KR101723541B1 - 발광소자 어레이 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

발광소자 어레이 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광소자 어레이 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 표시장치에 관한 것이다. 실시예의 발광소자 어레이는, 기판; 상기 기판에 형성된 금속층; 캐비티를 형성하도록 상기 기판 상에 일정한 높이로 형성된 캐비티 형성 부재; 상기 캐비티 내에 실장되고 상기 금속층과 전기적으로 연결되는 복수의 발광 소자; 상기 발광 소자를 덮도록 상기 캐비티 내에 충전되는 몰드재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예는 공정을 간단히 하여 제작비용을 절감할 수 있는 발광소자 어레이 및 이를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

발광소자 어레이 및 이를 포함하는 표시장치 {Light emitting device array and display having the same}
본 발명은 발광소자 어레이 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)나 레이저 다이오드(Laser Diode; LD)와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하다. 또한, 발광 소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
발광 소자가 패키지 몸체에 실장되어 전기적으로 연결된 형태로 된 발광소자 패키지는 표시 장치의 광원으로 많이 사용되고 있다. 특히, COB(Chip on Board)형 발광소자 패키지는 발광 소자, 예를 들어 LED칩을 직접 기판에 다이 본딩(die bonding)하고, 와이어 본딩에 의해 전기적 연결을 하는 방식으로, 발광 소자가 기판 상에 여러개 배열된 발광소자 어레이 형태로 많이 사용되고 있다.
실시예는 공정을 간단히 하여 제작비용을 절감할 수 있는 발광소자 어레이 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.
실시예의 발광소자 어레이는, 기판; 상기 기판에 형성된 금속층; 캐비티를 형성하도록 상기 기판 상에 일정한 높이로 형성된 캐비티 형성 부재; 상기 캐비티 내에 실장되고 상기 금속층과 전기적으로 연결되는 복수의 발광 소자; 상기 캐비티 내에 상기 발광 소자 주위의 제1 반사층; 상기 발광 소자를 덮도록 상기 캐비티 내에 충전되는 몰드재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광 소자는 COB(Chip On Board) 방식으로 상기 기판에 실장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캐비티 형성 부재 상의 제2 반사층; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캐비티의 내벽 상의 제3 반사층; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 반사층 또는 상기 제2 반사층은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR)로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판은 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 복수의 발광 소자는 상기 기판의 길이방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판은 FR4로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판의 상면에 형성된 제2 금속층; 상기 기판의 하면에 형성된 제3 금속층; 상기 금속층과 상기 제2 금속층을 열전도 가능하게 연결하는 열전도부재; 를 더 포함하고, 상기 발광 소자는 상기 금속층 위에 실장되고, 상기 제2 금속층과 상기 제3 금속층은 열전도 가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 금속층과 상기 제3 금속층은 상기 기판에 형성된 관통홀을 통해 열전도 가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전도부재는 열전도성 페이스트인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 몰드재는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광 소자 위에는 형광필름이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캐비티는 경사면을 갖는 것을 특징으로 한다.
실시예의 발광소자 어레이는, 기판; 상기 기판에 형성된 금속층; 상기 기판 위의 반사층; 캐비티를 형성하도록 상기 반사층 위에 일정한 높이로 형성된 캐비티 형성 부재; 상기 캐비티 내에 실장되고 상기 금속층과 전기적으로 연결되는 복수의 발광 소자; 상기 발광 소자를 덮도록 상기 캐비티 내에 충전되는 몰드재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광 소자는 COB(Chip On Board) 방식으로 기판에 실장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캐비티 형성 부재 상의 제2 반사층; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 캐비티의 내벽 상의 제3 반사층; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판은 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 복수의 발광 소자는 상기 기판의 길이방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기판의 상면에 형성된 제2 금속층; 상기 기판의 하면에 형성된 제3 금속층; 상기 금속층과 상기 제2 금속층을 열전도 가능하게 연결하는 열전도부재; 를 더 포함하고, 상기 발광 소자는 상기 금속층 위에 실장되고, 상기 제2 금속층과 상기 제3 금속층은 열전도 가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
실시예의 백라이트 유닛은, 상기 발광소자 어레이를 포함하는 광원부; 상기 광원부를 수납하는 수납 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예의 표시 장치는, 화상표시부재; 및 상기 화상표시부재로 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 백라이트 유닛은, 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 광원부; 상기 광원부를 수납하는 수납 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예는 공정을 간단히 하여 제작비용을 절감할 수 있는 발광소자 어레이 및 이를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자 어레이의 단면도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 라인을 따른 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 발광소자 어레이의 제조방법의 단계를 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 3의 실시예를 변형한 발광소자 어레이의 단면도를 나타낸다.
