KR20190139636A - 면발광 마이크로 엘이디 모듈 - Google Patents

면발광 마이크로 엘이디 모듈 Download PDF

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reflector
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유태경
서주옥
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주식회사 루멘스
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Abstract

면발광 마이크로 엘이디 모듈이 개시된다. 이 면발광 마이크로 엘이디 모듈은 도전성 패턴이 형성된 마운트 기판; 상기 도전성 패턴에 전기적으로 연결되는 복수개의 마이크로 엘이디 칩들; 및 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들에서 발광하는 광을 파장 변환하는 파장변환층을 포함하며, 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들 각각은 절연성 기판과, 상기 절연성 기판의 하부에 형성된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 형성되는 활성층을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층의 하부에는 상기 활성층과 대응하여 하부 반사부가 형성되고, 상기 절연성 기판상에는 상부 반사부가 형성되며, 상기 활성층에서 발광하는 광은 상기 하부 반사부에서 반사되어 상기 파장변환층을 통해 파장 변환되거나, 상기 상부 반사부에 반사되어 상기 파장변환층을 통해 파장 변환된다.

Description

면발광 마이크로 엘이디 모듈{surface emitting micro LED module}
본 발명은 면발광 마이크로 엘이디 모듈에 관한 것으로서, 적은 개수의 엘이디 칩을 배열하여 제작되어, 소형 백라이트 유닛용, 면발광장치용, 또는 플렉시블 조명장치용으로 사용될 수 있는 면발광 마이크로 엘이디 모듈에 관한 것이다.
여러 가지 발광소자들 중 엘이디(Light Emitting Diode, LED)는 PN 접합을 이용하여 다양한 파장대의 광을 구현할 수 있는 반도체 소자로서, 수명이 길고, 소형화, 경량화 및 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 엘이디는 충격과 진동에도 강하고 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 마운트 기판이나 리드 프레임에 실장되고 패키징될 수 있어 모듈화하여 조명장치용으로 또는 디스플레이의 백라이트 유닛(Back Light Unit)용으로 적용되고 있다.
복수 개의 엘이디 칩들을 마운트 기판 상에 실장하여 면조명장치나 백라이트 유닛을 구현함에 있어서, 엘이디 칩이 갖는 좁은 광 지향각 특성으로 인해, 엘이디 칩 직상 영역으로의 광량이 많고 그 주변 영역으로 광량이 적어, 면조명장치 또는 백라이트 유닛의 발광면이 불균일해해지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하여 발광면 전체로 균일한 광이 나올 수 있도록, 엘이디 칩을 마운트 기판 상에 고밀도로 배열하거나, 또는, TIR 렌즈를 활용하여 광 반사각을 높이는 방법을 사용해 왔다.
그러나, 엘이디칩의 적어도 일면의 사이즈가 100㎛이하인 마이크로 LED인 경우, 상기 엘이디칩의 상면에 렌즈를 구현하는 것이 어렵고, 공정의 증가에 의한 원가상승의 원인이 된다.
하지만, 이러한 종래의 방법들에 있어서는 상기 마이크로 LED로 면발광 엘이디 모듈 구현을 위해 과도하게 엘이디 칩들이 사용되어야 하거나, 별도의 TIR 렌즈를 엘이디 칩들에 대응되게 형성하여야 하는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 엘이디 칩들을 저밀도로 배열하여 마이크로 엘이디 칩들의 개수를 대폭 줄이면서도 발광면 측으로 균일한 광이 출력될 수 있도록 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈은, 도전성 패턴이 형성된 마운트 기판; 상기 도전성 패턴에 전기적으로 연결되는 복수개의 마이크로 엘이디 칩들; 및 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들에서 발광하는 광을 파장 변환하는 파장변환층을 포함하고, 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들 각각은 절연성 기판과, 상기 절연성 기판의 하부에 형성된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 형성되는 활성층을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층의 하부에는 상기 활성층과 하부 반사부가 형성되고, 상기 절연성 기판상에는 상부 반사부가 형성되며, 상기 활성층에서 발광하는 광은 상기 하부 반사부에서 반사되어 상기 파장변환층을 통해 파장 변환되거나, 상기 상부 반사부에 반사되어 상기 파장변환층을 통해 파장 변환된다.
