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KR101291141B1 - Ｃｏｂ 타입의 발광소자 모듈을 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

Ｃｏｂ 타입의 발광소자 모듈을 포함하는 백라이트 유닛 Download PDF

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KR101291141B1
KR101291141B1 KR1020110084894A KR20110084894A KR101291141B1 KR 101291141 B1 KR101291141 B1 KR 101291141B1 KR 1020110084894 A KR1020110084894 A KR 1020110084894A KR 20110084894 A KR20110084894 A KR 20110084894A KR 101291141 B1 KR101291141 B1 KR 101291141B1
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문경미
김학환
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삼성전자주식회사
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Abstract

백라이트 유닛이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 기판 상에 COB(Chip On Board) 타입으로 실장된 적어도 하나 이상의 발광소자 칩을 포함하는 발광소자 모듈 및 발광소자 칩의 광 방출면에서 방출된 광을 입사 받고 발광소자 칩과 대응하는 영역에 적어도 하나 이상의 삽입홈을 포함하는 입광면을 포함하고, 발광소자 칩이 상기 삽입홈에 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합된 도광판을 포함한다.

Description

ＣＯＢ 타입의 발광소자 모듈을 포함하는 백라이트 유닛 {BACKLIGHT UNIT INCLUDING LIGHT EMITTING DEVICE MODULE OF COB TYPE}
본 발명의 실시예들은 COB 타입의 발광소자 모듈을 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는, COB 타입의 발광소자 모듈과 도광판의 결합 구조를 개선하여 발광소자 모듈에서 방출된 광의 입사 효율을 향상시키고, 외곽 두께를 슬림화하기 위한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
백라이트 유닛(BACKLIGHT UNIT)은 디스플레이 장치에서 디스플레이 패널을 조명하는 광을 제공한다. 백라이트 유닛은 광원과 도광판을 포함하며, 도광판에 대한 광원의 배치 방식에 따라 도광판의 측면에 광원들이 배치되는 에지형 백라이트 유닛과, 도광판의 직하에 광원들이 배치되는 직하형 백라이트 유닛으로 분류된다.
기존에는 백라이트 유닛의 광원으로 형광램프가 많이 이용되었지만, 최근에는 친환경적이고, 수명이 길며, 전기적 특성이 우수한 발광소자(LED, Light Emitting Device)로 대체되고 있는 추세이다. 백라이트 유닛의 광원으로는 패키지 레벨인 발광소자 패키지가 주로 이용된다.
도 1은 종래의 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 백라이트 유닛(10)은 하우징(11) 내에 수용된 발광소자 모듈(12) 및 도광판(13)을 포함한다.
발광소자 모듈(12)에서 방출된 광은 발광소자 모듈(12)의 광 방출 방향에 위치한 도광판(13)에 입사된다. 이때, 발광소자 모듈(12)과 도광판(13)은 서로 일정 거리 이격된 구조를 갖는데, 이 이격된 구조에 의해 발광소자 모듈(12)에서 방출된 광 중 일부가 반사되어 손실된다. 이 같은 손실로 인해 발광소자 모듈(12)에서 도광판(13)으로 입사되는 광의 효율이 낮아져 백라이트 유닛(10)의 품질을 저하시킨다.
한편, 발광소자 모듈(12)은 발광소자 칩(12c)을 패키지 기판(12b) 상에 개별 실장하여 발광소자 패키지를 제조한 후, 복수의 발광소자 패키지를 기판(12a) 상에 전기적으로 접합시키는 방식으로 제조된다. 따라서, 발광소자 모듈(12)은 패키지 기판(12b)과 기판(12a)의 이용으로 인해 공정 수 및 공정 비용이 증가하고, 백라이트 유닛(10)의 외곽 두께를 슬림화하는 하는데 한계가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, COB 타입의 발광소자 모듈을 이용하여 외곽 두께를 슬림화하고, COB 타입의 발광소자 모듈과 도광판의 결합 구조를 개선하여 발광소자모듈에서 방출된 광의 입사 효율을 향상시킬 수 있는 백라이트 유닛을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛은, 기판 상에 COB(Chip On Board) 타입으로 실장된 적어도 하나 이상의 발광소자 칩을 포함하는 발광소자 모듈 및 상기 발광소자 칩의 광 방출면에서 방출된 광을 입사 받고 상기 발광소자 칩과 대응하는 영역에 적어도 하나 이상의 삽입홈을 포함하는 입광면을 포함하고, 상기 발광소자 칩이 상기 삽입홈에 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합된 도광판을 포함한다.
