KR101121745B1 - 광소자 디바이스 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 본 발명은 광소자의 방열을 용이하게 수행하고, 백라이트 유닛 등에 사용되는 경우 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 광소자 디바이스가 개시된다.
일 예로, 쌍을 이루어 상호간에 이격되어 형성되고, 마주보는 내측 상부에 슬롯이 형성된 기판; 상기 기판의 슬롯에 형성되고, 전극이 상기 기판과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 광소자 패키지; 및 상기 기판의 외부로부터 결합되어 상기 기판과 광소자 패키지를 고정하는 고정 부재를 포함하는 광소자 디바이스가 개시된다.

Description

광소자 디바이스 및 그 제조 방법{Optical Element Device and Fabricating Method Thereof}
본 발명은 광소자 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
광소자는 전기적인 신호를 인가받아 빛을 생성하는 소자들을 의미한다. 이러한 광소자들은 다양한 분야에서 이용되고 있으며, 그 중에서도 디스플레이 분야가 점진적으로 성장함에 따라 광소자의 연구가 활발해지고 있다.
그리고 광소자 중에서도 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 기존의 광소자들에 비해 효율이 높고 높은 휘도의 빛을 생성할 수 있기 때문에 사용이 급증하고 있다.
이러한 발광 다이오드는 전자와 정공의 결합에 의해 빛을 생성하는데, 결합시 필연적으로 빛 이외에 열도 함께 생성된다. 그리고 발광 다이오드의 열을 방열하지 않으면, 소자 파손의 위험이 있으며, 동작 효율이 떨어지게 된다. 따라서, 발광 다이오드의 방열을 용이하게 수행할 수 있는 디바이스의 구조가 요구된다.
한편, 발광 다이오드는 LCD의 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)으로 많이 사용되고 있다. 그리고 하나의 백라이트 유닛을 형성하기 위해 다수개의 발광 다이오드 패키지가 사용된다. 또한, 백라이트 유닛을 구성하는 발광 패키지가 많아짐에 따라 백라이트 유닛을 제조하기 위한 공정의 복잡도가 증가하게 되고, 결국 제조 단가가 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 광소자의 방열을 용이하게 수행하고, 백라이트 유닛 등에 사용되는 경우 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 광소자 디바이스를 제공한다.
본 발명에 따른 광소자 디바이스는 쌍을 이루어 상호간에 이격되어 형성되고, 마주보는 내측 상부에 슬롯이 형성된 기판; 상기 기판의 슬롯에 형성되고, 전극이 상기 기판과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 광소자 패키지; 및 상기 기판의 외부로부터 결합되어 상기 기판과 광소자 패키지를 고정하는 고정 부재를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기판은 상기 슬롯을 제외한 외부가 절연되어 형성될 수 있다.
그리고 상기 고정 부재는 상기 광소자가 형성된 위치를 제외한 영역에 적어도 하나 형성될 수 있다.
또한, 상기 고정 부재는 상기 기판의 측부를 감싸도록 상기 기판의 외부에서 결합될 수 있다.
또한, 상기 고정 부재는 단부가 절곡되어 상기 기판의 상부 모서리를 감싸면서 체결될 수 있다.
또한, 상기 고정 부재는 상기 기판의 상부 또는 하부를 감싸도록 결합될 수 있다.
또한, 상기 고정 부재는 양 단부가 각각 상기 기판의 내부에 삽입되어 상기 기판과 결합될 수 있다.
또한, 상기 고정 부재는 상기 기판의 상부 또는 하부를 감싸도록 결합될 수 있다.
또한, 상기 고정 부재는 단부에 돌출된 체결부를 구비하고, 상기 체결부가 상기 기판의 내부에 형성된 홈에 체결될 수 있다.
더불어, 본 발명에 따른 광소자 디바이스는 상부에 절연층이 형성된 기판; 상기 기판의 상부에 형성된 광소자 패키지; 상기 기판의 상부에 쌍을 이루어 형성되고, 단부가 절곡되어 상기 광소자 패키지의 상부 모서리를 감싸면서 결합된 고정 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정 부재는 절곡되어, 상기 광소자 패키지의 가장자리에서 상기 기판과 결합될 수 있다.
또한, 상기 고정 부재는 절곡되어, 상기 광소자 패키지와 상기 기판의 사이에서 상기 기판과 결합될 수 있다.