일 실시예에 따라, 상기 상부 반사부는 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들에 구비된 전극패드들과 상기 절연성 기판에 의해 전기적으로 분리된다.
일 실시예예 따라, 상기 파장변환층은 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들의 측면 및 상기 절연성 기판의 상면을 덮는다.
일 실시예에 따라, 상기 절연성 기판의 상부 영역은 상기 상부 반사부와 대응하는 광 반사 영역과, 광 방출 영역을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 광 방출 영역은 상기 파장변환층이 형성된다.
일 실시예예 따라, 상기 상부 반사부는 일부 광을 반사시키고, 나머지 광을 투과시킨다.
일 실시예에 따라, 상기 상부 반사부는 70~90%의 광 반사율을 갖는다.
일 실시예에 따라, 상기 상부 반사부 및 상기 하부 반사부는 금속 반사부, 비도전성 DBR 또는 도전성 DBR일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들의 상층에 배치되는 확산부재를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 면발광 마이크로 엘이디 모듈은 상기 확산부재와 상기 마운트 기판 사이에서 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들의 측면들 사이에 형성된 투광성 언더필을 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 마운트 기판은 상기 상부 반사부의 광 반사율보다 높은 광 반사율을 가진 마운트 반사부을 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 엘이디 칩들 각각은 저면에만 제1 도전형 전극패드와 제2 도전형 전극패드를 갖는 플립칩형 엘이디 칩일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 명발광 마이크로 에이디 모듈은 도전성 패턴이 형성된 마운트 기판; 상기 도전성 패턴에 전기적으로 연결되는 복수개의 마이크로 엘이디 칩들; 및 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들의 상측에 배치되는 확산부재; 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들에서 발광하는 광을 파장 변환하는 파장변환층을 포함하고, 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들 각각은 절연성 기판과, 상기 절연성 기판에 형성된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 형성되는 활성층을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층의 하부에는 상기 활성층과 대응하여 하부 반사부가 형성되고, 상기 확산부재 하부에는 상부 반사부가 형성되며, 상기 상부 반사부는 상기 엘이디 칩들 각각의 상기 활성층에서 발생한 광을 상기 하부 반사부로 반사시켜, 상기 하부 반사부에 의한 반사 후 상기 엘이디 칩들 각각의 측면을 통해 방출된다.
일 실시예에 따라, 상기 상부 반사부는 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들에 구비된 전극패드들과 전기적으로 분리된다.
일 실시예에 따라, 상기 면발광 마이크로 엘이디 모듈은 상기 확산부재와 상기 마운트 기판 사이에서 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들의 측면들 사이에 형성된 투광성 언더필을 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 파장변환층은 상기 확산부재와 동일한 면적으로 상기 확산부재의 하부에 형성되며, 상부 반사부는 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들 각각에 대응되게 상기 파장변환층의 저면에 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 확산부재의 상면과 저면 중 적어도 한 면은 광 산란을 위한 정형적 또는 비정형적인 요철이 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 상부 반사부는 일부 광을 반사시키고, 나머지 광을 투과시킨다.
일 실시예에 따라, 상기 엘이디 칩들 각각은 저면에만 제1 도전형 전극패드와 제2 도전형 전극패드를 갖는 플립칩형 엘이디 칩일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 상부 반사부 및 상기 하부 반사부는 금속 반사부, 비도전성 DBR 또는 도전성 DBR일 수 있다.
본 발명은 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 제공함으로써, 동일한 크기의 면발광 엘이디 모듈을 제작함에 있어서 사용되는 엘이디 칩들을 대폭 줄이면서도 균일한 광이 발광면 측으로 출력될 수 있어, 비용을 줄일 수 있으며, 보다 효율적으로 직하형 백라이트 유닛이나 플렉시블 면조명 장치를 구현할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 확대 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면들 및 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 간략화되고 예시된 것이므로, 첨부된 도면들 및 실시예들이 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈은, 예컨대, PCB(Printed Circuit board), FPCB(Flexible Printed Circuit Board), 투명기판(Transparent Circuit Board) 등일 수 있는 마운트 기판(100)과, 상기 마운트 기판(100) 상에 행렬 배열로 어레이된 복수개의 엘이디 칩(200)들과, 상기 엘이디 칩(200)들의 상측에 배치되는 판상 또는 시트 상의 확산부재(300)와, 상기 엘이디 칩(200)들 각각의 상면 일부와 상기 엘이디 칩(200)들 각각의 측면을 덮도록 형성된 파장변환층(510)을 포함한다.