도 6은 도 3의 실시예를 변형한 다른 발광소자 어레이의 단면도를 나타낸다.
도 7은 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 단면도를 나타낸다.
도 8은 도 7의 실시예를 변형한 발광소자 어레이의 단면도를 나타낸다.
도 9는 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
상기의 실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자 어레이의 단면도이다.
COB(Chip on Board)형 발광소자 패키지는 발광 소자, 예를 들어 LED칩을 직접 기판에 다이 본딩(die bonding)하고, 와이어 본딩에 의해 전기적 연결을 하는 방식을 말한다. 발광소자 어레이는 발광 소자가 기판 상에 복수개 배열된 형태를 말한다.
발광소자 어레이(10)는 기판(20)의 상부면에 패턴인쇄되는 금속층(21, 22) 중 어느 하나의 금속층(21)에 발광 소자(1)를 다이 본딩하여 부착하고, 상기 발광 소자(1)를 다른 금속층(22)에 와이어(5)에 의해 와이어 본딩하여 전기적으로 연결한다.
또한, 기판(20)의 상부면에는 발광 소자(1)를 에워싸도록 솔더페이스트 또는 금속재를 소재로 하여 스크린 인쇄방식으로 일정높이의 측벽(30)을 환고리형으로 형성한다. 다음에, 사전에 설정된 주입량으로 몰드재(35)를 측벽(30)의 내측으로 도포하여, 몰드재(35)가 일정높이를 갖는 돔형상으로 유지하게 된다.
그러나, 이러한 몰드재(35)는 기판(20) 위에 실장되는 각각의 발광 소자(1)마다 도포되어야 하므로, 공정이 복잡해지고 지연되는 문제점이 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 개략적인 평면도이다. 도 3은 도 2의 A-A' 라인을 따른 단면도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 기판(110)은 길이방향으로 길게 형성된다. 발광소자 어레이(100)에는 복수의 발광 소자(140)가 기판(110)의 길이방향으로 배열된다.
본 실시예에서 기판(110) 상에는 캐비티를 형성하기 위해 일정한 높이를 갖는 캐비티 형성 부재(150)가 적층된다. 캐비티 내에는 발광 소자(140)가 COB(Chip on Board) 방식으로 실장되고, 몰드재(170)는 발광 소자(140)를 덮도록 캐비티 내에 충전된다. 이 경우, 캐비티 내를 몰드재(170)로 한번에 충전시킴으로써 복수의 발광 소자(140)는 한꺼번에 몰딩될 수 있어, 공정이 간단해진다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 실시예의 발광소자 어레이(100)의 구조를 상세히 설명하기로 한다.
발광소자 어레이(100)는 기판(110), 금속층(120), 캐비티 형성 부재(150), 발광 소자(140), 몰드재(170)를 포함한다.
기판(110)으로는 PCB(Printed Circuit Board)를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 방열성능이 우수한 MCPCB(Metal Core PCB)가 사용될 수 있다. 기판(110)의 재질로는 FR4가 사용될 수 있다.
기판(110) 위에는 금속층(120)이 형성된다. 금속층(121, 122; 120)은 상호 전기적으로 분리된 두 부분으로 형성될 수 있다. 금속층(120)은 발광 소자(140)와 전기적으로 연결되어, 발광 소자(140)에 전원을 공급하는 역할을 한다. 금속층(120)은 알루미늄, 구리, 금, 은, 니켈, 티타늄 등과 같은 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
캐비티 형성 부재(150)는 캐비티(C)를 형성하도록 기판(110) 위에 일정한 높이로 적층된다. 캐비티 형성 부재(150)의 재질로는 예를 들어, FR4를 사용할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 캐비티 형성 부재(150)는 기판 상에 길이방향으로 양측으로 적층될 수 있다. 따라서, 이러한 캐비티 형성 부재(150)에 의해 기판(110)의 가운데에는 길이방향으로 긴 캐비티(C)가 형성된다. 캐비티 형성 부재(150)는 기판(110)에 대해 대체로 수직인 내벽(151)을 형성한다.
