KR20180000177A - 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 패드부, 및 상기 복수 개의 발광소자, 및 상기 패드부상에 배치되는 공통전극을 포함하는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 표시장치를 개시한다.
Description
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.
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 패드부, 및 상기 복수 개의 발광소자, 및 상기 패드부상에 배치되는 공통전극을 포함한다.
상기 복수 개의 발광소자 및 상기 패드부를 덮는 제1몰딩부재를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 발광소자 및 상기 패드부는 상기 제1몰딩부재의 상면으로 노출될 수 있다.
상기 공통전극은 상기 노출된 복수 개의 발광소자 및 상기 패드부 상에 배치될 수 있다.
상기 제1몰딩부재는 상기 복수 개의 발광소자 및 상기 패드부를 노출하는 복수 개의 홀을 포함할 수 있다.
상기 공통전극은 상기 몰딩부재의 상면 및 상기 홀의 내부에 형성될 수 있다.
상기 제1몰딩부재는 광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1몰딩부재 상에 배치되어 상기 공통전극을 커버하는 제2몰딩부재를 포함할 수 있다.
상기 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 제1분할영역에 배치되고, 상기 제2발광소자는 제2분할영역에 배치되고, 상기 제3발광소자는 상기 제3분할영역에 배치되고, 상기 패드부는 상기 제4분할영역에 배치될 수 있다.
상기 제1발광소자와 기판 사이에 배치되는 제1리드전극; 상기 제2발광소자와 기판 사이에 배치되는 제2리드전극; 상기 제3발광소자와 기판 사이에 배치되는 제3리드전극; 및 상기 패드부와 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.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치는, 어레이 기판; 및 상기 어레이 기판상에 배치되는 복수 개의 발광소자 패키지를 포함하고, 상기 발광소자 패키지는, 기판; 상기 기판상에 배치되는 복수 개의 발광소자; 및 상기 복수 개의 발광소자와 전기적으로 연결되는 접속부재를 포함하고, 상기 접속부재는, 상기 기판상에 배치되는 패드부, 및 상기 복수 개의 발광소자 및 상기 패드부상에 배치되는 공통전극을 포함할 수 있다.
상기 어레이 기판상에 배치되는 복수 개의 공통배선을 포함하고, 상기 공통배선은 상기 패드부와 전기적으로 연결될 수 있다.
실시 예에 따르면, 발광소자 패키지의 제작 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 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 보여주는 도면이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이고,
도 7은 도 6의 B-B 방향 단면도이고,
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 보여주는 도면이고,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이고,
도 10은 도 9의 C-C 방향 단면도이고,
도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 보여주는 도면이고,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치의 개념도이다.
도 2는 도 1의 평면도이고,
도 3은 도 2의 A-A 방향 단면도이고,
도 4는 발광소자와 접속부재의 전기적 연결을 보여주는 도면이고,
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 보여주는 도면이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이고,
도 7은 도 6의 B-B 방향 단면도이고,
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 보여주는 도면이고,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이고,
도 10은 도 9의 C-C 방향 단면도이고,
도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 보여주는 도면이고,
도 12는 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 단면도이고, 도 4는 발광소자와 접속부재의 전기적 연결을 보여주는 도면이다.
도 1을 참고하면, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(10A)는, 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(300)(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코어(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판(300)을 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.
복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)는 서로 개별적으로 구동되어 풀 컬러를 구현할 수 있다. 복수 개의 발광소자(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)상에 배치되는 패드부(210), 및 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)와 패드부(210)상에 배치되는 공통전극(220)을 포함한다.
패드부(210)는 Cu, Ni, Fe, Al, Au, Pb, Pt, Ag, Ti 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 전도도가 우수한 재질이면 특별히 한정하지 않는다. 패드부(210)의 높이는 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)의 높이와 동일할 수 있다.
공통전극(220)은 투광성 재질을 포함하고, 외부로부터 주입된 전류가 수평적으로 골고루 퍼질 수 있도록 우수한 전기 전도성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 공통전극(220)이 투광성 재질인 경우 발광소자에서 출사되는 광은 대부분 외부로 출사되어 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
공통전극(220)은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO)을 포함할 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등에서 선택될 수 있다.
실시 예에 따르면, 접속부재(200)를 이용하여 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 전기적으로 연결할 수 있다. 접속부재(200)는 외부 전원의 애노드 또는 캐소드와 연결될 수 있다.
종래에는 수직형 발광소자를 기판에 형성된 공통전극과 연결하기 위해서 각각 와이어 본딩을 하였다. 그러나 실시 예에 따르면, 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)상에 공통전극(220)을 형성하는 것에 의하여 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 전기적으로 연결할 수 있다.