본 실시예에서, 상기 엘이디 칩(200)들 각각은 청색광을 발하며, 상기 파장변환층(510)은 상기 엘이디 칩(200)에서 나온 광을 파장 변환하는 형광체를 포함한다. 상기 엘이디 칩(200)에서 발생한 청색광과 상기 파장변환층(510)에 의해 파장 변환된 광의 혼합에 의해 백색광을 만들 수 있다.
상기 엘이디 칩(200)은, 플립칩형 저면에만 제1 도전형 전극패드(202)와 제2 도전형 전극패드(203)를 갖는 플립칩형 엘이디 칩으로서, 예컨대 제1 비아(V1)에 의해 상기 제1 도전형 전극패드(202)와 연결되는 상측의 제1 도전형 반도체층(210)과, 예컨대 제2 비아(V2)에 의해 상기 제2 도전형 전극패드(203)와 연결되는 하측의 제2 도전형 반도체층(230)과, 상기 제1 도전형 반도체층(210)과 상기 제2 도전형 반도체층(230) 사이에 개재되어 전자와 정공이 결합될 때 광을 발생시키는 활성층(220)을 포함한다. 본 실시예에서, 제1 비아(V1)은 일단이 제1 도전형 반도체층(210)과 연결된 채 상기 활성층(220), 상기 제2 도전형 반도체층(230) 및 하부 반사부(201)을 차례로 관통한 후 상기 제1 도전형 전극패드(202)와 연결된다. 상기 하부 반사부(201)는 Al, Ag, Au 등 고반사율 금속을 이용하여 형성된 금속 반사부, 비도전성 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 도전성 DBR(Distributed Bragg Reflector)일 수 있다.
또한, 상기 제2 비아(V2)는 일단이 상기 제2 도전형 반도층(230)과 연결된 채 상기 하부 반사부(201)을 관통한 후 상기 제2 도전형 전극패드(203)과 연결된다. 제1 비아 및 제2 비아 없이, 메사 구조에 의해 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층을 하측으로 모두 노출시키고 그 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층에 직접 제1 도전형 전극패드와 제2 도전형 전극패드를 연결할 수도 있음에 유의한다. 또한, 상기 엘이디 칩(200)은 상부에 상기 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 성장시키는 성장 기판은 절연성 사파이어 기판(240)을 포함한다.
한편, 상기 면발광 마이크로 엘이디 모듈은 상기 엘이디 칩(100)의 활성층에서 발생하여 상측으로 향하는 광 일부를 반사하여 상기 엘이디 칩(100)들 각각의 저면 측 하부 반사부(201)로 보내는 상부 반사부(400)를 더 포함한다. 본 실시예에서 상기 상부 반사부(400)는 전술한 사파이어 기판(240)의 상면에 형성된다. 상기 상부 반사부(400)는 Al, Ag, Au 등 고반사율 금속을 이용하여 형성된 금속 반사부, 비도전성 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 도전성 DBR(Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 상기 상부 반사부(400)는 상기 절연성 사파이어 기판(240)의 상부 일부 영역에 위치하며, 상기 절연성 사파이어 기판(240)의 상부면에 차지하는 상기 상부반사부(400)와 상기 파장변환층(510)의 면적비는 상기 상부반사부(400)의 면적비가 높은 것이 바람직 하다. 이러한 상기 상부반사부(400)의 상기 절연성 사파이어 기판(240)의 중심부분이나 엣지부분 등의 위치의 선택은 광 패턴에 따라 달라 질 수 있다. 상기 상부 반사부(400)의 반사율이 100%가 될 수 있으며, 바람직하게는, 70~90%의 광을 반사하고 10~30%의 광을 투과하도록 상부 반사부(400)를 구성하는 것이 바람직하다.
상기 상부 반사부(400)는, 제1 및 제2 도전형 전극패드(202, 203)가 존재하는 엘이디 칩(200) 저면이 아닌 반대편의 절연성 사파이어 기판(240)의 상면에 형성되어 있으므로, 상기 제1 및 제2 도전형 전극패드(202, 203)와는 전기적으로 분리되어 있는 것이다.
