KR20170057512A - 광원 모듈, 광원 모듈의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

광원 모듈, 광원 모듈의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170057512A
KR20170057512A KR1020150160588A KR20150160588A KR20170057512A KR 20170057512 A KR20170057512 A KR 20170057512A KR 1020150160588 A KR1020150160588 A KR 1020150160588A KR 20150160588 A KR20150160588 A KR 20150160588A KR 20170057512 A KR20170057512 A KR 20170057512A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
semiconductor light
black matrix
light source
substrate
Prior art date
Application number
KR1020150160588A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102427644B1 (ko
Inventor
차남구
김기석
이윤희
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020150160588A priority Critical patent/KR102427644B1/ko
Priority to US15/218,483 priority patent/US10204962B2/en
Priority to CN201611042185.8A priority patent/CN106711134B/zh
Publication of KR20170057512A publication Critical patent/KR20170057512A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102427644B1 publication Critical patent/KR102427644B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H05B33/145—Arrangements of the electroluminescent material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0006—Coupling light into the fibre
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/61—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/14—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing polarised light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2632—Circuits therefor for testing diodes
    • G01R31/2635—Testing light-emitting diodes, laser diodes or photodiodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2855—Environmental, reliability or burn-in testing
    • G01R31/286—External aspects, e.g. related to chambers, contacting devices or handlers
    • G01R31/2865—Holding devices, e.g. chucks; Handlers or transport devices
    • G01R31/2867—Handlers or transport devices, e.g. loaders, carriers, trays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted along at least a portion of the lateral surface of the fibre
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0096—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the lights guides being of the hollow type
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • H05B37/00—
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0003—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being doped with fluorescent agents
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0016—Grooves, prisms, gratings, scattering particles or rough surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0075—Arrangements of multiple light guides
    • G02B6/0078—Side-by-side arrangements, e.g. for large area displays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H05B45/12—Controlling the intensity of the light using optical feedback

Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈은, 복수의 칩 탑재 영역을 가지며, 상기 각 칩 탑재 영역에 접속 패드가 배치된 기판; 상기 기판 상에 배치되며, 상기 칩 탑재 영역에 대응되는 위치에 복수의 홀을 갖는 블랙 매트릭스(black matrix); 및 상기 복수의 홀에 배치되어 상기 접속 패드에 전기적으로 연결되는 복수의 반도체 발광소자;를 포함할 수 있다.

Description

광원 모듈, 광원 모듈의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{LIGHT SOURCE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 광원 모듈, 광원 모듈의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
반도체 발광다이오드(LED) 소자는 조명 장치용 광원뿐만 아니라, 다양한 전자 제품의 광원으로 사용되고 있다. 특히, TV, 휴대폰, PC, 노트북 PC, PDA 등과 같은 각종 디스플레이 장치들에 널리 사용되고 있다.
종래의 디스플레이 장치는 주로 액정 디스플레이(LCD)로 구성된 디스플레이 패널과 백라이트로 구성되었으나, 최근에는 LED 소자를 그대로 하나의 픽셀로서 사용하여 백라이트가 별도로 요구되지 않는 형태로 개발되고 있다. 이러한 디스플레이 장치는 컴팩트화할 수 있을 뿐만 아니라, LCD에 비해 광효율이 크고, 고휘도 디스플레이로 구현될 수 있다. 또한, 디스플레이 화면의 종횡비를 자유롭게 바꾸고 대면적으로 구현할 수 있으므로 다양한 형태의 대형 디스플레이로 제공될 수 있다.
이러한 LED 디스플레이 패널의 제조시에는, LED 칩을 매트릭스(회로기판)에 정렬하는 과정이 요구되나, 정확한 정렬이 어려운 문제가 있다. 특히, LED 칩이 마이크로 LED 칩으로 소형화됨에 따라 이러한 정렬로 인한 불량이나 트랜스퍼 공정 시간이 길어지는 문제가 있다.
이에, 당 기술분야에서는 소형 사이즈의 칩을 진공척을 통해서 정밀하고 빠르게 옮길 수 있는 방안이 요구되고 있다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈은, 복수의 칩 탑재 영역을 가지며, 상기 각 칩 탑재 영역에 접속 패드가 배치된 기판; 상기 기판 상에 배치되며, 상기 칩 탑재 영역에 대응되는 위치에 복수의 홀을 갖는 블랙 매트릭스(black matrix); 및 상기 복수의 홀에 배치되어 상기 접속 패드에 전기적으로 연결되는 복수의 반도체 발광소자;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈의 제조방법은, 회로 패턴을 갖는 기판을 제공하는 단계; 상기 기판을 덮되 상기 회로 패턴을 포함한 상기 기판을 부분적으로 덮지 않는 복수의 홀을 갖는 블랙 매트릭스를 형성하는 단계; 및 상기 회로 패턴과 연결되도록 복수의 반도체 발광소자를 상기 복수의 홀 각각에 삽입하여 체결하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는, 기판, 상기 기판을 덮으며 복수의 홀을 갖는 블랙 매트릭스(black matrix), 및 상기 복수의 홀에 각각 탈착이 가능하게 체결되는 복수의 반도체 발광소자를 포함하는 광원 모듈; 상기 블랙 매트릭스와 상기 복수의 반도체 발광소자를 덮는 커버층; 및 상기 광원 모듈을 수용하는 하우징;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 진공척을 통해서 정밀하고 빠르게 옮길 수 있는 광원 모듈, 광원 모듈의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 광원 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 광원 모듈을 I-I'선으로 절취한 단면도이다.
도 3은 도 2의 광원 모듈의 변형예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 반도체 발광소자가 뒤집힌 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 4의 측면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 LED 칩을 II-II'선으로 절취한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 6에 도시된 반도체 발광소자에서 도광부의 다양한 변형예를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 9a 및 도 9b는 예시적 실시예들에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 10은 본 발명에 채용가능한 파장변환물질을 설명하기 위한 CIE1931 좌표계이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른 광원 모듈의 제조방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 12a 내지 도 12e는 예시적인 실시예에 따른 광원 모듈의 제조방법을 단계별로 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 13의 디스플레이 장치에서 단위 픽셀이 배열된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 15는 단위 픽셀을 구성하는 서브 픽셀의 배열 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른 광원 모듈을 채용한 평판 조명 장치의 사시도이다.
도 17은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈 및 통신 모듈을 포함하는 램프의 분해 사시도이다.
도 18은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 채용한 바(bar) 타입의 램프의 분해 사시도이다.
도 19는 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 채용할 수 있는 실내용 조명제어 네트워크 시스템이다.
도 20은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 채용할 수 있는 개방형 네트워크 시스템이다.
도 21은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 채용할 수 있는 가시광 무선 통신에 의한 조명 기구의 스마트 엔진과 모바일 기기의 통신 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 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 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈을 설명한다. 도 1은 예시적인 실시예에 따른 광원 모듈을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 광원 모듈을 II-II'선으로 절취한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈(1)은 기판(20), 상기 기판(20) 상에 배치되며 복수의 홀(31)을 갖는 블랙 매트릭스(black matrix)(30) 및 상기 복수의 홀(31)에 배치되는 복수의 반도체 발광소자(10)를 포함할 수 있다.
상기 기판(20)은 인쇄회로기판일 수 있다. 예를 들어, FR4 타입의 인쇄회로기판(PCB) 혹은 변형이 쉬운 플렉서블(flexible) 인쇄회로기판일 수 있다. 이러한 인쇄회로기판은 에폭시, 트리아진, 실리콘, 및 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, 실리콘 나이트라이드, AlN, Al2O3 등의 세라믹 소재로 형성되거나, MCPCB, MCCL 등과 같이 금속 및 금속화합물로 형성될 수 있다.
상기 기판(20)은 복수의 칩 탑재 영역을 가지며, 상기 각 칩 탑재 영역에 접속 패드(21)가 배치될 수 있다. 상기 접속 패드(21)는 상기 복수의 반도체 발광소자(10)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 기판(20)은 상기 복수의 반도체 발광소자(10)의 구동을 위해 외부 전원과 연결될 수 있다. 상기 접속 패드(21)는 상기 복수의 반도체 발광소자(10)에 전원을 인가하기 위해 제공되는 것으로, 도전성 박막 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 동박을 포함하는 재료일 수 있다.
상기 기판(20)은 대략 사각형 형상의 플레이트 구조를 가질 수 있다. 다만, 이는 일 실시 형태에 따른 기판(20)의 구조를 예시하는 것이며, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 기판(20)은 장착되는 제품의 구조에 대응하여 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 원형의 구조를 가지는 것도 가능하다.
상기 블랙 매트릭스(30)는 상기 기판(20) 상에 배치되어 상기 기판(20)을 덮으며, 상기 복수의 홀(31)은 상기 접속 패드(21)를 포함한 상기 기판(20)의 칩 탑재 영역을 덮지 않을 수 있다. 즉, 상기 블랙 매트릭스(30)는 상기 기판(20)의 칩 탑재 영역에 대응되는 위치에 상기 복수의 홀(31)을 가지며, 따라서 상기 칩 탑재 영역은 상기 홀(31)에 의해 덮이지 않는 영역에 해당할 수 있다.
상기 복수의 홀(31)은 상기 블랙 매트릭스(30)를 관통하는 구조를 가질 수 있다.
상기 복수의 홀(31)은 상기 기판(20) 상에서 횡 방향 및 종 방향을 따라서 각각 복수의 열을 이루며 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 홀(31)은 바둑판 형태 또는 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
상기 복수의 홀(31)을 갖는 상기 블랙 매트릭스(30)는, 예를 들어, 안료를 상기 기판(20)의 표면에 증착 및 에칭시켜 패턴을 형성하는 방식으로 형성될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(30)는 블랙(Black) 색상에 한정되는 것은 아니며, 제품의 용도 및 사용처 등에 따라 백색(White) 매트릭스 또는 녹색(Green) 등 다른 색깔로도 사용할 수 있으며, 필요에 따라서는 투명 재질의 매트릭스를 사용할 수도 있다. 상기 백색 매트릭스는 반사물질 또는 산란물질을 더 포함할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(30)의 측면은 상기 기판(20)의 측면과 공면을 이룰 수 있다.
상기 복수의 반도체 발광소자(10)는 각각 상기 복수의 홀(31)에 탈착이 가능하게 체결될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 반도체 발광소자(10)는 각각 진공척(V)을 통해 클램핑되어 pick-and-place 방식으로 상기 복수의 홀(31) 각각에 끼워져 체결될 수 있다. 그리고, 상기 반도체 발광소자(10)가 체결되지 않은 상태에서 상기 홀(31)을 통해 외부로 노출되는 상기 접속 패드(21)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 반도체 발광소자(10)는 LED 칩(100) 및 도광부(200)를 포함할 수 있다. 상기 반도체 발광소자(10)의 구체적인 구조에 대해서는 추후 설명한다.
