JP2016208037A - 発光素子パッケージ及びバックライトユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】ディスプレイや照明用途に使用できる発光素子パッケージ及びバックライトユニットを提供する。
【解決手段】発光素子パッケージは、電極分離線Ｌを基準として一側および他側に第１電極１１および第２電極１２が形成される基板１０と、第１電極および第２電極と電気的に接続される第１パッドＰ１及び第２パッドＰ２を含む発光素子２０と、基板に設けられ、発光素子の光を発光素子パッケージの前方に導くように前面が開放され、かつ発光素子を収容できるように上方が開放された形態の反射カップ部３１が形成される反射モールド部材３０と、反射モールド部材の反射カップ部の開放された上方を覆蓋するように反射モールド部材の上面に対応する形状に形成される上部蓋体４０と、導光板と発光素子との光学的間隔を一定に維持するよう上部蓋体に形成され、その先端が導光板と接触するよう上部蓋体の前面から導光板に向かって突設される間隔維持部５０とを含む。
【選択図】図１
【解決手段】発光素子パッケージは、電極分離線Ｌを基準として一側および他側に第１電極１１および第２電極１２が形成される基板１０と、第１電極および第２電極と電気的に接続される第１パッドＰ１及び第２パッドＰ２を含む発光素子２０と、基板に設けられ、発光素子の光を発光素子パッケージの前方に導くように前面が開放され、かつ発光素子を収容できるように上方が開放された形態の反射カップ部３１が形成される反射モールド部材３０と、反射モールド部材の反射カップ部の開放された上方を覆蓋するように反射モールド部材の上面に対応する形状に形成される上部蓋体４０と、導光板と発光素子との光学的間隔を一定に維持するよう上部蓋体に形成され、その先端が導光板と接触するよう上部蓋体の前面から導光板に向かって突設される間隔維持部５０とを含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、発光素子パッケージ及びバックライトユニットに関し、より詳細には、ディスプレイ用途や照明用途に使用できる発光素子パッケージ及びバックライトユニットに関する。
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ； ＬＥＤ）とは、化合物半導体のＰＮダイオードの形成により発光源を構成することにより、様々な色の光を実現できる一種の半導体素子をいう。このような発光素子は、寿命が長く、小型化及び軽量化が可能であり、低電圧駆動が可能であるという利点がある。また、このようなＬＥＤは、衝撃及び振動に強く、予熱時間と複雑な駆動を必要とせず、様々な形態で基板やリードフレームに実装した後にパッケージングすることができるので、様々な用途に応じてモジュール化してバックライトユニットや各種の照明装置などに適用することができる。
従来のエッジ型バックライトユニットに適用される側面発光型発光素子パッケージは、導光板のエッジ部分に設けられて導光板に光を照射するものであって、その光学的特性が設計された形態で実現されるように、発光素子と導光板との光学的離隔距離が一定に維持されなければならない。
従来は、このように導光板との離隔距離を一定に維持するために、複数の発光素子パッケージが設けられたモジュール基板の一側面に導光板と接触するスペーサを設けていた。
しかし、このようにモジュール基板の一側面に設けられたスペーサを用いる従来技術においては、モジュール基板において発光素子パッケージが正しく位置合わせされていない場合、導光板とモジュール基板との離隔距離は維持されるとしても、正しく位置合わせされていない発光素子パッケージとの離隔距離が異なり、光度の低下や色感の低下などの現象が発生し、光効率が低下するという問題があった。
本発明は、上記従来の発光素子パッケージにおける問題点に鑑みてなされたものであって、反射モールド部材に精密に位置合わせして固定することのできる上部蓋体に導光板と接触する間隔維持部を設けることで発光素子と導光板との離隔距離を精密に維持することができ、それにより、光度及び色感を向上させ、光効率を向上させることができ、光変換物質と発光素子とからなる様々な発光装置を設けることができて良質な製品を生産できるようにする、発光素子パッケージ及びバックライトユニットを提供することを目的とする。なお、上記課題は、例示的なものであり、これにより本発明の範囲が限定されるものではない。
上記目的を達成するためになされた本発明の思想による発光素子パッケージは、電極分離線を基準として一側に第１電極が形成されて他側に第２電極が形成される基板と、前記第１電極と電気的に接続される第１パッド及び前記第２電極と電気的に接続される第２パッドを含む発光素子と、前記基板に設けられ、前記発光素子から発生した光を発光素子パッケージの前方に導くように前面が開放された形態であり、かつ前記発光素子を収容できるように上方が開放された形態である反射カップ部が形成される反射モールド部材と、前記反射モールド部材の前記反射カップ部の開放された上方を覆蓋できるように前記反射モールド部材の上面に対応する形状に形成される上部蓋体と、導光板と前記発光素子との光学的間隔を一定に維持するように前記上部蓋体に形成され、その先端が前記導光板と接触するように前記上部蓋体の前面から前記導光板に向かって突設される間隔維持部とを含むことを特徴とする。