일측에 따르면, 상기 삽입홈은 상기 삽입홈 내부에 충진되어 상기 발광소자 칩을 접합시키는 투광성 수지를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 삽입홈은 광 추출 패턴을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 입광면은 상기 삽입홈을 제외한 영역에 형성되고, 상기 투광성 수지의 잔여물을 수용할 수 있는 적어도 하나 이상의 수용홈을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 기판은 상기 삽입홈으로 상기 투광성 수지를 주입시키기 위한 경로로, 상기 기판의 일 면에서 타 면까지 연장된 적어도 하나 이상의 주입홀을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 주입홀은 상기 기판 상에서 상기 삽입홈에 대응하는 영역 내에 형성되고, 상기 발광소자 칩이 위치하는 영역을 제외하여 형성될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 도광판은 상기 입광면에서 상기 삽입홈을 제외한 영역에 형성되어 상기 입광면을 상기 기판 면과 접합시키는 접착제층을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 모듈은 상기 발광소자 칩이 실장된 기판 면에서 상기 발광소자 칩을 제외한 영역에 적어도 하나 이상의 결합홈을 포함하고, 상기 도광판은 상기 입광면에서 상기 결합홈에 대응하는 영역에, 상기 결합홈에 결합될 수 있는 결합 돌기를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 칩이 실장된 기판 면에 제1 얼라인 마크를 포함하고, 상기 도광판은 상기 입광면에서 상기 제1 얼라인 마크에 매칭되어 상기 발광소자 칩이 상기 삽입홈 내에 삽입될 수 있도록 안내하는 제2 얼라인 마크를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 모듈은 상기 발광소자 칩 상에 형성된 투명 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법은 기판 상에 COB(Chip On Board) 타입으로 실장된 적어도 하나 이상의 발광소자 칩을 포함하는 발광소자 모듈을 제공하는 단계 및 상기 발광소자 칩의 광 방출면에서 방출된 광을 입사 받고 상기 발광소자 칩과 대응하는 영역에 적어도 하나 이상의 삽입홈을 포함하는 입광면을 포함하는 도광판을, 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합하는 단계를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 도광판을, 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합하는 단계는 상기 삽입홈 내부에 접합을 위한 투광성 수지를 충진하는 단계 및 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩을 삽입하여 상기 투광성 수지를 통해 상기 도광판과 상기 발광소자 칩을 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 도광판을, 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합하는 단계는 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 도광판을 상기 발광소자 모듈의 일측에 배치하는 단계 및 상기 기판의 일 면에서 타 면까지 연장된 적어도 하나 이상의 주입홀을 통해 상기 삽입홈으로 투광성 수지를 주입하여 상기 도광판과 상기 발광소자 칩을 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 모듈을 제공하는 단계는 상기 발광소자 칩 상에 투명 렌즈부를 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 도광판을, 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합하는 단계는 상기 입광면에서 상기 삽입홈을 제외한 영역에 접착제층을 형성하는 단계 및 상기 투명 렌즈가 상기 삽입홈에 삽입되도록 상기 도광판을 상기 발광소자 모듈의 일측에 배치하고 상기 접착제층을 통해 상기 입광면과 상기 발광소자 칩이 실장된 기판 면을 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 도광판을, 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합하는 단계는 상기 발광소자 칩이 실장된 기판 면에서 상기 발광소자 칩을 제외한 영역에 포함된 적어도 하나 이상의 결합홈에, 상기 입광면에서 상기 결합홈에 대응하는 영역에 포함된 결합 돌기를 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 도광판을, 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합하는 단계는 상기 발광소자 칩이 실장된 기판 면에 포함된 제1 얼라인 마크를, 상기 입광면에서 상기 발광소자 칩이 상기 삽입홈 내에 삽입될 수 있도록 안내하는 제2 얼라인 마크와 매칭시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 백라이트 유닛은 두께가 감소된 COB 타입의 발광소자 모듈을 이용함으로써, 외곽 두께를 슬림화할 수 있다.
또한, 백라이트 유닛은 발광소자 모듈과 도광판 간에 이격 공간을 제거하여 발광소자 모듈에서 방출된 광이 손실되지 않고 도광판으로 입사될 수 있도록 한다. 따라서, 도광판으로의 광 입사 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도 및 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도광판의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 내지 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 백라이트 유닛(100)은 하우징(110), 발광소자 모듈(120) 및 도광판(130)을 포함한다.