상기 복수의 반도체 발광소자(10)는 상기 블랙 매트릭스(30)에 체결된 상태에서 상기 블랙 매트릭스(30)의 상부로 돌출될 수 있다. 즉, 상기 블랙 매트릭스(30)는 상기 복수의 반도체 발광소자(10)보다 낮은 높이를 가져 상기 복수의 반도체 발광소자(10)는 상기 블랙 매트릭스(30) 상부로 돌출된 상태로 상기 홀(31)에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 반도체 발광소자(10)는 각각 상기 홀(31)에 체결된 상태에서 각 반도체 발광소자(10)의 일부가 상기 블랙 매트릭스(30)의 상부로 돌출될 수 있다. 구체적으로, 각 반도체 발광소자(10)의 도광부(200)가 부분적으로 상기 블랙 매트릭스(30)의 상부로 돌출될 수 있다.
상기 반도체 발광소자(10)의 돌출 높이는 상기 블랙 매트릭스(30)의 높이에 따라서 다양하게 조절될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반도체 발광소자를 설명한다. 도 4는 예시적인 실시예에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 반도체 발광소자가 뒤집힌 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 6은 도 4의 측면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(10)는 LED 칩(100) 및 도광부(200)를 포함할 수 있다.
상기 LED 칩(100)은 외부에서 인가되는 구동 전원에 의해 소정 파장의 광을 발생시키는 광전소자(Optoelectronic Device)일 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층과 이들 사이에 개재되는 활성층을 갖는 반도체 발광다이오드(LED) 칩을 포함할 수 있다.
상기 LED 칩(100)은 함유되는 물질 또는 형광체와의 조합에 따라서 청색 광, 녹색 광 또는 적색 광을 발광할 수 있으며, 백색 광, 자외 광 등을 발광할 수도 있다.
상기 LED 칩(100)은 동일한 파장의 빛을 발생시키는 동종(同種)이거나 또는 서로 상이한 파장의 빛을 발생시키는 이종(異種)으로 다양하게 구성될 수 있다. 또한, 상기 LED 칩(100)은, 예를 들어 0.5W용 및 1W용과 같이 전력에 따라서 다양하게 구성될 수도 있다.
도 5에서 도시하는 바와 같이, 상기 LED 칩(100)은 직하부에서 바라보았을 때 전체적으로 사각 형상의 구조를 가질 수 있다. 그리고, 일면인 하면에 전극 패드(150)를 가질 수 있다.
물론 상기 LED 칩(100)의 형상은 정사각형 외에 직사각형, 삼각형 또는 육각형 등 기타 다각형의 형상을 가지는 것도 가능하다.
도 7에서는 상기 LED 칩(100)을 개략적으로 나타내고 있다. 도 7은 도 6에 도시된 LED 칩을 II-II'선으로 절취한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 LED 칩(100)은 발광 구조물(110), 제1 절연층(120), 전극층(130), 제2 절연층(140) 및 전극 패드(150)를 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(110)은 복수의 반도체층이 적층된 구조를 가지며, 상기 도광부(200)를 기준으로 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층(111), 활성층(112) 및 제2 도전형 반도체층(113)을 포함할 수 있다.
상기 도광부(200)와 인접하는 제1 도전형 반도체층(111)은 n형 불순물이 도핑된 반도체를 포함할 수 있으며, n형 질화물 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 도광부(200)와 제1 도전형 반도체층(111) 사이에는 투명 기판이 더 포함될 수 있다. 그리고, 제2 도전형 반도체층(113)은 p형 불순물이 도핑된 반도체를 포함할 수 있으며, p형 질화물 반도체층을 포함할 수 있다. 다만, 실시 형태에 따라서 제1 및 제2 도전형 반도체층(111, 113)은 위치가 바뀌어 적층될 수도 있다. 이러한 제1 및 제2 도전형 반도체층(111, 113)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1임)을 가지며, 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN 등의 물질이 이에 해당될 수 있다.
제1 및 제2 도전형 반도체층(111, 113) 사이에 배치되는 활성층(112)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출한다. 활성층(112)은 제1 및 제2 도전형 반도체층(111, 113)의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 도전형 반도체층(111, 113)이 GaN계 화합물 반도체인 경우, 활성층(112)은 GaN의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 InGaN계 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 활성층(112)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(Multiple Quantum Wells, MQW) 구조, 예컨대, InGaN/GaN 구조가 사용될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니므로 상기 활성층(112)은 단일 양자우물 구조(Single Quantum Well, SQW)가 사용될 수도 있다.
상기 발광 구조물(110)은, 상기 제2 도전형 반도체층(113), 상기 활성층(112) 및 상기 제1 도전형 반도체층(111)의 일부가 식각된 식각 영역(N)과, 상기 식각 영역(N)에 의해 부분적으로 구획된 복수의 메사 영역(M)을 포함할 수 있다.
상기 식각 영역(N)으로 노출되는 상기 제1 도전형 반도체층(111)의 상부면에는 제1 콘택 전극(114)이 배치되어 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 접속되고, 상기 복수의 메사 영역(M)의 상부면에는 제2 콘택 전극(115)이 배치되어 상기 제2 도전형 반도체층(113)과 접속될 수 있다.
한편, 상기 식각 영역(N)으로 노출되는 상기 활성층(112)을 덮도록 상기 메사 영역(M)의 측면에는 절연 물질로 이루어지는 패시베이션층(110a)이 구비될 수 있다. 다만, 상기 패시베이션층(110a)은 선택적으로 구비되는 것으로, 실시 형태에 따라서 생략될 수도 있다.
제1 절연층(120)은 상기 발광 구조물(110)을 전체적으로 덮는 구조로 상기 발광 구조물(110) 상에 구비될 수 있다. 상기 제1 절연층(120)은 기본적으로 절연 특성을 지닌 재료로 이루어질 수 있으며, 무기질 또는 유기질 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 절연층(120)은 에폭시계 절연 수지로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 절연층(120)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함하여 이루어질 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SiN, SiOxNy , TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 등에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 절연층(120)은 상기 식각 영역(N)으로 노출된 제1 도전형 반도체층(111)과 상기 제2 도전형 반도체층(113) 상에 각각 배치되는 제1 개구부(121)를 복수개 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 개구부(121)는 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(111, 113) 상에서 상기 제1 콘택 전극(114)과 제2 콘택 전극(115)을 부분적으로 노출시킬 수 있다.
상기 전극층(130)은 상기 제1 절연층(120) 상에 구비되며, 상기 제1 개구부(121)를 통해 상기 제1 도전형 반도체층(111) 및 상기 제2 도전형 반도체층(113)과 각각 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 전극층(130)은 상기 발광 구조물(110)의 상부면을 전체적으로 덮는 상기 제1 절연층(120)에 의해 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(111, 113)과 절연될 수 있다. 그리고, 상기 제1 개구부(121)를 통해 외부로 노출되는 상기 제1 콘택 전극(114) 및 제2 콘택 전극(115)과 연결되어 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(111, 113)과 접속될 수 있다.
상기 전극층(130)과 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(111, 113)의 전기적 연결은 상기 제1 절연층(120)에 구비되는 상기 제1 개구부(121)에 의해 다양하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 개구부(121)의 개수 및 배치 위치에 따라서 상기 전극층(130)과 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(111, 113)과의 전기적 연결은 다양하게 변경될 수 있다.
상기 전극층(130)은 상기 제1 도전형 반도체층(111) 및 제2 도전형 반도체층(113) 사이의 전기적 절연을 위해 적어도 한 쌍으로 구비될 수 있다. 즉, 제1 전극층(131)은 상기 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 접속하고, 제2 전극층(132)은 제2 도전형 반도체층(113)과 전기적으로 접속하며, 상기 제1 및 제2 전극층(131, 132)은 서로 분리되어 전기적으로 절연될 수 있다.
상기 전극층(130)은, 예를 들어, Au, W, Pt, Si, Ir, Ag, Cu, Ni, Ti, Cr 등의 물질 및 그 합금 중 하나 이상을 포함한 물질로 이루어질 수 있다.
제2 절연층(140)은 상기 전극층(130) 상에 구비되며, 상기 전극층(130)을 전체적으로 덮어 보호한다. 그리고, 상기 제2 절연층(140)은 상기 전극층(130)을 부분적으로 노출시키는 제2 개구부(141)를 가질 수 있다. 상기 제2 개구부(141)는 상기 제1 전극층(131) 및 제2 전극층(132)을 각각 부분적으로 노출시킬 수 있도록 복수개로 구비될 수 있다.
상기 제2 절연층(140)은 상기 제1 절연층(120)과 동일한 재질을 포함할 수 있다.
상기 전극 패드(150)는 제1 패드(151) 및 제2 패드(152)를 포함하며, 상기 제2 개구부(141)를 통해 부분적으로 노출되는 상기 제1 및 제2 전극층(131, 132) 상에 각각 구비될 수 있다. 그리고, 상기 전극층(130)을 통해 상기 제1 도전형 반도체층(111) 및 제2 도전형 반도체층(113)과 각각 전기적으로 접속할 수 있다. 상기 제1 패드(151)와 제2 패드(152)는 각각 복수개 구비될 수 있다.
플립 칩 본딩 방식을 통한 칩 온 보드(Chip on Board, COB) 타입의 구조를 구현하기 위해 상기 제1 패드(151)와 제2 패드(152)는 상기 발광 구조물(110)에서 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
도 5에서 도시하는 바와 같이, 상기 제1 패드(151)와 제2 패드(152)는 두 개가 대칭을 이루며 배치될 수 있다. 물론 상기 제1 및 제2 패드(151, 152)의 개수 및 배치 구조는 이 외에도 다양하게 변경될 수 있다.
상기 도광부(200)는 상기 LED 칩(100)의 타면에 배치되며, 상기 LED 칩(100)의 빛을 외부로 발산할 수 있다(도 4 참조).
상기 도광부(200)는 상기 LED 칩(100)의 타면에 수직한 길이 방향을 따라서 길게 연장된 사각 형상의 막대형 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 도광부(200)는 상기 LED 칩(100)의 타면과 접하는 제1면(201), 상기 제1면(201)과 마주하는 제2면(202), 및 상기 제1면(201)과 제2면(202) 사이에 배치되어 상기 제1면(201)과 제2면(202)을 연결하는 제3면(203)을 포함할 수 있다.
상기 제1면(201)은 상기 LED 칩(100)의 광이 입사되는 입광면을 정의하고, 상기 제2면(202)과 제3면(203)은 상기 도광부(200) 내부로 입사된 상기 광이 외부로 발산되는 출광면을 정의할 수 있다.