또한, 상기 고정 부재는 상기 기판과 결합된 하부가 금, 은, 구리 및 니켈 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 광소자 패키지는 두께를 관통하여 형성된 절연층 및 상기 절연층에 의해 이격되어 상호간에 전기적으로 독립한 복수의 영역을 갖는 패키지 기판; 상기 패키지 기판의 상부 및 하부 중 선택된 적어도 하나에 상기 절연층을 감싸도록 형성된 고정층; 상기 패키지 기판의 상부에 형성된 광소자; 상기 광소자와 패키지 기판의 적어도 일 영역을 전기적으로 연결하는 도전성 와이어; 및 내부에 상기 광소자 및 도전성 와이어를 감싸도록 상기 기판의 상부에 형성된 보호층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판의 이격된 사이에는 플레이트 형상의 방열 부재가 더 형성될 수 있다.
더불어, 본 발명에 따른 광소자 디바이스의 제조 방법은 금속 재질로 형성되고, 마주보는 내측 상부에 슬롯을 구비하는 한 쌍의 기판을 준비하는 기판 준비 단계; 상기 기판의 슬롯을 제외한 영역에 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계; 상기 슬롯의 내부에 광소자 패키지를 형성하는 광소자 패키지 형성 단계; 및 상기 기판과 광소자 패키지를 고정하도록 상기 기판의 일측으로부터 고정 부재를 체결하는 고정 부재 체결 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 절연층 형성 단계는 상기 슬롯을 감싸는 마스크를 부착하고, 상기 기판을 아노다이징하여 상기 절연층을 형성하는 것일 수 있다.
그리고 상기 광소자 패키지 형성 단계는 도전성 접착제 또는 솔더를 이용하여 상기 슬롯의 내부에 상기 광소자 패키지를 형성하는 것일 수 있다.
또한, 상기 광소자 패키지 형성 단계는 상기 광소자 패키지의 전극이 상기 기판에 전기적으로 연결되도록 상기 광소자 패키지를 형성하는 것일 수 있다.
또한, 상기 고정 부재 체결 단계의 이전에는 상기 기판의 내부에 상기 고정 부재가 체결될 체결홈을 형성하는 체결홈 형성 단계가 더 이루어질 수 있다.
또한, 상기 체결홈 형성 단계는 상기 기판의 하부로부터 내부로 형성된 홀을 형성하는 것일 수 있다.
본 발명에 의한 광소자 디바이스는 기판을 열 전도성이 높은 재질로 형성하여 광소자 패키지로부터 발생된 열을 용이하여 방열시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 광소자 디바이스는 광소자 패키지가 기판의 길이 방향을 따라 배열되어 기판의 슬롯 내부에 결합되기 때문에 광소자 패키지를 위한 별도의 배선 패턴을 형성할 필요가 없어서 공정이 단순화될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 광소자 디바이스는 기판의 길이 방향을 따라 기판의 양측으로부터 고정 부재를 결합하여 기판과 광소자 패키지를 공고하게 결합시킬 수 있으며, 상기 광소자 패키지 중에서 일부만을 용이하게 교체할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자 디바이스의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 13 내지 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자 디바이스의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자 디바이스의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자 디바이스(100)는 기판(110), 광소자 패키지(120), 고정 부재(130)를 포함한다.
상기 기판(110)은 쌍을 이루어 형성되며, 상호간에 이격되어 형성된다. 상기 기판(110)은 상호간에 간극(110a)을 갖도록 배열된다. 또한, 상기 기판(110)은 상호간에 마주보는 내측 상부에 슬롯이 형성되며, 상기 슬롯의 내부에 상기 광소자 패키지(120)가 안착된다. 상기 기판(110)의 각각에는 전극이 연결되며, 그 결과 상기 광소자 패키지(120)가 상기 기판(110)을 통해 전기적 신호를 공급받을 수 있다.
상기 기판(110)은 상기 광소자 패키지(120)와 연결되는 베이스 영역(111), 상기 베이스 영역(111)의 둘레를 따라 형성된 절연 영역(112)을 포함한다.