하우징(110)은 발광소자 모듈(120)과 도광판(130)을 수용한다.
발광소자 모듈(120)과 도광판(130)의 구체적인 구조는 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 백라이트 유닛(100)을 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이고, 도 4는 발광소자 모듈(120)과 도광판(130)을 분리한 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 발광소자 모듈(120)은 기판(121) 및 적어도 하나 이상의 발광소자 칩(122)을 포함한다. 발광소자 칩(122)은 기판(121) 상에 COB(Chip On Board) 타입으로 실장된다. COB 타입이란, 발광소자 칩(122)을 패키지하지 않은 상태로 기판 상에 실장한 형태를 의미한다. 즉, 발광소자 칩(122)은 별도의 패키지 기판 상에 실장된 상태로 기판(121) 상에 실장되는 것이 아니라, 기판(121) 상에 직접 실장된다. 따라서, 발광소자 모듈(120)는 감소된 두께를 갖는다.
도광판(130)은 발광소자 칩(122)의 광 방출면에서 방출된 광을 입사 받는 입광면(130a)을 포함한다.
입광면(130a)은 발광소자 칩(122)과 대응하는 영역에 적어도 하나 이상의 삽입홈(131)을 포함한다. 이 삽입홈(131)은 발광소자 칩(122)을 삽입하기 위한 공간이므로, 발광소자 칩(122)보다 큰 크기를 갖는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 도광판(130)은 발광소자 칩(122)이 입광면(130a)에 포함된 삽입홈(131)에 삽입되도록 발광소자 모듈(120)에 접합된다. 삽입홈(131) 내부에는 투광성 수지(140)가 충진되어 있는 것으로, 이 투광성 수지(140)를 통해 발광소자 칩(122)을 삽입홈(131)에 접합시킬 수 있다.
발광소자 칩(122)이 삽입홈(131)에 완전히 삽입됨에 따라 도광판(130)의 입광면(130a)은 발광소자 모듈(120)에서 발광소자 칩(122)이 실장된 기판 면과 물리적으로 접촉하는 구조를 갖는다. 따라서, 도광판(130)과 발광소자 모듈(120) 사이에 광 손실이 발생될 수 있는 이격 공간이 없다.
도 4를 참조하면, 도광판(130)에서 입광면(130a)은 적어도 하나 이상의 수용홈(132)을 포함할 수 있다. 수용홈(132)은 삽입홈(131)을 제외한 영역에 형성되어 투광성 수지(140)의 잔여물을 수용할 수 있다. 구체적으로, 공정 순서에 따르면, 입광면(130a)에 포함된 삽입홈(131) 내부에 투광성 수지(140)를 충진시킨 상태에서, 도광판(130)과 발광소자 모듈(120)을 접합한다. 이 과정에서 삽입홈(131)에 발광소자 칩(122)이 삽입됨에 따라 투광성 수지(140) 중 일부가 입광면(130a)으로 흘러나올 수 있다. 이 같은 잔여물은 발광소자 모듈(120)과 도광판(130) 사이에서 소정의 두께로 형성되어 발광소자 모듈(120)과 도광판(130) 사이에 이격 공간을 형성할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 수용홈(132)을 통해 투광성 수지(140)의 잔여물을 수용함으로써 발광소자 모듈(120)과 도광판(130) 사이에 이격 공간이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
발광소자 모듈(120)에서 발광소자 칩(122)이 실장된 기판 면에도 적어도 하나 이상의 수용홈(123)이 포함될 수 있다. 발광소자 모듈(120)에 포함된 수용홈(122)은 도광판(130)에 포함된 수용홈(132)과 대응하는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 백라이트 유닛(200)은 하우징(210), 발광소자 모듈(220) 및 도광판(230)을 포함한다.
하우징(210)은 발광소자 모듈(220) 및 도광판(230)을 수용한다.
발광소자 모듈(220)은 기판(221)과, 기판(221) 상에 COB(Chip On Board) 타입으로 실장된 적어도 하나 이상의 발광소자 칩(222)을 포함한다.