상기 LED 칩(100)과 접하는 상기 제1면(201)에는 다수의 요철 구조(201a)가 형성될 수 있다. 본 실시 형태에서는 상기 요철 구조(201a)가 돔 형상의 볼록한 형태를 가지는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 요철 구조(201a)는 사각형, 삼각형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 요철 구조(201a)는 선택적으로 형성 및 구비될 수 있으며, 따라서 생략될 수도 있다.
상기 제1면(201)과 반대에 배치되는 상기 제2면(202)은 전체적으로 평평한 평면 구조를 가질 수 있다.
도 8a 내지 도 8c에서는 상기 제2면(202)의 다양한 변형예를 개략적으로 나타내고 있다.
도 8a에서와 같이 상기 제2면(202)은 상기 제1면(201)을 향해 중앙이 함몰된 구조를 가질 수 있다. 또한, 도 8b에서와 같이 상기 제2면(202)은 외부로 돌출된 요철 구조(202a)를 가질 수 있다. 또한, 도 8c에서와 같이 상기 제2면(202)은 전체적으로 상부를 향해 돌출된 돔 형태의 곡면 구조를 가질 수 있다.
이러한 함몰 구조, 요철 구조, 돔 형태의 곡면 구조를 통해서 외부로 발산되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
상기 제3면(203)은 상기 제1면(201)의 가장자리에서 연장되어 상기 제2면(202)의 가장자리와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제3면(203)은 상기 LED 칩(100)의 측면과 공면을 이룰 수 있다.
상기 제3면(203)은, 예를 들어, 상기 제1면(201)과 제2면(202)이 사각 형상을 가짐에 따라서 4개의 면으로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 제1면(201)과 제2면(202)이 삼각 형상을 가지는 경우 상기 제3면(203)은 3개의 면으로 구성될 수 있다.
상기 도광부(200)는 광투과성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 도광부(200)의 재질로는, 예를 들어, 사파이어, Si, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등과 같은 물질을 포함할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(10)에서 상기 LED 칩(100)은 대략 7㎛ 내지 9㎛의 범위에 해당하는 높이(두께)를 가질 수 있으며, 상기 도광부(200)는 대략 150㎛ 내지 550㎛의 범위에 해당하는 높이(두께)를 가질 수 있다. 또한, 상기 LED 칩(100)의 사이즈(단면적)는 대략 200㎛2 이하일 수 있으며, 예를 들어, 10㎛×10㎛일 수 있다. 이와 같이 LED 칩(100)의 사이즈가 줄어들게 되면, 도광부(200)는 상대적으로 두꺼워지게 되어 반도체 발광소자(10)는 면적 대비 높이 비율(aspect ratio)이 현저하게 높은 막대형 구조를 가질 수 있다. 그리고, 반도체 발광소자(10)의 대부분을 도광부(200)가 차지할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(10)는, 예를 들어, 진공척(V)을 통한 이동 시 상기 도광부(200)가 진공척에 클램핑된 상태에서 핸들링될 수 있다(도 2 참조). 즉, 진공척을 이용한 pick-and-place 방식으로 다루기 힘든 200㎛2 이하의 마이크로급 소자에 대해 도광부(200)를 통해서 높은 aspect ratio의 구조를 가지도록 함으로써 정밀한 pick-and-place 방식을 용이하게 구현할 수 있다.
도 9a 및 도 9b에서는 예시적 실시예들에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타내고 있다. 도 9a 및 도 9b는 예시적 실시예들에 따른 반도체 발광소자를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 9a 및 도 9b에서 도시하는 바와 같이, 상기 반도체 발광소자(10)는 상기 도광부(200)의 표면을 덮는 파장변환층(300)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 9a에서와 같이, 상기 파장변환층(300)은 상기 도광부(200)의 표면을 덮을 수 있다. 또한, 도 9b에서와 같이, 상기 파장변환층(300)은 상기 도광부(200)의 표면과 상기 LED 칩(100)의 측면을 덮을 수 있다.
상기 파장변환층(300)은 상기 도광부(200)를 통해서 발산되는 광이 외부로 방출될 수 있도록 광투과성 재질로 이루어질 수 있다. 광투과성 재질로는, 예를 들어, 실리콘 또는 에폭시 등의 수지가 사용될 수 있다.
상기 파장변환층(300)에는 상기 LED 칩(100)에서 발생된 광에 의해 여기되어 다른 파장의 광을 방출하는 파장변환물질, 예컨대 형광체가 적어도 1종 이상 함유될 수 있다. 이를 통해 다양한 색상의 광이 방출될 수 있도록 조절할 수 있다.
예를 들어, LED 칩(100)이 청색 광을 발광하는 경우, 황색, 녹색, 적색 및/또는 오랜지색의 형광체를 조합하여 백색 광을 발광하도록 할 수 있다. 또한, 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선을 발광하는 LED 칩(100) 중 적어도 하나를 포함하게 구성할 수도 있다. 이 경우, LED 칩(100)은 연색성(CRI)을 '40'에서 '100' 수준으로 조절할 수 있으며, 또한, 색온도를 대략 2000K에서 20000K 수준으로 다양한 백색 광을 발생시킬 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 보라색, 청색, 녹색, 적색, 오랜지색의 가시광 또는 적외선을 발생시켜 주위 분위기 또는 기분에 맞게 색을 조정할 수 있다. 또한, 식물 성장을 촉진할 수 있는 특수 파장의 광을 발생시킬 수도 있다.
청색 LED 칩에 황색, 녹색, 적색 형광체 및/또는 녹색 LED 칩과 적색 LED 칩의 조합으로 만들어지는 백색 광은 2개 이상의 피크 파장을 가지며, 도 10에서 도시하는 CIE 1931 좌표계의 (x, y) 좌표가 (0.4476, 0.4074), (0.3484, 0.3516), (0.3101, 0.3162), (0.3128, 0.3292), (0.3333, 0.3333)을 잇는 선분 상에 위치할 수 있다. 또는, 상기 선분과 흑체 복사 스펙트럼으로 둘러싸인 영역에 위치할 수 있다. 상기 백색 광의 색 온도는 대략 2000K ~ 20000K사이에 해당한다.
도 10에서 상기 흑체 복사 스펙트럼 하부에 있는 점 E(0.3333, 0.3333) 부근의 백색 광은 상대적으로 황색계열 성분의 광이 약해진 상태로 사람이 육안으로 느끼기에는 보다 선명한 느낌 또는 신선한 느낌을 가질 수 있는 영역의 조명 광원으로 사용될 수 있다. 따라서, 상기 흑체 복사 스펙트럼 하부에 있는 점 E(0.3333, 0.3333) 부근의 백색 광을 이용한 조명 제품은 식료품, 의류 등을 판매하는 상가용 조명으로 효과가 좋다.
형광체는 다음과 같은 조성식 및 컬러(color)를 가질 수 있다.
산화물계: 황색 및 녹색 Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce
실리케이트계: 황색 및 녹색 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 (Ba,Sr)3SiO5:Ce
질화물계: 녹색 β-SiAlON:Eu, 황색 La3Si6N11:Ce, 등색 α-SiAlON:Eu, 적색 CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu, SrLiAl3N4:Eu, Ln4 -x(EuzM1 -z)xSi12- yAlyO3 +x+ yN18 -x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4) (단, 여기서 Ln은 IIIa 족 원소 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종의 원소이고, M은 Ca, Ba, Sr 및 Mg로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종의 원소일 수 있다.)
플루오라이트(fluoride)계: KSF계 적색 K2SiF6:Mn4 +, K2TiF6:Mn4 +, NaYF4:Mn4 +, NaGdF4:Mn4+ , K3SiF7:Mn4 +
형광체 조성은 기본적으로 화학양론(Stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상 각 족들 내 다른 원소로 치환이 가능하다. 예를 들어 Sr은 알카리토류(II)족의 Ba, Ca, Mg 등으로, Y는 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 등으로 치환이 가능하다. 또한, 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 등으로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제 등이 추가로 적용될 수 있다.
특히, 플루오라이트계 적색 형광체는 고온/고습에서의 신뢰성 향상을 위하여 각각 Mn을 함유하지 않는 불화물로 코팅되거나 형광체 표면 또는 Mn을 함유하지 않는 불화물 코팅 표면에 유기물 코팅을 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 플루어라이트계 적색 형광체의 경우 기타 형광체와 달리 40nm 이하의 협반치폭을 구현할 수 있기 때문에, UHD TV와 같은 고해상도 TV에 활용될 수 있다.
또한, 파장변환물질은 형광체 대체 물질로 양자점(Quantum Dot, QD) 등의 물질들이 적용될 수 있으며, 형광체와 QD를 혼합 또는 QD 단독으로 사용될 수 있다.
QD는 III-V 또는 II-VI화합물 반도체를 이용하여 코어(Core)-쉘(Shell)구조를 가질 수 있다. 예를 들면, CdSe, InP 등과 같은 코어(core)와 ZnS, ZnSe과 같은 쉘(shell)을 가질 수 있다. 또한, 상기 QD는 코어 및 쉘의 안정화를 위한 리간드(ligand)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 코어 직경은 대략 1 ~ 30nm, 나아가 대략 3 ~ 10nm일 수 있다. 상기 쉘 두께는 대략 0.1 ~ 20nm, 나아가 0.5 ~ 2nm일 수 있다.
상기 양자점은 사이즈에 따라 다양한 컬러를 구현할 수 있으며, 특히 형광체 대체 물질로 사용되는 경우에는 적색 또는 녹색 형광체로 사용될 수 있다. 양자점을 이용하는 경우, 협반치폭(예, 약 35nm)을 구현할 수 있다.
한편, 도 3에서는 예시적 실시예에 따른 광원 모듈의 변형예를 개략적으로 나타내고 있다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 상기 복수의 반도체 발광소자(10)는 상기 블랙 매트릭스(30)의 상부로 돌출된 부분이 파장변환층(400)에 의해 커버될 수 있다. 즉, 파장변환층(400)은 상기 블랙 매트릭스(30) 상에서 상기 각 반도체 발광소자(10)의 도광부(200)를 덮을 수 있다.
상기 파장변환층(400)은 상기 반도체 발광소자(10)의 광이 외부로 방출될 수 있도록 광투과성 재질로 이루어질 수 있다. 광투과성 재질로는, 예를 들어, 실리콘 또는 에폭시 등의 수지가 사용될 수 있다.
상기 파장변환층(400)에는 상기 반도체 발광소자(10)에서 발생된 광에 의해 여기되어 다른 파장의 광을 방출하는 파장변환물질, 예컨대 형광체가 적어도 1종 이상 함유될 수 있다. 이를 통해 다양한 색상의 광이 방출될 수 있도록 조절할 수 있다. 이 경우 상기 파장변환층(400)에 함유되는 형광체는 도 9a 및 도 9b에 도시된 반도체 발광소자(10')의 도광부(200) 표면을 덮는 파장변환층(300)에 함유되는 형광체와 다른 종류일 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 광원 모듈(1)은 막대형 구조를 갖는 복수의 반도체 발광소자(10)를 미리 형성된 블랙 매트릭스(30)의 각 홀(31)에 끼우는 방식으로 용이하게 체결할 수 있으며, 점등 확인 후 불량인 반도체 발광소자(10)에 대해 선택적으로 제거 및 교체가 가능하므로 유지보수가 용이하다는 장점이 있다.