상기 베이스 영역(111)은 상기 기판(110)의 기본을 형성하며, 상기 절연 영역(112)에 의해 감싸진다. 상기 베이스 영역(111)은 상기 슬롯을 통해 상기 광소자 패키지(120)와 전기적 기계적으로 연결된다. 또한, 상기 광소자 패키지(120)의 열을 용이하게 방열하기 위해, 상기 베이스 영역(111)은 열전도도가 우수한 알루미늄 또는 알루미늄의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 베이스 영역(111)은 상기 광소자 패키지(120)의 각 전극에 연결되기 때문에, 상기 광소자 패키지(120)에 연결되기 위한 별도의 배선 패턴이 불필요하다. 따라서, 제조 공정이 단순화될 수 있다.
상기 절연 영역(112)은 상기 베이스 영역(111)의 상기 슬롯을 제외한 둘레에 형성된다. 상기 절연 영역(112)은 상기 베이스 영역(111)을 절연시킨다. 상기 절연 영역(112)은 상기 베이스 영역(111)을 아노다이징(anodizing)하여 산화 알루미늄(Al2O3)으로 형성될 수 있다.
상기 광소자 패키지(120)는 상기 기판(110)의 슬롯 내부에 안착된다. 상기 광소자 패키지(120)는 상기 기판(110)의 전극과 연결되며, 상기 기판(110)의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 결합된다. 이 때, 상기 광소자 패키지(120)는 상기 기판(110)의 길이 방향을 따라서 병렬 연결된 구조를 형성하게 된다.
상기 광소자 패키지(120)는 패키지 기판(121), 상기 패키지 기판(121)의 상부에 형성된 광소자(122), 상기 패키지 기판(121)과 광소자(122)를 연결하는 도전성 와이어(123), 상기 광소자(122)와 상기 도전성 와이어(123)를 감싸는 보호층(124)을 포함한다.
상기 패키지 기판(121)은 각 전극과 연결되는 제 1 영역(121a) 및 제 2 영역(121b), 상기 제 1 영역(121a)과 제 2 영역(121b)의 사이를 절연시키는 절연층(121c)을 포함한다. 상기 제 1 영역(121a)과 제 2 영역(121b)은 상기 광소자(122)의 열을 용이하게 방열하기 위해 열전도도가 우수한 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 질화 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 절연층(121c)은 상기 패키지 기판(121)의 두께 방향을 관통하여 형성된다. 상기 절연층(121c)은 상기 제 1 영역(121a) 및 제 2 영역(121b)이알루미늄 또는 알루미늄 합금인 경우, 상기 제 1 영역(121a) 및 제 2 영역(121b)을 아노다이징(anodizing) 처리하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 영역(121a) 및 제 2 영역(121b)이 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 경우, 상기 절연층(121c)은 상기 제 1 영역(121a) 및 제 2 영역(121b)의 사이에 IMS(Insulated Metal Substrate) 시트와 같은 절연성 시트를 부착함으로써 형성될 수 있다.
상기 광소자(122)는 상기 패키지 기판(121)의 상부에 형성된다. 상기 광소자(150)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)로 형성될 수 있다. 상기 광소자(122)는 상기 패키지 기판(121)의 영역 중에서도 제 1 영역(121a) 또는 제 2 영역(121b) 중 어느 하나의 상부에 형성된다. 상기 광소자(122)는 상기 제 1 영역(121a) 또는 제 2 영역(121b)의 상면에 접착제 또는 유택틱 본딩을 통해 부착될 수 있다.
상기 도전성 와이어(123)는 패키지 기판(121)을 상기 광소자(122)와 연결시킨다. 상기 도전성 와이어(123)는 통상적으로 높은 전기 전도도를 갖는 금, 구리 또는 알루미늄으로 형성된다.
상기 보호층(124)은 상기 패키지 기판(121)의 상부에 상기 광소자(122) 및 도전성 와이어(123)를 감싸도록 형성된다. 상기 보호층(124)은 외부의 압력으로부터 상기 광소자(122) 및 도전성 와이어(123)를 보호한다. 상기 보호층(124)은 에폭시 수지에 통상적인 형광 물질을 혼합하여 형성될 수 있다.
상기 고정 부재(130)는 상기 기판(110)의 외측으로부터 결합된다. 상기 고정 부재(130)는 상기 기판(110)의 하부 및 측부를 감싸면서 형성되며, 단부가 절곡되어 상기 기판(110)의 모서리를 감싸도록 체결된다. 상기 고정 부재(130)는 적어도 하나 이상 구비되어 상기 기판(110)의 길이 방향을 따라 배열된다. 상기 고정 부재(130)는 상기 기판(110)의 길이 방향에서 상기 광소자 패키지(120)가 형성된 위치를 제외한 위치에 형성될 수도 있다.
