KR20100008620A - 발광 장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛 - Google Patents

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이정상
김유동
조재우
신옥희
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Abstract

본 발명은 발광장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면은 서로 반대에 위치한 제1 및 제2 주면과 그 사이에 위치한 복수의 측면으로 이루어진 구조를 가지며, 경화성 수지로 이루어진 패키지 본체와, 서로 반대에 위치하되 각각 상기 패키지 본체의 제1 및 제2 주면 측에 형성된 제1 및 제2 면과 그 사이에 위치한 측면으로 이루어진 구조를 가지며, 상기 패키지 본체 내부의 양단에 각각 배치되고, 각각 상기 패키지 본체의 내부에 위치한 본딩영역과 그와 연결되어 외부로 노출된 단자영역을 갖는 접속부를 구비한 제1 및 제2 외부단자용 블럭; 및
제1 및 제2 전극이 형성된 전극형성면과 이와 반대에 위치한 광 방출면을 구비하되, 상기 패키지 본체 내부에서 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2 전극이 각각 상기 제1 및 제2 외부 단자용 블럭의 본딩영역에 전기적으로 연결된 발광다이오드 칩을 포함하며, 상기 패키지 본체의 제1 주면 및 상기 발광다이오드 칩의 광 방출면은 상기 외부단자용 블럭의 제1 면으로부터 외부를 향해 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광장치를 제공한다.
발광장치(light emitting device), 형광체(phosphor), 수지(resin)

Description

발광 장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛{LIGHT EMITTING DEVICE AND BACKLIGHT UNIT COMPRISING THE SAME}
본 발명은 발광장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 특히 반도체 발광다이오드 칩을 구비한 발광장치에 관한 것이다.
일반적으로, 발광다이오드 칩을 구비한 발광장치는 리드프레임에 백색 수지를 사출 성형한 케이스를 갖는 패키지 구조가 널리 사용되고 있다. 이러한 발광장치는 케이스의 홈부에 리드프레임과 연결되도록 LED 칩을 실장한 후에, 그 홈부를 수지로 충전시킨다. 특히, 백색 발광장치를 제조하기 위해서, 홈부에 충전된 수지에 형광체 분말을 함유시키는 방법이 사용될 수 있다.
하지만, 종래의 발광장치 구조는 소형화와 수율측면에서 몇가지 단점을 갖고 있다.
예를 들어, 휴대전화의 디스플레이부의 백라이트용 광원으로서 주로 사용되는 표면실장이 가능한 측면 방출(side view)형 발광장치의 경우에, 휴대전화의 박형화에 따라서 측면 방출형 발광장치의 박형화도 크게 요구되고 있다. 그러나, 종 래의 발광장치구조에서는 LED 칩의 실장을 위해 홈부가 마련되어야 하므로, 이를 구비한 케이스를 충분히 소형화하여 제조하는데 어려움이 있다.
또한, 리드프레임과 함께 케이스를 사출 성형한 후에, LED 칩을 실장하고 홈부에 수지포장부를 제공하는 복잡한 공정이 진행되므로, 수율이 저하되고 공정비용이 증가되는 문제가 있다.
특히, 백색 발광장치에서는, 홈부에 형광체 분말이 함유된 액상 수지를 디스페이싱하는 과정에서 디스펜서에 의한 형광체 충진량의 산포로 인해 색도 산포가 불균일해지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기한 문제가 해결된 새로운 발광장치를 제안함에 있어서 소형화되는 과정에서 다른 구조물에 의해 지향각이 장애받지 않도록 하는 방안이 요구된다. 특히, 이러한 지향각 확보방안은 측면 방출형 발광장치에서 보다 크게 요구된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 종래의 패키지와 달리 수지부와 케이스를 별도로 구성하고 간소화된 구조를 통해서 충분히 소형화시키면서도 지향각을 충분히 확보할 수 있는 발광장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛을 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 실현하기 위해서, 본 발명의 일 측면은,
서로 반대에 위치한 제1 및 제2 주면과 그 사이에 위치한 복수의 측면으로 이루어진 구조를 가지며, 경화성 수지로 이루어진 패키지 본체와, 서로 반대에 위치하되 각각 상기 패키지 본체의 제1 및 제2 주면 측에 형성된 제1 및 제2 면과 그 사이에 위치한 측면으로 이루어진 구조를 가지며, 상기 패키지 본체 내부의 양단에 각각 배치되고, 각각 상기 패키지 본체의 내부에 위치한 본딩영역과 그와 연결되어 외부로 노출된 단자영역을 갖는 접속부를 구비한 제1 및 제2 외부단자용 블럭; 및
제1 및 제2 전극이 형성된 전극형성면과 이와 반대에 위치한 광 방출면을 구비하되, 상기 패키지 본체 내부에서 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2 전극이 각각 상기 제1 및 제2 외부 단자용 블럭의 본딩영역에 전기적으로 연결된 발광다이오드 칩을 포함하며, 상기 패키지 본체의 제1 주면 및 상기 발광다이오드 칩의 광 방출면은 상기 외부단자용 블럭의 제1 면으로부터 외부를 향해 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광장치를 제공한다.