캐비티(C) 내에는 발광 소자(140)가 실장되어, 금속층(120)과 전기적으로 연결된다. 발광 소자(140)는 도전성 접착제(135)를 통해 금속층(120)에 부착될 수 있다. 와이어(145)는 발광 소자(140)를 금속층(120)과 전기적으로 연결시킨다. 도면에는 수직 구조의 발광 소자(140)가 도시되지만, 수평 구조의 발광 소자가 캐비티(C) 내에 실장될 수도 있다. 발광 소자(140)로부터 출사되는 광은 캐비티(C)의 내벽(151)에 부딪혀 반사되어 발광 소자(140)의 상방향인 출사면으로 집중될 수 있어서 발광 효율이 향상된다.
캐비티(C) 내의 발광 소자(140) 주위에는 제1 반사층(160)이 적층될 수 있다. 제1 반사층(160)은 발광 소자(140)로부터 대체로 아래 방향으로 발산되는 광을 출사면으로 반사시키는 역할을 한다. 제1 반사층(160)은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR), 특히 화이트 포토 솔더 레지스트(white PSR)로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
캐비티(C) 내에는 발광 소자(140)를 덮도록 몰드재(170)가 충전된다. 이때, 몰드재(170)는 기판(110)에 길이방향으로 배열되는 복수의 발광 소자(140)를 전체적으로 덮도록 캐비티(C) 내에 충전될 수 있다. 이렇게 함으로써, 캐비티(C) 내에 실장된 복수의 발광 소자(140)를 한꺼번에 몰딩할 수 있어, 공정이 간단해지고 제작비용도 절감된다.
몰드재(170)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지물일 수 있다. 몰드재(170)의 상면은 오목한 형상, 볼록한 형상, 평판 형상 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 몰드재(170)의 형태에 따라 발광 소자(140)에서 방출된 광의 지향각이 변화될 수 있다.
발광 소자(140) 위에는 형광체가 포함된 형광필름(142)이 부착될 수 있다. 이와 달리, 발광 소자(140) 위에 형광필름(142)이 부착되지 않고, 몰드재(170)에 형광체가 포함될 수도 있다. 또는, 형광체를 포함하는 형광체층이 발광 소자(140)를 덮도록 발광 소자(140)와 몰드재(170) 사이에 형성될 수도 있다. 이러한 형광체는 발광 소자(140)에서 방출된 광의 색을 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(140)가 청색광을 출력하는 경우, 백색광을 구현하기 위해 형광체는 황색 형광물질을 포함하게 된다. 발광 소자(140)가 출력하는 광의 색상이 청색이 아니라면, 백색광을 구현하기 위해 형광체의 색상 역시 바뀌어야 한다.
캐비티 형성 부재(150) 위에는 제2 반사층(161)이 적층될 수 있다. 제2 반사층(161)도 제1 반사층(160)과 마찬가지로 발광 소자(140)로부터 나와서 흩어지는 광을 출사면 쪽으로 반사시키는 역할을 한다. 제2 반사층(161)은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR), 특히 화이트 포토 솔더 레지스트(white PSR)로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
제1 반사층(160) 및 제2 반사층(161)은 적층되는 두께가 두꺼워질수록 반사효율도 향상되므로, 1회 이상 도포하여 적절한 두께를 갖도록 할 수 있다. 또한, 제1 반사층(160) 및 제2 반사층(161)은 발광소자 어레이의 구성요소 사이의 계면을 통해 습기가 침투하는 것을 효과적으로 방지하여, 발광소자 어레이의 장기 신뢰성 측면에서 도움을 준다.
한편, 발광 소자(140)는 전기를 공급받아 빛을 내는 과정에서 많은 열을 발산하게 된다. 발광 소자(140)에서 발산되는 열은 형광체로 전달되어, 형광체를 손상시키게 된다. 형광체가 손상되면 발광 소자(140)로부터 발광되는 광의 색좌표 또는 색온도가 바뀌게 되어, 발광 소자(140)로부터 원하는 색상의 광이 발광되지 않게 된다. 따라서, 발광 소자(140)로부터 발산되는 열을 외부로 잘 방출할 수 있도록 방열 특성을 개선하는 것이 중요한 문제가 되고 있다.