또한, 상기 파장변환층(510)은, 상기 엘이디 칩(100)들의 측면들과 상기 엘이디 칩(100)의 상기 절연성 기판(240)의 상면을 덮도록 형성되되, 상기 엘이디 칩(100)의 상면 대부분의 영역, 특히 중앙을 포함하는 영역에는 형성되지 않는다. 이 파장변환층(510)이 없는 영역에 상기 상부 반사부(400)가 형성된다. 이에 따라, 상기 엘이디 칩(100)의 상면 영역은 상기 상부 반사부(400)와 마주하는 광 반사 영역과, 상기 광 반사 영역 주변에서 광 방출을 허용하는 하는 광 방출 영역을 포함하게 되며, 상기 광 방출 허용 영역에는 상기 상부 반사부(400) 없이 전술한 파장변환층(510)만이 존재한다.
상기 엘이디 칩(100)에서 나와서 상측을 향해 진행하는 광 중 상기 상부 반사부(400)에 도달하지 않는 광은, 상기 엘이디 칩(100)의 상면에 형성된 파장변환층(510)을 바로 통과하여 파장 변환된 후, 상기 확산부재(300)를 거쳐, 거의 수직에 가깝게 상측 방향으로 방출된다. 그리고, 상기 엘이디 칩(100)에서 나와서 상측을 향해 진행하는 광 중 상기 상부 반사부(400)에 도달한 광은, 상기 상부 반사부(400)에 반사되어 상기 엘이디 칩(100)의 저면에 구비된 하부 반사부(201)로 향하고, 상기 하부 반사부(201)에 반사된 광 대부분이 측방향으로 넓게 퍼지면서 상기 엘이디 칩(100)의 측면과 접해 있는 파장변환층(510)을 통과하고, 그 다음, 상기 확산부재(300)를 거쳐 상기 엘이디 칩(100)의 직상 방향과 먼 방향으로 방출된다. 이에 따라, 종래에는 상기 엘이디 칩(100) 직상 영역으로 집중되어 방출되었던 광을 넓게 퍼트려 방출시킬 수 있으며, 이에 의해, 확산부재(300) 상측에서 균일한 광 분포를 얻을 수 있다. 상기 확산부재(300)의 상면과 저면 중 적어도 한 면에는 광을 산란시켜 더 넓게 퍼트리기 위한 정형적 또는 비정형적인 요철 패턴(301)이 형성되는 것이 바람직하다.
덧붙여, 본 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈은 상기 엘이디 칩(200)에서 나온 광을 95% 이상 투과시키며, 상기 상기 확산부재(300)와 상기 마운트 기판(100) 사이에서 상기 엘이디 칩(200)들의 측면들과 접하여 형성된 투광성 언더필(600)을 더 포함한다. 상기 투광성 언더필(600)은, 엘이디 칩(200)들과 마운트 기판(100)의 표면을 외부 환경으로부터 보호하는 기능과 더불어, 공기보다 굴절율이 높고, 더 나아가, 엘이디 칩(200)의 출광부 측 굴절율과 비슷한 굴절율을 가짐으로써, 엘이디 칩(200) 출광부에서의 내부 전반사에 의한 광 손실을 크게 줄여줄 수 있다. 또한, 상기 마운트 기판(100)은 예컨대 백색 PR과 같은 반사층(101)을 포함할 수 있으며, 이 반사층(101)은 광 반사율 80%의 마운트 반사부를 형성하는 것이 바람직하다.
앞에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 상기 하부 반사부(201)와 상기 상부 반사부(400)의 상호 작용에 의해, 상기 엘이디 칩(200)들 각각의 측면을 통해 방출되는 광의 양을 크게 증가시킬 수 있으며, 마운트 기판(100)의 단위 면적 당 엘이디 칩 개수, 즉, 밀도를 낮추면서도, 상기 확산부재(300) 상측에서 균일한 분포의 면광을 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈은, 앞선 실시예와 마찬가지로, 마운트 기판(100)과, 상기 마운트 기판(100) 상에 행렬 배열로 어레이된 복수개의 엘이디 칩(200)들과, 상기 엘이디 칩(200)들의 상측에 배치되는 판상 또는 시트 상의 확산부재(300)를 포함한다.