특히, 진공척(V)을 통한 pick-and-place 방식으로 복수의 반도체 발광소자(10)를 트랜스퍼 및 핸들링할 수 있어서 작업의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 자동화를 통한 작업 효율의 향상을 기대할 수 있다.
도 11 및 도 12a 내지 도 12e를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광원 모듈의 제조방법을 설명한다. 도 11은 예시적인 실시예에 따른 광원 모듈의 제조방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 12a 내지 도 12e는 광원 모듈의 제조방법을 단계별로 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 12a에서는 접속 패드를 갖는 기판을 제공하는 단계를 개략적으로 나타내고 있다(도 11의 S10).
상기 기판(20)은 인쇄회로기판일 수 있다. 예를 들어, FR4 타입의 인쇄회로기판(PCB) 혹은 변형이 쉬운 플렉서블(flexible) 인쇄회로기판일 수 있다. 이러한 인쇄회로기판은 에폭시, 트리아진, 실리콘, 및 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, 실리콘 나이트라이드, AlN, Al2O3 등의 세라믹 소재로 형성되거나, MCPCB, MCCL 등과 같이 금속 및 금속화합물로 형성될 수 있다. 상기 기판(20)은 대략 사각형 형상의 플레이트 구조를 가질 수 있다. 다만, 이는 일 실시 형태에 따른 기판(20)의 구조를 예시하는 것이며, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 기판(20)은 복수의 칩 탑재 영역을 가지며, 각 칩 탑재 영역에 상기 접속 패드(21)가 배치될 수 있다. 상기 접속 패드(21)는 도전성 박막 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 동박을 포함할 수 있다. 상기 접속 패드(21)는 외부 전원과 연결될 수 있다.
도 12b에서는 복수의 홀을 갖는 블랙 매트릭스를 상기 기판 상에 형성하는 단계를 개략적으로 나타내고 있다(도 11의 S20).
상기 블랙 매트릭스(30)는, 예를 들어, 안료를 상기 기판(20)의 상면에 증착 및 에칭시켜 패턴을 형성하는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(30)는 상기 칩 탑재 영역에 대응되는 위치에 상기 복수의 홀(31)을 가질 수 있다. 상기 복수의 홀(31)은 상기 블랙 매트릭스(30)를 관통하는 구조를 가질 수 있다. 따라서, 상기 블랙 매트릭스(30)는 상기 기판(20)을 덮으며, 상기 접속 패드(21)를 포함한 상기 기판(20)의 칩 탑재 영역은 상기 복수의 홀(31)에 의해서 덮이지 않을 수 있다.
상기 복수의 홀(31)은 상기 기판(20) 상에서 횡 방향 및 종 방향을 따라서 각각 복수의 열을 이루며 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 홀(31)은 바둑판 형태 또는 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(30)의 측면은 상기 기판(20)의 측면과 공면을 이룰 수 있다.
도 12c에서는 블랙 매트릭스에 복수의 반도체 발광소자를 체결하는 단계를 개략적으로 나타내고 있다(도 11의 S30).
상기 복수의 반도체 발광소자(10)는 각각 진공척(V)을 통해 클램핑되어 pick-and-place 방식으로 상기 복수의 홀(31) 각각에 삽입되어 체결될 수 있다. 그리고, 상기 접속 패드(21)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 12d에서는 상기 복수의 반도체 발광소자를 테스트하는 단계를 개략적으로 나타내고 있다(도 11의 S40).
광원 모듈(1)은 복수의 반도체 발광소자(10)를 광원으로 사용하므로, 최종 제품으로 출하되기 전에 복수의 반도체 발광소자(10)에 대한 테스트를 수행할 필요가 있다. 광원 모듈(1)은 테스트용 지그(J)상에 놓여 외부 구동 전원과 연결될 수 있다.
각 반도체 발광소자(10)에 대한 구동 테스트 결과 하자가 없는 것으로 판단되는 경우 최종 제품으로 출하되거나 디스플레이 장치에 장착되기 위한 공정으로 이송될 수 있다.
도 12e에서는 상기 복수의 반도체 발광소자 중 하자가 있는 반도체 발광소자를 선택적으로 제거 및 다른 반도체 발광소자로 교체하는 단계를 개략적으로 나타내고 있다(도 11의 S50).
복수의 반도체 발광소자(10)에 대한 테스트 결과 일부 반도체 발광소자(10)에 하자가 있는 것으로 판단되는 경우에는 진공척(V)을 통해서 해당 반도체 발광소자(10)를 선택적으로 제거하고 다른 반도체 발광소자(10)로 교체될 수 있다.
교체가 완료된 이후 복수의 반도체 발광소자(10)에 대한 테스트를 재차 수행할 수 있다.
도 13 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치(50)를 설명한다. 도 13은 예시적인 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 14는 디스플레이 장치에서 단위 픽셀이 배열된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 15는 단위 픽셀을 구성하는 서브 픽셀의 배열 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치(50)는 광원 모듈(1), 커버층(2) 및 하우징(3)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 광원 모듈(1)을 구동시키는 구동부(4)를 더 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(1)은 기판(20), 상기 기판(20)을 덮으며 복수의 홀(31)을 갖는 블랙 매트릭스(30) 및 상기 복수의 홀(31)에 탈착 가능하게 체결되는 복수의 반도체 발광소자(10)를 포함할 수 있다.
본 실시 형태에서 상기 광원 모듈(1)은 상기 도 1에 도시된 실시 형태에 따른 광원 모듈(1)과 유사한 구성 및 구조를 가질 수 있다. 상기 광원 모듈(1)의 각 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 앞서 설명된 실시 형태(예를 들어, 도 1 참조)를 참조하여 이해될 수 있다. 또한, 상기 광원 모듈(1)의 반도체 발광소자(10)는 상기 도 4 내지 도 9에 도시된 실시 형태에 따른 반도체 발광소자(10)와 유사한 구성 및 구조를 가질 수 있다. 상기 반도체 발광소자(10)의 각 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 앞서 설명된 실시 형태(예를 들어, 도 4 참조)를 참조하여 이해될 수 있다.
상기 복수의 반도체 발광소자(10)는 상기 기판(20) 상에 배열된 상태에서 인접한 3개 또는 4개의 반도체 발광소자를 한 묶음으로 하는 단위 픽셀(P)을 구현할 수 있다. 즉, 하나의 단위 픽셀(P)을 구성하는 상기 3개 또는 4개의 반도체 발광소자(10)는 각각 해당 단위 픽셀의 서브 픽셀(sub pixel)일 수 있다. 예를 들어, 단위 픽셀(P)이 3개의 서브 픽셀로 구성되는 경우, 상기 3개의 서브 픽셀은 각각 적색(R) 광을 발광하는 반도체 발광소자(10a), 청색(B) 광을 발광하는 반도체 발광소자(10b) 및 녹색(G) 광을 발광하는 반도체 발광소자(10c)로 구성될 수 있다. 또한, 4개의 서브 픽셀로 구성되는 경우에는 하나의 적색(R) 광을 발광하는 반도체 발광소자(10a)와, 하나의 청색(B) 광을 발광하는 반도체 발광소자(10b)와, 두 개의 녹색(G) 광을 발광하는 반도체 발광소자(10c)로 구성될 수 있다. 이러한 구성은 다양하게 변형될 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 단위 픽셀(P)은 상기 기판(20)의 크기에 대응하여 복수개가 종 방향 및 횡 방향을 따라서 각각 복수의 열을 이루며 배열될 수 있다.
각 단위 픽셀(P)을 구성하는 복수의 반도체 발광소자(10)는, 예를 들어, 종 방향을 따라서 인접하는 구조로 배열될 수 있다. 또한, 도 15a에서와 같이, 상기 복수의 반도체 발광소자(10a, 10b, 10c)는 횡 방향을 따라서 배열되는 것도 가능하다. 또한, 도 15b에서와 같이 상기 복수의 반도체 발광소자(10a, 10b, 10c)는 삼각형 모양으로 배열되는 것도 가능하다. 이 외에도, 각 단위 픽셀(P)을 구성하는 복수의 반도체 발광소자(10)는 다양한 구조로 배열될 수 있다.
상기 복수의 반도체 발광소자(10)는 각각 상기 복수의 홀(31)에 체결된 상태에서 각 반도체 발광소자(10)의 일부가 상기 블랙 매트릭스(30)의 상부로 돌출될 수 있다. 즉, 각 반도체 발광소자(10)의 도광부(200)가 부분적으로 상기 블랙 매트릭스(30)의 상부로 돌출될 수 있다.
상기 커버층(2)은 상기 블랙 매트릭스(30)와 상기 복수의 반도체 발광소자(10)를 덮을 수 있다. 따라서, 상기 복수의 반도체 발광소자(10)의 상기 블랙 매트릭스(30)의 상부로 돌출된 부분은 상기 커버층(2) 내에 매설될 수 있다.
상기 커버층(2)은 광투과성을 갖는 수지 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴(acryl) 등을 포함할 수 있다.
상기 커버층(2)은 광분산 물질을 대략 3% 내지 15% 사이의 범위 내에서 함유할 수 있다. 상기 광분산 물질로는, 예를 들어, SiO2, TiO2 및 Al2O3로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 광분산 물질이 3%보다 적게 함유되는 경우에는 충분한 광분산 효과를 기대하기 어려울 수 있다. 그리고, 광분산 물질이 15% 이상 함유되는 경우에는 상기 커버층(2)을 통해 외부로 방출되는 광량이 감소하게 되어 광추출 효율이 저하될 수 있다.
물론, 상기 광분산 물질은 선택적으로 함유될 수 있으며, 실시 형태에 따라서 생략될 수도 있다.
한편, 상기 커버층(2)의 상면에는 상기 커버층(2)을 덮는 편광 필터층(5)이 더 배치될 수 있다. 다만, 이는 본 발명에 따른 디스플레이 장치(50)를 구성하는 필수 구성 요소는 아니며, 따라서 생략될 수도 있다.
상기 구동부(4)는 상기 복수의 반도체 발광소자(10)의 구동을 제어할 수 있다. 상기 구동부(4)는 상기 광원 모듈(1)의 기판(20)과 연결되어 상기 기판(20)의 접속 패드(21)를 통해서 상기 복수의 반도체 발광소자(10)와 연결될 수 있다.