이를 위해, 본 실시예에서는 발광 소자(140)로부터 발생되는 열을 외부로 잘 방출하기 위해 제2 금속층(123), 제3 금속층(124), 열전도부재(131)를 포함한다.
제2 금속층(123)은 금속층(120)에 인접하여 기판(110)의 상면에 형성된다. 제3 금속층(124)은 기판(110)의 하면에 형성되어 제2 금속층(123)과 열전도 가능하게 연결된다. 제3 금속층(124)은 기판(110)에 형성된 관통홀(111)을 통해 제2 금속층(123)과 열전도 가능하게 연결될 수 있다.
열전도부재(131)는 금속층(120)과 제2 금속층(123)을 열전도 가능하게 연결한다. 열전도부재(131)는 예를 들어, 열전도성 페이스트(paste)일 수 있다. 이러한 열전도성 페이스트는 금속층(120)과 제2 금속층(123) 사이를 열전도 가능하게 연결하지만 전기적으로는 분리시킨다. 열전도성 페이스트로는 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀수지 및 알키드 수지 등이 있다. 따라서, 발광 소자(140)에서 발산되는 열은 금속층(120), 열전도부재(131), 제2 금속층(123), 제3 금속층(124)을 거쳐 외부로 발산될 수 있어, 방열 특성이 개선된다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 발광소자 어레이의 제조방법의 단계를 나타내는 순서도이다.
먼저, 기판(110) 위에 캐비티 형성 부재(150)를 일정 높이로 적층한다(S10). 여기서, 기판(110)은 인쇄회로기판(PCB)이 될 수 있다. 이러한 캐비티 형성 부재(150)에 의해 기판(110) 위에는 길이방향으로 긴 캐비티(C)가 형성된다.
다음으로, 캐비티(C) 내에 복수의 발광 소자(140)를 실장한다(S20). 복수의 발광 소자(140)는 COB(Chip on Board) 방식으로 기판에 실장되어, 길이방향으로 긴 캐비티(C)를 따라 종방향으로 배열될 수 있다.
다음으로, 캐비티(C) 내를 몰드재(170)로 충전한다(S30). 이렇게 함으로써, 캐비티(C) 내에 실장된 복수의 발광 소자(140)를 한꺼번에 몰딩할 수 있어, 공정이 간단해지고 제작비용도 절감된다.
다음으로, 캐비티 형성 부재(150) 상에 제2 반사층(또는 반사층)을 적층할 수 있다(S40).
도 5는 도 3의 실시예를 변형한 발광소자 어레이의 단면도를 나타낸다.
본 실시예에서 도 3과 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 표시하였다. 여기서, 캐비티 형성 부재(150)는 기판(110)에 대해 경사진 경사면(151')을 형성하도록 기판(110) 위에 일정한 높이로 적층된다. 경사면(151')의 경사각도는 적절히 선택할 수 있다. 캐비티(C)가 경사면을 가짐으로써, 발광 소자(140)로부터 출사되는 광은 경사면(151')을 통해 출사면 쪽으로 더욱 잘 반사될 수 있고, 캐비티(C) 내에 갇히게 되는 광이 줄어들게 되어 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 6은 도 3의 실시예를 변형한 다른 발광소자 어레이의 단면도를 나타낸다.
본 실시예에서 도 3과 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 표시하였다. 본 실시예에서 캐비티(C)의 내벽(151) 상에는 제3 반사층(162)이 적층된다. 제3 반사층(162)은 발광 소자(140)로부터 측면을 향해 나오는 광을 출사면 쪽으로 반사시키는 역할을 한다. 제3 반사층(162)은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR), 특히 화이트 포토 솔더 레지스트(white PSR)로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 제3 반사층(162)은 발광소자 어레이의 구성요소 사이의 계면을 통해 습기가 침투하는 것을 방지하는 역할도 한다.
본 실시예에서는 캐비티(C)의 내벽(151)에 제3 반사층(162)을 추가로 구비함으로써, 출사면 쪽으로 반사되는 광량을 증가시켜 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
도 7은 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 단면도를 나타낸다.