제1몰딩부재(510)는 기판(300) 상에 배치되어 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 보호할 수 있다. 제1몰딩부재(510)는 일반적인 봉지재의 구성이 모두 포함될 수 있다. 예시적으로 제1몰딩부재(510)는 실리콘 재질을 포함할 수 있다.
제1몰딩부재(510)는 블랙 매트릭스 재질을 포함할 수 있다. 예시적으로, 제1몰딩부재(510)는 카본 블랙(carbon black), 그라파이트(Graphite) 또는 폴리 피롤(poly pyrrole)과 같은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 픽셀로 사용시 명암비가 개선될 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제1몰딩부재(510)에는 파장변환입자(미도시)가 분산될 수 있다. 파장변환입자는 발광소자에서 출사된 광을 백색광으로 변환할 수 있다.
제2몰딩부재(520)는 제1몰딩부재(510)상에 배치되어 공통전극(220)을 보호할 수 있다. 제2몰딩부재(520)는 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)에서 방출된 광이 출사될 수 있도록 투광성 재질을 포함할 수 있다. 제2몰딩부재(520)는 일반적인 봉지재의 구성이 모두 포함될 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(C1)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 제1분할영역(P1)에 배치되고, 제2발광소자(100B)는 제2분할영역(P2)에 배치되고, 제3발광소자(100C)는 제3분할영역(P3)에 배치되고, 패드부(210)는 제4분할영역(P4)에 배치될 수 있다.
도 3을 참고하면, 공통전극(220)은 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)와 패드부(210)상에 배치되어 이들을 전기적으로 연결할 수 있다. 공통전극(220)의 두께는 10nm 내지 10um일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
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.
패드부(210)는 제4리드전극(414)상에 배치되어 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 패드부(210)와 제4리드전극(414)은 일체로 형성될 수도 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 4를 참고하면, 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. 공통전극(220)은 발광소자의 제1전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 발광소자의 높이는 패드부(210)의 높이와 동일할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
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.
반사층(140)은 제2도전형 반도체층(130)과 제2전극(160) 사이에는 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 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 보여주는 도면이다.
도 5a를 참고하면, 기판(300) 상에 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 실장할 수 있다. 기판(300)은 일면에 제1 내지 제4리드전극(411, 412, 413, 414)을 형성하고, 타면에 제1 내지 제4전극패드(421, 422, 423, 424)를 형성할 수 있다.
제1 내지 제4리드전극(411, 412, 413, 414)은 관통전극들(431, 432, 433)에 의해 각각 제1 내지 제4전극패드(421, 422, 423, 424)와 연결될 수 있다. 이때, 도시되지는 않았으나 패드부도 같이 실장할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 패드부는 리드전극과 일체로 형성될 수도 있다.
도 5b를 참고하면, 기판(300) 상에 제1몰딩부재(510)를 형성할 수 있다. 제1몰딩부재(510)는 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 완전히 덮도록 두껍게 형성할 수 있다(d1). 제1몰딩부재(510)는 카본 블랙(carbon black), 그라파이트(Graphite) 또는 폴리 피롤(poly pyrrole)를 포함할 수 있다.
도 5c를 참고하면, 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)의 상면이 노출되도록 레벨링할 수 있다. 이때, 레벨링 공정은 플라즈마 에칭으로 수행할 수 있으나, 반드시 이에 한정하지 않는다.
레벨링은 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)의 제1전극(150)이 노출될 정도로 진행될 수 있다. 발광소자의 상면에는 소정 두께의 제1몰딩부재(510)가 형성될 수 있다. 그러나, 두께가 상대적으로 얇아 휘도에 큰 영향을 미치지 않을 수 있다. 필요에 따라 발광소자의 상면에 배치되는 제1몰딩부재(510)는 제거될 수도 있다.
도 5d를 참고하면, 노출된 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)의 상면에 공통전극(220)을 형성할 수 있다. 공통전극(220)은 투광성 재질을 포함하고, 외부로부터 주입된 전류가 수평적으로 골고루 퍼질 수 있도록 우수한 전기 전도성을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
공통전극(220)은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO)으로 형성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등에서 선택될 수 있다.
도 5e를 참고하면, 공통전극(220)을 보호하기 위해 제2몰딩부재(520)를 형성할 수 있다. 제2몰딩부재(520)는 다양한 종류의 투광성 봉지재가 선택될 수 있다. 예시적을 제2몰딩부재(520)는 에폭시몰딩컴파운드(EMC)를 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
도 5f를 참고하면, 패키지 단위로 절단하여 복수 개의 발광소자 패키지를 제작할 수 있다. 실시 예에 따르면, 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)상에 공통전극(220)을 형성하므로 별도의 와이어 공정을 생략할 수 있어 제작이 간편하다. 또한, 공통전극(220)은 와이어에 비해 외부 충격이 강하므로 신뢰성이 개선될 수 있다. 또한, 공통전극(220)은 투광성 재질이므로 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이고, 도 7은 도 6의 B-B 방향 단면도이다.
