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KR102116988B1 - 광원 모듈, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

광원 모듈, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 Download PDF

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KR102116988B1
KR102116988B1 KR1020160102444A KR20160102444A KR102116988B1 KR 102116988 B1 KR102116988 B1 KR 102116988B1 KR 1020160102444 A KR1020160102444 A KR 1020160102444A KR 20160102444 A KR20160102444 A KR 20160102444A KR 102116988 B1 KR102116988 B1 KR 102116988B1
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이동수
임석호
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삼성전자 주식회사
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Abstract

광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛이 개시된다. 광원 모듈은 제1 방향으로 연장되는 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 양 끝단 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 댐 구조물(dam structure)을 포함하는 기판, 상기 기판 상에서 상기 한 쌍의 댐 구조물 사이에 실장되며, 각각이 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 발광 소자, 및 상기 복수의 발광 소자 각각의 적어도 하나의 측면 및 상면을 커버하는 봉지층을 포함한다. 상기 봉지층은 상기 한 쌍의 댐 구조물과 접촉하지 않고, 상기 베이스 플레이트의 상면에 대한 한 쌍의 댐 구조물의 제1 높이는 상기 베이스 플레이트의 상기 상면으로부터 상기 봉지층의 상면까지의 제2 높이보다 크다.

Description

광원 모듈, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛{Light source module, method of manufacturing the same, and backlight unit including the same}
본 발명의 기술적 사상은 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 발광소자를 포함하는 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
디스플레이 장치의 대면적화 및 고품질화에 대한 요구가 증가하고 있다. 디스플레이 장치의 백라이트 유닛은 디스플레이 장치 내에서의 광원의 위치에 따라 에지형(edge type) 백라이트 유닛과 직하형(direct type) 백라이트 유닛으로 분류된다. 이 중 에지형 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛에 비하여 초슬림한 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 장점을 갖는다. 한편, 에지형 백라이트 유닛 내에 수용 가능한 발광소자 패키지의 개수에 한계가 있어, 고광량을 갖는 에지형 백라이트 유닛을 구현하기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 증가된 개수의 발광소자가 실장될 수 있고, 이에 따라 고광량을 가질 수 있는 광원 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 단순화된 공정에 의해 제조될 수 있는 광원 모듈의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 증가된 개수의 발광 소자가 실장될 수 있고, 이에 따라 고광량을 가질 수 있는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 광원 모듈은, 제1 방향으로 연장되는 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 양 끝단 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 댐 구조물(dam structure)을 포함하는 기판, 상기 기판 상에서 상기 한 쌍의 댐 구조물 사이에 실장되며, 각각이 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 발광 소자, 및 상기 복수의 발광 소자 각각의 적어도 하나의 측면 및 상면을 커버하는 봉지층을 포함하며, 상기 봉지층은 상기 한 쌍의 댐 구조물과 접촉하지 않고, 상기 베이스 플레이트의 상면에 대한 한 쌍의 댐 구조물의 제1 높이는 상기 베이스 플레이트의 상기 상면으로부터 상기 봉지층의 상면까지의 제2 높이보다 크다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 광원 모듈은, 제1 방향으로 연장되는 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 양 끝단 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 댐 구조물을 포함하는 기판, 상기 기판 상에서 상기 한 쌍의 댐 구조물 사이에 실장되며, 각각이 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 발광 소자, 및 상기 복수의 발광 소자의 측면 및 상면을 커버하며, 상기 한 쌍의 댐 구조물에 의해 양 측벽이 정의되는 봉지층을 포함하며, 상기 복수의 발광 소자는 선형 발광 모듈을 구성하도록 상기 제1 방향을 따라 제1 피치로 이격 배치되며, 상기 제1 피치는 상기 복수의 발광 소자 각각의 상기 제1 방향으로의 제1 폭의 125% 내지 500%이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 광원 모듈의 제조 방법에서, 제1 방향으로 연장되는 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 양 끝단 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 댐 구조물을 포함하는 기판을 제공하고, 각각이 발광 소자 및 상기 발광 소자의 적어도 하나의 측면 또는 상면을 커버하는 봉지층을 포함하는 복수의 발광 소자 중간 패키지를 제공하며, 상기 베이스 플레이트 상에 상기 한 쌍의 댐 구조물과 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 이격되어 배치되도록 복수의 발광 소자 중간 패키지를 실장한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 백라이트 유닛은, 광원 모듈, 및 상기 광원 모듈의 광이 입사되어 외부로 방출되는 도광판을 포함하며, 상기 광원 모듈은, 제1 방향으로 연장하는 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 양 끝단 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 댐 구조물을 포함하는 기판, 상기 기판 상에서 상기 한 쌍의 댐 구조물 사이에 실장되며, 각각이 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 발광 소자, 및 상기 복수의 발광 소자 각각의 적어도 하나의 측면 또는 상면을 커버하는 봉지층을 포함하고, 상기 베이스 플레이트의 상면에 대한 상기 한 쌍의 댐 구조물의 제1 높이는 상기 베이스 플레이트의 상기 상면으로부터 상기 봉지층의 상면까지의 제2 높이보다 크며, 상기 도광판의 일 측면 상에 상기 광원 모듈이 배치되고, 상기 한 쌍의 댐 구조물에 의해 상기 복수의 발광 소자의 지향각이 100도 내지 130도로 얻어진다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 광원 모듈에 따르면, 한 쌍의 댐 구조물을 포함하는 기판 상에 복수의 발광 소자들이 상기 기판의 길이 방향을 따라 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 한 쌍의 댐 구조물에 의해 상기 복수의 발광 소자들로부터 방출되는 빛의 지향각이 감소될 수 있고, 도광판의 두께가 감소될 수 있다. 또한 상기 복수의 발광 소자들은 상대적으로 작은 피치를 가지며 상기 기판 상에 실장될 수 있어, 상기 광원 모듈은 고광량을 가질 수 있다. 또한, 복수의 발광 소자들이 중간 패키지 상태로 상기 기판 상에 실장되므로, 상기 광원 모듈은 단순화된 제조 공정에 의해 제조될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 3은 도 1의 III-III' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 1의 복수의 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 10은 도 8의 X-X' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 11 내지 도 14는 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈의 제조 방법을 나타내는 단면도들 및 사시도이다.
도 15는 예시적인 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 16은 도 15의 일부분을 확대한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈(100)을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 3은 도 1의 III-III' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 1의 복수의 발광 소자(120)를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 광원 모듈(100)은 기판(110)과, 기판(110) 상에 실장된 복수의 발광 소자(120)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 베이스 플레이트(112)와 한 쌍의 댐 구조물(114)을 포함할 수 있다. 베이스 플레이트(112)는 제1 방향(도 1의 X 방향 또는 기판(110)의 길이 방향)을 따라 소정의 길이로 연장될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 베이스 플레이트(112)는 내부 및/또는 상부에 회로 패턴들이 형성된 인쇄 회로 기판일 수 있다. 예를 들어, 베이스 플레이트(112)는 예를 들어 알루미늄 등을 포함하는 금속 베이스, 상기 금속 베이스를 덮는 절연층, 및 상기 절연층 상에 제공되는 상기 회로 패턴들을 포함하는 적층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 플레이트(112)는 금속 동박적층판(metal copper clad laminate, MCCL)일 수 있다. 그러나, 베이스 플레이트(112)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다.