발광소자 어레이(200)는 기판(210), 금속층(220), 반사층(230), 캐비티 형성 부재(250), 발광 소자(240), 몰드재(270)를 포함한다.
기판(210)으로는 PCB(Printed Circuit Board)를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 방열성능이 우수한 MCPCB(Metal Core PCB)가 사용될 수 있다. 기판(210)의 재질로는 FR4가 사용될 수 있다.
기판(210) 위에는 금속층(220)이 형성된다. 금속층(221, 222; 220)은 상호 전기적으로 분리된 두 부분으로 형성될 수 있다. 금속층(220)은 발광 소자(240)와 전기적으로 연결되어, 발광 소자(240)에 전원을 공급하는 역할을 한다.
기판(210) 위에는 반사층(230)이 적층된다. 반사층(230)은 금속층(220)을 덮도록 적층될 수 있다. 반사층(230)은 캐비티(C) 내에 발광 소자(240)가 실장되었을 때, 발광 소자(240)의 하단부 주위로 위치하게 된다. 따라서, 반사층(230)은 발광 소자(240)로부터 대체로 아래 방향으로 나오는 광을 출사면 쪽으로 반사시키는 역할을 한다. 반사층(230)은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR), 특히 화이트 포토 솔더 레지스트(white PSR)로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
캐비티 형성 부재(250)는 기판(210) 상에 캐비티(C)를 형성하도록 기판(210) 위에 일정한 높이로 적층된다. 캐비티 형성 부재(250)의 재질로는 예를 들어, FR4를 사용할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 캐비티 형성 부재(250)에 의해 기판(210)의 가운데에는 길이방향으로 긴 캐비티(C)가 형성된다. 캐비티 형성 부재(250)는 기판(210)에 대해 수직인 내벽(251)을 형성하도록 도시되지만, 이러한 내벽(251)은 경사지게 형성될 수도 있다.
캐비티(C) 내에는 발광 소자(240)가 실장되어, 금속층(220)과 전기적으로 연결된다. 발광 소자(240)는 도전성 접착제(235)를 통해 금속층(220)에 부착될 수 있다. 와이어(245)는 발광 소자(240)를 금속층(220)과 전기적으로 연결시킨다.
캐비티(C) 내에는 발광 소자(240)를 덮도록 몰드재(270)가 충전된다. 이때, 몰드재(270)는 복수의 발광 소자(240)를 전체적으로 덮도록 캐비티(C) 내에 충전될 수 있다. 이렇게 함으로써, 캐비티(C) 내에 실장된 복수의 발광 소자(240)를 한꺼번에 몰딩할 수 있어, 공정이 간단해지고 제작비용도 절감된다. 몰드재(270)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지물일 수 있다.
발광 소자(240) 위에는 형광체가 포함된 형광필름(242)이 부착될 수 있다. 이와 달리, 발광 소자(240) 위에 형광필름(242)이 부착되지 않고, 몰드재(270)에 형광체가 포함될 수도 있고, 형광체를 포함하는 형광체층이 발광 소자(240)를 덮도록 발광 소자(240)와 몰드재(270) 사이에 형성될 수도 있다. 이러한 형광체는 발광 소자(240)에서 방출된 광의 색을 변환시킬 수 있다.
캐비티 형성 부재(250) 위에는 제2 반사층(231)이 적층될 수 있다. 제2 반사층(231)은 발광 소자(240)로부터 나와서 흩어지는 광을 출사면 쪽으로 반사시키는 역할을 한다. 제2 반사층(261)은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR), 특히 화이트 포토 솔더 레지스트(white PSR)로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
한편, 본 실시예에서도 도 3에 도시된 실시예와 마찬가지로 발광 소자(240)로부터 발생되는 열을 외부로 잘 방출하기 위해 서로 열전도 가능하게 연결되는 제2 금속층(223), 열전도부재(231), 제3 금속층(224)을 포함한다.