前記間隔維持部は、その先端に前記導光板と接触する導光板接触面が形成され、前記反射カップ部の入口の上方に部分的又は全体的に長く形成されるものであることが好ましい。
前記上部蓋体は、少なくとも一部分が前記反射モールド部材に固定されるように前記反射モールド部材に形成された蓋体収容凹部に収容される金属製の板状反射体であることが好ましい。
前記上部蓋体は、左側面の少なくとも一部に形成されて左方向に突出する左側凸部、後面の少なくとも一部に形成されて後方に突出する後方凸部、及び右側面の少なくとも一部に形成されて右方向に突出する右側凸部の少なくとも１つを含み、前記蓋体収容凹部は、前記左側凸部に対応する左側凹部、前記後方凸部に対応する後方凹部、及び前記右側凸部に対応する右側凹部の少なくとも１つを含んでもよい。
前記蓋体収容凹部は、前記上部蓋体が前記反射モールド部材に接着固定されるように前記上部蓋体を前記反射モールド部材に接着できる接着剤を収容する接着剤収容溝を含むことができる。
前記発光素子は、下面の一部分に前記第１パッドが形成され、下面の他の部分に前記第２パッドが形成され、前記第１パッド及び前記第２パッドと平行に発光層が形成され、前記第１パッド及び前記第２パッドが前記基板と平行になるように前記基板に電気的に接続される水平実装型発光素子であることが好ましい。
前記水平実装型発光素子は、前記発光層から発生した光を前記第１パッド及び前記第２パッドと平行な方向に導くように前記発光素子の上面の少なくとも一部分及び前記発光素子の下面の少なくとも一部分のうち少なくとも１つの部分にそれぞれ形成される反射体を含んでもよい。
前記水平実装型発光素子は、前記発光層から発生した光を前記第１パッド及び前記第２パッドと平行な方向に導くように前記発光素子の上面の少なくとも一部分及び前記発光素子の下面の少なくとも一部分のうち少なくとも１つの部分にそれぞれ形成される反射体を含んでもよい。
前記発光素子は、前記第１パッド及び前記第２パッドと平行に発光層が形成され、前記第１パッド及び前記第２パッドが前記基板と垂直をなすように前記基板に電気的に接続される垂直実装型発光素子であることが好ましい。
本発明の他の実施形態によれば、前記垂直実装型発光素子は、前記発光層から発生した光を前記第１パッド及び前記第２パッドと垂直をなす方向に導くように前記発光素子の側面のうち少なくとも一面の少なくとも一部分に形成される反射体を含んでもよい。
本発明の他の実施形態によれば、前記垂直実装型発光素子は、前記発光層から発生した光を前記第１パッド及び前記第２パッドと垂直をなす方向に導くように前記発光素子の側面のうち少なくとも一面の少なくとも一部分に形成される反射体を含んでもよい。
また、本発明の他の実施形態によれば、前記発光素子は、前記第１電極と電気的に接続されるように前記発光素子の下面の一部分に形成される第１パッドと、前記第２電極と電気的に接続されるように前記発光素子の下面の他の部分に形成される第２パッドとを含み、前記電極分離線の上方に装着されるフリップチップ（ｆｌｉｐ ｃｈｉｐ）タイプのＬＥＤであってもよい。
また、本発明の他の実施形態による発光素子パッケージは、前記発光素子の少なくとも一面の少なくとも一部分に付着される光変換物質をさらに含んでもよい。
前記水平実装型発光素子の場合は、前記発光素子の上面及び下面を除いて、前記発光素子の４つの側面、すなわち前面、左側面、右側面及び後面の少なくとも一面を囲む形状に形成される光変換物質を含むことが好ましい。
前記垂直実装型発光素子の場合は、前記発光素子の下面を除いて、前記発光素子の上面及び４つの側面の少なくとも一面を囲む形状に形成される光変換物質を含んでもよい。
前記水平実装型発光素子の場合は、前記発光素子の上面及び下面を除いて、前記発光素子の４つの側面、すなわち前面、左側面、右側面及び後面の少なくとも一面を囲む形状に形成される光変換物質を含むことが好ましい。
前記垂直実装型発光素子の場合は、前記発光素子の下面を除いて、前記発光素子の上面及び４つの側面の少なくとも一面を囲む形状に形成される光変換物質を含んでもよい。
また、本発明の他の実施形態によれば、前記発光素子を囲む前記光変換物質は、前記発光素子の各面における厚さが互いに同一であってもよく、少なくとも１つが異なってもよい。
前記発光素子を囲む前記光変換物質は、前記発光素子の各面のうち少なくとも一面を囲む前記光変換物質の外面に傾斜面又は曲面が形成されることが好ましい。
前記発光素子を囲む前記光変換物質が形成される前記発光素子の各面のうち少なくとも一面方向に形成されて光経路を誘導するレンズ部をさらに含むことが好ましい。
一方、上記目的を達成するためになされた本発明の思想によるバックライトユニットは、電極分離線を基準として一側に第１電極が形成されて他側に第２電極が形成される基板と、前記第１電極と電気的に接続される第１パッド及び前記第２電極と電気的に接続される第２パッドを含む発光素子と、前記基板に設けられ、前記発光素子から発生した光を発光素子パッケージの前方に導くように前面が開放された形態であり、かつ前記発光素子を収容できるように上方が開放された形態である反射カップ部が形成される反射モールド部材と、前記反射モールド部材の前記反射カップ部の開放された上方を覆蓋できるように前記反射モールド部材の上面に対応する形状に形成される上部蓋体と、前記発光素子の光経路に設けられる導光板と、前記導光板と前記発光素子との光学的間隔を一定に維持するように前記上部蓋体に形成され、その先端が前記導光板と接触するように前記上部蓋体の前面から前記導光板に向かって突設される間隔維持部とを含むことを特徴とする。