베이스 플레이트(112)의 상면 상에 상기 제1 방향(또는 기판(110)의 길이 방향)을 따라 연장되는 한 쌍의 댐 구조물(114)이 형성될 수 있다. 한 쌍의 댐 구조물(114)은 베이스 플레이트(112)의 양 끝단 상에서 서로 이격되어 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 한 쌍의 댐 구조물(114)과 베이스 플레이스(114) 사이에서 발광소자 실장 공간(110T)이 정의될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 한 쌍의 댐 구조물(114)은 FR4 수지, 투명 플라스틱, 불투명 플라스틱 또는 절연 시트 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 댐 구조물(114)은 BT(Bismaleimide Triazine) 수지, FR4(Frame Retardant 4) 수지, 폴리이미드(polyimide), 폴리에스테르(polyester), 사관능성 에폭시(tetrafunctional epoxy), 폴레페닐렌 에테르(polyphenylene ether), 에폭시/폴리페닐렌 옥사이드(epoxy/polyphenylene oxide), 써마운트(Thermount), 시아네이트 에스터(cyanate ester), 및 액정 고분자(Liquid) 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 한 쌍의 댐 구조물(114)은 베이스 플레이트(112) 상에 예를 들어 FR4 수지를 약 150℃ 내지 약 200℃의 온도에서 수십 분 내지 수 시간동안 압력을 가하여 열 압착함에 의해 형성될 수 있다.
도 2에 예시적으로 도시된 것과 같이, 한 쌍의 댐 구조물(114)은 베이스 플레이트(112)의 상면에 실질적으로 수직한 측벽들을 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 한 쌍의 댐 구조물(114)의 측벽은 베이스 플레이트(112)의 상면으로부터 소정의 각도로 기울어질 수도 있다. 예를 들어, 한 쌍의 댐 구조물(114)은 도 2에 도시된 것과는 달리 그 상부 폭이 하부 폭보다 작게 형성될 수 있고, 이에 따라 발광소자 실장 공간(110T)의 상부 폭이 그 하부 폭보다 크도록 한 쌍의 댐 구조물(114)의 측벽이 기울어질 수도 있다. 예를 들어, 한 쌍의 댐 구조물(114)의 측벽의 기울기는 약 20도 이하일 수 있다. 한 쌍의 댐 구조물(114)의 측벽 기울기가 너무 크면, 발광 소자(120)로부터 방출되는 광의 지향각(orientation angle)이 다소 넓어질 수 있고, 이러한 경우에 에지형 백라이트 유닛에 포함되는 광원 모듈로서 적절하지 않을 수 있다.
한 쌍의 댐 구조물(114)은 베이스 플레이트(112)의 상면에 대하여 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향(도 1의 Z 방향)으로 제1 높이(H1)를 가질 수 있다. 한 쌍의 댐 구조물(114)의 제1 높이(H1)는 약 200 마이크로미터 내지 약 5 밀리미터의 범위일 수 있다. 한 쌍의 댐 구조물(114)의 폭(W2)은 약 200 마이크로미터 내지 약 2 밀리미터의 범위일 수 있다. 그러나, 한 쌍의 댐 구조물(114)의 제1 높이(H1), 및 폭(W2)은 이에 한정되는 것은 아니며, 한 쌍의 댐 구조물(114)과 베이스 플레이트(112) 사이의 접착 강도, 발광 소자(120)의 사이즈, 광원 모듈(100)에 요구되는 광량 또는 지향각, 광원 모듈(100)이 포함되는 백라이트 유닛의 두께 등을 고려하여 결정될 수 있다.
기판(110) 상에 상기 제1 방향(또는 기판(110)의 길이 방향)을 따라 복수의 발광 소자(120)가 실장될 수 있다. 복수의 발광 소자(120)는 베이스 플레이트(112) 상에 플립칩 방식으로 실장될 수 있다.
도 4에 예시적으로 도시된 것과 같이, 복수의 발광소자(120)는 반도체 기판(122)과, 반도체 기판(122) 상에 배치된 반도체 적층체(124)를 포함할 수 있고, 반도체 적층체(124)는 순차적으로 배치된 제1 도전형 반도체층(124a), 활성층(124b) 및 제2 도전형 반도체층(124c)을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 반도체 기판(122)과 제1 도전형 반도체층(124a) 사이에 버퍼층(도시 생략)이 더 형성될 수도 있다.
또한, 제1 도전형 반도체층(124a)에 연결된 제1 전극(126)과, 제2 도전형 반도체층(124c) 상에 연결된 제2 전극(127)이 더 형성될 수 있다. 제1 전극(126)은 제2 도전형 반도체층(124c) 및 활성층(124b)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(124a)과 접속된 도전성 비아와 같은 연결 전극부(126a) 및 연결 전극부(126a)에 연결된 제1 전극 패드(126b)를 포함할 수 있다. 연결 전극부(126a)는 절연층(125)에 의하여 둘러싸여 활성층(124b) 및 제2 도전형 반도체층(126c)과 전기적으로 분리될 수 있다. 연결 전극부(126a)는 반도체 적층체(124)가 식각된 영역에 배치될 수 있다. 제2 전극(127)은 제2 도전형 반도체층(124c) 상의 오믹 콘택층(127a) 및 제2 전극 패드(127b)를 포함할 수 있다. 연결 전극부(126a)와 오믹 콘택층(127a)은 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층(124a, 124c)과 오믹 특성을 갖는 도전성 물질의 1층 또는 다층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, Ag, Al, Ni, Cr, 투명 도전성 산화물(TCO) 등의 물질 중 하나 이상을 증착하거나 스퍼터링하는 등의 공정으로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 전극 패드(126b, 127b)는 각각 연결 전극부(126a)와 오믹 콘택층(127a)에 각각 접속되어 복수의 발광소자(120)의 외부 단자로 기능할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극 패드(126b, 127b)는 Au, Ag, Al, Ti, W, Cu, Sn, Ni, Pt, Cr, NiSn, TiW, AuSn 또는 이들의 공융 금속일 수 있다.
복수의 발광 소자(120)의 세부 구조를 도 4를 참조로 설명하였으나, 복수의 발광 소자(120)의 구조 및 형상이 도 4에 예시적으로 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것과는 달리, 반도체 기판(122)과 반도체 적층체(124) 사이에 V-피트 또는 요철이 형성될 수도 있고, 반도체 적층체(124)가 다수의 나노 발광 구조물을 포함할 수도 있는 등, 복수의 발광 소자(120)의 구조 및 형상은 다양하게 달라질 수 있다.
복수의 발광 소자(120)의 상면과 측면 상에 봉지층(encapsulation layer)(130)이 배치될 수 있다. 봉지층(130)은 복수의 발광 소자(120)의 상면과 측면의 실질적으로 전체 면적을 커버하도록 배치될 수 있다.
복수의 발광 소자(120) 각각과 이를 둘러싸는 봉지층(130)을 통틀어 "소프트 패키지(soft package)"(SP)로 지칭할 수 있고, 소프트 패키지(SP)가 기판(110) 상에 실장될 수 있다. 여기서 소프트 패키지(SP)(또는 중간 패키지)는, 복수의 발광 소자(120)가 리드 프레임 상에 고정되고, 상기 리드 프레임 상에서 봉지재와 형광층이 형성되는 통상의 발광 소자 패키지와는 다를 수 있다. 예를 들어, 통상의 발광 소자 패키지는 리드 프레임 상에 실장되는 발광 소자를 포함하며, 이에 따라 상기 통상의 발광 소자 패키지의 높이 및/또는 폭이 상대적으로 클 수 있다. 반면, 소프트 패키지(SP)는 별도의 리드 프레임을 포함하지 않는다. 따라서, 복수의 발광 소자(120) 및 이를 둘러싸는 봉지층(130)으로 구성된 소프트 패키지(SP)는 콤팩트한 높이 및/또는 폭을 가질 수 있다.