열전도부재(227)는 금속층(220)과 제2 금속층(223)을 열전도 가능하게 연결한다. 열전도부재(227)는 예를 들어, 열전도성 페이스트(paste)일 수 있다. 이러한 열전도성 페이스트는 금속층(220)과 제2 금속층(223) 사이를 전기적으로는 분리시킨다. 열전도성 페이스트로는 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀수지 및 알키드 수지 등이 있다. 따라서, 발광 소자(240)에서 발산되는 열은 금속층(220), 열전도부재(227), 제2 금속층(223), 제3 금속층(224)을 거쳐 외부로 발산될 수 있어, 방열 특성이 향상된다.
도 8은 도 7의 실시예를 변형한 발광소자 어레이의 단면도를 나타낸다.
본 실시예에서 도 7과 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 표시하였다. 본 실시예에서 캐비티(C)의 내벽(251) 상에는 제3 반사층(232)이 적층된다. 제3 반사층(232)은 발광 소자(240)로부터 측면을 향해 나오는 광을 출사면 쪽으로 반사시켜 발광 효율을 더욱 향상시킨다. 제3 반사층(132)은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR), 특히 화이트 포토 솔더 레지스트(white PSR)로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 제3 반사층(232)은 발광소자 어레이의 구성요소 사이의 계면을 통해 습기가 침투하는 것을 방지하는 역할도 한다.
도 9는 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
표시 장치(display; 500)는 화상표시부재(590) 및 백라이트 유닛을 포함한다. 여기서, 화상표시부재(590)는 예를 들어, 액정 패널과 같이 광을 받아 화상을 표시할 수 있도록 구성된 부재를 말한다. 이하에서는, 화상표시부재(590)의 실시예로 액정 패널을 예로 들어 설명하기로 한다.
액정 패널(590)은 TFT 기판 및 칼라 필터 기판 사이에 액정층이 주입되어 형성된다. 액정 패널(590)은 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 전극이 형성되어 있는 면이 마주하도록 배치하고, 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현한다.
백라이트 유닛은 광원부(511), 도광판(520), 광학시트(530) 및 반사시트(540)를 갖는 백라이트 어셈블리(510)와, 프레임(550) 및 하부커버(570)를 갖는 수납 장치를 포함할 수 있다.
광원부(511)는 LED(light emitting diodes; 발광 다이오드) 또는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp; 냉음극 형광 램프) 등의 발광소자가 기판에 실장되어 형성되고, 메인 기판(미도시)과 전기적으로 연결된다. 광원부(511)는 상기 실시예들에 도시된 발광소자 어레이를 포함할 수 있다. 광원부(511)는 도광판(520)의 한쪽 또는 양쪽 에지에 배열될 수 있다. 이와 달리, 광원부(511)는 도광판(520)의 하부에 배열되는 직하형의 면광원으로 구성될 수도 있다.
도광판(520)은 광원부(511)로부터 출사되는 광을 전달받아 백라이트의 발광영역 전체에 골고루 분산시킨다. 도광판(520)의 후면에는 광원부(511)로부터 출사된 광을 확산시키기 위한 다수의 반사도트들이 형성될 수 있다.
광학시트(530)는 도광판(520) 상에 부착되며, 도광판(520)에서 방출되는 광이 확산, 굴절현상을 거치도록 하여 휘도 및 광 효율을 향상시킨다. 광학시트(530)는 하나 또는 복수로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광학시트(530)는 확산 시트(diffusion sheet)와, 프리즘 시트(prism sheet)를 포함할 수도 있고, 확산 시트의 기능과 프리즘 시트의 기능을 구비하는 하나의 광학시트로 구성될 수 있다. 광학시트(530)의 종류와 수는 요구되는 휘도 특성에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
반사시트(540)는 도광판(520)의 하부에 위치되며, 도광판(520)에서 후방으로 누설되는 광을 발광영역 방향으로 반사시켜 준다.
이러한 액정 패널(590) 및 백라이트 어셈블리(510)는 수납 및 고정되어야 하며, 이를 위해 프레임(550), 상부커버(560) 및 하부커버(570)가 사용된다.
프레임(550)과 하부커버(570)는 백라이트 어셈블리(510)를 수납하는 역할을 한다. 백라이트 어셈블리(510)에는 광원부(511)만 포함될 수도 있고, 광원부(511)외에 도광판(520), 광학시트(530) 및 반사시트(540) 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 이와 같이, 백라이트 어셈블리(510)에 포함되는 구성요소의 범위는 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있고, 본 발명을 제한하지 않는다.