상기 구동부(4)는 외부의 구동 전원을 상기 반도체 발광소자(10)를 구동시킬 수 있는 적정한 전류원으로 변환시켜 제공할 수 있다. 상기 구동부(4)는, 예를 들어 AC-DC 컨버터, 정류회로 부품, 퓨즈 등으로 구성될 수 있다. 또한, 경우에 따라 원격 제어를 구현할 수 있는 통신 모듈을 더 포함할 수도 있다.
상기 하우징(3)은 상기 광원 모듈(1)을 수용하며, 외부 환경으로부터 상기 광원 모듈(1)을 보호할 수 있다.
상기 하우징(3)은 상기 광원 모듈(1)을 지지하는 프레임으로서의 기능과, 상기 광원 모듈(1)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 히트 싱크로서의 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해 상기 하우징(3)은 열전도율이 높고 견고한 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질 또는 방열 수지 등으로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 디스플레이 장치(50)는 무기물질로 이루어지는 발광다이오드(LED)를 사용하여 단위 픽셀(P)을 구현함으로써 종래의 유기발광다이오드(OLED)의 문제점, 즉 유기물질을 사용하기 때문에 습기, 수분에 약하고, 무기물질에 비해 수명이 상대적으로 짧으며, 비싼 유기물질을 사용함에 따른 비용이 상승하는 단점을 해결할 수 있다.
한편, 발광다이오드(LED)를 이용한 디스플레이 장치(50)는 제품 형태, 장소 및 목적에 따라 광학 설계가 변경될 수 있다. 즉, 본 실시 형태와 같이 반도체 발광소자(10)로서 빛을 발광하여 단위 픽셀(P)을 구현하는 것 외에 넓은 영역을 조사하는 조명 장치로 사용될 수 있다.
또한, 통신 기능을 부가하여 LED를 사용한 반도체 발광소자(10)의 고유 목적과 통신 수단으로서의 목적을 동시에 달성하고자 하는 가시광 무선통신 기술도 가능하다. 이는 LED 사용 반도체 발광소자(10)가 기존의 광원들에 비해 수명이 길고 전력 효율이 우수하며 다양한 색 구현이 가능할 뿐만 아니라 디지털 통신을 위한 스위칭 속도가 빠르고 디지털 제어가 가능하다는 장점을 갖고 있기 때문이다.
가시광 무선통신 기술은 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역의 빛을 이용하여 무선으로 정보를 전달하는 무선통신 기술이다. 이러한 가시광 무선통신 기술은 가시광 파장 대역의 빛을 이용한다는 측면에서 기존의 유선 광통신기술 및 적외선 무선통신과 구별되며, 통신 환경이 무선이라는 측면에서 유선 광통신 기술과 구별된다.
또한, 가시광 무선통신 기술은 RF 무선통신과 달리 주파수 이용 측면에서 규제 또는 허가를 받지 않고 자유롭게 이용할 수 있다는 편리성과 물리적 보안성이 우수하고 통신 링크를 사용자가 눈으로 확인할 수 있다는 차별성을 가지고 있으며, 무엇보다도 광원의 고유 목적과 통신기능을 동시에 얻을 수 있다는 융합 기술로서의 특징을 가지고 있다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른 광원 모듈을 채용한 평판 조명 장치의 사시도이다.
도 16을 참조하면, 평판 조명 장치(1000)는 광원 모듈(1010), 전원공급장치(1020) 및 케이스(1030)를 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 광원 모듈(1010)은 기판, 블랙 매트릭스 및 복수의 반도체 발광소자를 포함할 수 있다(도 1 참조). 그리고, 전원공급장치(1020)는 광원 모듈 구동부를 포함할 수 있다.
광원 모듈(1010)은 전체적으로 평면 현상을 이루도록 형성될 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 광원 모듈은 복수의 반도체 발광소자 및 이의 구동정보를 저장하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
전원공급장치(1020)는 광원 모듈(1010)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 케이스(1030)는 광원 모듈(1010) 및 전원공급장치(1020)가 내부에 수용되도록 수용 공간이 형성될 수 있고, 일측면에 개방된 육면체 형상으로 형성되나 이에 한정되는 것은 아니다. 광원 모듈(1010)은 케이스(1030)의 개방된 일측면으로 빛을 발광하도록 배치될 수 있다.
도 17은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈 및 통신 모듈을 포함하는 램프의 분해 사시도이다.
도 17을 참조하면, 조명 장치(1100)는 소켓(1110), 전원부(1120), 방열부(1130), 광원 유닛(1140) 및 광학부(1170)를 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적 실시예에 따라, 광원 유닛(1140)은 기판(1142), 상기 기판(1142) 상에 장착된 복수의 광원 모듈(1141) 및 컨트롤러(1143)를 포함할 수 있고, 상기 컨트롤러(1143)는 복수의 광원 모듈(1141)들의 구동 정보를 저장할 수 있다.
광원 유닛(1140)의 상부에 반사판(1150)이 포함되어 있으며, 반사판(1150)은 광원 유닛(1140)으로부터의 빛을 측면 및 후방으로 고르게 퍼지게 하여 눈부심을 줄일 수 있다.
반사판(1150)의 상부에는 통신 모듈(1160)이 장착될 수 있으며 상기 통신 모듈(1160)을 통하여 홈-네트워크(home-network) 통신을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 통신 모듈(1160)은 지그비(Zigbee), 와이파이(WiFi) 또는 라이파이(LiFi)를 이용한 무선 통신 모듈일 수 있으며, 스마트폰 또는 무선 컨트롤러를 통하여 조명 장치의 온(on)/오프(off), 밝기 조절 등과 같은 가정 내외에 설치되어 있는 조명을 컨트롤 할 수 있다. 또한 상기 가정 내외에 설치되어 있는 조명 장치의 가시광 파장을 이용한 라이파이 통신 모듈을 이용하여 TV, 냉장고, 에어컨, 도어락, 자동차 등 가정 내외에 있는 전자 제품 및 자동차 시스템의 컨트롤을 할 수 있다.
상기 반사판(1150)과 통신 모듈(1160)은 광학부(1170)에 의해 커버될 수 있다.
소켓(1110)은 기존의 조명 장치와 대체 가능하도록 구성될 수 있다. 조명 장치(1100)에 공급되는 전력은 소켓(1110)을 통해서 인가될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전원부(1120)는 제1 전원부(1121) 및 제2 전원부(1122)로 분리되어 조립될 수 있다. 방열부(1130)는 내부 방열부(1131) 및 외부 방열부(1132)를 포함할 수 있고, 내부 방열부(1131)는 광원 유닛(1140) 및/또는 전원부(1120)와 직접 연결될 수 있고, 이를 통해 외부 방열부(1132)로 열이 전달되게 할 수 있다.
광학부(1170)는 내부 광학부(미도시) 및 외부 광학부(미도시)를 포함할 수 있고, 광원 유닛(1140)이 방출하는 빛을 고르게 분산시키도록 구성될 수 있다.
광원 유닛(1140)의 복수의 광원 모듈(1141)들은 전원부(1120)로부터 전력을 공급받아 광학부(1170)로 빛을 방출할 수 있다. 상기 광원 모듈(1141)은 기판, 블랙 매트릭스 및 복수의 반도체 발광소자를 포함할 수 있다(도 1 참조).
도 18은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 채용한 바(bar) 타입의 램프의 분해 사시도이다.
도 18을 참조하면, 조명 장치(1200)는 방열 부재(1210), 커버(1241), 광원 모듈(1250), 제1 소켓(1260) 및 제2 소켓(1270)을 포함한다.
방열 부재(1210)의 내부 또는/및 외부 표면에 다수개의 방열 핀(1220, 1231)이 요철 형태로 형성될 수 있으며, 방열 핀(1220, 1231)은 다양한 형상 및 간격을 갖도록 설계될 수 있다.
방열 부재(1210)의 내측에는 돌출 형태의 지지대(1232)가 형성되어 있다. 지지대(1232)에는 광원 유닛(1250)이 고정될 수 있다. 방열 부재(1210)의 양 끝단에는 걸림 턱(1233)이 형성될 수 있다.
커버(1241)에는 걸림 홈(1242)이 형성되어 있으며, 걸림 홈(1242)에는 방열 부재(1210)의 걸림 턱(1233)이 후크 결합 구조로 결합될 수 있다. 걸림 홈(1242)과 걸림 턱(1233)이 형성되는 위치는 서로 바뀔 수도 있다.
광원 유닛(1250)은 광원 모듈 어레이를 포함할 수 있다. 광원 유닛(1250)은 인쇄회로기판(1251), 광원 모듈(1252) 및 컨트롤러(1253)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 컨트롤러(1253)는 광원 모듈(1252)의 구동 정보를 저장할 수 있다. 인쇄회로기판(1251)에는 광원 모듈(1252)을 동작시키기 위한 회로 배선들이 형성되어 있다. 또한, 광원 모듈(1252)을 동작시키기 위한 구성 요소들이 포함될 수도 있다.
제1 및 2 소켓(1260, 1270)은 한 쌍의 소켓으로서 방열 부재(1210) 및 커버(1241)로 구성된 원통형 커버 유닛의 양단에 결합되는 구조를 갖는다. 예를 들어, 제1 소켓(1260)은 전극 단자(1261) 및 전원 장치(1262)를 포함할 수 있고, 제2 소켓(1270)에는 더미 단자(1271)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 소켓(1260) 또는 제2 소켓(1270) 중의 어느 하나의 소켓에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 예를 들어, 더미 단자(1271)가 배치된 제2 소켓(1270)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 다른 예로서, 전극 단자(1261)가 배치된 제1 소켓(1260)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수도 있다.
본 발명에서 사물인터넷(Internet Of Things; IoT) 기기는 접근 가능한 유선 또는 무선 인터페이스를 가지며, 유선/무선 인터페이스를 통하여 적어도 하나 이상의 다른 기기와 통신하여, 데이터를 송신 또는 수신하는 기기들을 포함할 수 있다. 상기 접근 가능한 인터페이스는 유선 근거리통신망(Local Area Network; LAN), Wi-Fi(Wireless Fidelity)와 같은 무선 근거리 통신망 (Wireless Local Area Network; WLAN), 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Network; WPAN), 무선 USB (Wireless Universal Serial Bus), Zigbee, NFC (Near Field Communication), RFID (Radio-frequency identification), PLC(Power Line communication), 또는 3G (3rd Generation), 4G (4th Generation), LTE (Long Term Evolution) 등 이동 통신망(mobile cellular network)에 접속 가능한 모뎀 통신 인터페이스 등을 포함할 수 있다. 상기 블루투스 인터페이스는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 지원할 수 있다.
도 19는 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 채용할 수 있는 실내용 조명제어 네트워크 시스템이다.