기판(221)은 발광소자 칩(222)의 주변에 위치하는 적어도 하나 이상의 주입홀(223)을 포함한다. 주입홀(223)은 도 5에 도시된 백라이트 유닛(200)을 제조하는 과정에서 이용되는 구성으로, 투광성 수지(240)를 주입시키기 위한 경로이다. 이에 대한 구체적인 설명은 도광판(230)의 구조와 함께 설명한다.
도광판(230)은 입광면(230a)을 포함한다. 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예에서와 같이, 입광면(230a)은 발광소자 칩(222)에 대응하는 영역에 적어도 하나 이상의 삽입홈(231)을 포함한다.
도 5에 도시된 백라이트 유닛(200)을 제조하는 공정 순서에 따르면, 입광면(230a)에 포함된 삽입홈(231)을 비워둔 상태에서(즉, 투광성 수지(240)를 충전시키지 않은 상태에서), 발광소자 모듈(220)의 일측에 도광판(230)을 배치한다. 따라서, 삽입홈(231)에 발광소자 칩(222)이 완전히 삽입된다. 이후, 발광소자 칩(222)과 삽입홈(231)의 접합을 위하여 삽입홈(231)에 투광성 수지(240)를 충진해야 하는데, 이를 위한 구성으로 상술한 주입홀(223)이 이용된다.
주입홀(223)은 투광성 수지(240)의 주입 경로로써, 기판(221)의 일 면에서 타 면까지 연장된 관통 구조를 갖는다. 이 주입홀(223)을 통해 투광성 수지(240)를 주입시켜 삽입홈(231) 내에 투광성 수지(240)를 충진하게 되면, 투광성 수지(240)에 의해 삽입홈(231)과 발광소자 칩(222)이 접합된다.
도 5에 도시되어 있지 않으나, 발광소자 모듈(220)은 발광소자 칩(222)이 실장된 기판 면에 제1 얼라인 마크를 포함하고, 도광판(230)은 입광면(230a)에 제2 얼라인 마크를 포함할 수 있다. 제2 얼라인 마크는 제1 얼라인 마크에 매칭되어 발광소자 칩(222)이 삽입홈(231) 내에 정확하게 삽입될 수 있도록 안내할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 백라이트 유닛(300)은 하우징(310), 발광소자 모듈(320) 및 도광판(330)을 포함한다.
하우징(310)은 발광소자 모듈(320)과 도광판(330)을 수용한다.
발광소자 모듈(320)은 기판(321), 발광소자 칩(322) 및 투명 렌즈부(323)를 포함한다.
발광소자 칩(322)은 기판(321) 상에 COB(Chip On Board) 타입으로 실장되고, 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 투명 렌즈부(323)는 발광소자 칩(322) 상에 형성된다.
도광판(330)은 입광면(330a)을 포함한다. 도 2 내지 도 4에 도시된 실시예에서와 마찬가지로, 입광면(330a)은 발광소자 칩(322)과 대응하는 영역에 적어도 하나 이상의 삽입홈(331)을 포함한다.
삽입홈(331)은 발광소자 칩(322)을 삽입하기 위한 공간이다. 구체적으로, 삽입홈(331)은 발광소자 칩(322)과 함께, 발광소자 칩(322) 상에 형성된 투명 렌즈부(323)를 삽입하기 위한 공간이다. 따라서, 삽입홈(331)은 투명 렌즈부(323)에 대응하는 형상 및 크기를 갖는 것이 바람직하다.
도 6에 도시된 실시예에서는, 삽입홈(331)에 투명 렌즈부(323)가 삽입되기 때문에 별도의 접합 수단이 필요하다. 도 6을 참조하면, 도광판(330)은 입광면(330a)에 접착제층(340)을 포함한다.
접착제층(340)은 입광면(330a)에서 삽입홈(331)을 제외한 영역에 형성되어 입광면(330a)과 발광소자 모듈(320)의 기판 면을 접합시킨다. 접착제층(340)은 실리콘 수지 또는 에폭시 수지로 이루어질 수 있으며, 입광면(330a) 상에 균일한 두께로 형성될 수 있다.
접착제층(340)이 두꺼울 경우, 접착제층(340)에 의해 발광소자 모듈(320)과 도광판(330) 사이에서 광 손실이 발생될 수 있기 때문에 접착제층(340)은 도광판(330)과 발광소자 모듈(320)의 접합이 용이한 두께 범위 내에서 가능한 작은 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 접착제층(340)의 두께는 도광판(330)과 발광소자 모듈(320)의 크기 또는 무게에 따라 달라질 수 있다.