봉지층(130)은 측면 봉지층(132)과 상면 봉지층(134)을 포함할 수 있다.
측면 봉지층(132)은 복수의 발광 소자(120) 각각의 적어도 하나의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 측면 봉지층(132)은 복수의 발광 소자(120) 각각의 측면의 실질적으로 전체 면적 상에 배치될 수 있다. 측면 봉지층(132)은 TiO2, ZnO, 실리카, Al2O3, 및 MgO로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 산란 입자가 분산된 수지로 구성될 수 있다. 측면 봉지층(132)은 복수의 발광 소자(120)의 측면을 통해 방출되는 광이 측면 봉지층(132)에 의해 산란되도록 작용할 수 있다. 이에 따라 복수의 발광 소자(120)의 측면을 통해 방출되는 광이 측면 봉지층(132)에 의해 반사 또는 산란되어, 복수의 발광 소자(120)의 상면을 통해 소프트 패키지(SP) 외부로 방출될 수 있다.
상면 봉지층(134)은 복수의 발광 소자(120) 각각의 상면을 커버하도록 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상면 봉지층(134)은 복수의 발광 소자(120) 각각의 상면 전체와, 복수의 발광 소자(120) 각각의 측면을 둘러싸는 측면 봉지층(132)의 상면 상에 배치될 수 있다. 상면 봉지층(134)은 실질적으로 평탄하고 편평한 상면 레벨을 가질 수 있다.
도 2에 예시적으로 도시되는 것과 같이, 상면 봉지층(134)의 측벽은 측면 봉지층(132)의 측벽과 정렬될 수 있다. 이는 소프트 패키지(SP)의 형성을 위한 예시적인 공정에서, 복수의 발광 소자(120)의 측벽을 둘러싸는 측면 봉지층(132)과, 측면 봉지층(132) 및 복수의 발광 소자(120)의 상면을 커버하는 상면 봉지층(134)을 형성한 이후에, 측면 봉지층(132)과 상면 봉지층(134)을 소잉함으로써 복수의 발광 소자(120) 각각이 측면 봉지층(132)과 상면 봉지층(134)에 의해 둘러싸인 소프트 패키지(SP)가 얻어질 수 있기 때문이다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
상면 봉지층(134)은 형광체가 분산된 수지 또는 형광체를 함유하지 않은 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상면 봉지층(134)은 형광체 필름 또는 실리콘 수지를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상면 봉지층(134)은 형광체 입자들이 소정의 농도로 균일하게 분산된 형광체 필름을 포함할 수 있다. 상기 형광체 입자들은 복수의 발광 소자(120)로부터 방출되는 광의 파장을 변환시키는 파장 변환 물질일 수 있다. 예를 들어, 복수의 발광 소자(120)가 청색 파장 범위에서 피크 강도를 갖는 광을 방출하는 청색 발광 소자일 때, 상면 봉지층(134)은 황색, 녹색, 적색 또는 오렌지색, 또는 이들의 조합을 포함하는 형광체 필름을 포함할 수 있고, 이에 따라 백색 광이 상면 봉지층(134)을 통해 방출될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 형광체는 산화물계, 실리케이트계, 질화물계, 플루오라이트계 등 다양한 조성 및 컬러를 가질 수 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛에 사용되는 광원 모듈에서, 상기 형광체로서 β-SiAlON:Eu2 +(녹색), (Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+(적색), La3Si6N11:Ce3 +(황색), K2SiF6:Mn4 +(적색), SrLiAl3N4:Eu(적색), Ln4 - x(EuzM1-z)xSi12 - yAlyO3 +x+ yN18 -x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4)(적색), K2TiF6:Mn4 +(적색), NaYF4:Mn4 +(적색), NaGdF4:Mn4 +(적색) 등이 사용될 수 있다. 그러나, 상기 형광체의 종류가 전술한 바에 한정되는 것은 아니다.
예시적인 공정에 있어서, 형광체를 포함하는 필름 타입의 상면 봉지층(134)을 사용하여 소프트 패키지(SP)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상면 봉지층(134)이 형광체 필름을 포함하는 경우에, 상면 봉지층(134) 내에 분산되는 상기 형광체의 농도를 정밀하게 조절할 수 있으므로 광원 모듈(100)의 발광 품질이 더욱 향상될 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 상면 봉지층(134)은 형광체가 포함되지 않은 수지를 포함할 수 있고, 이러한 경우에 광원 모듈(100) 상부에 양자점(quantum dot)과 같은 파장 변환 물질이 배치될 수 있다. 상기 양자점은 III-V 또는 II-VI 화합물 반도체를 이용하여 코어(Core)-쉘(Shell) 구조를 가질 수 있고, 예를 들어, CdSe, InP 등과 같은 코어(core)와 ZnS, ZnSe과 같은 쉘(shell)을 가질 수 있다. 또한, 상기 양자점은 코어 및 쉘의 안정화를 위한 리간드(ligand)를 포함할 수 있다. 상기 양자점은 봉지재에 함유된 형태로 광원 모듈(100) 상에 배치될 수 있고, 이와 달리, 필름 타입으로 제조되어 광원 모듈(100) 상에 또는 도광판(도시 생략) 상에 부착될 수도 있다.
복수의 발광 소자(120)는 접착층(140)을 통해 베이스 플레이트(112) 상에 실장될 수 있다. 접착층(140)은 예를 들어 솔더층일 수 있고, 복수의 발광 소자(120)의 제1 및 제2 전극 패드(126b, 127b)가 접착층(140)에 의해 베이스 플레이트(112) 내부에 배치되는 회로 패턴들에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3에 예시적으로 도시된 것과 같이, 복수의 발광 소자(120) 각각은 제1 방향을 따라 제1 폭(W1)을 가질 수 있고, 복수의 발광 소자(120) 중 하나는 인접한 발광 소자(120)와 제1 피치(P1)로 이격되어 배치될 수 있다(여기서 제1 피치(P1)는 복수의 발광 소자(120) 각각의 제1 폭(W1)과, 인접한 두 개의 발광 소자(120) 사이의 이격 거리(LD1)(도 7 참조)의 합을 가리킨다). 제1 피치(P1)는 제1 폭(W1)의 약 125% 내지 약 500%의 범위일 수 있다. 예를 들어, 복수의 발광 소자(120)가 상대적으로 작은 제1 피치(P1)로 제1 방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 기판(110) 상에 수용될 수 있는 발광 소자(120)의 개수가 증가될 수 있고, 고광량을 갖는 광원 모듈(100)이 구현될 수 있다.
일반적으로, 리드 프레임 상에 발광 소자를 실장하고, 상기 리드 프레임 상에 상기 발광 소자를 둘러싸는 봉지재 및 형광체를 형성하는 통상의 발광 소자 패키지는, 상대적으로 큰 높이 및/또는 폭을 가질 수 있고, 제한된 개수의 상기 발광 소자 패키지가 기판 상에 실장될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 발광 소자(120)와, 발광 소자(120)의 상면 및 측면을 둘러싸는 봉지층(130)을 포함하는 소프트 패키지(SP)는 리드 프레임을 포함하지 않으며, 이에 따라 상대적으로 작은 높이 및/또는 폭을 가질 수 있다. 따라서, 상대적으로 작은 피치로 기판(110) 내에 다수의 발광 소자(120)가 실장되는 것이 가능하며, 광원 모듈(100)은 고광량을 가질 수 있다.