본 실시예에 따른 네트워크 시스템(2000)은 LED 등의 반도체 발광소자를 이용하는 조명 기술과 사물인터넷(IoT) 기술, 무선 통신 기술 등이 융합된 복합적인 스마트 조명-네트워크 시스템일 수 있다. 네트워크 시스템(2000)은, 다양한 조명 장치 및 유무선 통신 장치를 이용하여 구현될 수 있으며, 센서, 컨트롤러, 통신수단, 네트워크 제어 및 유지 관리 등을 위한 소프트웨어 등에 의해 구현될 수 있다.
네트워크 시스템(2000)은 가정이나 사무실 같이 건물 내에 정의되는 폐쇄적인 공간은 물론, 공원, 거리 등과 같이 개방된 공간 등에도 적용될 수 있다. 네트워크 시스템(2000)은, 다양한 정보를 수집/가공하여 사용자에게 제공할 수 있도록, 사물인터넷 환경에 기초하여 구현될 수 있다. 이때, 네트워크 시스템(2000)에 포함되는 LED 램프(2200)는, 주변 환경에 대한 정보를 게이트웨이(2100)로부터 수신하여 LED 램프(2200) 자체의 조명을 제어하는 것은 물론, LED 램프(2200)의 가시광 통신 등의 기능에 기초하여 사물인터넷 환경에 포함되는 다른 장치들(2300~2800)의 동작 상태 확인 및 제어 등과 같은 역할을 수행할 수도 있다.
도 19를 참조하면, 네트워크 시스템(2000)은, 서로 다른 통신 프로토콜에 따라 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 게이트웨이(2100), 게이트웨이(2100)와 통신 가능하도록 연결되며 LED를 광원으로 포함하는 LED 램프(2200), 및 다양한 무선 통신 방식에 따라 게이트웨이(2100)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 장치(2300~2800)를 포함할 수 있다. 사물인터넷 환경에 기초하여 네트워크 시스템(2000)을 구현하기 위해, LED 램프(2200)를 비롯한 각 장치(2300~2800)들은 적어도 하나의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예로, LED 램프(2200)는 WiFi, 지그비(Zigbee), LiFi 등의 무선 통신 프로토콜에 의해 게이트웨이(2100)와 통신 가능하도록 연결될 수 있으며, 이를 위해 적어도 하나의 램프용 통신 모듈(2210)을 가질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 네트워크 시스템(2000)은 가정이나 사무실 같이 폐쇄적인 공간은 물론 거리나 공원 같은 개방적인 공간에도 적용될 수 있다. 네트워크 시스템(2000)이 가정에 적용되는 경우, 네트워크 시스템(2000)에 포함되며 사물인터넷 기술에 기초하여 게이트웨이(2100)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 장치(2300~2800)는 가전 제품(2300), 디지털 도어록(2400), 차고 도어록(2500), 벽 등에 설치되는 조명용 스위치(2600), 무선 통신망 중계를 위한 라우터(2700) 및 스마트 폰, 태블릿, 랩톱 컴퓨터 등의 모바일 기기(2800) 등을 포함할 수 있다.
네트워크 시스템(2000)에서, LED 램프(2200)는 가정 내에 설치된 무선 통신 네트워크(Zigbee, WiFi, LiFi 등)를 이용하여 다양한 장치(2300~2800)의 동작 상태를 확인하거나, 주위 환경/상황에 따라 LED 램프(2200) 자체의 조도를 자동으로 조절할 수 있다. 또한 LED 램프(2200)는 LED 램프(2200)에서 방출되는 가시광선을 이용한 LiFi(LED WiFi) 통신을 이용하여 네트워크 시스템(2000)에 포함되는 장치들(2300~2800)을 컨트롤할 수도 있다.
우선, LED 램프(2200)는 램프용 통신 모듈(2210)을 통해 게이트웨이(2100)로부터 전달되는 주변 환경, 또는 LED 램프(2200)에 장착된 센서로부터 수집되는 주변 환경 정보에 기초하여 LED 램프(2200)의 조도를 자동으로 조절할 수 있다. 예를 들면, 텔레비전(2310)에서 방송되고 있는 프로그램의 종류 또는 화면의 밝기에 따라 LED 램프(2200)의 조명 밝기는 자동으로 조절될 수 있다. 이를 위해, LED 램프(2200)는 게이트웨이(6100)와 연결된 램프용 통신 모듈(2210)로부터 텔레비전(2310)의 동작 정보를 수신할 수 있다. 램프용 통신 모듈(2210)은 LED 램프(2200)에 포함되는 센서 및/또는 컨트롤러와 일체형으로 모듈화될 수 있다.
예를 들어, TV프로그램에서 방영되는 프로그램 값이 휴먼드라마일 경우, 미리 설정된 설정 값에 따라 조명도 거기에 맞게 12,000 K 이하의 색 온도로(예를 들면 6,000 K로) 낮아지고 색감이 조절되어 아늑한 분위기를 연출할 수 있다. 반대로 프로그램 값이 개그프로그램인 경우, 조명도 설정값에 따라 색 온도가 6,000 K 이상으로 높아지고 푸른색 계열의 백색조명으로 조절되도록 네트워크 시스템(2000)이 구성될 수 있다.
또한, 가정 내에 사람이 없는 상태에서 디지털 도어록(2400)이 잠긴 후 일정 시간이 경과하면, 턴-온된 LED 램프(2200)를 모두 턴-오프시켜 전력 낭비를 방지할 수 있다. 또는, 모바일 기기(2800) 등을 통해 보안 모드가 설정된 경우, 가정 내에 사람이 없는 상태에서 디지털 도어록(2400)이 잠기면, LED 램프(2200)를 턴-온 상태로 유지시킬 수도 있다.
LED 램프(2200)의 동작은, 네트워크 시스템(2000)과 연결되는 다양한 센서를 통해 수집되는 주변 환경에 따라서 제어될 수도 있다. 예를 들어 네트워크 시스템(2000)이 건물 내에 구현되는 경우, 빌딩 내에서 조명과 위치센서와 통신모듈을 결합하고, 건물 내 사람들의 위치정보를 수집하여 조명을 턴-온 또는 턴-오프하거나 수집한 정보를 실시간으로 제공하여 시설관리나 유휴공간의 효율적 활용을 가능케 할 수 있다. 일반적으로 LED 램프(2200)와 같은 조명 장치는, 건물 내 각 층의 거의 모든 공간에 배치되므로, LED 램프(2200)와 일체로 제공되는 센서를 통해 건물 내의 각종 정보를 수집하고 이를 시설관리, 유휴공간의 활용 등에 이용할 수 있다.
한편, LED 램프(2200)는 이미지센서, 저장장치, 램프용 통신 모듈(2210) 등과 결합하여, 건물 보안을 유지하거나 긴급상황을 감지하고 대응할 수 있는 장치로 활용할 수 있다. 예를 들어 LED 램프(2200)에 연기 또는 온도 감지 센서 등이 부착된 경우, 화재 발생 여부 등을 신속하게 감지함으로써 피해를 최소화할 수 있다. 또한 외부의 날씨나 일조량 등을 고려하여 조명의 밝기를 조절, 에너지를 절약하고 쾌적한 조명환경을 제공할 수도 있다.
도 20은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 채용할 수 있는 개방형 네트워크 시스템이다.
도 20을 참조하면, 본 실시예에 따른 네트워크 시스템(2000')은 통신 연결 장치(2100'), 소정의 간격마다 설치되어 통신 연결 장치(2100')와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 조명 기구(2200', 2300'), 서버(2400'), 서버(2400')를 관리하기 위한 컴퓨터(2500'), 통신 기지국(2600'), 통신 가능한 상기 장비들을 연결하는 통신망(2700'), 및 모바일 기기(2800') 등을 포함할 수 있다.
거리 또는 공원 등의 개방적인 외부 공간에 설치되는 복수의 조명 기구(2200', 2300') 각각은 스마트 엔진(2210', 2310')을 포함할 수 있다. 스마트 엔진(2210', 2310')은 빛을 내기 위한 반도체 발광소자, 반도체 발광소자를 구동하기 위한 구동 드라이버 외에 주변 환경의 정보를 수집하는 센서, 및 통신 모듈 등을 포함할 수 있다. 상기 통신 모듈에 의해 스마트 엔진(2210', 2310')은 WiFi, Zigbee, LiFi 등의 통신 프로토콜에 따라 주변의 다른 장비들과 통신할 수 있다.
일례로, 하나의 스마트 엔진(2210')은 다른 스마트 엔진(2310')과 통신 가능하도록 연결될 수 있다. 이때, 스마트 엔진(2210', 2310') 상호 간의 통신에는 WiFi 확장 기술(WiFi Mesh)이 적용될 수 있다. 적어도 하나의 스마트 엔진(2210')은 통신망(2700')에 연결되는 통신 연결 장치(2100')와 유/무선 통신에 의해 연결될 수 있다. 통신의 효율을 높이기 위해, 몇 개의 스마트 엔진(2210', 2310')을 하나의 그룹으로 묶어 하나의 통신 연결 장치(2100')와 연결할 수 있다.
통신 연결 장치(2100')는 유/무선 통신이 가능한 액세스 포인트(access point, AP)로서, 통신망(2700')과 다른 장비 사이의 통신을 중개할 수 있다. 통신 연결 장치(6100')는 유/무선 방식 중 적어도 하나에 의해 통신망(2700')과 연결될 수 있으며, 일례로 조명 기구(2200', 2300') 중 어느 하나의 내부에 기구적으로 수납될 수 있다.
통신 연결 장치(2100')는 WiFi 등의 통신 프로토콜을 통해 모바일 기기(2800')와 연결될 수 있다. 모바일 기기(2800')의 사용자는 인접한 주변의 조명 기구(2200')의 스마트 엔진(2210')과 연결된 통신 연결 장치(2100')를 통해, 복수의 스마트 엔진(2210', 2310')이 수집한 주변 환경 정보를 수신할 수 있다. 상기 주변 환경 정보는 주변 교통 정보, 날씨 정보 등을 포함할 수 있다. 모바일 기기(2800')는 통신 기지국(2600')을 통해 3G 또는 4G 등의 무선 셀룰러 통신 방식으로 통신망(2700')에 연결될 수도 있다.
한편, 통신망(2700')에 연결되는 서버(2400')는, 각 조명 기구(2200', 2300')에 장착된 스마트 엔진(2210', 2310')이 수집하는 정보를 수신함과 동시에, 각 조명 기구(2200', 2300')의 동작 상태 등을 모니터링 할 수 있다. 각 조명 기구(2200', 2300')의 동작 상태의 모니터링 결과에 기초하여 각 조명 기구(2200', 2300')를 관리하기 위해, 서버(2400')는 관리 시스템을 제공하는 컴퓨터(2500')와 연결될 수 있다. 컴퓨터(2500')는 각 조명 기구(2200', 2300'), 특히 스마트 엔진(2210', 2310')의 동작 상태를 모니터링하고 관리할 수 있는 소프트웨어 등을 실행할 수 있다.