도 6에 도시되어 있지 않으나, 기판(321)은 발광소자 칩(322)이 실장된 면에서 발광소자 칩(322)을 제외한 영역에 적어도 하나 이상의 결합홈를 포함할 수 있다.
또한, 도광판(330)은 입광면(330a)에 적어도 하나 이상의 결합 돌기를 포함할 수 있다. 이 결합 돌기는 기판(321)에 포함된 결합홈에 대응하는 영역에 형성되어 결합홈에 결합될 수 있다. 결합 돌기 및 결합홈은 도광판(330)과 발광소자 모듈(320)의 접합을 돕는 보조 접합 구성이 될 수 있다. 따라서, 도광판(330)과 발광소자 모듈(320)은 접착제층(340)에 의해 1차적으로 접합되고, 결합 돌기 및 결합홈에 의해 2차적으로 접합되어 접합력에 대한 신뢰도가 향상될 수 있다.
도 2 내지 도 6에 도시된 실시예들에 따르면, 기판(121, 221, 321) 상에 발광소자 칩(122, 222, 322)이 COB 타입으로 실장되어 백라이트 유닛(100, 200, 300)의 외곽 두께를 슬림하게 구현할 수 있다.
또한, 발광소자 모듈(120, 220, 320)과 도광판(130, 230, 330) 간에 이격 공간을 제거하여 발광소자 칩(122, 222, 322)에서 방출된 광이 손실되는 것을 방지함으로써, 도광판(130, 230, 330)으로의 광 입사 효율을 향상시킬 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도광판의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2 내지 도 6에 도시된 실시예에서, 도광판(130, 230, 330)에 포함된 삽입홈(131, 231, 331)은 반구 형상을 갖는다. 그러나, 삽입홈(131, 231, 331)은 형상은 반구에 한정되는 것이 아니며, 다른 형상을 가질 수도 있다.
도 7을 참조하면, 도광판(400)은 피라미드 형상의 삽입홈(410)을 포함한다. 또한, 도 8을 참조하면, 도광판(500)은 요철 형상의 삽입홈(510)을 포함한다. 피라미드 형상 또는 요철 형상은 광 추출 패턴으로써, 발광소자 칩으로부터 방출된 광의 추출 효율을 향상시켜 도광판(500)으로의 광 입사 및 광 혼합이 용이하도록 한다.
삽입홈(410, 510)에 적용될 수 있는 광 추출 패턴으로는, 피라미드 형상 또는 요철 형상 외에 원뿔 형상, 삼각 형상, 역 피라미드 형상, 타원 형상 등이 있을 수 있다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 상기 제조 방법은 발광소자 모듈(610)을 제공하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 인쇄회로기판 등과 같은 기판(611) 상에 COB(Chip On Board) 타입으로 실장된 발광소자 칩(612)을 포함하는 발광소자 모듈(610)을 제공한다.
도 9를 참조하면, 기판(611)은 발광소자 칩(612) 사이에 제1 수용홈(614)을 포함한다. 이 제1 수용홈(614)에 대해서는 도광판(620)의 구조와 함께 설명한다.
발광소자 모듈(610)의 일 영역을 확대한 도면을 참조하면, 기판(611)은 제1 회로 패턴(610a) 및 제2 회로 패턴(610b)을 포함한다. 또한, 발광소자 칩(612)은 제1 반도체층-활성층-제2 반도체층으로 구성된 발광 구조물(612b), 발광 구조물(612b)의 상부면에 위치하는 제1 전극(612a) 및 발광 구조물(612b)의 하부면에 위치하는 제2 전극(612c)을 포함한다.
제1 전극(612a)은 와이어(613)를 통해 제1 회로 패턴(610a)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극(612c)은 도전성 접합 물질(미도시)을 통해 제2 회로 패턴(610b)에 전기적으로 연결된다. 즉, 발광소자 칩(612)은 기판(611) 상에 COB(Chip On Board) 타입으로 실장된다.
도 10을 참조하면, 상기 제조 방법은 삽입홈(621) 내부에 접합을 위한 투광성 수지(630)를 충진하는 단계를 포함한다.
본 실시예에서 제공되는 도광판(620)은 발광소자 모듈(610)의 일측에 배치되어 발광소자 칩(612)의 광 방출면에서 방출된 광을 입사 받을 수 있다. 또한, 도광판(620)은 입사면(620a)에서 발광소자 칩(612)과 대응하는 영역에 삽입홈(621)을 포함한다.