또한, 도 2에 예시적으로 도시된 것과 같이, 한 쌍의 댐 구조물(114)은 베이스 플레이트(112)의 상면에 대하여 제1 높이(H1)를 가지며, 소프트 패키지(SP)는 베이스 플레이트(112)의 상면에 대하여 제2 높이(H2)를 가지고, 제1 높이(H1)는 제2 높이(H2)보다 크거나 같을 수 있다. 여기서 제2 높이(H2)는 베이스 플레이트(112)의 상면으로부터 봉지층(130)의 상면(예를 들어, 상면 봉지층(134)의 상면))까지 높이에 대응될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 높이(H1)는 제2 높이(H2)의 약 100% 내지 약 400%의 범위일 수 있다. 예를 들어, 제1 높이(H1)는 제2 높이(H2)의 약 100% 내지 약 200%의 범위일 수 있다.
한 쌍의 댐 구조물(114)의 제1 높이(H1)가 소프트 패키지(SP)의 제2 높이(H2)의 약 100% 내지 약 400%이므로, 한 쌍의 댐 구조물(114)에 의해 발광 소자(120)에서의 광 방출 경계(light emission boundary)가 정의될 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 한 쌍의 댐 구조물(114)의 상면이 소프트 패키지(SP)의 상면보다 높은 레벨에 위치할 수 있고, 평면의 인쇄 회로 기판 상에 발광 소자가 실장되는 종래의 경우와 비교할 때, 발광 소자(120)에서 방출되는 광의 지향각이 감소될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 발광 소자(120)에서 방출되는 광의 지향각(2θ)은 약 100도 내지 130도일 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(120)에서 방출되는 광의 지향각(2θ)은 약 110도 내지 120도일 수 있다.
일반적으로, 에지형 백라이트 유닛을 채용하는 디스플레이 장치에서, 광원 모듈(100)로부터 방출되는 광의 지향각이 상대적으로 넓은 경우, 상기 백라이트 유닛에 포함되는 도광판(light guide plate)의 두께가 커진다. 그러나, 슬림한 디스플레이 장치가 얻어지기 위하여 얇은 두께의 도광판을 사용하는 것이 선호된다(desirable). 상기 광원 모듈(100)에 따르면, 한 쌍의 댐 구조물(114)에 의해 발광 소자(120)로부터 방출되는 광은 상대적으로 좁은 지향각을 가질 수 있고, 이에 따라 상대적으로 얇은 두께의 도광판을 채용할 수 있다. 따라서, 광원 모듈(100)을 포함하는 디스플레이 장치가 슬림해질 수 있다.
또한, 일반적으로 소프트 패키지(SP)를 에지형 백라이트 유닛으로 사용하는 경우, 발광 소자(120)는 기계적, 물리적 충격 또는 손상에 취약한 문제점이 있다. 따라서, 기계적 충격으로부터 발광 소자를 보호하기 위하여 리드 프레임을 포함하는 통상의 발광 소자 패키지를 에지형 백라이트 유닛에 사용할 필요가 있었다. 그러나, 상기 광원 모듈(100)에 따르면, 한 쌍의 댐 구조물(114)에 의해 소프트 패키지(SP)가 물리적 충격 또는 손상으로부터 보호될 수 있다. 따라서, 리드 프레임을 포함하는 통상의 발광 소자 패키지 제조 공정을 수행할 필요가 없고, 단순화된 제조 공정에 의해 광원 모듈(100)이 제조될 수 있다.
결론적으로, 전술한 광원 모듈(100)에 따르면, 한 쌍의 댐 구조물(114)을 구비하는 기판(110) 상에 상대적으로 많은 개수의 소프트 패키지(SP)가 실장될 수 있으며, 이에 따라 광원 모듈(100)은 고광량을 가질 수 있다. 또한, 한 쌍의 댐 구조물(114)에 의해 상대적으로 좁은 지향각이 얻어질 수 있으므로, 광원 모듈(100)을 채용하는 백라이트 유닛 또는 디스플레이 장치가 슬림해질 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈(100A)을 나타내는 단면도이다. 도 5에는 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면에 대응하는 단면도가 도시된다. 도 5에서, 도 1 내지 도 4에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 의미한다.
도 5를 참조하면, 기판(110) 상에 복수의 발광 소자(120)가 배치되며, 복수의 발광 소자(120) 각각의 상면과 측면이 단일 물질층인 봉지층(130A)에 의해 둘러싸일 수 있다.
봉지층(130A)은 복수의 발광 소자(120) 각각의 측면을 둘러싸는 측면 봉지층(132A)과 복수의 발광 소자(120)의 상면을 둘러싸는 상면 봉지층(134A)을 포함할 수 있다. 측면 봉지층(132A)과 상면 봉지층(134A)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 측면 봉지층(132A)과 상면 봉지층(134A)은 동일 공정을 통해 형성되어 측면 봉지층(132A)과 상면 봉지층(134A)은 일체로 형성될 수 있고, 이에 따라 측면 봉지층(132A)과 상면 봉지층(134A)의 경계가 육안상 구분되지 않을 수 있다. 이와는 달리, 측면 봉지층(132A)과 상면 봉지층(134A)이 동일한 물질을 포함하더라도 측면 봉지층(132A)과 상면 봉지층(134A)의 형성 공정은 별개로 수행될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 측면 봉지층(132A)과 상면 봉지층(134A)은 형광체가 분산된 수지 또는 형광체를 함유하지 않는 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 측면 봉지층(132A)과 상면 봉지층(134A)은 황색 형광체를 포함하는 수지를 포함할 수 있고, 또는 측면 봉지층(132A)과 상면 봉지층(134A)은 실리콘 수지를 포함할 수 있다.
봉지층(130A)을 형성하기 위한 예시적인 공정에서, 전사 기판(transfer substrate)(210)(도 11 참조) 상에 액상 주입법 또는 스프레이법에 의해 상면 봉지층(134A)을 형성하고, 상기 상면 봉지층(134A) 상에 복수의 발광 소자(120)를 부착시킬 수 있다. 이 때, 복수의 발광 소자(120)의 활성면(또는 발광면)이 상면 봉지층(132A)과 접촉하고 복수의 발광 소자(120)의 전극(126, 127)이 전사 기판(210)의 반대쪽을 바라보도록 복수의 발광 소자(120)가 배치될 수 있다. 이후, 액상 주입법 또는 스프레이법에 의해 상면 봉지층(134A) 상에 복수의 발광 소자(120)의 측면을 둘러싸는 측면 봉지층(132A)을 형성할 수 있다. 측면 봉지층(132A)은 상면 봉지층(134A)과 동일한 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 이후, 상면 봉지층(134A)과 측면 봉지층(132A)을 소잉하여 소프트 패키지(SPA)를 형성할 수 있다.