一方、上記課題を解決するための本発明の思想による発光装置の製造方法は、一面に接着面が形成された剥離紙を準備する剥離紙準備段階と、複数の発光素子を前記剥離紙上に装着する発光素子装着段階と、光変換物質が前記発光素子の側面を囲むように、前記発光素子の上面の高さ以下の高さで、前記発光素子と隣接する発光素子との間の空間に流動状態の前記光変換物質を注入して前記光変換物質を前記剥離紙上に塗布する光変換物質塗布段階と、前記光変換物質を硬化させる光変換物質硬化段階と、複数の単位発光装置に単体化するように、前記光変換物質を切断線に沿って切断するシンギュレーション段階とを含んでもよい。本発明のさらに他の実施形態において、前記発光素子は、フリップチップタイプであり、発生した光を前記発光素子の側方に導くように前記発光素子の上面及び下面にそれぞれ設けられる反射体を含んでもよい。
このように構成される本発明の一実施形態によれば、発光素子と導光板との光学的距離を精密に維持することができ、それにより、バックライトユニットの光度及び色感を向上させ、光効率を向上させることができ、光学的な特性を様々に変化させて製品設計を最適化することができる上、製品の生産時間及び生産コストを低減して生産性を大幅に向上させることができるという効果がある。もちろん、このような効果により本発明の範囲が限定されるものではない。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい様々な実施形態について詳細に説明する。
本発明の実施形態は当該技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものであり、後述する実施形態は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。後述する実施形態は、本開示をより充実かつ完全にし、当業者に本発明の思想をより完全に理解させるために提供するものである。なお、図面においては、説明の便宜及び明確性のために、各層の厚さや大きさを誇張して示すことがある。
図１は本発明の一実施形態による発光素子パッケージを示す部品分解斜視図である。また、図２は図１の発光素子パッケージの部品組立斜視図であり、図３は図１の発光素子パッケージが実装されたモジュール基板及び本発明の一実施形態によるバックライトユニットを示す平面図である。
まず、図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１００は、基板１０、発光素子２０、反射モールド部材３０、上部蓋体４０、及び間隔維持部５０を含んでもよい。
図１８は本発明の実施形態による発光素子パッケージの方向を示す参考図である。
図１８の（ａ）を参照すると、本明細書において、発光素子パッケージ１００の前方とは、発光素子２０から発生した光を反射モールド部材３０の開放された前面から出射させる方向をいい、発光素子パッケージ１００の後方とは、前記前方の逆方向をいう。また、発光素子パッケージ１００の下方とは、基板１０が備えられた方向をいい、発光素子パッケージ１００の上方とは、前記下方の逆方向をいう。さらに、発光素子パッケージ１００の右方とは、前記前方を基準として右方向をいい、発光素子パッケージ１００の左方とは、前記右方の逆方向をいう。
図１８の（ａ）を参照すると、本明細書において、発光素子パッケージ１００の前方とは、発光素子２０から発生した光を反射モールド部材３０の開放された前面から出射させる方向をいい、発光素子パッケージ１００の後方とは、前記前方の逆方向をいう。また、発光素子パッケージ１００の下方とは、基板１０が備えられた方向をいい、発光素子パッケージ１００の上方とは、前記下方の逆方向をいう。さらに、発光素子パッケージ１００の右方とは、前記前方を基準として右方向をいい、発光素子パッケージ１００の左方とは、前記右方の逆方向をいう。
一方、図１８の（ｂ）を参照すると、本明細書において、発光素子２０の下面とは、第１パッド及び第２パッドの少なくとも一方のパッドが備えられた面をいい、発光素子２０の上面とは、前記下面に対向する面をいう。また、発光素子２０の４つの側面とは、前記下面及び前記上面を基準として側面を形成する面をいう。
図１に示すように、基板１０は、例えば、電極分離線Ｌを基準として一側に第１電極１１が形成されて他側に第２電極１２が形成され、発光素子２０が実装され、第１電極１１及び第２電極１２により発光素子２０と電気的に接続されるものであり、発光素子２０を支持できるように適切な機械的強度を有する材料で製作される。ここで、基板１０は、複数の電極分離線Ｌが形成されるようにしてもよく、必要に応じて複数の発光素子が実装されるようにしてもよい。