이 경우, 상기 발광다이오드 칩의 광 방출면 및 상기 패키지 본체의 제1 주면은 서로 공면을 이룰 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드 칩의 광 방출면에 형성된 형광체층을 더 포함하며, 상기 형광체층의 외부면과 상기 패키지 본체의 제1 주면은 서로 공면을 이룰 수 있다.
이와 달리, 상기 패키지 본체의 제1 주면에 형성된 형광체층을 더 포함할 수 있다.
상기 형광체층에 의한 백색 발광을 위하여 상기 발광다이오드 칩은 청색광을 방출하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 패키지 본체를 구성하는 경화성 수지에는 전기적 절연성을 갖는 고반사성 분말이 함유된 것일 수 있으며, 이 경우, 상기 고반사성 분말은 TiO2 분말일 수 있다.
바람직하게는, 상기 외부단자용 블럭의 제1 면을 덮도록 형성된 수지층을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 수지층에는 전기적 절연성을 갖는 고반사성 분말이 함유될 수 있으며, 상기 고반사성 분말은 TiO2 분말일 수 있다.
상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭은 상기 접속부를 갖는 절연성 블럭체로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 접속부는, 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭의 제2 면에 형성된 전극층과, 상기 제2 면에서부터 상기 제1 면까지 연장되는 도전성 비아홀을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭의 도전성 비아홀은 상기 패키지 본체의 측면에 노출되어 상기 단자영역으로 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 절연성 블럭체는 세라믹 블럭체 또는 PCB 블럭일 수 있으며, 이 경우, 상기 세라믹 블럭체는 다공성 구조물일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 전극은 각각 상기 외부 단자용 블럭의 본딩영역과 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 상술한 구조를 갖는 발광장치를 구비하는 백라이트 유닛을 제공한다. 즉, 서로 반대에 위치한 제1 및 제2 주면과 그 사이에 위치한 복수의 측면으로 이루어진 구조를 가지며, 경화성 수지로 이루어진 패키지 본체와, 서로 반대에 위치하되 각각 상기 패키지 본체의 제1 및 제2 주면 측에 형성된 제1 및 제2 면과 그 사이에 위치한 측면으로 이루어진 구조를 가지며, 상기 패키지 본체 내부의 양단에 각각 배치되고, 각각 상기 패키지 본체의 내부에 위치한 본딩영역과 그와 연결되어 외부로 노출된 단자영역을 갖는 접속부를 구비한 제1 및 제2 외부단자용 블럭; 및
제1 및 제2 전극이 형성된 전극형성면과 이와 반대에 위치한 광 방출면을 구 비하되, 상기 패키지 본체 내부에서 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2 전극이 각각 상기 제1 및 제2 외부 단자용 블럭의 본딩영역에 전기적으로 연결된 발광다이오드 칩을 포함하며, 상기 패키지 본체의 제1 주면 및 상기 발광다이오드 칩의 광 방출면은 상기 외부단자용 블럭의 제1 면으로부터 외부를 향해 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광장치 및 상기 발광장치의 광 방출면에 인접하여 배치되어 상기 발광장치에서 방출된 빛의 경로를 변경하여 출사시키며, 상기 광 방출면을 향하는 면에 형성된 홈을 구비하는 도광판;을 포함하며, 상기 발광장치는 상기 패키지 본체의 제1 주면 및 상기 발광다이오드 칩의 광 방출면의 돌출된 부분이 상기 홈에 삽입되도록 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명에 따르면, 케이스 구조의 사출성형과 별도로 수지포장부 형성공정이 요구되지 않으면서 단일 패키지공정을 통해 제조될 수 있는 콤팩트한 구조의 새로운 발광장치가 제공된다. 또한, 발광다이오드 칩을 패키지 본체로부터 돌출된 구조를 가짐에 따라 발광다이오드 칩에 작용하는 응력을 최소화할 수 있으며, 나아가, 이를 도광판의 홈에 삽입되도록 배치할 경우 발광 효율이 향상된 백라이트 유닛을 얻을 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광장치를 나타내는 것으로서 각각 측면도 및 평면도에 해당한다. 즉, 도 1은 도 2에 도시된 발광 장치를 A방향으로 본 측면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 발광 장치를 B방향으로 본 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 발광장치(100)는, 경화성 수지로 이루어진 패키지 본체(103)를 포함한다. 상기 패키지 본체(103)는 서로 반대에 위치한 제1 및 제2 주면(S1, S2)과, 그 사이에 위치한 측면으로 이루어진 구조를 갖는다. 이 경우, 도 9에서 설명할 바와 같이, 상기 패키지 본체(103)는 다이싱(Dicing) 공정을 통해 얻어질 수 있는 4개의 측면을 갖는 직육면체 구조일 수 있다.