반면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 엘이디 모듈은, 상기 엘이디 칩(200)들 각각의 상면 일부와 상기 엘이디 칩(200)들 각각의 측면을 덮도록 형성된 앞선 제1 실시예의 파장변환층 대신에, 상기 확산부재(300)와 동일한 면적을 갖고서, 상기 확산부재(300)의 저면에 적층된 파장변환 시트(520)을 포함한다. 상기 파장변환 시트(520) 내에는 상기 엘이디 칩(200)에서 나온 광을 파장 변환하는 형광체가 분포된다. 상기 엘이디 칩(200)들 각각의 상면에는 상부 반사부(400)가 형성되며, 이 상부 반사부(400)는 자신의 상측에 배치된 파장변환 시트(520)와 마주한다. 다시 말해, 본 실시예에 따르면, 하나의 파장변환 시트(520)가 여러개의 엘이디 칩(200)들을 커버할 수 있다. 나머지 구성은 앞선 실시예와 같거나 유사하므로 자세한 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈은, 앞선 실시예들과 마찬가지로, 마운트 기판(100)과, 상기 마운트 기판(100) 상에 행렬 배열로 어레이된 복수개의 엘이디 칩(200)들과, 상기 엘이디 칩(200)들의 상측에 배치되는 판상 또는 시트 상의 확산부재(300)를 포함한다. 반면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 엘이디 모듈은, 앞선 실시예들과 달리, 상부 반사부(400)가 상기 엘이디 칩(200)들 상면이 아닌 확산부재(300)의 저면에 일체로 형성되어 있다. 확산부재(300)의 저면에 형성된 상부 반사부(400)들 각각은 그 직하에 위치한 엘이디 칩(200)에 대응된다. 상기 상부 반사부(400)가 일부 광을 투과하도록 구성되거나 및/또는 상기 상부 반사부(400)의 면적이 상기 엘이디 칩(200)의 상면 면적보다 작게 하여, 상기 상부 반사부(400)의 주변으로 상기 엘이디 칩(200) 상면에서 나온 광이 방출되게 할 수 있다. 상기 엘이디 칩(200)의 상면 및 측면을 덮도록 파장변환층(510)이 형성된다. 이에 따라, 파장변환층(510)들과 확산부재(300) 사이에 상부 반사부(400)들이 개재된다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈은, 앞선 실시예들과 마찬가지로, 마운트 기판(100)과, 상기 마운트 기판(100) 상에 행렬 배열로 어레이된 복수개의 엘이디 칩(200)들과, 상기 엘이디 칩(200)들의 상측에 배치되는 판상 또는 시트 상의 확산부재(300)를 포함한다. 반면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈은, 앞선 실시예들과 달리, 상기 확산부재(300)의 저면에 파장변환 시트(400)가 형성되고, 상기 파장변환 시트(400)에 접하도록, 상기 상부 반사부(400)들이 형성된다. 그리고, 상기 상부 반사부(400)들 각각은 그 아래에 위치한 상기 엘이디 칩(200)들 각각의 직상에서 그들 각각에 대응되게 배치된다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈은, 앞선 실시예들과 마찬가지로, 마운트 기판(100)과, 상기 마운트 기판(100) 상에 행렬 배열로 어레이된 복수개의 엘이디 칩(200)과, 상기 엘이디 칩(200)의 상측에 배치되는 판상 또는 시트 상의 확산부재(300)를 포함한다. 앞선 실시예들과 달리, 상기 상부 반사부(400)가 상기 엘이디 칩(200)의 상면 면적보다 큰 면적으로 가져 상기 엘이디 칩(200)의 상면을 전체적으로 덮는다. 상기 엘이디 칩(200)의 활성층에서 나온 광 중 상기 엘이디 칩(200)의 상면을 통과한 광은 실질적으로 모두 상기 상부 반사부(400)에 도달한다. 상기 상면 반사부(400)은 70~90%의 광을 반사하고 10~30%의 광을 투과하므로, 상기 엘이디 칩(200)의 상면을 통과하여 상기 상면 반사부(400)에 도달한 광 중 10~30%의 광은 그대로 상측으로 방출되고 나머지 광만이 상기 엘이디 칩(200) 저면의 하부 반사부(201)로 향한다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈은, 앞선 실시예들과 마찬가지로, 마운트 기판(100)과, 상기 마운트 기판(100) 상에 행렬 배열로 어레이된 복수개의 엘이디 칩(200)과, 상기 엘이디 칩(200)의 상측에 배치되는 판상 또는 시트 상의 확산부재(300)를 포함한다. 상기 엘이디 칩(200)들 각각은 상면에만 제1 도전형 전극패드(202) 및 제2 도전형 전극패드(230)을 모두 포함하는 래터럴형 엘이디 칩이다. 상기 제1 도전형 전극패드(202)와 상기 제2 도전형 전극패드(203)는 마운트 기판과의 전기적 연결을 위해 본딩 와이어와 연결된다. 이때, 상기 상부 반사부(400)는 상기 제1 도전형 전극패드(202) 및/또는 상기 제2 도전형 전극패드(203)과 인접하게 상기 엘이디 칩(200) 상면에 형성된다. 