봉지층(130A)을 형성하기 위한 다른 예시적인 공정에서, 전사 기판 상에 복수의 발광 소자(120)를 고정시키고, 액상 주입법 또는 스프레이법에 의해 상기 복수의 발광 소자(120)의 측면과 상면을 커버하는 봉지층(130A)을 형성한 후, 상기 봉지층(130A)을 경화시키고, 봉지층(130A)을 소잉하여 소프트 패키지(SPA)를 형성할 수 있다.
도 5에는 봉지층(130A)이 베이스 플레이트(112)의 상면과 실질적으로 평행한 평탄한 상면을 갖는 것이 예시적으로 도시되었으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 봉지층(130A)은 베이스 플레이트(112)의 상면으로부터 소정의 각도로 기울어지거나 라운드진 상면을 가질 수도 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈(100B)을 나타내는 사시도이다. 도 7은 도 6의 VII-VII' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 6 및 도 7에서, 도 1 내지 도 5에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 의미한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 기판(110) 상에 복수의 발광 소자(120)가 배치되며, 복수의 발광 소자(120) 각각의 일부 측면만이 측면 봉지층(132B)에 의해 둘러싸일 수 있다. 측면 봉지층(132B)의 물질은 도 1 내지 4를 참조로 측면 봉지층(134)에 대하여 전술한 바를 참조할 수 있다.
복수의 발광 소자(120) 각각은 한 쌍의 댐 구조물(114)가 마주 보는(face) 제1 측면(120S1)과, 인접한 발광 소자(120)를 마주 보는 제2 측면(120S2)을 구비할 수 있다. 봉지층(130B)은 측면 봉지층(132B) 및 상면 봉지층(134)을 포함할 수 있고, 측면 봉지층(132B)은 제1 측면(120S1)의 실질적으로 전체 면적을 둘러싸도록 배치될 수 있고, 제2 측면(120S2) 상에는 배치되지 않을 수 있다. 도 6에 예시적으로 도시된 것과 같이, 상면 봉지층(134)의 일 측벽은 발광 소자(120)의 제2 측면(120S2)의 측벽과 정렬될 수 있고, 상면 봉지층(134)의 다른 측벽은 측면 봉지층(132B)의 측벽과 정렬될 수 있다.
복수의 발광 소자(120) 각각은 제1 방향(X 방향)을 따라 제1 폭(W1)을 가질 수 있고, 복수의 발광 소자(120) 각각은 제1 방향을 따라 제1 피치(P1)로 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 제1 피치(P1)는 제1 폭(W1)의 약 125% 내지 약 500%의 범위일 수 있다. 또한 복수의 발광 소자(120) 각각은 제1 방향을 따라 제1 이격 거리(LD1)으로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 이격 거리(LD1)는 제1 폭(W1)의 약 25% 내지 약 400%일 수 있다.
만약 제1 피치(P1)가 제1 폭(W1)의 125%보다 작다면, 복수의 발광 소자(120) 사이에 충분한 이격 거리(또는 안전 거리)를 확보하지 못하여 디스플레이 장치의 안정적인 구동이 어려울 수 있다. 만약 제1 피치(P1)가 제1 폭(W1)의 500%보다 크다면, 광원 모듈(100B) 내에 실장될 수 있는 복수의 발광 소자(120)의 개수가 감소되어 고광량을 갖는 디스플레이 장치를 구현하기 어려울 수 있다.
일반적으로, 에지형 백라이트 유닛은 리드 프레임 상에 발광 소자가 부착되고 봉지층을 형성한 통상의 발광 소자 패키지를 인쇄 회로 기판 상에 실장하는 방식으로 형성한다. 그러나, 상기 리드 프레임의 크기에 기인하여 통상의 발광 소자 패키지의 폭은 발광 소자의 폭보다 상당히 클 수 있다. 예를 들어 통상의 발광 소자 패키지의 폭은 발광 소자의 제1 폭(W1)의 약 300% 내지 약 500%에 해당할 수 있다. 또한 통상의 발광 소자 패키지 사이의 이격 거리 또한 상기 발광 소자 패키지의 폭 증가와 함께 증가될 필요가 있다. 예를 들어, 동일한 제1 폭(W1)의 발광 소자를 통상의 발광 소자 패키지의 형태로 실장하는 경우에, 발광 소자의 피치는 발광 소자의 제1 폭(W1)의 약 400% 내지 약 600%의 범위일 수 있다(예를 들어, 통상의 발광 소자 패키지의 최소 피치는 상기 광원 모듈(100B)에서의 제1 피치(P1)의 최소값의 약 3배일 수 있다). 따라서, 에지형 백라이트 유닛에 포함될 수 있는 통상의 발광 소자 패키지의 개수는 제한적일 수 있고, 이에 따라 고광량을 갖는 디스플레이 장치를 구현하기 어려울 수 있다.
그러나, 상기 광원 모듈(100B)에 따르면, 상대적으로 작은 폭(W1)을 갖는 소프트 패키지(SPB)가 상대적으로 작은 제1 피치(P1)로 이격되어 기판(110) 상에 실장될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(100B)에 따르면, 통상의 발광 소자 패키지를 사용하는 경우에 비하여, 많은 수의 발광 소자(120)가 실장될 수 있고, 따라서 고광량을 갖는 디스플레이 장치의 구현이 가능하다.
또한, 복수의 발광 소자(120)의 제2 측면(120S2) 상에 측면 봉지층(132B)이 형성되지 않으므로, 제1 방향을 따라 서로 마주보는 복수의 발광 소자(120)의 측면들 사이에는 상대적으로 넓은 지향각이 확보될 수 있다. 즉, 한 쌍의 댐 구조물(114)에 의해 제2 방향을 따라 좁은 지향각을 갖는 한편, 제1 방향을 따라 넓은 지향각을 갖는 선 광원이 구현될 수 있다.
도 7의 하단에는 기판(110)의 길이 방향(도 7의 X 방향)에서의 위치에 따른 광량(light intensity)을 개략적으로 도시하였다. 제1 위치(LP1)에 배치되는 발광 소자(120)로부터의 광량은 얇은 실선(LI_1)으로 표시되었고, 복수의 발광 소자(120)로부터 얻어지는 총 광량은 두꺼운 실선(LI_T)으로 표시되었다. 각각의 발광 소자(120)로부터 방출되는 빛(LI_1)은 발광 소자(120)의 제1 위치(LP1)에서 최대 광량을 가지며, 발광 소자(120)의 위치로부터 X 방향으로 멀어질수록 감소되는 광량을 갖는다. 그러나, 복수의 발광 소자(120)가 상대적으로 좁은 피치(P1)로 이격되어 배치되는 경우, 복수의 발광 소자(120)로부터 얻어지는 총 광량(LI_T)은 X 방향을 따라 상대적으로 평탄한(편차가 작은) 분포를 가질 수 있다.
상기 광원 모듈(100B)에 따르면, 복수의 발광 소자(120)의 제1 피치(P1)가 발광 소자(120)의 제1 폭(W1)의 125% 내지 500%이므로, X 방향을 따라 상대적으로 균일한 크기의 광량이 얻어질 수 있다. 또한, X 방향을 따라 배치되는 발광 소자(120)의 측면 상에 측면 봉지층(132B)이 형성되지 않음에 따라, 발광 소자(120)는 Y 방향을 따라 상대적으로 좁은 지향각을 갖는 한편, X 방향을 따라 상대적으로 넓은 지향각을 가질 수 있다. 즉, 광원 모듈(100B)의 지향각에서의 비대칭성이 향상될 수 있고, 이러한 광원 모듈(100B)은 선형 광원으로서 사용될 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈(100C)을 나타내는 사시도이다. 도 9는 도 8의 IX-IX' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 10은 도 8의 X-X' 선을 따라 자른 단면도이다. 도 8 내지 도 10에서, 도 1 내지 도 7에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 의미한다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 광원 모듈(100C)은 기판(110) 상에 플립칩 방식으로 직접 실장된 복수의 발광 소자(120)를 포함할 수 있다.