프레임(550) 위에는 액정 패널(590)이 안착될 수 있다. 액정 패널(590)은 상부커버(560)와 프레임(550) 사이에 지지되어 수납된다. 상기 프레임(550), 상부커버(560) 및 하부커버(570)는 금속 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 어레이는 상기 표시 장치 외에도 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 발광소자 어레이 110 : 기판
111 : 관통홀 120 : 금속층
123 : 제2 금속층 124 : 제3 금속층
131 : 열전도부재 135 : 도전성 접착제
140 : 발광 소자 142 : 형광필름
145 : 와이어 150 : 캐비티 형성 부재
151 : 내벽 160 : 제1 반사층
161 : 제2 반사층 162 : 제3 반사층
170 : 몰드재 500 : 표시 장치
510 : 백라이트 어셈블리 511 : 광원부
520 : 도광판 530 : 광학시트
540 : 반사시트 550 : 프레임
560 : 상부커버 570 : 하부커버
590 : 액정패널 C : 캐비티

Claims (21)

  1. 기판;
    상기 기판에 형성된 제1 금속층;
    상기 기판의 상면에 형성된 제2 금속층;
    상기 기판의 하면에 형성된 제3 금속층;
    상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층을 열전도 가능하게 연결하는 열전도부재;
    캐비티를 형성하도록 상기 기판 상에 일정한 높이로 형성된 캐비티 형성 부재;
    상기 캐비티 내에 실장되고 상기 제1 금속층과 전기적으로 연결되는 복수의 발광 소자;
    상기 캐비티 내에 상기 발광 소자 주위의 제1 반사층; 및
    상기 발광 소자를 덮도록 상기 캐비티 내에 충전되는 몰드재;
    를 포함하고,
    상기 제2 금속층과 상기 제3 금속층은 열전도 가능하게 연결되는 발광소자 어레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티 형성 부재 상의 제2 반사층;
    을 더 포함하는 발광소자 어레이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티의 내벽 상의 제3 반사층;
    을 더 포함하는 발광소자 어레이.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 반사층 또는 상기 제2 반사층은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR)로 형성되는 발광소자 어레이.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 복수의 발광 소자는 상기 기판의 길이방향을 따라 배열되고, COB(Chip On Board) 방식으로 상기 기판에 실장되는 발광소자 어레이.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 FR4를 포함하는 발광소자 어레이.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 금속층과 상기 제3 금속층은 상기 기판에 형성된 관통홀을 통해 열전도 가능하게 연결되는 발광소자 어레이.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열전도부재는 열전도성 페이스트인 발광소자 어레이.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 몰드재는 형광체를 포함하는 발광소자 어레이.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자 위에는 형광필름이 배치되는 발광소자 어레이.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티는 경사면을 갖는 발광소자 어레이.
  13. 기판;
    상기 기판에 형성된 제1 금속층;
    상기 기판의 상면에 형성된 제2 금속층;
    상기 기판의 하면에 형성된 제3 금속층;
    상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층을 열전도 가능하게 연결하는 열전도부재;
    상기 기판 위의 반사층;
    캐비티를 형성하도록 상기 반사층 위에 일정한 높이로 형성된 캐비티 형성 부재;
    상기 캐비티 내에 실장되고 상기 제1 금속층과 전기적으로 연결되는 복수의 발광 소자; 및
    상기 발광 소자를 덮도록 상기 캐비티 내에 충전되는 몰드재;
    를 포함하고,
    상기 제2 금속층과 상기 제3 금속층은 열전도 가능하게 연결되는 발광소자 어레이.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 캐비티 형성 부재 상의 제2 반사층;
    을 더 포함하는 발광소자 어레이.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 캐비티의 내벽 상의 제3 반사층;
    을 더 포함하는 발광소자 어레이.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 기판은 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 복수의 발광 소자는 상기 기판의 길이방향을 따라 배열되고, COB(Chip On Board) 방식으로 상기 기판에 실장되는 발광소자 어레이.
  17. 삭제
  18. 화상표시부재; 및
    상기 화상표시부재로 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 백라이트 유닛은,
    제1항 내지 제6항 및 제8항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 광원부; 및
    상기 광원부를 수납하는 수납 장치;
    를 포함하는 표시 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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