상기 패키지 본체(103)의 양단에는 제1 및 제2 외부단자용 블럭(104)이 위치한다. 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭(104)은 서로 반대에 위치한 제1 및 제2 면(S3, S4)과 그 사이에 위치한 측면을 갖는 구조이다. 상기 제1 및 제2 외부 단자용 블럭(104)은 상기 패키지 본체(103)의 제1 주면(S1)이 상기 제1 면(S3)으로부터 외부로 돌출되도록 상기 패키지 본체(103) 내부의 양단에서 배열된다. 상기 외부 단자용 블럭(104)은 상기 패키지 본체(103)의 내부에서 연장되어 패키지 본체(18) 외부로 노출된 접속부(104a)와 절연성 블럭체(104b)를 갖는다.
상기 발광다이오드 칩(101)은 상기 패키지 본체(103) 내부에서 상기 제1 및 제2 외부 단자용 블럭(104) 사이에 위치한다. 이 경우, 상기 패키지 본체(103)의 제1 주면(S1)과 마찬가지로, 상기 발광다이오드 칩(101)은 제1 및 제2 전극(101a, 101b)이 형성된 면(전극형성면)과 반대에 위치한 면이 상기 제1 면(S3)으로부터 외부로 돌출되도록 배치된다. 여기서, 상기 전극형성면과 반대에 위치한 면은 상기 발광다이오드 칩(101)에서 발생 된 광이 주로 방출되는 면으로서 광 방출면으로 정의할 수 있다.
이와 같이, 상기 광 방출면이 상기 패키지 본체(103)에 비하여 외부로 돌출된 구조를 가짐에 따라, 도 6과 관련하여 후술할 바와 같이, 광 손실이 최소화된 도광판과의 접속 구조를 얻을 수 있다. 또한, 상기 발광장치(100)가 PCB 기판 등에 실장 될 경우, PCB 기판과의 열팽창계수 차이로 인해 상기 발광장치(100)에는 응력 이 작용할 수 있으며, 특히, 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭(104) 사이 공간에서 작용하는 응력은 상대적으로 크다. 따라서, 본 실시 형태와 같이, 상기 발광다이오드 칩(101)을 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭(104) 사이 공간으로부터 외부로 돌출되도록 배치함으로써 상기 발광다이오드 칩(101)에 작용하는 응력을 줄일 수 있으며, 이에 따라, 발광효율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 외부 단자용 블럭(104)은 절연성 블럭체(104b)와 그 제1 및 제2 면(S3, S4)을 관통하는 형태의 접속부(104a)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 절연성 블럭체(104b)는 세라믹 기판일 수 있다. 세라믹 기판인 경우에 다공성 구조로 제조하여 수지와 결합력을 높일 수 있다. 이와 달리, 상기 절연성 블럭체(104b)는 PCB의 수지재질로 구성될 수 있다. 이 경우에, 상기 외부단자용 블럭(104)은 PCB 기판을 이용하여 용이하게 제조될 수 있다.