봉지층(130C)은 복수의 발광 소자(120)를 커버하며, 한 쌍의 댐 구조물(114)과 베이스 플레이트(112)에 의해 정의되는 발광 소자 실장 영역(110T)을 채우도록 배치될 수 있다. 봉지층(130C)의 양 측벽은 한 쌍의 댐 구조물(114)의 측벽과 접촉할 수 있고, 봉지층(130C)은 기판(110)의 길이 방향을 따라 연장될 수 있다. 봉지층(130C)의 상면은 도 9에 예시적으로 도시된 것과 같이 위를 향해 볼록한 형상을 가질 수 있다. 이와는 달리, 봉지층(130C)의 상면은 평탄한 상면을 가지며 한 쌍의 댐 구조물(114)의 상면과 실질적으로 동일 평면 상에 위치할 수도 있다.
봉지층(130C)은 형광체가 분산된 수지 또는 형광체를 포함하지 않는 수지를 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 플레이트(112) 상에 복수의 발광 소자(120)를 실장한 후, 발광 소자 실장 영역(110T) 내부에 액상 주입법 또는 스프레이법에 의해 봉지 물질을 공급하고, 상기 봉지 물질을 경화시킴에 의해 봉지층(130C)이 형성될 수 있다.
복수의 발광 소자(120) 사이의 영역에는 봉지층(130C)이 채워질 수 있다. 봉지층(130C)은 복수의 발광 소자(120) 각각으로부터 방출되는 빛을 확산시킬 수 있다. 이에 따라, 기판(110)의 길이 방향을 따라 발광 소자(120)로부터 방출되는 광은 상대적으로 넓은 지향각을 가질 수 있다. 반면, 기판(110)의 폭 방향(Y 방향)을 따라 발광 소자(120)로부터 방출되는 광은, 한 쌍의 댐 구조물(114)에 의해 상대적으로 좁은 지향각을 가질 수 있다.
도 10의 하단에는 기판(110)의 길이 방향(도 10의 X 방향)에서의 위치에 따른 광량을 개략적으로 도시하였다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 발광 소자(120)가 상대적으로 좁은 제1 피치(P1)로 이격되어 배치될 수 있고, 이에 따라 복수의 발광 소자(120)로부터 얻어지는 총 광량은 X 방향을 따라 상대적으로 평탄한(편차가 작은) 분포를 가질 수 있다. 또한, 봉지층(130C)이 복수의 발광 소자(120) 각각으로부터 방출되는 빛을 확산시킬 수 있으므로, 기판(110)의 길이 방향을 따라 상대적으로 넓은 지향각을 가질 수 있다. 상기 광원 모듈(100C)의 지향각에서의 비대칭성이 향상될 수 있고, 이러한 광원 모듈(100C)은 선형 광원 모듈로 사용될 수 있다.
봉지층(130C)은 한 쌍의 댐 구조물(114)과 접촉하도록 형성되고, 복수의 발광 소자(120) 각각의 상면 및 측면을 둘러쌀 수 있다. 따라서, 한 쌍의 댐 구조물(114)과 봉지층(130C)은 외부로부터의 기계적 충격으로부터 복수의 발광 소자(120)를 보호할 수 있다.
도 11 내지 도 14는 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈의 제조 방법을 나타내는 단면도들 및 사시도이다. 상기 제조 방법은 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 광원 모듈(100)의 제조 방법일 수 있다.
도 11을 참조하면, 전사 기판(210)이 준비될 수 있다. 전사 기판(210)은 후속 공정에서 수행될 봉지층(130) 형성 공정에서 상대적으로 높은 온도가 가해지더라도 열적 손상 또는 물성 변화 등이 발생하지 않는 물질로 형성될 수 있다. 전사 기판(210)은 예를 들어 내열 필름일 수 있다. 또한 전사 기판(210)은 후속 공정에서 수행될 봉지층(130) 형성 공정에서, 봉지층(130)을 이루는 물질이 금형(220)에 직접 접촉하지 않도록 보호하는 보호 기판으로 작용할 수 있다.
전사 기판(210) 상에 상면 봉지층(134)이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상면 봉지층(134)은 형광 물질과 수지를 혼합한 후 가압 성형하여 제조되어 필름 형상을 가질 수 있고, 필름 형상을 갖는 상면 봉지층(134)이 전사 기판(210) 상에 놓여질 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 전사 기판(210) 상에 형광 물질과 수지의 혼합 용액이 액상 주입되거나 스프레이되고, 이후 상기 혼합 용액이 경화되어 상면 봉지층(134)이 형성될 수도 있다. 또 다른 실시예들에 있어서, 상면 봉지층(134)은 형광 물질을 함유하지 않는 수지, 예를 들어 실리콘 수지를 포함할 수 있다. 그러나, 상면 봉지층(134)의 물질 및 제조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
상면 봉지층(134) 상에 복수의 발광 소자(120)를 부착할 수 있다. 복수의 발광 소자(120)는 웨이퍼 상태에서 단일 칩으로 분리된 상태일 수 있다. 복수의 발광 소자(120)는 광 방출면(또는 활성면)이 상면 봉지층(134)과 마주보도록 배치될 수 있다. 복수의 발광 소자(120)는 일정한 간격(D1)으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 간격(D1)은 상면 봉지층(134)의 두께의 두 배 이상일 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 12를 참조하면, 상부에 복수의 발광 소자(120)가 부착된 전사 기판(210)을 하부 금형(도시 생략) 위에 배치하고, 상부 금형(220)을 상기 하부 금형 상에 배치할 수 있다.
복수의 발광 소자(120)는 상부 금형(220)과 상기 하부 금형 사이에 한정되는 금형 공간(220S) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 전사 기판(210)의 폭이 금형 공간(220S)의 폭보다 클 수 있고, 상부 금형(220)과 상기 하부 금형 사이에 전사 기판(210) 및 상면 봉지층(134)이 놓일 수 있다.
이후, 금형 공간(220S) 내에 측면 봉지 물질을 주입할 수 있다.
예를 들어, 상기 측면 봉지 물질을 가열하면서 가압하여, 용융된 상기 측면 봉지 물질이 금형 공간(220S) 내로 공급될 수 있고, 상기 측면 봉지 물질이 금형 공간(220S)을 완전히 채우도록 압입될 수 있다. 이에 따라, 상기 측면 봉지 물질은 상기 상면 봉지층(134)의 상면, 복수의 발광 소자(120)의 측면을 덮도록 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 측면 봉지 물질은 예를 들어 산란성 입자와 수지의 혼합 용액일 수 있다. 예를 들어, 상기 측면 봉지 물질은 TiO2, ZnO, 실리카, Al2O3, 및 MgO로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 산란 입자가 분산된 수지로 구성될 수 있다.
이와는 달리, 상기 측면 봉지 물질은 상면 봉지층(134)에 포함되는 물질과 동일한 물질을 포함할 수도 있다. 이러한 경우에, 도 5를 참조로 설명한 광원 모듈(100A)이 형성될 수 있다.