より具体的には、基板１０としては、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、スズ、鉛、金、銀などのプレート状やリードフレーム状の金属基板を適用することができる。また、基板１０は、配線層が形成されたプリント基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ； ＰＣＢ）であるか、軟質のフレキシブルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ； ＦＰＣＢ）であるか、金属を含み、かつ部分的には、レジン、ガラスエポキシなどの合成樹脂や、熱伝導率を考慮してセラミック材質を含んでもよく、加工性を向上させるためにＥＭＣ（Ｅｐｏｘｙ Ｍｏｌｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、グラフェン、ガラス合成繊維及びそれらの組み合わせらから少なくとも１つを選択してなる材質を含んでもよい。
また、図１に示すように、発光素子２０は、例えば、下面の一部分に第１電極１１と電気的に接続される第１パッドＰ１が形成され、下面の他の部分に第２電極１２と電気的に接続される第２パッドＰ２が形成され、ボンディング媒体Ｂにより電極分離線Ｌの上方に装着されるフリップチップタイプの水平実装型発光素子であってもよい。他の実施形態において、前記水平実装型発光素子は、発生した光を発光素子２０の側方に導くように上面及び下面にそれぞれ設けられる反射体（Ｒ１、Ｒ２）を含んでもよい。
このような発光素子２０としては、十分に広い面積の活性層を確保できるように、上面及び下面にそれぞれブラッグ反射層や金属反射層が適用される両面反射体（Ｒ１、Ｒ２）が設けられる側面発光型発光素子２０を適用することができる。これにより、基板１０に側面発光型発光素子２０が水平状態で装着され、光は側方に導かれるので、パッケージの厚さを超薄化することができる。また、ボンディング媒体Ｂは、水平状態の第１パッドＰ１と水平状態の第１電極１１間及び水平状態の第２パッドＰ２と水平状態の第２電極１２間にそれぞれ円盤状に圧着された形態で接着され、第１パッドＰ１と第１電極１１とを電気的及び物理的に強固に接続し、第２パッドＰ２と第２電極１２とを電気的及び物理的に強固に接続するものであって、ソルダ成分を含むソルダペーストやソルダなど、様々なタイプのボンディング媒体を適用することができる。
ここで、発光素子２０は、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤのいずれかであってもよく、様々な波長の光を発生するＬＥＤであってもよく、紫外線ＬＥＤであってもよい。しかし、必ずしもこれらに限定されるものではなく、各種の水平型又は垂直型ＬＥＤや、各種のバンプ、ワイヤ、ソルダなどの信号伝達媒体が設けられる様々なタイプの発光素子を全て適用することができる。
また、発光素子２０は、半導体からなるものであってもよく、例えば、ＭＯＣＶＤ法などの気相成長法により、成長用サファイア基板やシリコンカーバイド基板上にＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮなどの窒化物半導体をエピタキシャル成長させて構成してもよい。また、第１発光素子（ＬＥＤ１）及び第２発光素子（ＬＥＤ２）は、窒化物半導体の他に、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体を用いて形成してもよい。これらの半導体としては、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層の順に形成した積層体を用いてもよい。前記発光層（活性層）は、多重量子井戸構造や単一量子井戸構造を含む積層半導体又はダブルヘテロ構造の積層半導体を用いて形成してもよい。さらに、発光素子２０は、ディスプレイ用途や照明用途などの用途に応じて任意の波長のものを選択するようにしてもよい。
また、図１に示すように、反射モールド部材３０は、例えば、金型を用いて基板１０に電極分離線Ｌと共にモールド成形され、発光素子２０から発生した光を発光素子パッケージ１００の前方に導くように前面が開放された形態であり、かつ発光素子２０を収容できるように上方が開放された形態である反射カップ部３１が形成されるモールド樹脂材質の構造体であってもよい。より具体的には、反射モールド部材３０としては、例えば、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、反射物質を含むＥＭＣ、反射物質を含むホワイトシリコーン、ＰＳＲ（Ｐｈｏｔｏｉｍａｇｅａｂｌｅ Ｓｏｌｄｅｒ Ｒｅｓｉｓｔ）などを適用することができ、これらの樹脂中に、酸化チタン、二酸化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、クロム、ホワイト系や金属系の成分など、光反射性物質を含有させるようにしてもよい。しかし、発光素子２０は、必ずしも前述した内容に限定されるものではなく、あらゆるタイプの発光素子を適用することができる。
また、図１〜図３に示すように、上部蓋体４０は、例えば、反射モールド部材３０の反射カップ部３１の開放された上方を覆蓋できるように反射モールド部材３０の上面に対応する形状に形成される構造体であって、少なくとも一部分が反射モールド部材３０に強固に固定されるように反射モールド部材３０に形成された蓋体収容凹部Ｈに収容される金属製の板状反射体であってもよい。
より具体的には、図１〜図３に示すように、上部蓋体４０は、例えば、左側面の少なくとも一部に形成されて左方向に突出する左側凸部４３、後面の少なくとも一部に形成されて後方に突出する後方凸部４２、及び右側面の少なくとも一部に形成されて右方向に突出する右側凸部４１の少なくとも１つを含むようにしてもよい。
図１〜図３に示すように、このような左側凸部４３、後方凸部４２及び右側凸部４１は、上部蓋体４０と同じ材質の一体形状に形成されるものであって、上部蓋体４０と同じ厚さで左方向、後方及び右方向にそれぞれ突設される四角板状の突起であってもよい。しかし、左側凸部４３、後方凸部４２及び右側凸部４１は、必ずしも図示のものに限定されるものではなく、上部蓋体４０から左方向、後方及び右方向にそれぞれ突出する様々な形態の突起を全て適用することができる。
また、図１〜図３に示すように、これらに対応するように、蓋体収容凹部Ｈは、左側凸部４３に対応する左側凹部Ｈ３、後方凸部４２に対応する後方凹部Ｈ２、及び右側凸部４１に対応する右側凹部Ｈ１の少なくとも１つを含むようにしてもよい。
これにより、図２に示すように、上部蓋体４０を蓋体収容凹部Ｈに挿入して強固に組み付けることができると共に、左側凸部４３、後方凸部４２及び右側凸部４１をそれぞれ左側凹部Ｈ３、後方凹部Ｈ２及び右側凹部Ｈ１に挿入して反射モールド部材３０に前後左右方向及び回転軸方向などの方向においてさらに強固に組み付けることができる。
さらに、蓋体収容凹部Ｈには、例えば図１に示すように、上部蓋体４０が反射モールド部材３０に接着固定されるように上部蓋体４０を反射モールド部材３０に接着できる接着剤Ｓを収容する接着剤収容溝ＳＨが形成されてもよい。
これにより、図１及び図２に示すように、接着剤Ｓを用いて、金属材質の上部蓋体４０を樹脂材質の反射モールド部材３０に上下方向にさらに強固に固定することができる。
よって、図２に示すように、上部蓋体４０は、凸部と凹部の組立構造を用いて、反射モールド部材３０に前後左右方向及び回転軸方向などの方向においてさらに強固に組み付けることができると共に、接着剤Ｓを用いて、上下方向にさらに完璧に固定することができる。これは、後述する間隔維持部５０に導光板１１０の荷重、衝撃、圧力などが伝達されても上部蓋体４０が反射モールド部材３０に強固に固定される構造であって、前後左右方向、回転軸方向及び上下方向の全ての方向に荷重を分散させることができてその耐久性を大きく向上させ、部品の離脱や破損を防止することができる。
また、図１〜図３に示すように、間隔維持部５０は、例えば、導光板１１０と発光素子２０との光学的間隔を一定に維持するように上部蓋体４０に形成され、その先端が導光板１１０と接触するように上部蓋体４０の前面から導光板１１０に向かって突設される突起状の構造体であってもよい。
より具体的には、図１〜図３に示すように、間隔維持部５０は、例えば、その先端に導光板１１０と接触する導光板接触面Ｆが形成され、反射カップ部３１の入口の上方に全体的に長く形成されるようにしてもよい。これにより、導光板接触面Ｆの面積がさらに大きくなり、荷重や衝撃をさらに広い面積に分散させることができ、光学的距離をさらに精密に維持することができる。
このような間隔維持部５０は、上部蓋体４０と同じ材質の一体形状に形成されるものであって、上部蓋体４０と同じ厚さで前方、すなわち導光板１１０に向かって突設される四角板状の突起であってもよい。しかし、間隔維持部５０は、必ずしも図示のものに限定されるものではなく、上部蓋体４０から前方に突出する様々な形態の突起を全て適用することができる。
また、図１〜図３に示すように、間隔維持部５０は、導光板１１０と接触するように、反射モールド部材３０の前面から前方に突出長さだけ突出して形成されてもよい。これにより、間隔維持部５０のみ導光板１１０に接触し、他の部分は導光板１１０から離隔させることができる。
また、間隔維持部５０の導光板接触面Ｆは、衝撃や荷重の分散を容易にするために、導光板１１０の側面に対応する四角平面状の接触面であってもよい。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、様々な形態の接触面を適用することができる。
よって、図３に示すように、図１及び図２の本発明の一実施形態による複数の発光素子パッケージ１００が実装されたモジュール基板Ｍは、導光板１１０から所定距離以上離隔させることができ、導光板１１０は、間隔維持部５０により一定の光学的距離を維持することができる。すなわち、反射モールド部材３０に精密に位置合わせして前後左右方向、回転軸方向及び上下方向の全ての方向において強固に固定することのできる上部蓋体４０を用い、上部蓋体４０に導光板１１０と接触する間隔維持部５０を設けることで発光素子２０と導光板１１０との離隔距離を精密に維持することができ、それにより、光度及び色感を向上させ、光効率を向上させることができ、光変換物質と側面発光型発光素子とからなる様々な発光装置を設けることができて良質な製品を生産することができる。
図４は図１の発光素子パッケージの上部蓋体の他の実施形態を示す斜視図である。
また、間隔維持部５０は、図４に示すように、その先端に導光板１１０と接触する導光板接触面Ｆが形成され、反射カップ部３１の入口の上方に部分的に形成される構造体であってもよい。