도 11을 참조하면, 상기 제조 방법은 삽입홈(621)에 발광소자 칩(612)을 삽입하여 투광성 수지(630)를 통해 도광판(620)과 발광소자 칩(612)을 접합하는 단계를 포함한다. 도광판(620)과 발광소자 칩(612)이 접합됨에 따라 도광판(620)의 입광면(620a)과 발광소자 모듈(610)에서 발광소자 칩(612)이 실장된 기판 면이 물리적으로 접촉하게 된다.
한편, 도 10 및 도 11을 참조하면, 도광판(620)은 입사면(620a)에서 투광성 수지(630)의 잔여물을 수용하기 위한 제2 수용홈(622)을 포함한다. 제2 수용홈(622)은 발광소자 모듈(610)의 기판(611)에 포함된 제1 수용홈(614)에 대응하는 영역에 포함될 수 있다.
삽입홈(621)에 발광소자 칩(612)이 삽입되는 과정에서, 투광성 수지(630) 중 일부가 기판(611)과 입광면(620a) 간의 접합면으로 흘러나올 수 있는데, 제1 및 제2 수용홈(614, 622)이 이 잔여물을 수용할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 수용홈(614, 622)은 투광성 수지(630)의 잔여물로 인해 발광소자 모듈(610)과 도광판(620) 사이에 이격 공간이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 12를 참조하면, 발광소자 모듈(610)과 도광판(620)을 포함하는 백라이트 유닛(600)이 도시되어 있다.
일부 절단된 면을 참조하면, 발광소자 칩(612)이 삽입홈(621)에 완전히 삽입되어 있으며, 투광성 수지(630)에 의해 발광소자 칩(612)과 삽입홈(621)이 접합되어 있다. 또한, 도광판(620)의 입광면(620a)은 발광소자 모듈(610)에서 발광소자 칩(612)이 실장된 기판 면과 물리적으로 접촉된 상태로, 도광판(620)과 발광소자 모듈(610) 사이에 광 손실이 발생될 수 있는 이격 공간이 없다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 상기 제조 방법은 발광소자 모듈(710)을 제공하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 기판(711) 상에 실장된 발광소자 칩(712)을 포함하는 발광소자 모듈(710)을 제공한다.
발광소자 칩(712)이 기판(711) 상에 실장된 구조는 도 9에 도시된 것과 동일하다. 다만, 도 13에 도시된 발광소자 모듈(710)에서, 기판(711)은 주입홀(713)을 포함한다.
주입홀(713)은 투광성 수지를 주입시키기 위한 경로로, 기판(711)의 일 면에서 타 면까지 연장된 관통 구조를 갖는다. 또한, 주입홀(713)은 제1 영역(a) 내에 형성될 수 있으며, 제1 영역(a) 내에서 발광소자 칩(712)이 위치하는 영역을 제외하여 형성될 수 있다. 제1 영역(a)은 도광판에 포함된 삽입홈에 대응하는 영역일 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 제조 방법은 도광판(720)의 입광면(720a)에 포함된 삽입홈(721)에 발광소자 칩(712)이 삽입되도록 도광판(720)을 발광소자 모듈(710)의 일측에 배치하는 단계를 포함한다.
도광판(720)은 발광소자 모듈(710)과 마주하는 입광면(720a)에 삽입홈(721)을 포함하며, 이 삽입홈(721)은 입광면(720a) 상에서 발광소자 칩(712)과 대응하는 위치에 형성된다. 이 같은 구조에 따라, 도광판(720)을 발광소자 모듈(710)의 일측에 배치하는 경우, 삽입홈(721)에 발광소자 칩(712)이 삽입될 수 있다.
한편, 발광소자 모듈(710)은 발광소자 칩(712)이 실장된 기판 면에 제1 얼라인 마크(714)를 포함하고, 도광판(720)은 입광면(720a)에 제2 얼라인 마크(722)를 포함할 수 있다. 제2 얼라인 마크(722)는 제1 얼라인 마크(714)에 매칭되어 발광소자 칩(712)이 삽입홈(721) 내에 정확히 삽입될 수 있도록 안내할 수 있다. 제1 및 제2 얼라인 마크(714, 722)는 소정의 기호가 마킹된 표식일 수도 있으며, 도 14에 도시된 바와 같이, 양각 패턴 및 음각 패턴을 가질 수도 있다.