도 13을 참조하면, 주입된 상기 측면 봉지 물질을 냉각 및 경화하여 측면 봉지층(132)을 형성할 수 있다.
이후, 상부 금형(220)(도 12 참조) 및 상기 하부 금형을 분리할 수 있다.
이후 상기 결과물을 소잉하여 복수의 발광 소자 중간 패키지(SP)로 분리할 수 있다. 발광 소자 중간 패키지(SP)는 각각 발광 소자(120)와, 발광 소자(120)의 측면을 둘러싸는 측면 봉지층(312) 및 발광 소자(120)의 상면을 커버하는 상면 봉지층(314)을 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 베이스 플레이트(112)와 한 쌍의 댐 구조물(114)을 포함하는 기판(110)이 준비된다.
예시적인 실시예들에 있어서, 한 쌍의 댐 구조물(114)은 베이스 플레이트(112) 상에 예를 들어 FR4 수지를 약 150℃ 내지 약 200℃의 온도에서 수십 분 내지 수 시간 동안 압력을 가하여 열 압착함에 의해 형성될 수 있다.
이후, 기판(110) 상에 콜렛(230)을 이용하여 발광 소자 중간 패키지(SP)를 기판(110) 연장 방향을 따라 이격되며, 한 쌍의 댐 구조물(114)과 이격 배치되도록 실장할 수 있다.
상기 제조 방법에 따르면, 전사 기판(210) 상에 발광 소자(120)를 부착하고, 상면 봉지층(134) 및 측면 봉지층(132)을 형성하여 소잉하는 방식으로 발광 소자 중간 패키지(SP)를 형성하고, 발광 소자 중간 패키지(SP)를 한 쌍의 댐 구조물(114)을 포함하는 기판(110) 상에 실장할 수 있다. 따라서, 별도의 리드 프레임을 이용한 패키지 공정이 필요하지 않을 수 있고, 광원 모듈(100)의 제조 공정이 단순화될 수 있다.
도 15는 예시적인 실시예들에 따른 백라이트 유닛(10)을 나타내는 사시도이다. 도 16은 도 15의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 백라이트 유닛(10)은 도광판(light guide plate)(20) 및 도광판(20)의 양측면에 배치되는 광원 모듈(100)을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(10)은 에지형 백라이트 유닛일 수 있다.
도광판(20)은 광원 모듈(100)의 광이 입사되어 외부로 방출되는 가이드 역할을 할 수 있다. 도광판(20)은 직육면체 형상의 플레이트 구조를 가질 수 있고, 광 투과성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도광판(20)은 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(Poly(methyl methacrylate), PMMA), 아크릴(acrylic) 등을 포함할 수 있다.
도 15에 예시적으로 도시된 것과 같이, 도광판(20)의 측면(20S)이 광원 모듈(100)의 복수의 발광 소자(120)와 마주보도록 배치될 수 있고, 복수의 발광 소자(120)를 마주 보는 도광판(20)의 측면(20S)이 광 입사면일 수 있으며, 도광판(20)의 상면(20U)이 광 출사면일 수 있다. 복수의 발광 소자(120)로부터 방출된 광은 도광판(20)의 측면(20S)을 통해 도광판(20) 내부로 입사되고, 도광판(20)의 상면(20U)을 통해 도광판(20) 외부로 방출될 수 있다.
광원 모듈(100)은 기판(110) 상에 배치되는 복수의 발광 소자(120)를 포함할 수 있고, 기판(110)은 베이스 플레이트(112)와, 베이스 플레이트(112)의 양 끝단에서 기판(110)의 길이 방향을 따라 연장되는 한 쌍의 댐 구조물(114)을 포함할 수 있다. 복수의 발광 소자(120) 각각은 봉지층(도시 생략)에 의해 둘러싸일 수 있다. 광원 모듈(100)에 대한 특징은 도 1 내지 도 3를 참조하여 전술한 바와 유사할 수 있다.
도 15 및 도 16에는 백라이트 유닛(10)이 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 광원 모듈(100)을 포함하는 것으로 예시적으로 도시되었으나, 이와는 달리 백라이트 유닛(10)은 도 5 내지 도 10을 참조로 설명한 광원 모듈(100A, 100B, 100C)을 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈(100)은 한 쌍의 댐 구조물(114)에 의해 복수의 발광 소자(120)로부터 방출되는 광이 예를 들어, 100도 내지 130도의 상대적으로 좁은 지향각을 가질 수 있고, 이에 따라, 도광판(20)은 상대적으로 작은 두께(W3)를 가질 수 있다.
백라이트 유닛(10)은 도광판(20) 아래에 배치되는 반사판(30)을 더 포함할 수 있다. 반사판(30)은 광 입사면을 통해 도광판(20) 내부로 입사된 광을 도광판(20)의 상면(20U) 방향으로 반사시킬 수 있다.
백라이트 유닛(10)은 도광판(20) 상부에 배치되는 광학 시트(40)를 더 포함할 수 있다. 광학 시트(40)는 도광판(20)의 상면(20U)을 통해 방출되는 광을 여러 방향으로 확산시키거나, 정면 시야각 내로 모아주는 역할을 할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 백라이트 유닛(10)은 상기 광원 모듈(100), 도광판(20), 반사판(30) 및 광학 시트(40)를 그 내부에 수용하는 하우징(도시 생략)을 더 포함할 수 있다. 상기 하우징의 형상 및 구조는 다양하게 선택될 수 있다.
한편, 다른 실시예들에 있어서, 광원 모듈(100)이 도광판(20)의 일 측면에만 제공되거나, 다른 측면에 추가로 제공될 수도 있다.
도시되지는 않았지만, 백라이트 유닛(10)은 광원 모듈에 구동 전원을 공급하는 연결 단자(도시 생략)를 더 포함할 수 있고, 상기 연결 단자는 기판(110) 하부에 형성되는 회로 패턴(도시 생략)과 연결될 수 있다.