도 21은 예시적인 실시예들에 따른 광원 모듈을 채용할 수 있는 가시광 무선 통신에 의한 조명 기구의 스마트 엔진과 모바일 기기의 통신 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 21을 참조하면, 스마트 엔진(2210')은 신호 처리부(2211'), 제어부(2212'), LED 드라이버(2213'), 광원부(2214'), 센서(2215') 등을 포함할 수 있다. 스마트 엔진(2210')과 가시광 무선통신에 의해 연결되는 모바일 기기(2800')는, 제어부(2801'), 수광부(2802'), 신호처리부(2803'), 메모리(2804'), 입출력부(2805') 등을 포함할 수 있다.
가시광 무선통신(LiFi) 기술은 인간이 눈으로 인지할 수 있는 가시광 파장 대역의 빛을 이용하여 무선으로 정보를 전달하는 무선통신 기술이다. 이러한 가시광 무선통신 기술은 가시광 파장 대역의 빛, 즉 상기 실시예에서 설명한 발광 패키지로부터의 특정 가시광 주파수를 이용한다는 측면에서 기존의 유선 광통신기술 및 적외선 무선통신과 구별되며, 통신 환경이 무선이라는 측면에서 유선 광통신 기술과 구별된다. 또한, 가시광 무선통신 기술은 RF 무선통신과 달리 주파수 이용 측면에서 규제 또는 허가를 받지 않고 자유롭게 이용할 수 있어 편리하고 물리적 보안성이 우수하고 통신 링크를 사용자가 눈으로 확인할 수 있다는 차별성을 가지고 있으며, 무엇보다도 광원의 고유 목적과 통신기능을 동시에 얻을 수 있다는 융합 기술로서의 특징을 가지고 있다.
스마트 엔진(2210')의 신호 처리부(2211')는, 가시광 무선통신에 의해 송수신하고자 하는 데이터를 처리할 수 있다. 일 실시예로, 신호 처리부(2211')는 센서(2215')에 의해 수집된 정보를 데이터로 가공하여 제어부(2212')에 전송할 수 있다. 제어부(2212')는 신호 처리부(2211')와 LED 드라이버(2213') 등의 동작을 제어할 수 있으며, 특히 신호 처리부(2211')가 전송하는 데이터에 기초하여 LED 드라이버(2213')의 동작을 제어할 수 있다. LED 드라이버(2213')는 제어부(2212')가 전달하는 제어 신호에 따라 광원부(2214')를 발광시킴으로써, 데이터를 모바일 기기(2800')로 전달할 수 있다.
모바일 기기(2800')는 제어부(2801'), 데이터를 저장하는 메모리(2804'), 디스플레이와 터치스크린, 오디오 출력부 등을 포함하는 입출력부(2805'), 신호 처리부(2803') 외에 데이터가 포함된 가시광을 인식하기 위한 수광부(2802')를 포함할 수 있다. 수광부(2802')는 가시광을 감지하여 이를 전기 신호로 변환할 수 있으며, 신호 처리부(2803')는 수광부에 의해 변환된 전기 신호에 포함된 데이터를 디코딩할 수 있다. 제어부(2801')는 신호 처리부(2803')가 디코딩한 데이터를 메모리(2804')에 저장하거나 입출력부(2805') 등을 통해 사용자가 인식할 수 있도록 출력할 수 있다.
지금까지의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1... 광원 모듈
2... 커버층
3... 하우징
4... 제어부
10... 반도체 발광소자
20... 기판
30... 블랙 매트릭스(black matrix)
50... 디스플레이 장치
100... LED 칩
200... 도광부
300... 파장변환층

Claims (20)

  1. 복수의 칩 탑재 영역을 가지며, 상기 각 칩 탑재 영역에 접속 패드가 배치된 기판;
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 칩 탑재 영역에 대응되는 위치에 복수의 홀을 갖는 블랙 매트릭스(black matrix); 및
    상기 복수의 홀에 배치되어 상기 접속 패드에 전기적으로 연결되는 복수의 반도체 발광소자;
    를 포함하는 광원 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 복수의 반도체 발광소자보다 낮은 높이를 가져 상기 복수의 반도체 발광소자가 상기 블랙 매트릭스 상부로 돌출된 상태로 고정되는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각 반도체 발광소자는,
    일면에 전극 패드를 갖는 LED 칩; 및
    상기 LED 칩의 타면에 배치되며, 상기 LED 칩의 빛을 외부로 발산하는 도광부;를 포함하고,
    상기 도광부는 상기 LED 칩의 타면에 수직한 길이 방향을 따라서 연장된 막대형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 도광부는 상기 LED 칩의 타면과 접하는 제1면, 상기 제1면과 마주하는 제2면, 및 상기 제1면과 제2면 사이에 배치되어 상기 제1면과 제2면을 연결하는 제3면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1면은 상기 LED 칩의 광이 입사되는 입광면을 정의하고, 상기 제2면과 제3면은 상기 도광부 내부로 입사된 상기 광이 외부로 발산되는 출광면을 정의하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2면은 평면 구조, 상기 제1면을 향해 함몰된 구조, 요철 구조 또는 돔 형태의 돌출된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 LED 칩은 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 개재되는 활성층을 가지며,
    상기 전극 패드는 상기 제1 도전형 반도체층과 연결되는 제1 패드 및 상기 제2 도전형 반도체층과 연결되는 제2 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스 상에서 상기 각 반도체 발광소자를 덮는 파장변환층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 홀은 상기 기판 상에서 횡 방향 및 종 방향을 따라서 배열되는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 측면과 상기 블랙 매트릭스의 측면은 공면을 이루는 것을 특징으로 하는 광원 모듈.
  11. 복수의 칩 탑재 영역을 가지며, 상기 각 칩 탑재 영역에 접속 패드가 배치된 기판을 제공하는 단계;
    상기 칩 탑재 영역에 대응되는 위치에 복수의 홀을 갖는 블랙 매트릭스를 상기 기판 상에 형성하는 단계; 및
    상기 접속 패드와 연결되도록 복수의 반도체 발광소자를 상기 복수의 홀 각각에 삽입하여 체결하는 단계;
    를 포함하는 광원 모듈의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 홀에 각각 삽입된 상기 복수의 반도체 발광소자는 상기 블랙 매트릭스 상부로 돌출된 상태로 고정되는 것을 특징으로 하는 광원 모듈의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 반도체 발광소자를 테스트하는 단계; 및
    상기 복수의 반도체 발광소자 중 하자가 있는 반도체 발광소자를 선택적으로 제거 및 다른 반도체 발광소자로 교체하는 단계;
    를 더 포함하는 광원 모듈의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 반도체 발광소자의 제거 및 교체는 진공척을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 광원 모듈의 제조방법.
  15. 기판, 상기 기판을 덮으며 복수의 홀을 갖는 블랙 매트릭스(black matrix), 및 상기 복수의 홀에 각각 탈착이 가능하게 체결되는 복수의 반도체 발광소자를 포함하는 광원 모듈;
    상기 블랙 매트릭스와 상기 복수의 반도체 발광소자를 덮는 커버층; 및
    상기 광원 모듈을 수용하는 하우징;
    을 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 반도체 발광소자는 상기 기판 상에 배열된 상태에서 인접한 3개 또는 4개의 반도체 발광소자를 한 묶음으로 하는 단위 픽셀을 구현하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 반도체 발광소자는 각각 상기 복수의 홀에 체결된 상태에서 일부가 상기 블랙 매트릭스의 상부로 돌출되며, 상기 복수의 반도체 발광소자의 상기 블랙 매트릭스의 상부로 돌출된 부분은 상기 커버층 내에 매설되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 반도체 발광소자는 각각 상기 복수의 홀에 체결된 상태에서 일부가 상기 블랙 매트릭스의 상부로 돌출되며, 상기 복수의 반도체 발광소자의 상기 블랙 매트릭스의 상부로 돌출된 부분을 덮는 파장변환층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 커버층을 덮는 편광 필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 반도체 발광소자를 구동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
KR1020150160588A 2015-11-16 2015-11-16 광원 모듈, 광원 모듈의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 KR102427644B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150160588A KR102427644B1 (ko) 2015-11-16 2015-11-16 광원 모듈, 광원 모듈의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
US15/218,483 US10204962B2 (en) 2015-11-16 2016-07-25 Light source module and display apparatus having the same
CN201611042185.8A CN106711134B (zh) 2015-11-16 2016-11-11 光源模块、具有光源模块的显示设备及控制器装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150160588A KR102427644B1 (ko) 2015-11-16 2015-11-16 광원 모듈, 광원 모듈의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170057512A true KR20170057512A (ko) 2017-05-25
KR102427644B1 KR102427644B1 (ko) 2022-08-02

Family

ID=58692059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150160588A KR102427644B1 (ko) 2015-11-16 2015-11-16 광원 모듈, 광원 모듈의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10204962B2 (ko)
KR (1) KR102427644B1 (ko)
CN (1) CN106711134B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102273832B1 (ko) * 2020-08-13 2021-07-06 (주)라이타이저 Led칩 디스플레이 패널로의 전사 전의 led칩 테스트를 위한 미들 플랫폼 장치 제조 방법
US11404472B2 (en) 2018-09-07 2022-08-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Display module and display apparatus including light blocking layer with openings having regular intervals therebetween

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI723207B (zh) * 2016-08-18 2021-04-01 新世紀光電股份有限公司 微型發光二極體及其製造方法
US10649248B1 (en) * 2017-01-17 2020-05-12 Apple Inc. Displays with adjustable privacy levels
US11205677B2 (en) * 2017-01-24 2021-12-21 Goertek, Inc. Micro-LED device, display apparatus and method for manufacturing a micro-LED device
CN107422529A (zh) * 2017-08-04 2017-12-01 纳晶科技股份有限公司 背光单元及包括其的显示装置
JP2019102664A (ja) * 2017-12-04 2019-06-24 株式会社ブイ・テクノロジー Ｌｅｄ表示パネルの製造方法
KR102446139B1 (ko) * 2017-12-06 2022-09-22 삼성디스플레이 주식회사 발광 다이오드 장치 및 이의 제조 방법
TWD191816S (zh) 2017-12-12 2018-07-21 新世紀光電股份有限公司 發光二極體晶片
FR3076171B1 (fr) 2017-12-22 2021-10-29 Valeo Vision Calibration d'un module lumineux a elements electroluminescents
KR102553265B1 (ko) * 2018-07-09 2023-07-07 삼성전자 주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 광원 모듈
JP2020043140A (ja) * 2018-09-06 2020-03-19 株式会社ブイ・テクノロジー Ｌｅｄ表示パネルの製造方法及びｌｅｄ表示パネル
FR3120112B1 (fr) * 2021-02-22 2023-01-13 Lucibel Luminaire connectable à un réseau de télécommunication.