一方、図２及び図３に示すように、本発明の一実施形態によるバックライトユニット１０００は、前述した本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１００を含むものであって、複数の発光素子パッケージ１００を実装できるモジュール基板Ｍと、モジュール基板Ｍに実装され、電極分離線Ｌを基準として一側に第１電極１１が形成されて他側に第２電極１２が形成される基板１０と、第１電極１１と電気的に接続される第１パッドＰ１及び第２電極１２と電気的に接続される第２パッドＰ２を含む発光素子２０と、基板１０に設けられ、発光素子２０から発生した光を発光素子パッケージ１００の前方に導くように前面が開放された形態であり、かつ発光素子２０を収容できるように上方が開放された形態である反射カップ部３１が形成される反射モールド部材３０と、反射モールド部材３０の反射カップ部３１の開放された上方を覆蓋できるように反射モールド部材３０の上面に対応する形状に形成される上部蓋体４０と、発光素子２０の光経路に設けられる導光板１１０と、導光板１１０と発光素子２０との光学的間隔を一定に維持するように上部蓋体４０に形成され、その先端が導光板１１０と接触するように上部蓋体４０の前面から導光板１１０に向かって突設される間隔維持部５０とを含んでもよい。これにより、図３に示すように、複数の間隔維持部５０を用いてバックライトユニット１０００の光度を均一かつ精密に調整及び維持することができる。
ここで、基板１０、発光素子２０、反射モールド部材３０、上部蓋体４０及び間隔維持部５０は、本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１００の構成要素とその構成及び役割が同様である。よって、詳細な説明は省略する。
図５は図１の発光素子パッケージの発光装置の第１の実施形態を示す斜視図であり、図６は図５の発光装置の平面図である。
図１、図５、図６に示すように、本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１００は、発光素子２０の上面を除いて、発光素子２０の前面、左側面、右側面及び後面の少なくとも一面を囲む形状に形成される光変換物質６０をさらに含んでもよい。このような光変換物質６０は、発光素子２０から発生した光の波長を変換する蛍光体又は量子ドットを含んでもよい。
例えば、光を発生する発光素子２０及び光を変換する光変換物質６０は、光源を形成する光学要素であって、一種の発光装置１２０といえる。
また、図６に示すように、光変換物質６０は、例えば、前面方向の厚さＴ１、後面方向の厚さＴ２、右側面方向の厚さＴ３及び左側面方向の厚さＴ４が同じであってもよい。この場合、前面、後面、右側面及び左側面から発生する光学的特性が同じであるので、光学的特性が対称となる。
図７〜図１１は図５の発光装置の第２〜第６の実施形態を示す平面図である。
発光装置１２０は、必ずしも図６のものに限定されるものではなく、図７に示すように、光変換物質６０における前面方向の厚さＴ１と残りの方向の厚さＴ２、Ｔ３、Ｔ４とが異なるものであってもよい。例えば、発光装置１２０は、前面方向の厚さＴ１のほうがさらに厚いものであって、発光素子２０が青色ＬＥＤの場合、前面方向以外の方向に発散する光は、蛍光体又は量子ドットに当たって光変換される確率が低いので青色光を多く含むようになり、前面方向に発散する光は、蛍光体又は量子ドットに当たって光変換される確率が高いので青色光とは異なる波長の光を多く含むようになる。よって、光学的特性が光変換物質６０の厚さによって異なり、それを利用して光度や光効率などを考慮した最適な光源を様々に実現することができる。
また、発光装置１２０は、図８に示すように、光変換物質６０の前面部の外面に傾斜面Ｃ１が形成されるようにしてもよく、図９に示すように、光変換物質６０の前面部の外面に曲面Ｃ２が形成されるようにしてもよい。よって、光学的特性が光変換物質６０の形態によって異なり、それを利用して光度や光効率などを考慮した最適な光源を様々に実現することができる。
さらに、発光装置１２０は、図１０に示すように、光変換物質６０の前面部に形成されて光経路を誘導する凸状又は凹状のレンズ面を有するレンズ部ＬＳをさらに含んでもよい。よって、光学的特性がレンズ部ＬＳの形態によって異なり、それを利用して光度や光効率などを考慮した最適な光源を様々に実現することができる。
さらに、発光装置１２０は、図１１に示すように、光変換物質６０の左側部又は右側部に形成されて光を反射する反射部材７０をさらに含んでもよい。よって、光学的特性が反射部材７０の形態によって異なり、それを利用して光度や光効率などを考慮した最適な光源を様々に実現することができる。
図１２〜図１５は本発明の一実施形態による発光素子パッケージの発光装置の製造工程を段階的に示す断面図である。
図１２〜図１５を参照して本発明の一実施形態による発光素子パッケージ１００の発光装置１２０の製造工程を段階的に説明すると次の通りである。まず、図１２に示すように、一面に接着面Ｄが形成された剥離紙１を準備する。次に、図１３に示すように、フリップチップタイプの複数の発光素子２０の第１パッドＰ１及び第２パッドＰ２を剥離紙１上に装着する。ここで、発光素子２０は、選択的に、発生した光を発光素子２０の側方に導くように発光素子２０の上面及び下面にそれぞれ設けられる反射体（Ｒ１、Ｒ２）を含んでもよい。