도 6을 참고하면, 공통전극(220)은 기판(300)의 중심부에 배치되어 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)의 제1전극(150a, 150b, 150c)에 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적으로 제1발광소자(100A)의 제1전극(150a)은 제1분할영역을 다시 4등분한 서브 분할영역 중에서 제3서브영역(P13)에 배치될 수 있다.
제2발광소자(100B)의 제1전극(150b)은 제2분할영역을 4등분한 서브 분할영역 중에서 제4서브영역(P24)에 배치될 수 있다.
또한, 제3발광소자(100C)의 제1전극(150c)은 제3분할영역을 4등분한 서브 분할영역 중에서 제4서브영역(P31)에 배치될 수 있다.
서브 분할영역은 도 2의 분할영역을 제1-1가상직선(L11), 제1-2가상직선(L12), 제2-1가상직선(L21), 및 제2-2가상직선(L22)으로 더 세분한 영역으로 정의할 수 있다.
제1-1가상직선(L11), 제1-2가상직선(L12), 제2-1가상직선(L21), 및 제2-2가상직선(L22)은 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)의 중심을 연결한 가상의 직선일 수 있다.
도면을 기준으로 각 분할영역 내에서 11시 방향을 제1서브 분할영역으로 정의하고, 1시 방향을 제2서브 분할영역으로 정의하고, 5시 방향을 제3서브 분할영역으로 정의하고 7시 방향을 제4서브 분할영역으로 정의하였다.
즉, 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)의 제1전극(150a, 150b, 15c)은 기판(300)의 중심(C1)에 가까이 배치될 수 있다. 따라서, 공통전극(220)의 면적을 최소화할 수 있다.
도 7을 참고하면, 공통전극(220)의 측면이 제2몰딩부재(520)에 의해 커버되므로 공통전극(220)이 외부에 노출되어 부식하는 문제를 해결할 수도 있다.
공통전극(220)은 투광성 재질이 아닐 수도 있다. 예시적으로 공통전극(220)은 Cu, Fe, Au, Ag 등의 금속 재질일 수도 있다. 그러나, 면적이 작으므로 발광 면적을 최소한으로 덮어 광 추출 효율에 크게 영향을 미치지 않을 수도 있다.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 보여주는 도면이다.
도 8a를 참고하면, 공통전극(220)을 형성한 후, 제1몰딩부재(510)와 공통전극(220)을 관통하는 홀(P1)을 형성할 수 있다. 따라서, 홀이 형성된 부분은 공통전극(220)이 제거될 수 있다. 홀(P1)은 가로 세로 방향으로 연장될 수 있다.
이후, 홀이 형성된 공통전극(220) 위에 제2몰딩부재(520)를 형성하면 제2몰딩부재(520)가 홀(P1)에 충진된다. 이후, 패키지 단위로 절단하여 복수 개의 발광소자 패키지를 제작할 수 있다. 절단은 홀(P1)을 따라 진행될 수 있다.
도 8b를 참고하면 공통전극(220)의 측면이 제2몰딩부재(520)의 연장부(521)에 의해 커버되므로 공통전극(220)이 외부에 노출되어 부식되는 문제를 방지할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 마스크 등을 이용하여 공통전극(220)을 패터닝할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이고, 도 10은 도 9의 C-C 방향 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(10C)는, 기판(300), 기판(300)상에 배치되는 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C), 및 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)와 전기적으로 연결되는 접속부재(200)를 포함하고, 제1몰딩부재(510)는 공통전극(220)의 돌출부(221, 222, 223, 224)가 형성되는 복수 개의 홀(H1, H2, H3, H4)을 포함한다.
공통전극(220)의 돌출부(221, 222, 223, 224)는 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C) 및 패드부(210)의 상면과 전기적으로 연결될 수 있다. 돌출부(221, 222, 223, 224)는 홀(H1, H2, H3, H4)의 내측벽을 따라 형성될 수도 있고 홀(H1, H2, H3, H4)에 전체적으로 충진될 수도 있다.
이러한 구조에 의하면 별도의 레벨링 공정을 생략할 수 있다. 도시되지는 않았으나 공통전극(220)의 측면이 외부로 노출되지 않도록 도 9와 같이 패터닝할 수도 있다.
도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 보여주는 도면이다. 도면은 발광소자만을 도시하였으나 더미 전극도 동일하게 형성될 수 있다.