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6448900B1 (en) * 1999-10-14 2002-09-10 Jong Chen Easy-to-assembly LED display for any graphics and text
KR20100024073A (ko) * 2008-08-25 2010-03-05 삼성전기주식회사 조명장치
KR20150037680A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 서울반도체 주식회사 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4271408A (en) * 1978-10-17 1981-06-02 Stanley Electric Co., Ltd. Colored-light emitting display
SE8502049D0 (sv) 1985-04-26 1985-04-26 Astra Tech Ab Vakuumfixerad hallare for industriellt bruk
US4847991A (en) 1988-02-05 1989-07-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for inserting chip parts into a holding plate and apparatus used for the same
US5193269A (en) 1992-03-18 1993-03-16 Robinson Nugent, Inc. Extraction tool for electronic circuit components
JPH0766592A (ja) 1993-08-23 1995-03-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品挿入装置
KR100309623B1 (ko) * 1994-02-28 2002-04-24 사토 게니치로 발광다이오드램프및이를이용한매트릭스표시기
KR100500520B1 (ko) 1996-08-27 2005-07-12 세이코 엡슨 가부시키가이샤 전사 방법 및 액티브 매트릭스 기판 제조 방법
USRE38466E1 (en) 1996-11-12 2004-03-16 Seiko Epson Corporation Manufacturing method of active matrix substrate, active matrix substrate and liquid crystal display device
JP3176580B2 (ja) 1998-04-09 2001-06-18 太陽誘電株式会社 電子部品の実装方法及び実装装置
JPH11330793A (ja) 1998-05-13 1999-11-30 Taiyo Yuden Co Ltd 電子部品挿入装置
US7208725B2 (en) 1998-11-25 2007-04-24 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Optoelectronic component with encapsulant
JP3906654B2 (ja) 2000-07-18 2007-04-18 ソニー株式会社 半導体発光素子及び半導体発光装置
US6791636B2 (en) * 2001-05-10 2004-09-14 Lumilecs Lighting U.S., Llc Backlight for a color LCD
CN1241272C (zh) 2001-08-22 2006-02-08 索尼公司 氮化物半导体器件及其制造方法
JP2003218034A (ja) 2002-01-17 2003-07-31 Sony Corp 選択成長方法、半導体発光素子及びその製造方法
JP3815335B2 (ja) 2002-01-18 2006-08-30 ソニー株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
KR100499129B1 (ko) 2002-09-02 2005-07-04 삼성전기주식회사 발광 다이오드 및 그 제조방법
US7002182B2 (en) 2002-09-06 2006-02-21 Sony Corporation Semiconductor light emitting device integral type semiconductor light emitting unit image display unit and illuminating unit
US20090185392A1 (en) * 2003-03-26 2009-07-23 Optim, Inc. Detachable illumination system
US7229201B2 (en) * 2003-03-26 2007-06-12 Optim Inc. Compact, high-efficiency, high-power solid state light source using a single solid state light-emitting device
KR100714639B1 (ko) 2003-10-21 2007-05-07 삼성전기주식회사 발광 소자
KR100506740B1 (ko) 2003-12-23 2005-08-08 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
JP2006108198A (ja) 2004-10-01 2006-04-20 Juki Corp 粘着部品の吸着ノズル
KR100664985B1 (ko) 2004-10-26 2007-01-09 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 소자
US7360935B2 (en) * 2005-03-31 2008-04-22 Winvic Sales, Inc. Imitation candle with simulated lighted wick
US8079743B2 (en) * 2005-06-28 2011-12-20 Lighting Science Group Corporation Display backlight with improved light coupling and mixing
KR100665222B1 (ko) 2005-07-26 2007-01-09 삼성전기주식회사 확산재료를 이용한 엘이디 패키지 및 그 제조 방법
KR100661614B1 (ko) 2005-10-07 2006-12-26 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100723247B1 (ko) 2006-01-10 2007-05-29 삼성전기주식회사 칩코팅형 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법
KR100735325B1 (ko) 2006-04-17 2007-07-04 삼성전기주식회사 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
KR100930171B1 (ko) 2006-12-05 2009-12-07 삼성전기주식회사 백색 발광장치 및 이를 이용한 백색 광원 모듈
KR100855065B1 (ko) 2007-04-24 2008-08-29 삼성전기주식회사 발광 다이오드 패키지
KR100982980B1 (ko) 2007-05-15 2010-09-17 삼성엘이디 주식회사 면 광원 장치 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트 유닛
KR101164026B1 (ko) 2007-07-12 2012-07-18 삼성전자주식회사 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법
GB0716230D0 (en) * 2007-08-21 2007-09-26 Barco Nv LED assembly
KR100891761B1 (ko) 2007-10-19 2009-04-07 삼성전기주식회사 반도체 발광소자, 그의 제조방법 및 이를 이용한 반도체발광소자 패키지
CN201100902Y (zh) 2008-03-24 2008-08-13 刘振亮 Led显示模组面罩及其显示模组
KR101332794B1 (ko) 2008-08-05 2013-11-25 삼성전자주식회사 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 상기 발광 장치 및발광 시스템의 제조 방법
KR20100030470A (ko) 2008-09-10 2010-03-18 삼성전자주식회사 다양한 색 온도의 백색광을 제공할 수 있는 발광 장치 및 발광 시스템
US9070827B2 (en) * 2010-10-29 2015-06-30 Epistar Corporation Optoelectronic device and method for manufacturing the same
KR101530876B1 (ko) 2008-09-16 2015-06-23 삼성전자 주식회사 발광량이 증가된 발광 소자, 이를 포함하는 발광 장치, 상기 발광 소자 및 발광 장치의 제조 방법
US8008683B2 (en) 2008-10-22 2011-08-30 Samsung Led Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
JP5303487B2 (ja) 2010-02-08 2013-10-02 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ 電子部品装着装置
US8590184B2 (en) * 2011-06-27 2013-11-26 Luminator Holding L.P. Display device for transportation vehicle
US8518204B2 (en) 2011-11-18 2013-08-27 LuxVue Technology Corporation Method of fabricating and transferring a micro device and an array of micro devices utilizing an intermediate electrically conductive bonding layer
US9620478B2 (en) 2011-11-18 2017-04-11 Apple Inc. Method of fabricating a micro device transfer head
US8573469B2 (en) 2011-11-18 2013-11-05 LuxVue Technology Corporation Method of forming a micro LED structure and array of micro LED structures with an electrically insulating layer
US8794501B2 (en) 2011-11-18 2014-08-05 LuxVue Technology Corporation Method of transferring a light emitting diode
US8349116B1 (en) 2011-11-18 2013-01-08 LuxVue Technology Corporation Micro device transfer head heater assembly and method of transferring a micro device
US9105492B2 (en) 2012-05-08 2015-08-11 LuxVue Technology Corporation Compliant micro device transfer head
WO2013168253A1 (ja) * 2012-05-09 2013-11-14 テイ・エス テック株式会社 発光装置
US9034754B2 (en) 2012-05-25 2015-05-19 LuxVue Technology Corporation Method of forming a micro device transfer head with silicon electrode
US8415771B1 (en) 2012-05-25 2013-04-09 LuxVue Technology Corporation Micro device transfer head with silicon electrode
US8415767B1 (en) 2012-07-06 2013-04-09 LuxVue Technology Corporation Compliant bipolar micro device transfer head with silicon electrodes
US8415768B1 (en) 2012-07-06 2013-04-09 LuxVue Technology Corporation Compliant monopolar micro device transfer head with silicon electrode
US8383506B1 (en) 2012-07-06 2013-02-26 LuxVue Technology Corporation Method of forming a compliant monopolar micro device transfer head with silicon electrode
US8569115B1 (en) 2012-07-06 2013-10-29 LuxVue Technology Corporation Method of forming a compliant bipolar micro device transfer head with silicon electrodes
US8791530B2 (en) 2012-09-06 2014-07-29 LuxVue Technology Corporation Compliant micro device transfer head with integrated electrode leads
US9391042B2 (en) 2012-12-14 2016-07-12 Apple Inc. Micro device transfer system with pivot mount
US9095980B2 (en) 2013-02-25 2015-08-04 LuxVue Technology Corporation Micro pick up array mount with integrated displacement sensor
KR101385444B1 (ko) 2013-02-28 2014-04-15 이향이 반도체 칩 픽업 이송용 콜렛
US8987765B2 (en) 2013-06-17 2015-03-24 LuxVue Technology Corporation Reflective bank structure and method for integrating a light emitting device
JP2016004705A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 豊田合成株式会社 車両用灯具

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6448900B1 (en) * 1999-10-14 2002-09-10 Jong Chen Easy-to-assembly LED display for any graphics and text
KR20100024073A (ko) * 2008-08-25 2010-03-05 삼성전기주식회사 조명장치
KR20150037680A (ko) * 2013-09-30 2015-04-08 서울반도체 주식회사 광원 모듈 및 이를 구비한 백라이트 유닛

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11404472B2 (en) 2018-09-07 2022-08-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Display module and display apparatus including light blocking layer with openings having regular intervals therebetween
KR102273832B1 (ko) * 2020-08-13 2021-07-06 (주)라이타이저 Led칩 디스플레이 패널로의 전사 전의 led칩 테스트를 위한 미들 플랫폼 장치 제조 방법
WO2022035065A1 (ko) * 2020-08-13 2022-02-17 (주)라이타이저 Led칩 디스플레이 패널로의 전사 전의 led칩 테스트를 위한 미들 플랫폼 장치 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN106711134A (zh) 2017-05-24
US10204962B2 (en) 2019-02-12
KR102427644B1 (ko) 2022-08-02
CN106711134B (zh) 2020-02-07
US20170141154A1 (en) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102427644B1 (ko) 광원 모듈, 광원 모듈의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
US10770436B2 (en) Light-emitting diode (LED) device
KR102476137B1 (ko) 발광소자 패키지의 제조 방법
US9691954B2 (en) Light-emitting diode (LED) package
US10276629B2 (en) Light emitting device package
US9887332B2 (en) Semiconductor light-emitting device package
KR20170106575A (ko) 광원 모듈 및 이를 포함하는 조명 장치
US10043953B2 (en) Light emitting diode package
CN107026225B (zh) 半导体发光装置
KR102518368B1 (ko) 조명 장치
US9905739B2 (en) Light emitting packages
US10566502B2 (en) Semiconductor light-emitting device
US20160308089A1 (en) Method of manufacturing semiconductor light emitting device package
KR20170141306A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
US9716214B2 (en) Light-emitting diode package
KR20170005317A (ko) 반도체 발광소자
KR20170104031A (ko) 패키지 기판 및 발광소자 패키지
US20160365497A1 (en) Light emitting device package
US9887330B2 (en) Light-emitting apparatus and light-emitting module including the same
KR20170111458A (ko) 발광 소자 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant