배치되는 제2리드전극;
    상기 제3발광소자와 기판 사이에 배치되는 제3리드전극; 및
    상기 몸체부와 기판 사이에 배치되는 제4리드전극을 포함하는 발광소자 패키지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기판의 타면에 배치되는 제1 내지 제4전극패드를 포함하고,
    상기 제1전극패드는 상기 제1리드전극과 연결되고,
    상기 제2전극패드는 상기 제2리드전극과 연결되고,
    상기 제3전극패드는 상기 제3리드전극과 연결되고,
    상기 제4전극패드는 상기 제4리드전극과 연결되는 발광소자 패키지.
  18. 어레이 기판; 및
    상기 어레이 기판상에 배치되는 복수 개의 발광소자 패키지를 포함하고,
    상기 발광소자 패키지는,
    기판;
    상기 기판상에 배치되는 제1 내지 제3발광소자; 및
    상기 제1 내지 제3발광소자와 전기적으로 연결되는 접속부재를 포함하고,
    상기 접속부재는,
    상기 기판상에 배치되는 몸체부, 및
    상기 몸체부에서 연장되고, 상기 제1 내지 제3발광소자의 상면과 전기적으로 연결되는 연장부를 포함하는 표시장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190087774A (ko) * 2018-01-17 2019-07-25 주식회사 루멘스 마이크로 엘이디 모듈 및 그 제조방법
KR20190091657A (ko) * 2018-01-29 2019-08-07 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자 및 이의 제조방법

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