결론적으로, 전술한 백라이트 유닛(10)에 따르면, 고광량을 가지며 좁은 지향각을 갖는 광원 모듈(100)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 백라이트 유닛(10)에 의해 고품질 및 슬림화된 디스플레이 장치가 구현될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 백라이트 유닛 20: 도광판
30: 반사판 40: 광학 시트
100: 광원 모듈 110: 기판
112: 베이스 플레이트 114: 한 쌍의 댐 구조물
120: 발광 소자 130: 봉지층
132: 측면 봉지층 134: 상면 봉지층
140: 접착층 SP: 발광 소자 중간 패키지

Claims (20)

  1. 제1 방향으로 연장되는 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 양 끝단 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 댐 구조물(dam structure)을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에서 상기 한 쌍의 댐 구조물 사이에 실장되며, 각각이 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 발광 소자; 및
    상기 복수의 발광 소자 각각의 적어도 하나의 측면 및 상면을 커버하는 봉지층을 포함하며,
    상기 봉지층은, 상기 복수의 발광 소자 각각의 측면의 실질적으로 전체 면적을 둘러싸는 측면 봉지층과, 상기 복수의 발광 소자 각각의 상면의 실질적으로 전체 면적 상에 배치되고 상기 측면 봉지층과 다른 물질을 포함하는 상면 봉지층을 포함하고,
    상기 측면 봉지층의 측벽과 상기 상면 봉지층의 측벽이 서로 정렬되고,
    상기 봉지층은 상기 한 쌍의 댐 구조물과 접촉하지 않고,
    상기 베이스 플레이트의 상면에 대한 한 쌍의 댐 구조물의 제1 높이는 상기 베이스 플레이트의 상기 상면으로부터 상기 봉지층의 상면까지의 제2 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자 각각은 상기 한 쌍의 댐 구조물과 마주 보는(face) 제1 측면과, 인접한 발광 소자를 마주 보는 제2 측면을 구비하며,
    상기 봉지층은, 상기 제1 측면 상에 형성되고, 상기 제2 측면 상에 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 댐 구조물에 의해 상기 복수의 발광 소자의 지향각이 100도 내지 130도로 얻어지는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상면 봉지층은 형광체가 분산된 수지 또는 형광체를 함유하지 않는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측면 봉지층은 TiO2, ZnO, 실리카, Al2O3, 및 MgO로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 산란 입자가 분산된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 제1 높이는 상기 제2 높이의 100 내지 400%의 범위인 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 댐 구조물은 FR-4 수지, 투명 플라스틱, 불투명 플라스틱 또는 절연 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자 중 하나를 둘러싸는 상기 봉지층은, 이에 인접한 상기 복수의 발광 소자 중 다른 하나를 둘러싸는 상기 봉지층과 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  9. 제1 방향으로 연장되는 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 양 끝단 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 댐 구조물(dam structure)을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에서 상기 한 쌍의 댐 구조물 사이에 실장되며, 각각이 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 발광 소자; 및
    상기 복수의 발광 소자 각각의 적어도 하나의 측면 및 상면을 커버하는 봉지층을 포함하며,
    상기 봉지층은 상기 한 쌍의 댐 구조물과 접촉하지 않고,
    상기 베이스 플레이트의 상면에 대한 한 쌍의 댐 구조물의 제1 높이는 상기 베이스 플레이트의 상기 상면으로부터 상기 봉지층의 상면까지의 제2 높이보다 크고,
    상기 복수의 발광 소자 각각은 상기 한 쌍의 댐 구조물과 마주 보는(face) 제1 측면과, 인접한 발광 소자를 마주 보는 제2 측면을 구비하며,
    상기 봉지층은, 상기 제1 측면 상에 형성되고, 상기 제2 측면 상에 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제9항에 있어서,
    상기 봉지층은, 상기 복수의 발광 소자 각각의 측면의 실질적으로 전체 면적을 둘러싸는 측면 봉지층과, 상기 복수의 발광 소자 각각의 상면의 실질적으로 전체 면적 상에 배치되고 상기 측면 봉지층과 다른 물질을 포함하는 상면 봉지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제9항에 있어서,
    상기 봉지층은, 상기 복수의 발광 소자 각각의 측면의 실질적으로 전체 면적을 둘러싸는 측면 봉지층과, 상기 복수의 발광 소자 각각의 상면의 실질적으로 전체 면적 상에 배치되고 상기 측면 봉지층과 동일한 물질을 포함하는 상면 봉지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서,
    상기 측면 봉지층과 상기 상면 봉지층은 일체로 형성되고, 상기 상면 봉지층 및 상기 측면 봉지층은 형광체가 분산된 수지 또는 형광체를 함유하지 않는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제9항에 있어서,
    상기 한 쌍의 댐 구조물에 의해 상기 복수의 발광 소자의 지향각이 100도 내지 130도로 얻어지는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  14. 제1 방향으로 연장되는 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 양 끝단 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 댐 구조물을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에서 상기 한 쌍의 댐 구조물 사이에 실장되며, 각각이 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 발광 소자; 및
    상기 복수의 발광 소자의 측면 및 상면을 커버하며, 상기 한 쌍의 댐 구조물에 의해 양 측벽이 정의되는 봉지층을 포함하며,
    상기 봉지층이 상기 한 쌍의 댐 구조물 사이의 공간을 채우며, 상기 복수의 발광 소자 각각 상부에 위치하는 상기 봉지층의 상면이 상기 봉지층의 측벽의 상면보다 더 높거나 같은 레벨에 배치되고,
    상기 봉지층의 상면은 편평하거나 볼록한 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제14항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자는 선형 발광 모듈을 구성하도록 상기 제1 방향을 따라 제1 피치로 이격 배치되며, 상기 제1 피치는 상기 복수의 발광 소자 각각의 상기 제1 방향으로의 제1 폭의 125% 내지 500%인 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제14항에 있어서,
    상기 봉지층은 형광체가 분산된 수지 또는 형광체를 함유하지 않는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  17. 제1 방향으로 연장되는 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 양 끝단 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 댐 구조물을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
    각각이 발광 소자 및 상기 발광 소자의 적어도 하나의 측면 및 상면을 커버하는 봉지층을 포함하는 복수의 발광 소자 중간 패키지를 제공하는 단계; 및
    상기 베이스 플레이트 상에 상기 한 쌍의 댐 구조물과 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 이격되어 배치되도록 복수의 발광 소자 중간 패키지를 실장하는 단계;를 포함하고,
    상기 복수의 발광 소자 중간 패키지를 제공하는 단계는,
    캐리어 기판 상에 복수의 발광 소자를 서로 이격되어 배치되도록 고정시키는 단계,
    상기 캐리어 기판 상에 상기 복수의 발광 소자의 측면과 상면을 커버하는 봉지층을 형성하는 단계, 및
    상기 봉지층을 소잉하여, 각각이 상기 발광 소자 및 상기 발광 소자의 측면과 상면을 커버하는 봉지층을 포함하는 상기 복수의 발광 소자 중간 패키지로 분리하는 단계를 포함하는 광원 모듈의 제조 방법.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제17항에 있어서,
    상기 봉지층을 형성하는 단계는,
    상기 캐리어 기판 상에 상기 복수의 발광 소자의 측면을 커버하는 측면 봉지층을 형성하는 단계, 및
    상기 캐리어 기판 상에 상기 복수의 발광 소자의 상면 및 상기 측면 봉지층을 커버하는 상면 봉지층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈의 제조 방법.
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제18항에 있어서,
    상기 측면 봉지층은 상기 상면 봉지층과 다른 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 광원 모듈의 제조 방법.
  20. 광원 모듈; 및
    상기 광원 모듈의 광이 입사되어 외부로 방출되는 도광판을 포함하며,
    상기 광원 모듈은,
    제1 방향으로 연장하는 베이스 플레이트, 및 상기 베이스 플레이트의 양 끝단 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장되며, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 댐 구조물을 포함하는 기판,
    상기 기판 상에서 상기 한 쌍의 댐 구조물 사이에 실장되며, 각각이 상기 제1 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 발광 소자, 및
    상기 복수의 발광 소자 각각의 적어도 하나의 측면 또는 상면을 커버하는 봉지층을 포함하고,
    상기 봉지층은, 상기 복수의 발광 소자 각각의 측면의 실질적으로 전체 면적을 둘러싸는 측면 봉지층과, 상기 복수의 발광 소자 각각의 상면의 실질적으로 전체 면적 상에 배치되고 상기 측면 봉지층과 다른 물질을 포함하는 상면 봉지층을 포함하고,
    상기 베이스 플레이트의 상면에 대한 상기 한 쌍의 댐 구조물의 제1 높이는 상기 베이스 플레이트의 상기 상면으로부터 상기 봉지층의 상면까지의 제2 높이보다 크며, 상기 도광판의 일 측면 상에 상기 광원 모듈이 배치되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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