상기 고정 부재(130)는 상기 기판(110)의 양측에서 횡압력을 인가하여, 상기 기판(110)과 광소자 패키지(120)가 공고히 결합되도록 한다. 상기 고정 부재(130)는 상기 기판(110)과의 전기적 절연을 유지하기 위해, 부도체 재질로 형성될 수 있으며, 상기 기판(110)에 체결되기 용이하고 횡압력을 제공할 수 있도록 탄성이 있는 재질로 형성될 수 있다. 상기 고정 부재(130)는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으며, 일 예로 강도가 높고 내열성이 좋은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)를 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 고정 부재(130)는 상기 기판(110)과 기계적으로 체결된 상태이기 때문에, 상기 광소자 패키지(120) 중에서 일부만을 용이하게 교체하는 것이 가능하다.
상기와 같이 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자 디바이스(100)는 기판(110)을 열 전도성이 높은 재질로 형성하여 광소자 패키지(120)로부터 발생된 열을 용이하여 방열시킬 수 있다. 또한, 광소자 패키지(120)는 기판(110)의 길이 방향을 따라 배열되어 기판(110)의 슬롯 내부에 결합되기 때문에 광소자 패키지(120)를 위한 별도의 배선 패턴을 형성할 필요가 없어서 공정이 단순화될 수 있다. 또한, 기판(110)의 길이 방향을 따라 기판(110)의 양측으로부터 고정 부재(130)를 결합하여 기판(110)과 광소자 패키지(120)를 공고하게 결합시킬 수 있으며, 상기 광소자 패키지(120) 중에서 일부만을 용이하게 교체할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 구성을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 평면도이다. 앞선 실시예와 동일한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(200)는 기판(210), 광소자 패키지(120), 고정 부재(230)를 포함한다.
상기 기판(210)은 베이스 영역(111), 절연 영역(112)을 포함하여 이루어진다. 상기 기판(210)의 내부에는 체결홈(210a)이 형성된다. 상기 기판(210)의 체결홈(210a)은 상기 기판(210)의 하부에 형성될 수 있으며, 상기 기판(210)의 하부로부터 내부를 향해 형성될 수 있다. 상기 체결홈(210a)은 상기 고정 부재(230)가 체결되기 위해 상기 고정 부재(230)에 대응되는 크기로 형성된다.
상기 고정 부재(230)는 상기 기판(210)의 체결홈(210a)의 내부에 체결된다. 상기 고정 부재(230)는 상기 체결홈(210a)의 내부에서 상기 기판(210)에 횡압력을 가하여 상기 기판(210)과 광소자 패키지(120)가 공고히 체결되도록 한다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 구성을 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(300)는 기판(310), 광소자 패키지(120), 고정 부재(330)를 포함한다.
상기 기판(310)은 외주연에 상기 고정 부재(310)가 체결되기 위한 홈을 구비할 수 있다. 상기 고정 부재(310)는 상기 기판(310)의 홈을 따라 형성되기 때문에, 상기 기판(310)의 외부로 돌출되지 않을 수 있다.
또한, 상기 기판(310)은 상기 베이스 영역(111)이 이격되어 배치된 가운데에 방열 부재(313)을 더 포함한다. 상기 방열 부재(313)는 상기 광소자 패키지(120)의 열을 상기 베이스 영역(111)의 사이에 공기가 존재하는 경우에 비해 용이하게 방열시킬 수 있다. 상기 방열 부재(313)는 상기 기판(310)의 베이스 영역(111)간에 단락이 발생되지 않도록 전기적으로 절연성이 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 고정 부재(330)가 절연성 있는 재질로 형성되는 경우, 상기 베이스 영역(111)의 외부에는 별도의 절연층이 구비될 필요가 없다. 다만, 상기 기판(310)의 연결 방법에 따라 선택적으로 절연층이 더 형성될 수도 있다.