次に、図１４に示すように、光変換物質６０が発光素子２０の側面を囲むように、発光素子２０の上面の高さＨＨ以下の高さで発光素子２０と隣接する発光素子２０との間の空間に流動状態の光変換物質６０を注入して光変換物質６０を剥離紙１上に塗布する。このとき、別途の金型を用いるのではなく、重力を利用して、光変換物質６０を発光素子２０と隣接する発光素子２０との間の空間に流れるように流動させることにより、非常に簡単かつ迅速に光変換物質６０を塗布することができる。
次に、図１５に示すように、光変換物質６０を硬化させ、複数の単位発光装置に単体化するように、光変換物質６０を切断線ＣＬに沿って切断する。このとき、例えば、切断線ＣＬの位置を様々に設定することにより、光変換物質６０の側面方向の厚さＴ３、Ｔ４を様々に形成することができる。よって、非常に様々な光学的特性を有する側面発光型発光装置１２０を安価かつ迅速に製造することができ、生産性を大きく向上させることができる。
図１６は本発明の一実施形態による発光装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
図１２〜図１６に示すように、本発明の一実施形態による発光装置１２０の製造方法は、一面に接着面Ｄが形成された剥離紙１を準備する剥離紙準備ステップＳ１と、フリップチップタイプの複数の発光素子２０の第１パッドＰ１及び第２パッドＰ２を剥離紙１上に装着する発光素子装着ステップＳ２と、光変換物質６０が発光素子２０の側面を囲むように、発光素子２０の上面の高さＨＨ以下の高さで発光素子２０と隣接する発光素子２０との間の空間に流動状態の光変換物質６０を注入して光変換物質６０を剥離紙１上に塗布する光変換物質塗布ステップＳ３と、光変換物質６０を硬化させる光変換物質硬化ステップＳ４と、複数の単位発光装置に単体化するように、光変換物質６０を切断線ＣＬに沿って切断するシンギュレーションステップＳ５とを含んでもよい。本発明の他の実施形態において、発光素子２０は、発生した光を発光素子２０の側方に導くように発光素子２０の上面及び下面にそれぞれ設けられる反射体（Ｒ１、Ｒ２）を含んでもよい。
図１７は本発明の他の実施形態による発光素子パッケージを示す部品分解斜視図である。
図１７に示すように、本発明の他の実施形態による発光素子パッケージ２００の発光素子２０は、発光層から発生した光が発光素子２０の上方、すなわち発光素子パッケージ２００の前方に向かうように発光素子２０の側面が接着層Ａにより基板１０上に接着され、第１パッドＰ１及び第２パッドＰ２が基板１０の水平面と垂直をなすようにボンディング媒体Ｂにより基板１０にボンディングされる垂直実装型発光素子であってもよい。
ここで、ボンディング媒体Ｂは、垂直状態の第１パッドＰ１と水平状態の第１電極１１との間の角をなす空間及び垂直状態の第２パッドＰ２と水平状態の第２電極１２との間の角をなす空間にそれぞれ接着されるようにしてもよい。
また、ボンディング媒体Ｂは、第１パッドＰ１と第１電極１１とを電気的及び物理的に強固に接続し、第２パッドＰ２と第２電極１２とを電気的及び物理的に強固に接続するものであって、ソルダ成分を含むソルダペーストやソルダなど、様々なタイプのボンディング媒体を適用することができる。また、垂直実装型発光素子２０と蛍光体などの光変換物質６０は、複数の発光素子２０を剥離紙上に装着し、その上に光変換物質６０を塗布して硬化させ、その後切断することにより形成されるチップスケールパッケージ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ； ＣＳＰ）の形態で製造してもよい。その他にも、非常に様々な方法で発光素子２０を製造することができる。
本発明は図面に示す実施形態を参照して説明したが、これは単なる例示にすぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であればこれらから様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であることを理解するであろう。よって、本発明の技術的保護範囲は特許請求の範囲の技術的思想により定められるべきである。
１０ 基板
１１ 第１電極
１２ 第２電極
２０ 発光素子
３０ 反射モールド部材
３１ 反射カップ部
４０ 上部蓋体
４１ 右側凸部
４２ 後方凸部
４３ 左側凸部
５０ 間隔維持部
６０ 光変換物質
１００、２００ 発光素子パッケージ
１１０ 導光板
１２０ 発光装置
Ｆ 導光板接触面
Ｈ 蓋体収容凹部
Ｈ１ 右側凹部
Ｈ２ 後方凹部
Ｈ３ 左側凹部
Ｌ 電極分離線
ＬＳ レンズ部
Ｐ１ 第１パッド
Ｐ２ 第２パッド
Ｒ１、Ｒ２ 反射体
ＳＨ 接着剤収容溝
１１ 第１電極
１２ 第２電極
２０ 発光素子
３０ 反射モールド部材
３１ 反射カップ部
４０ 上部蓋体
４１ 右側凸部
４２ 後方凸部
４３ 左側凸部
５０ 間隔維持部
６０ 光変換物質
１００、２００ 発光素子パッケージ
１１０ 導光板
１２０ 発光装置
Ｆ 導光板接触面
Ｈ 蓋体収容凹部
Ｈ１ 右側凹部
Ｈ２ 後方凹部
Ｈ３ 左側凹部
Ｌ 電極分離線
ＬＳ レンズ部
Ｐ１ 第１パッド
Ｐ２ 第２パッド
Ｒ１、Ｒ２ 反射体
ＳＨ 接着剤収容溝
Claims (13)
- 電極分離線を基準として一側に第１電極が形成されて他側に第２電極が形成される基板と、