상기 발광다이오드 칩(101)의 제1 및 제2 전극(101a, 101b)은 와이어(105a, 105b)를 통해 제1 및 제2 외부단자용 블럭(104)의 제2 면(S4)에 노출된 접속부(104a)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 필요에 따라, 상기 제1 및 제2 외부 단자용 블럭(104)은 더욱 넓은 본딩영역을 제공하도록 각 블럭(104)의 제2 면(S4) 상에 형성된 전극층(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 와이어(105a, 105b)는 상기 패키지 본체(103) 내부에 위치하여 보호될 수 있다. 상기 발광다이오드 칩(101)의 광 방출면에는 형광체층(102)이 형성되며, 이 경우, 상기 형광체층(102)은 상기 제 1 주면(S1)과 공면(co-planar)을 이룰 수 있다. 이와 달리, 상기 형광체층(102)은 상기 제1 주면(S1)의 외부에 형성될 수도 있다. 상기 형광체층(102)은 상기 발광다이오드 칩(101)에서 방출된 광의 파장을 변환함으로써 백색광을 외부에 제공하기 위한 형광체 물질을 포함하는 수지층으로 이루어질 수 있다. 이를 위해, 상기 발광다이오드 칩(101)로서 청색광을 방출할 수 있는 것을 사용할 수 있다.
상기 패키지 본체(103)를 구성하는 경화성 수지는 상기 발광다이오드 칩(101)으로부터 생성된 광이 상기 패키지 본체(103) 내부로 진입되는 것을 방지하고, 상기 형광체막(02)의 방향으로 용이하게 추출될 수 있도록 낮은 굴절률을 갖는 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 경화성 수지로는 약 1.5 이하의 굴절율을 갖는 투명 수지를 사용할 수 있다. 상기 패키지 본체(103)를 구성하는 경화성 수지는 원하는 광방출방향으로 추출효율이 향상되도록 전기적 절연성을 갖는 고반사성 분말이 함유된 것일 수 있다. 바람직한 고반사성 분말로는 TiO2 분말이 사용될 수 있다.
한편, 본 실시형태에서는, 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭(104)은 발광다이오드 칩(101)을 향하는 면을 제외하고, 각각 패키지 본체(103)의 3개의 측면을 통해 노출된 구조를 가질 수 있다. 특히, 상기 접속부(104a)가 인접한 2개의 측면을 통해 노출되어 외부 장치와 연결되는 단자영역으로 제공될 수 있다. 도 2에 도 시된 바와 같이, 제1 및 제2 외부단자용 블럭(104)의 접속부(104a)는 상기 패키지 본체(103)의 동일한 측면에 노출되어 발광장치(100)의 외부단자영역으로 제공될 수 있다. 이러한 구조를 갖는 발광장치(100)는 측면방출형 LED 패키지 구조로서 매우 유용하게 사용될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라 외부단자용 블럭의 구조는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 5는 도 1에서 설명한 실시 형태로부터 변형된 실시 형태에 따른 발광장치를 나타내는 단면도이다.
우선, 도 3을 참조하면, 발광장치(300)는 도 1의 경우와 마찬가지로, 발광다이오드 칩(301), 형광체층(302), 패키지 본체(303) 및 외부단자용 블럭(304)을 구비하며, 상기 발광다이오드 칩(301)은 상기 외부단자용 블럭(304) 사이 공간에서 외부로 돌출된 구조이다. 도 2의 실시 형태와의 구조적 차이는, 상기 발광다이오드 칩(301)의 제1 및 제2 전극(301a, 302b)이 와이어(305a, 305b)에 의해 외부단자용 블럭(304)과 전기적으로 연결됨에 있어서, 상기 와이어(305a, 305b)가 접속부(304a)에 직접 본딩되지 않고, 접속부(304a)와 절연성 블럭체(304b)의 경계면에 형성된 도전성 비아 구조(304c)에 본딩된다. 이에 따라, 와이어(305a, 305b)의 길이를 줄이면서도 효과적인 전기 접속 구조를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 실시 형태의 경우, 발광장치(400)는 도 1 및 도 3의 경우와 마찬가지로, 발광다이오드 칩(401), 형광체층(402), 패키지 본체(403) 및 외부단자용 블럭(404)을 구비하며, 상기 발광다이오드 칩(401)은 상기 외부단자용 블럭(404) 사이 공간에서 외부로 돌출된 구조이다. 또한, 상기 외부단자용 블럭(404)은 접속부(404a)와 절연성 블럭체(404b)를 구비하며, 상기 접속부(404a)와 상기 제1 및 제2 전극(401a, 401b)은 와이어(405a, 405b)에 의해 연결된다. 본 실시 형태의 경우, 상기 외부단자용 블럭(404)에서 상기 발광다이오드 칩(401)과 동일한 방향을 향하는 면에는 수지층(406)이 형성된다.