상기 광소자 패키지(120)는 앞선 실시예와 동일하다. 다만, 상기 광소자 패키지(120)는 하부에 접착 부재(320a)를 이용하여 상기 기판(310)의 상부에 형성된다. 상기 접착 부재(320a)는 통상의 접착제와 열전달 물질(Thermal Interface Material, TIM)을 통해 이루어진다. 상기 접착 부재(320a)는 상기 기판(310)과 광소자 패키지(120)의 결합력을 높이는 한편, 구조적으로도 안정하도록 한다. 상기 접착 부재(320a)는 전기 전도도가 있는 경우, 상기 광소자(122)의 전극에 인가되는 신호를 전달할 수 있다. 또한, 상기 접착 부재(320a)가 전기 전도도를 갖지 않는 경우, 상기 광소자(122)의 전극은 상기 패키지 기판(121) 중에서 제 1 영역(121a) 및 제 2 영역(121b)의 측면을 통해 상기 기판(310)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 광소자(122)의 전극에 신호의 입출력이 가능하게 된다.
상기 고정 부재(330)는 상기 기판(310)의 외주연에 형성된다. 상기 고정 부재(330)는 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 기판(310)의 길이 방향을 따라 배열된다. 상기 고정 부재(330)는 상기 기판(310)의 하부로부터 하부 및 측부를 감싸도록 형성되며, 단부가 절곡되어 상기 기판(310)의 양측 모서리를 감싸면서 형성된다. 상기 고정 부재(330)는 상기 기판(330)의 내부로 인입되어 형성되므로, 외부로 돌출되지 않는다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 구성을 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(400)는 기판(310), 광소자(120), 고정 부재(430)를 포함한다.
상기 고정 부재(430)는 앞선 실시예에서의 고정 부재(330)와 달리, 상기 기판(310)의 상부로부터 상기 기판(310)의 상부 및 측부를 감싸도록 형성된다. 상기 고정 부재(430)도 역시 상기 기판(310)의 홈을 따라 상기 기판(310)의 내부에 인입되어 형성된다. 물론, 이 경우 상기 고정 부재(430)는 상기 광소자(120)와 상기 기판(310)의 길이 방향에서 서로 다른 수평 평면 상에 존재하기 때문에 상기 광소자(120)이 광을 가리지 않는다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 구성을 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(500)는 기판(510), 광소자 패키지(120), 고정 부재(530)를 포함한다.
상기 기판(510)은 베이스 영역(511)을 기본으로 하여 이루어진다. 상기 베이스 영역(511)은 쌍을 이룬 상부에 경사면(511a)을 갖는다. 상기 경사면(511a)은 상기 광소자 패키지(120)의 광을 반사하여 상부로 전달시키는 역할을 한다. 따라서, 결과적으로 광효율이 증가될 수 있다. 또한, 상기 경사면(511a)에는 은(Ag) 재질로이루어진 반사판이 더 형성될 수도 있다. 또한, 상기 기판(510)은 하부와 측부에 홈을 구비하여, 상기 고정 부재(530)가 상기 홈의 내부에 용이하게 결합될 수 있다.
상기 고정 부재(530)는 상기 기판(510)의 홈에 결합된다. 상기 고정 부재(530)는 상기 기판(510)의 하부와 측부 일부를 감싸도록 형성된다. 상기 고정 부재(530)는 단부에 돌출부(530a)를 더 구비하며, 상기 돌출부(530a)를 통해 상기 기판(510)의 측부에 보다 공고히 체결될 수 있다. 그리고 만약, 상기 고정 부재(530)의 높이는 상기 기판(510)의 약 2/3 지점까지 형성되면, 상기 고정 부재(530)는 상기 기판(510) 및 광소자 패키지(120)를 보다 안정적으로 고정시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 구성을 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(600)는 기판(610), 광소자 패키지(120), 고정 부재(630)를 포함한다.
상기 기판(610)은 베이스 영역(611)을 기본으로 형성된다. 상기 베이스 영역(611)은 상부에 경사면(611a)을 구비한다. 또한, 상기 경사면(611a)이 상기 광소자 패키지(120)와 접하는 단부에는 결합부(611b)가 더 형성된다. 상기 결합부(611b)는 상기 광소자 패키지(120)를 상부에서 압착하여 상기 기판(610)의 슬롯 내에 상기 광소자 패키지(120)가 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.