前記第１電極と電気的に接続される第１パッド及び前記第２電極と電気的に接続される第２パッドを含む発光素子と、
前記基板に設けられ、前記発光素子から発生した光を発光素子パッケージの前方に導くように前面が開放された形態であり、かつ前記発光素子を収容できるように上方が開放された形態である反射カップ部が形成される反射モールド部材と、
前記反射モールド部材の前記反射カップ部の開放された上方を覆蓋できるように前記反射モールド部材の上面に対応する形状に形成される上部蓋体と、
導光板と前記発光素子との光学的間隔を一定に維持するように前記上部蓋体に形成され、その先端が前記導光板と接触するように前記上部蓋体の前面から前記導光板に向かって突設される間隔維持部とを含むことを特徴とする発光素子パッケージ。 - 前記間隔維持部は、その先端に前記導光板と接触する導光板接触面が形成され、前記反射カップ部の入口の上方に部分的又は全体的に長く形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 前記上部蓋体は、少なくとも一部分が前記反射モールド部材に固定されるように前記反射モールド部材に形成された蓋体収容凹部に収容される金属製の板状反射体であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 前記上部蓋体は、左側面の少なくとも一部に形成されて左方向に突出する左側凸部、後面の少なくとも一部に形成されて後方に突出する後方凸部、及び右側面の少なくとも一部に形成されて右方向に突出する右側凸部の少なくとも１つを含み、
前記蓋体収容凹部は、前記左側凸部に対応する左側凹部、前記後方凸部に対応する後方凹部、及び前記右側凸部に対応する右側凹部の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３に記載の発光素子パッケージ。 - 前記蓋体収容凹部は、前記上部蓋体が前記反射モールド部材に接着固定されるように前記上部蓋体を前記反射モールド部材に接着できる接着剤を収容する接着剤収容溝を含むことを特徴とする請求項３に記載の発光素子パッケージ。
- 前記発光素子は、下面の一部分に前記第１パッドが形成され、下面の他の部分に前記第２パッドが形成され、前記第１パッド及び前記第２パッドと平行に発光層が形成され、前記第１パッド及び前記第２パッドが前記基板と平行になるように前記基板に電気的に接続され、前記電極分離線の上方に装着されるフリップチップタイプの水平実装型発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 前記水平実装型発光素子は、前記発光層から発生した光を前記第１パッド及び前記第２パッドと平行な方向に導くように前記発光素子の上面の少なくとも一部分及び前記発光素子の下面の少なくとも一部分のうち少なくとも１つの部分にそれぞれ形成される反射体を含むことを特徴とする請求項６に記載の発光素子パッケージ。
- 前記発光素子の上面及び下面を除いて、前記発光素子の前面、左側面、右側面及び後面の少なくとも一面を囲む形状に形成される光変換物質をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の発光素子パッケージ。
- 前記発光素子を囲む前記光変換物質は、前記発光素子の前面、左側面、右側面及び後面の少なくとも一面における厚さが異なるものであることを特徴とする請求項８に記載の発光素子パッケージ。
- 前記発光素子の各面のうち少なくとも一面を囲む前記光変換物質の外面に傾斜面又は曲面が形成されることを特徴とする請求項８に記載の発光素子パッケージ。
- 前記発光素子を囲む前記光変換物質が形成される前記発光素子の各面のうち少なくとも一面方向に形成されて光経路を誘導するレンズ部をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の発光素子パッケージ。
- 前記発光素子は、前記第１パッド及び前記第２パッドと平行に発光層が形成され、前記第１パッド及び前記第２パッドが前記基板と垂直をなすように前記基板に電気的に接続される垂直実装型発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 電極分離線を基準として一側に第１電極が形成されて他側に第２電極が形成される基板と、
前記第１電極と電気的に接続される第１パッド及び前記第２電極と電気的に接続される第２パッドを含む発光素子と、
前記基板に設けられ、前記発光素子から発生した光を発光素子パッケージの前方に導くように前面が開放された形態であり、かつ前記発光素子を収容できるように上方が開放された形態である反射カップ部が形成される反射モールド部材と、
前記反射モールド部材の前記反射カップ部の開放された上方を覆蓋できるように前記反射モールド部材の上面に対応する形状に形成される上部蓋体と、
前記発光素子の光経路に設けられる導光板と、
前記導光板と前記発光素子との光学的間隔を一定に維持するように前記上部蓋体に形成され、その先端が前記導光板と接触するように前記上部蓋体の前面から前記導光板に向かって突設される間隔維持部とを含むことを特徴とするバックライトユニット。
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