상기 수지층(406)은 상기 외부단자용 블럭(404)을 외부로부터 보호하는 기능을 수행하며, 나아가, 상기 발광장치(400)가 PCB 기판 등에 더욱 안정적으로 실장 될 수 있도록 할 수 있다. 상기 발광장치(400)가 PCB 기판 등에 실장 될 경우, 솔더 물질이 상기 접속부(404a) 중 상기 발광다이오드 칩(401)을 향하는 면으로 흐를 수 있다. 이에 따라, 발광장치(400)가 앞으로 쓰러지게 될 수 있어 구조적 안정성이 낮은 문제가 있으나, 본 실시 형태와 같이, 상기 외부단자용 블럭(404)을 덮는 수지층(406)을 형성함으로써 실장 시의 발광장치(400)의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 실시 형태의 경우, 발광장치(500)는 이전 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 발광다이오드 칩(501), 패키지 본체(503) 및 외부단자용 블럭(504)을 구비하며, 상기 발광다이오드 칩(501)은 상기 외부단자용 블럭(504) 사이 공간에서 외부로 돌출된 구조이다. 또한, 상기 외부단자용 블럭(504)은 접속 부(504a)와 절연성 블럭체(504b)를 구비하며, 상기 접속부(504a)와 상기 제1 및 제2 전극(501a, 501b)은 와이어(505a, 505b)에 의해 연결된다. 본 실시 형태의 경우, 상기 발광다이오드 칩(501)의 광 방출면에 직접 형광체층이 형성되지 않고, 상기 패키지 본체(503)의 제1 주면을 덮는 형광체층(502)이 형성되어 넓은 범위에서 파장 변환 기능을 수행할 수 있다.
상술한 구조를 갖는 발광장치는 백라이트 유닛에 채용되어 면 발광 기능을 수행할 수 있으며, 특히, 도광판과 효율적인 접속 구조를 형성할 수 있다. 도 6은 도 1의 구조를 갖는 발광장치가 채용된 백라이트 유닛의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 6을 참조하면, 백라이트 유닛(600)은 발광장치(100)와 도광판(601)을 갖추어 구성된다. 상기 발광장치(100)는 도 1에서 설명한 바와 같이, 발광다이오드 칩과 그 주변의 패키지 본체 영역이 외부로 돌출된 구조이다. 상기 도광판(601)은 상기 발광장치(100)에서 방출된 빛이 입사되는 입사 영역을 구비하며, 입사된 빛의 경로를 변환시켜 외부로 방출하는 기능을 수행한다.
특히, 본 실시 형태의 경우 상기 도광판(601)의 입사 영역은 홈 형상을 가지며, 상기 발광장치(100)는 상기 홈에 돌출부가 삽입되도록 배치된다. 이러한 도광판(601)의 홈 구조는 광 방출면이 돌출된 구조를 갖는 발광장치(100)에서 가장 효율적인 것이라 할 수 있으며, 상기 발광장치(100)에서 방출된 광 중 상기 도광판(601)에 입사되는 광의 비율을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으 나, 상기 도광판(601)의 하부에는 반사층이 형성될 수 있고, 상기 도광판(601)의 상부에는 확산시트, 집광 시트 등이 구비될 수 있다.
이하, 상술한 구조를 갖는 발광장치를 제조하는 방법을 설명한다.
도 7a 내지 7d는 각각 본 발명의 제1 실시형태에 따른 발광장치 제조공정 중 일부 공정(칩 어레이 구조물 제조공정)을 나타내는 공정별 단면도이다.