상기 고정 부재(630)는 상기 기판(610)의 하부와 측부에 형성된 홈에 체결된다. 상기 고정 부재(630)는 단부에 형성된 돌출부(630a)를 통해 상기 기판(610)의 측부에 안정적으로 고정된다. 상기 고정 부재(630)는 상술한 것처럼, 상기 기판(610)의 측부에서 횡압력을 가하여, 상기 기판(610)과 광소자 패키지(120)가 안정적으로 결합된 상태를 유지하도록 한다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 구성을 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(700)는 고정바(10)에 결합된 기판(510), 광소자 패키지(120), 고정 부재(530)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(700)는 앞선 실시예에서의 광소자 디바이스(500)와 거의 동일하다. 다만, 상기 기판(510)의 측부 일면에 홈이 형성되어, 상기 고정바(10)와 체결되는 구성에서 차이가 있다.
상기 고정바(10)는 백라이트 유닛의 경우, 엣지 타입을 형성하기 위한 고정바에 해당하며, 길이 방향을 갖도록 형성된 제 1 영역(11), 상기 제 1 영역(11)에 수직하게 형성된 제 2 영역(12), 상기 제 2 영역(12)에 수직하고 상기 제 1 영역(11)과 나란하게 형성된 제 3 영역(13)을 포함한다. 그리고 상기 제 3 영역(13)은 돌기(13a)를 구비한다.
상기 광소자 디바이스(700)는 상기 제 1 영역(11) 내지 제 3 영역(13)이 형성하는 공간 내에 위치하며, 상기 제 3 영역(13)의 돌기(13a)가 상기 기판(510)에 체결되도록 하여, 상기 광소자 디바이스(700)는 상기 고정바(10)에 결합될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 구성을 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(800)는 상기 기판(810), 광소자 패키지(120), 고정 부재(830)를 포함한다.
상기 기판(810)은 베이스 영역(811), 상기 베이스 영역(811)의 상부에 형성된 절연 영역(812)으로 이루어진다. 상기 절연 영역(812)은 상기 베이스 영역(811)이 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 질화 알루미늄으로 이루어진 경우, 상기 베이스 영역(811)을 아노다이징(anodizing)하여 산화 알루미늄(Al2O3)으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 베이스 영역(811)이 구리 또는 구리 합금으로 이루어진 경우, 상기 절연 영역(812)은 아노다이징 처리를 하는 대신 IMS(Insulated Metal Substrate) 시트와 같은 절연성 시트를 상기 베이스 영역(811)의 상부에 부착함으로써 형성될 수 있다.
상기 고정 부재(830)는 상기 기판(810)의 상부에 형성되고, 상기 광소자 패키지(120)의 외측에서 결합된다. 상기 고정 부재(830)는 상기 기판(810)의 상부에 형성된 하부층(831), 상기 하부층(831)의 상부에 형성된 상부층(832)을 포함한다.
상기 하부층(831)은 상기 기판(810)의 상부에 형성되어 전극층을 형성하며, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 텅스텐(W) 중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 형성된다. 상기 하부층(831)은 플라즈마 아크 스프레이법, 콜드 스프레이법, 페이스트법, 잉크 프린팅법 및 도금법 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 상부층(832)은 상기 하부층(831)의 상부에 접착제 또는 솔더링(830a)을 형성되고, 상기 광소자 패키지(120)의 상부 가장자리에 압착되어 고정된다. 상기 상부층(832)은 탄성이 있는 재질, 예를 들어, 니켈, 구리, 철과 같은 금속으로 이루어질 수 있으며, 또한 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다. 다만, 상기 상부층(832)이 플라스틱 재질로 이루어진 경우, 상기 상부층(832)은 상기 하부층(831)의 상부에 접착제를 통해 부착되며, 상기 상부층(832)의 외주연에 도금이 더 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 상부층(832)은 단부에 결합부(832a)를 구비하여 상기 결합부(832a)가 상기 광소자 패키지(120)의 상부를 압착하도록 할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 구성을 설명하도록 한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(900)는 기판(810), 광소자 패키지(120), 고정 부재(930)를 포함한다.
상기 고정 부재(930)는 상기 기판(810)의 상부에 형성된다. 상기 고정 부재(930)는 상기 기판(810)의 상부에 형성된 하부층(931), 상기 하부층(931)의 상부에 형성된 상부층(932)을 포함한다.