도 15를 참조하면, 상기 제조 방법은 기판(711)의 주입홀(713)을 통해 삽입홈(721)으로 투광성 수지(730)를 주입하여 도광판(720)과 발광소자 칩(712)을 접합하는 단계를 포함한다.
도면을 통해 도시하고 있지 않으나, 기판(711)의 주입홀(713)을 통해 투광성 수지(730)를 주입하는 경우, 삽입홈(721) 내에 존재하는 공기가 밖으로 배출될 수 있도록 기판(711)은 공기 배출 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. 공기 배출 수단은 주입홀(713)과 마찬가지로 기판(711)의 일 면에서 타 면까지 연장된 관통 구조를 가질 수 있으며, 발광소자 칩(712)이 실장된 기판 면에 소정의 두께로 형성된 홈이 기판(711)의 측면 방향으로 연장된 통로 구조를 가질 수도 있다.
도 16을 참조하면, 발광소자 모듈(710)과 도광판(720)을 포함하는 백라이트 유닛(700)이 도시되어 있다. 일부 절단된 면을 참조하면, 주입홀(713)을 통해 주입된 투광성 수지(730)를 통해 발광소자 칩(712)과 도광판(720)이 접합되어 있으며, 도광판(720)의 입광면(720a)은 발광소자 모듈(710)에서 발광소자 칩(712)이 실장된 기판 면과 물리적으로 접촉된다.
도 17 내지 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, 상기 제조 방법은 발광소자 모듈(810)을 제공하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 기판(811) 상에 COB 타입으로 실장된 발광소자 칩(812)을 포함하는 발광소자 모듈(810)을 제공한다.
발광소자 모듈(810)을 제공하는 과정에서, 발광소자 칩(812) 상에 투명 렌즈부(813)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 투명 렌즈부(813)는 발광소자 칩(812) 상에 실리콘 수지 또는 에폭시 수지 등과 같은 투광성 수지를 도포 및 경화하는 것에 의해 형성될 수 있다.
기판(811)은 발광소자 칩(812)이 실장된 면에서 발광소자 칩(812)을 제외한 영역에 적어도 하나 이상의 결합홈(814)를 포함한다. 보다 바람직하게는, 투명 렌즈부들(813) 간의 사이에 결합홈(814)를 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 상기 제조 방법은 도광판(820)의 입광면(820a)에 접착제층(822)을 형성하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 입광면(820a)은 발광소자 모듈(810)과 접합시, 발광소자 칩(812)이 실장된 기판 면과 물리적으로 접촉하는 영역이 될 수 있다.
본 실시예는, 삽입홈(821) 내에 투광성 수지를 충진시켜 도광판(820)과 발광소자 모듈(810)을 접합하는 것이 아니므로, 별도의 접합 또는 접착 구성을 필요로 한다. 따라서, 도광판(820)을 발광소자 모듈(810)에 접합할 경우, 물리적인 접촉이 이루어지는 입광면(820a)에 접착제층(822)을 형성할 수 있다. 이 경우, 투명 렌즈부(813)를 삽입홈(821)에 삽입시키기 위하여 접착제층(822)은 입광면(820a)에서 삽입홈(821)을 제외한 영역에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 도광판(820)은 입광면(820a)에 적어도 하나 이상의 결합 돌기(823)를 포함할 수 있다. 이 결합 돌기(823)는 기판(811)에 포함된 결합홈(814)에 대응하는 영역에 형성되어 결합홈(814)에 결합될 수 있다.
도 19를 참조하면, 상기 제조 방법은 투명 렌즈부(813)가 삽입홈(821)에 삽입되도록 도광판(820)을 발광소자 모듈(810)의 일측에 배치하는 단계를 포함한다. 이 과정에서 도광판(820)의 입광면(820a)과 발광소자 칩(812)이 실장된 기판 면은 접착제층(822)을 통해 접합된다. 또한, 결합 돌기(823)는 결합홈(814)에 결합되어 도광판(820)과 발광소자 모듈(810) 간의 접합력을 증가시킬 수 있다.