우선, 도 7a에 도시된 바와 같이, 경화성 물질(R)이 도포된 제1 시트(700a') 상에 발광다이오드 칩(701), 제1 스페이서(710) 및 외부단자용 블럭(704)을 배열한다. 상기 발광다이오드 칩(701)의 일면에는 제1 및 제2 전극(701a, 701b)이 형성되며 그 반대 면은 광 방출면으로서 형광체층(702)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 발광다이오드 칩(701)은 상기 광 방출면이 상기 제1 시트(700a')를 향하도록 배치된다. 상기 제1 스페이서(710)는 최종 발광장치에서 상기 발광다이오드 칩(701)이 외부로 돌출된 구조를 형성하기 위한 것으로 이를 위해 상기 제1 스페이서(710) 상에 외부단자용 블럭(704)을 배치한다. 이 경우, 상기 제1 스페이서(710)의 부착은 접착용 수지 또는 경화성 물질을 이용하여 실현될 수 있다. 상기 외부단자용 블럭(704)은 절연성 블럭체(704b)와 도전성 물질로 이루어지며 상기 절연성 블럭체(704b)를 관통하는 접속부(704a)를 구비한다. 상기 외부단자용 블럭(704)은 후속 절단공정(도 9e 참조)에서 절단되어, 외부단자영역으로 제공될 수 있도록 그 절단면에서 접속부(704a)를 노출시킬 수 있다.
본 배열 예의 경우에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 외부단자용 블럭(704)이 기판 구조로 제공되는 형태이다. 도 8은 도 7a에 도시된 배열형태를 상부에서 본 평면도이다. 이러한 외부단자용 블럭(704)은 PCB 기판을 이용하여 용이하게 제조될 수 있다. 하나의 외부단자용 블럭(704)의 접속부(704a)는 1/4 단위로 절단되어 인접한 4개의 발광다이오드 칩에 속하는 외부 단자로 제공될 수 있다. 여기서, 이러한 절단으로 형성된 인접한 2개의 측면에서 접속부(704a)가 노출될 수 있다. 그 노출된 영역은 외부단자영역으로 제공될 수 있다.
이어서, 도 7b와 같이, 배열된 발광다이오드 칩(701)과 외부단자용 블럭(704)을 상기 제1 시트(700a) 상에 접착용 경화성 물질(R)을 이용하여 부착시킨다. 본 부착공정은 배열된 칩(701)과 외부단자용 블럭(704)에 대한 적절한 압착공정 후에, 접착용 경화성 물질의 경화조건을 적용함으로써 얻어질 수 있다.
다음으로, 도 7c와 같이, 상기 발광 다이오드 칩(701)의 전극(701a, 701b)을 인접한 외부단자용 블럭(704)의 노출된 접속부(704a)에 와이어(705a, 705b)로 각각 연결한다. 이어서, 도 7d와 같이, 상기 외부단자용 블럭(704)과 상기 발광다이오드 칩(701)의 배열영역을 둘러싸도록 상기 제1 시트(61a) 상에 제2 스페이서(711)를 부착시킨다. 와이어(705a, 705b)가 수지로 이루어진 패키지 본체 내부에 존재할 수 있도록, 상기 제2 스페이서(711)는 상기 와이어(705a, 705b)의 높이보다 큰 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 제1 스페이서(710)와 마찬가지로, 상기 제2 스페이서(711) 의 부착은 접착용 수지 또는 경화성 물질을 이용하여 실현될 수 있다.
이와 같은 공정을 통해서, 본 실시형태에 사용될 칩 어레이 구조물이 제조될 수 있다. 도 7d에 도시된 칩 어레이 구조물은 도 9a 내지 9e에 도시된 수지 충전공정 및 절단공정을 포함한 일련의 공정을 통해 복수의 발광장치로 제조될 수 있다.
도 9a 내지 9e는 각각 본 발명에 따른 발광장치 제조방법의 일 예 중 개별 발광장치 제조공정을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
우선, 도 9a와 같이, 제2 스페이서(711)에 의해 둘러싸인 배열영역이 채워지도록 상기 제2 스페이서(711) 내의 배열영역에 경화성 액상 수지(703')를 적하시킨다. 상기 경화성 액상 수지(703')는 제2 스페이서(711)에 둘러싸인 내부공간이 채워지도록 충분히 많은 양으로 적하 되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 경화성 액상 수지(703')는 적어도 제2 스페이서(711)의 높이와 같은 높이를 가질 수 있도록 적하시키는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서의 수지 충전공정은 진공 챔버 내에 상기 칩 어레이 구조물을 배치하고, 상기 챔버 내가 감압 또는 진공 상태가 되도록 상기 챔버 내를 감압시킨 상태에서 실행된다.