상기 하부층(931)은 상기 기판(810)의 상부에 상기 광소자 패키지(120)의 하부에 대응되며, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 및 텅스텐(W) 중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 형성된다. 상기 상부층(932)은 상기 하부층(931)의 상부에 형성된다. 상기 하부층(931)도 역시 플라즈마 아크 스프레이법, 콜드 스프레이법, 페이스트법, 잉크 프린팅법 및 도금법 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 상부층(932)은 상기 하부층(931)의 상부에 접착제 또는 솔더링(930a)을 통해 형성되고, 상기 광소자 패키지(120)의 상부 가장자리에 압착되어 고정된다. 상기 상부층(932)은 단부에 결합부(932a)를 구비하여 상기 결합부(932a)가 상기 광소자 패키지(120)의 상부를 압착하도록 할 수 있다. 이러한 상기 상부층(932)은 역시 탄성이 있는 재질, 예를 들어, 니켈, 구리, 철과 같은 금속으로 이루어질 수 있으며, 또한 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다. 다만, 상기 상부층(932)은 열 전도성이 좋은 금속 재질로 이루어지는 것이 상기 광소자 패키지(120)의 방열을 위해 보다 바람직하고, 상기 상부층(932)이 플라스틱 재질인 경우 그 외주연에 도금이 이루어지는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 제조 방법을 설명하도록 한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 13 내지 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(200)의 제조 방법을 응용하여 나머지 실시예로 기재된 광소자 디바이스들을 제조 할 수 있을 것이므로, 대표적으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(200)의 제조 방법을 설명하도록 한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광소자 디바이스(200)는 기판 준비 단계(S1), 체결홀 가공 단계(S2), 절연층 형성 단계(S3), 광소자 패키지 형성 단계(S4), 고정 부재 형성 단계(S5)를 포함한다. 이하에서는 도 12의 각 단계들을 도 13 내지 도 19를 함께 참조하여 설명하도록 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 기판 준비 단계(S1)는 쌍을 이루도록 구비되고, 상부에 슬롯이 형성된 기판(210)을 구비하는 단계이다. 상기 기판(210)은 베이스 영역(111)을 기본으로 구성되고, 이격된 사이에 간극(110a)을 갖도록 형성된다. 상기 기판(210)은 열전도도가 우수한 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 질화 알루미늄 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
도 12 및 도 14를 참조하면, 상기 체결홀 가공 단계(S2)는 상기 기판(210)의 내부에 체결홀(210a)을 가공하는 단계이다. 상기 체결홀(210a)은 상기 기판(210)의 하부에 형성되고, 상기 기판(210)의 내부를 따라 수직하게 더 형성된다. 상기 체결홀(210a)은 블레이드를 이용한 부분 절단(partial sawing) 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 12, 도 15 내지 도 17을 참조하면, 상기 절연층 형성 단계(S3)는 상기 기판(210)의 외주연에 절연층(112)을 형성하는 단계이다. 상기 절연층(112)을 형성하기 위해서는 먼저 도 15에서 보듯이 상기 기판(210)의 슬롯의 표면에 마스크(11)를 형성한다. 그리고 도 16에서 보듯이 그 상태에서 아노다이징을 수행하여, 상기 절연층(112)을 형성한다. 또한, 도 17에서 보듯이 마스크(11)를 제거하여 본 단계가 수행된다.
도 12 및 도 18을 참조하면, 상기 광소자 패키지 형성 단계(S4)는 상기 기판(210)의 슬롯 내부에 광소자 패키지(120)를 삽입하여 결합하는 단계이다. 상기 광소자 패키지(120)는 하부로 전극이 구비되어 있고, 상기 전극들은 상기 기판(210)과 결합된다. 또한, 상기 광소자 패키지(120)를 구성하고 있는 패키지 기판(121)은 역시 열 전도도가 좋은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있기 때문에, 광소자 패키지(120) 내의 광소자(122)에서 생성된 열을 패키지 기판(121) 및 기판(210)을 통해 용이하게 방열될 수 있다.