도 11a 및 도 11b를 참고하면, 기판(300)상에 복수 개의 발광소자(100A, 100B, 100C)를 실장한 후, 그 위에 제1몰딩부재(510)를 도포한다.
도 11c를 참고하면, 각 발광소자의 전극에 해당하는 부분에 홀(H1, H2, H3)을 형성하여 노출시킬 수 있다. 이때 홀(H1, H2, H3)은 레이저 드릴 등을 이용하여 형성할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
도 11d를 참고하면, 홀(H1, H2, H3)이 형성된 제1몰딩부재(510)의 상면에 공통전극(220)을 형성한다. 이때, 공통전극(220)은 홀(H1, H2, H3)의 내부에까지 충진되어 돌출부(221, 222, 223, 224)가 형성될 수 있다. 이후, 도 11e와 같이 공통전극(220)상에 제2몰딩부재(520)를 도포하여 경화시키고 절단하여 도 11f와 같이 복수 개의 발광소자 패키지를 제작할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치의 개념도이다.
도 12를 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 발광소자들의 패드부(210)와 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 발광소자들의 리드전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1구동배선(23)은 제1발광소자(100A)의 리드전극과 전기적으로 연결되고, 제2구동배선(24)은 제2발광소자(100B)의 리드전극과 전기적으로 연결되고, 제3구동배선은 제3발광소자(100C)의 리드전극과 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 (15)
- 기판;
상기 기판상에 배치되는 복수 개의 발광소자; 및
상기 복수 개의 발광소자와 전기적으로 연결되는 접속부재를 포함하고,
상기 접속부재는,
상기 기판상에 배치되는 패드부, 및
상기 복수 개의 발광소자, 및 상기 패드부상에 배치되는 공통전극을 포함하는 발광소자 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 복수 개의 발광소자 및 상기 패드부를 덮는 제1몰딩부재를 포함하는 발광소자 패키지.
- 제2항에 있어서,
상기 복수 개의 발광소자 및 상기 패드부는 상기 제1몰딩부재의 상면으로 노출되는 발광소자 패키지.
- 제3항에 있어서,
상기 공통전극은 상기 노출된 복수 개의 발광소자 및 상기 패드부 상에 배치되는 발광소자 패키지.
- 제2항에 있어서,
상기 제1몰딩부재는 상기 복수 개의 발광소자 및 상기 패드부를 노출하는 복수 개의 홀을 포함하는 발광소자 패키지.
- 제5항에 있어서,
상기 공통전극은 상기 몰딩부재의 상면 및 상기 홀의 내부에 형성되는 발광소자 패키지.
- 제2항에 있어서,
상기 제1몰딩부재는 광 흡수 물질을 포함하는 발광소자 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 공통전극은 투명전극인 발광소자 패키지.
- 제2항에 있어서,
상기 제1몰딩부재 상에 배치되어 상기 공통전극을 커버하는 제2몰딩부재를 포함하는 발광소자 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 발광소자는 제1 내지 제3발광소자를 포함하는 발광소자 패키지.
- 제10항에 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 제1분할영역에 배치되고, 상기 제2발광소자는 제2분할영역에 배치되고, 상기 제3발광소자는 상기 제3분할영역에 배치되고, 상기 패드부는 상기 제4분할영역에 배치되는 발광소자 패키지.
- 제10항에 있어서,
상기 제1발광소자와 기판 사이에 배치되는 제1리드전극;
상기 제2발광소자와 기판 사이에 배치되는 제2리드전극;
상기 제3발광소자와 기판 사이에 배치되는 제3리드전극; 및
상기 패드부와 기판 사이에 배치되는 제4리드전극을 포함하는 발광소자 패키지.
- 제12항에 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.
- 어레이 기판; 및
상기 어레이 기판상에 배치되는 복수 개의 발광소자 패키지를 포함하고,
상기 발광소자 패키지는,
기판;
상기 기판상에 배치되는 복수 개의 발광소자; 및
상기 복수 개의 발광소자와 전기적으로 연결되는 접속부재를 포함하고,
상기 접속부재는,
상기 기판상에 배치되는 패드부, 및
상기 복수 개의 발광소자 및 상기 패드부상에 배치되는 공통전극을 포함하는 표시장치.
- 제14항에 있어서,
상기 어레이 기판상에 배치되는 복수 개의 공통배선을 포함하고,
상기 공통배선은 상기 패드부와 전기적으로 연결되는 표시장치.
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| KR1020160078016A KR20180000177A (ko) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 표시장치 |
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ID=61004360
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- 2016-06-22 KR KR1020160078016A patent/KR20180000177A/ko active IP Right Grant
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