이어서, 도 9b와 같이, 상기 챔버의 감압 또는 진공상태를 해제한 후에, 상기 제2 스페이서(711) 상에 제2 시트(700b)를 부착시킨다. 상기 제2 시트(700b)를 상기 제2 스페이서(711) 상에 부착시키는 과정을 통해 제2 스페이서(711)의 높이에 준하도록 경화성 액상 수지(703')의 레벨을 조절할 수 있다. 또한, 이러한 제2 시 트(700b)의 부착공정에 적용되는 적절한 가압을 통해 발광다이오드 칩(701)과 외부단자용 블럭(704) 사이의 공간까지 보다 효과적으로 경화성 액상 수지(703')를 주입시킬 수 있다. 본 공정과 함께, 다른 후속 공정은 바람직하게는 챔버의 감압 또는 진공상태를 해제한 후에, 칩 어레이 구조물을 언로딩한 상태로 외부에서 실행될 수 있다.
다음으로, 도 9c와 같이 상기 칩 어레이 구조물의 내부에 충전된 경화성 액상 수지(703')를 경화시킨다. 본 경화공정은 경화성 액상 수지(703')의 종류에 따라 열 또는 자외선 조사에 의해 실시될 수 있다. 본 공정은 필요에 따라 챔버 내부에서 직접 실시될 수 있으나, 본 실시형태와 같이 칩 어레이 구조물을 수거하여 챔버 외부에서 별도의 가압장비(P)를 이용하여 실시될 수 있다. 이렇게 경화된 수지(703)는 발광다이오드 칩(701)과 외부단자용 블럭(704)을 결속하여 단일한 구조체를 제공하고, 전기적으로 연결 수단인 와이어(705a, 705b)를 보호할 수 있다.
이어서, 도 9d와 같이, 상기 칩 어레이 구조물로부터 상기 제1 및 제2 시트(700a, 700b)를 제거한다. 도 9d의 경우, 도 9c에서 제1 및 제2 시트(700a, 700b)가 제거된 후 뒤집힌 상태로 이해할 수 있다. 상기 제1 및 제2 시트(700a, 700b)는 당업자에게 공지된 적절한 화학적/기계적 방법을 통해 상기 칩 어레이 구조물로부터 제거될 수 있다. 한편, 본 실시 형태의 경우, 시작 단계에서 발광다이오드 칩(701)의 광 방출면에 형광체층(702)을 형성하였으나, 이와 달리, 본 공정 후에 적어도 발광다이오드 칩(701)에 대응되는 영역에 형광체층을 형성할 수도 있다.
다음으로, 도 9e와 같이, 상기 칩 어레이 구조물을 절단하여, 복수의 발광장치를 제공한다. 본 절단공정은 적절한 다이싱 장치(D)를 이용하여 실행될 수 있다. 본 실시형태와 같이, 하나의 외부단자용 블럭(704)은 4개의 발광다이오드 칩(701)이 서로 공유하는 형태를 갖는 경우에, 하나의 외부단자용 블럭(704)은 1/4 단위로 절단되어 각 발광장치에 속하도록 절단될 수 있다. 여기서, 외부단자용 블럭(704)와 함께 상기 접속부(704a)인 도전성 비아홀도 함께 절단되며, 그 절단으로 형성된 인접한 2개의 측면에서 접속부(704a)가 노출될 수 있다. 그 노출된 접속부 영역은 외부단자의 외부단자영역으로 제공될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광장치를 나타내는 것으로서 각각 측면도 및 평면도에 해당한다.
도 3, 도 4 및 도 5는 도 1에서 설명한 실시 형태로부터 변형된 실시 형태에 따른 발광장치를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1의 구조를 갖는 발광장치가 채용된 백라이트 유닛의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 7a 내지 7d는 각각 본 발명에 따른 발광장치 제조방법의 일 예 중 칩 어레이 구조물 제조과정을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
도 8은 도 7a에 도시된 배열형태를 상부에서 본 평면도이다.
도 9a 내지 9e는 각각 본 발명에 따른 발광장치 제조방법의 일 예 중 개별 발광장치 제조공정을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101: 발광다이오드 칩 101a, 101b: 제1 및 제2 전극
102: 형광체층 103: 패키지 본체
104: 외부단자용 블럭 104a: 접속부
104b: 절연성 블럭체 105a, 105b: 와이어
406: 수지층 601: 도광판

Claims (17)

  1. 서로 반대에 위치한 제1 및 제2 주면과 그 사이에 위치한 복수의 측면으로 이루어진 구조를 가지며, 경화성 수지로 이루어진 패키지 본체;
    서로 반대에 위치하되 각각 상기 패키지 본체의 제1 및 제2 주면 측에 형성된 제1 및 제2 면과 그 사이에 위치한 측면으로 이루어진 구조를 가지며, 상기 패키지 본체 내부의 양단에 각각 배치되고, 각각 상기 패키지 본체의 내부에 위치한 본딩영역과 그와 연결되어 외부로 노출된 단자영역을 갖는 접속부를 구비한 제1 및 제2 외부단자용 블럭; 및
    제1 및 제2 전극이 형성된 전극형성면과 이와 반대에 위치한 광 방출면을 구비하되, 상기 패키지 본체 내부에서 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2 전극이 각각 상기 제1 및 제2 외부 단자용 블럭의 본딩영역에 전기적으로 연결된 발광다이오드 칩;을 포함하며,
    상기 패키지 본체의 제1 주면 및 상기 발광다이오드 칩의 광 방출면은 상기 외부단자용 블럭의 제1 면으로부터 외부를 향해 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드 칩의 광 방출면 및 상기 패키지 본체의 제1 주면은 서로 공면을 이루는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드 칩의 광 방출면에 형성된 형광체층을 더 포함하며, 상기 형광체층의 외부면과 상기 패키지 본체의 제1 주면은 서로 공면을 이루는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 본체의 제1 주면에 형성된 형광체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 발광다이오드 칩은 청색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 본체를 구성하는 경화성 수지에는 전기적 절연성을 갖는 고반사성 분말이 함유된 것을 특징으로 하는 발광장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고반사성 분말은 TiO2 분말인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 외부단자용 블럭의 제1 면을 덮도록 형성된 수지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수지층에는 전기적 절연성을 갖는 고반사성 분말이 함유된 것을 특징으로 하는 발광장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고반사성 분말은 TiO2 분말인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭은 상기 접속부를 갖는 절연성 블럭체로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 접속부는, 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭의 제2 면에 형성된 전극층과, 상기 제2 면에서부터 상기 제1 면까지 연장되는 도전성 비아홀을 포함하는 것 을 특징으로 하는 발광장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭의 도전성 비아홀은 상기 패키지 본체의 측면에 노출되어 상기 단자영역으로 제공되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 절연성 블럭체는 세라믹 블럭체 또는 PCB 블럭인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 세라믹 블럭체는 다공성 구조물인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극은 각각 상기 외부 단자용 블럭의 본딩영역과 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 발광장치.
  17. 서로 반대에 위치한 제1 및 제2 주면과 그 사이에 위치한 복수의 측면으로 이루어진 구조를 가지며, 경화성 수지로 이루어진 패키지 본체와, 서로 반대에 위치하되 각각 상기 패키지 본체의 제1 및 제2 주면 측에 형성된 제1 및 제2 면과 그 사이에 위치한 측면으로 이루어진 구조를 가지며, 상기 패키지 본체 내부의 양단에 각각 배치되고, 각각 상기 패키지 본체의 내부에 위치한 본딩영역과 그와 연결되어 외부로 노출된 단자영역을 갖는 접속부를 구비한 제1 및 제2 외부단자용 블럭; 및
    제1 및 제2 전극이 형성된 전극형성면과 이와 반대에 위치한 광 방출면을 구비하되, 상기 패키지 본체 내부에서 상기 제1 및 제2 외부단자용 블럭 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2 전극이 각각 상기 제1 및 제2 외부 단자용 블럭의 본딩영역에 전기적으로 연결된 발광다이오드 칩을 포함하며, 상기 패키지 본체의 제1 주면 및 상기 발광다이오드 칩의 광 방출면은 상기 외부단자용 블럭의 제1 면으로부터 외부를 향해 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광장치; 및
    상기 발광장치의 광 방출면에 인접하여 배치되어 상기 발광장치에서 방출된 빛의 경로를 변경하여 출사시키며, 상기 광 방출면을 향하는 면에 형성된 홈을 구비하는 도광판;을 포함하며,
    상기 발광장치는 상기 패키지 본체의 제1 주면 및 상기 발광다이오드 칩의 광 방출면의 돌출된 부분이 상기 홈에 삽입되도록 배치된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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