도 12, 도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 고정 부재 형성 단계(S5)는 상기 기판(210)의 하부로부터 고정 부재(230)를 결합하는 단계이다. 상기 고정 부재(230)는 상기 기판(210)의 체결홈(210a)의 내부에 삽입되어 고정된다. 이 때, 상기 고정 부재(230)는 탄성이 있는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으며, 일 예로 강도가 높고 내열성이 좋은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 고정 부재(230)는 상기 기판(210)의 내부에서 상기 기판(210)에 횡압력을 가하며, 그 결과 상기 기판(210)과 광소자 패키지(120)가 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 광소자 디바이스 및 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900; 광소자 디바이스
110, 210, 310, 510,610,810, 910; 기판 120; 광소자 패키지
130, 230, 330, 430, 530, 630, 830, 930; 고정 부재

Claims (21)

  1. 쌍을 이루어 상호간에 이격되어 형성되고, 마주보는 내측 상부에 슬롯이 형성된 기판;
    상기 기판의 슬롯에 형성되고, 전극이 상기 기판과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 광소자 패키지; 및
    상기 기판의 외부로부터 결합되어 상기 기판과 광소자 패키지를 고정하는 고정 부재를 포함하는 광소자 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 슬롯을 제외한 외부가 절연되어 형성된 광소자 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 광소자가 형성된 위치를 제외한 영역에 적어도 하나 형성된 광소자 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 기판의 측부를 감싸도록 상기 기판의 외부에서 결합된 광소자 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 단부가 절곡되어 상기 기판의 상부 모서리를 감싸면서 체결된 광소자 디바이스.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 기판의 상부 또는 하부를 감싸도록 결합된 광소자 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 양 단부가 각각 상기 기판의 내부에 삽입되어 상기 기판과 결합된 광소자 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 기판의 상부 또는 하부를 감싸도록 결합된 광소자 디바이스.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 단부에 돌출된 체결부를 구비하고, 상기 체결부가 상기 기판의 내부에 형성된 홈에 체결된 광소자 디바이스.
  10. 상부에 절연층이 형성된 기판;
    상기 기판의 상부에 형성된 광소자 패키지;
    상기 기판의 상부에 쌍을 이루어 형성되고, 단부가 절곡되어 상기 광소자 패키지의 상부 모서리를 감싸면서 결합된 고정 부재를 포함하는 광소자 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 절곡되어, 상기 광소자 패키지의 가장자리에서 상기 기판과 결합된 광소자 디바이스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 절곡되어, 상기 광소자 패키지와 상기 기판의 사이에서 상기 기판과 결합된 광소자 디바이스.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 상기 기판과 결합된 하부가 금, 은, 구리 및 니켈 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어진 광소자 디바이스.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 광소자 패키지는
    두께를 관통하여 형성된 절연층 및 상기 절연층에 의해 이격되어 상호간에 전기적으로 독립한 복수의 영역을 갖는 패키지 기판;
    상기 패키지 기판의 상부 및 하부 중 선택된 적어도 하나에 상기 절연층을 감싸도록 형성된 고정층;
    상기 패키지 기판의 상부에 형성된 광소자;
    상기 광소자와 패키지 기판의 적어도 일 영역을 전기적으로 연결하는 도전성 와이어; 및
    내부에 상기 광소자 및 도전성 와이어를 감싸도록 상기 기판의 상부에 형성된 보호층을 포함하여 형성된 광소자 디바이스.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 이격된 사이에는 플레이트 형상의 방열 부재가 더 형성된 광소자 디바이스.
  16. 금속 재질로 형성되고, 마주보는 내측 상부에 슬롯을 구비하는 한 쌍의 기판을 준비하는 기판 준비 단계;
    상기 기판의 슬롯을 제외한 영역에 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계;
    상기 슬롯의 내부에 광소자 패키지를 형성하는 광소자 패키지 형성 단계; 및
    상기 기판과 광소자 패키지를 고정하도록 상기 기판의 일측으로부터 고정 부재를 체결하는 고정 부재 체결 단계를 포함하는 광소자 디바이스의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 절연층 형성 단계는 상기 슬롯을 감싸는 마스크를 부착하고, 상기 기판을 아노다이징하여 상기 절연층을 형성하는 광소자 디바이스의 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 광소자 패키지 형성 단계는 도전성 접착제 또는 솔더를 이용하여 상기 슬롯의 내부에 상기 광소자 패키지를 형성하는 광소자 디바이스의 제조 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 광소자 패키지 형성 단계는 상기 광소자 패키지의 전극이 상기 기판에 전기적으로 연결되도록 상기 광소자 패키지를 형성하는 광소자 디바이스의 제조 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 고정 부재 체결 단계의 이전에는 상기 기판의 내부에 상기 고정 부재가 체결될 체결홈을 형성하는 체결홈 형성 단계가 더 이루어지는 광소자 디바이스의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 체결홈 형성 단계는 상기 기판의 하부로부터 내부로 형성된 홀을 형성하는 광소자 디바이스의 제조 방법.
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