도 20을 참조하면, 발광소자 모듈(810)과 도광판(820)을 포함하는 백라이트 유닛(800)이 도시되어 있다. 일부 절단된 면을 참조하면, 발광소자 칩(812) 상에 형성된 투명 렌즈부(813)는 삽입홈(81)에 삽입되어 있으며, 도광판(820)은 접착제층(822)에 의해 발광소자 모듈(822)과 접합된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 200, 300, 600, 700, 800 : 백라이트 유닛
110, 210, 310 : 하우징
120, 220, 320, 610, 710, 810 : 발광소자 모듈
121, 221, 321, 611, 711, 811 : 기판
122, 222, 322, 612, 712, 812 : 발광소자 칩
130, 230, 330, 620, 720, 820 : 도광판
131, 231, 331, 621, 721, 821 : 삽입홈
140, 240, 630, 730 : 투광성 수지
323, 813 : 투명 렌즈부

Claims (17)

  1. 기판 상에 COB(Chip On Board) 타입으로 실장된 적어도 하나 이상의 발광소자 칩을 포함하는 발광소자 모듈; 및
    상기 발광소자 칩의 광 방출면에서 방출된 광을 입사 받고 상기 발광소자 칩과 대응하는 영역에 적어도 하나 이상의 삽입홈을 포함하는 입광면을 포함하고, 상기 발광소자 칩이 상기 삽입홈에 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합된 도광판
    을 포함하고,
    상기 삽입홈은,
    상기 삽입홈 내부에 충진되어 상기 발광소자 칩을 접합시키는 투광성 수지를 포함하며,
    상기 입광면은,
    상기 삽입홈을 제외한 영역에 형성되고, 상기 투광성 수지의 잔여물을 수용할 수 있는 적어도 하나 이상의 수용홈을 포함하는 백라이트 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 삽입홈은 광 추출 패턴을 포함하는 백라이트 유닛.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자 모듈은,
    상기 발광소자 칩이 실장된 기판 면에서 상기 발광소자 칩을 제외한 영역에 적어도 하나 이상의 결합홈을 포함하고,
    상기 도광판은,
    상기 입광면에서 상기 결합홈에 대응하는 영역에, 상기 결합홈에 결합될 수 있는 결합 돌기를 포함하는 백라이트 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자 모듈은,
    상기 발광소자 칩이 실장된 기판 면에 제1 얼라인 마크를 포함하고,
    상기 도광판은,
    상기 입광면에서 상기 제1 얼라인 마크에 매칭되어 상기 발광소자 칩이 상기 삽입홈 내에 삽입될 수 있도록 안내하는 제2 얼라인 마크를 포함하는 백라이트 유닛.
  10. 삭제
  11. 기판 상에 COB(Chip On Board) 타입으로 실장된 적어도 하나 이상의 발광소자 칩을 포함하는 발광소자 모듈을 제공하는 단계; 및
    상기 발광소자 칩의 광 방출면에서 방출된 광을 입사 받고 상기 발광소자 칩과 대응하는 영역에 적어도 하나 이상의 삽입홈을 포함하는 입광면을 포함하는 도광판을, 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합하는 단계
    를 포함하고,
    상기 도광판을, 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합하는 단계는,
    상기 삽입홈 내부에 접합을 위한 투광성 수지를 충진하는 단계; 및
    상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩을 삽입하여 상기 투광성 수지를 통해 상기 도광판과 상기 발광소자 칩을 접합하고, 상기 입광면에서 상기 삽입홈을 제외한 영역에 형성된 적어도 하나 이상의 수용홈에 상기 투광성 수지의 잔여물을 수용하는 단계
    를 포함하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제11항에 있어서,
    상기 도광판을, 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합하는 단계는,
    상기 발광소자 칩이 실장된 기판 면에서 상기 발광소자 칩을 제외한 영역에 포함된 적어도 하나 이상의 결합홈에, 상기 입광면에서 상기 결합홈에 대응하는 영역에 포함된 결합 돌기를 결합하는 단계
    를 더 포함하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 도광판을, 상기 삽입홈에 상기 발광소자 칩이 삽입되도록 상기 발광소자 모듈에 접합하는 단계는,
    상기 발광소자 칩이 실장된 기판 면에 포함된 제1 얼라인 마크를, 상기 입광면에서 상기 발광소자 칩이 상기 삽입홈 내에 삽입될 수 있도록 안내하는 제2 얼라인 마크와 매칭시키는 단계
    를 더 포함하는 백라이트 유닛의 제조 방법.
KR1020110084894A 2011-08-25 2011-08-25 Ｃｏｂ 타입의 발광소자 모듈을 포함하는 백라이트 유닛 Active KR101291141B1 (ko)

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