나머지 구성들은 앞선 실시예들과 실질적으로 같거나 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 면발광 마이크로 엘이디 모듈은, 앞선 실시예들과 마찬가지로, 마운트 기판(100)과, 상기 마운트 기판(100) 상에 행렬 배열로 어레이된 복수개의 엘이디 칩(200)과, 상기 엘이디 칩(200)의 상측에 배치되는 판상 또는 시트 상의 확산부재(300)를 포함한다. 상기 엘이디 칩(200)들 각각은 저면에 하부 반사부의 기능을 하는 제1 도전형 전극패드(202)를 포함하고 상면에 제2 도전형 전극패드(203)를 포함하는 수직형 엘이디 칩이고, 상기 상부 반사부(400)은 상기 제2 도전형 전극패드(203)와 인접하게 상기 엘이디 칩(200) 상면에 형성된다. 나머지 구성들은 앞선 실시예들과 실질적으로 같거나 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.
100: 마운트 기판 200: 엘이디 칩
201: 하부 반사부 300: 확산부재
400: 상부 반사부 510: 파장변환층
520: 파장변환 시트

Claims (20)

  1. 도전성 패턴이 형성된 마운트 기판;
    상기 도전성 패턴에 전기적으로 연결되는 복수개의 마이크로 엘이디 칩들; 및
    상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들에서 발광하는 광을 파장 변환하는 파장변환층을 포함하며,
    상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들 각각은 절연성 기판과, 상기 절연성 기판의 하부에 형성된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 형성되는 활성층을 포함하고,
    상기 제1 도전형 반도체층의 하부에는 상기 활성층과 대응하여 하부 반사부가 형성되고, 상기 절연성 기판상에는 상부 반사부가 형성되며,
    상기 활성층에서 발광하는 광은 상기 하부 반사부에서 반사되어 상기 파장변환층을 통해 파장 변환되거나, 상기 상부 반사부에 반사되어 상기 파장변환층을 통해 파장 변환되는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 반사부는 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들에 구비된 전극패드들과 상기 절연성 기판에 의해 전기적으로 분리된 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 파장변환층은 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들의 측면 및 상기 절연성 기판의 상면을 덮는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 절연성 기판의 상부 영역은 상기 상부 반사부와 대응하는 광 반사 영역과, 광 방출 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 광 방출 영역은 상기 파장변환층이 형성된 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 반사부는 일부 광을 반사시키고, 나머지 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 반사부는 70~90%의 광 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 반사부 및 상기 하부 반사부는 금속 반사부, 비도전성 DBR 및 도전성 DBR 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들의 상층에 배치되는 확산부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 확산부재와 상기 마운트 기판 사이에서 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들의 측면들 사이에 형성된 투광성 언더필을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 마운트 기판은 상기 상부 반사부의 광 반사율보다 높은 광 반사율을 가진 마운트 반사부을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 엘이디 칩들 각각은 저면에만 제1 도전형 전극패드와 제2 도전형 전극패드를 갖는 플립칩형 엘이디 칩인 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  13. 도전성 패턴이 형성된 마운트 기판;
    상기 도전성 패턴에 전기적으로 연결되는 복수개의 마이크로 엘이디 칩들;
    상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들의 상측에 배치되는 확산부재; 및
    상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들에서 발광하는 광을 파장 변환하는 파장변환층을 포함하고,
    상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들 각각은 절연성 기판과, 상기 절연성 기판에 형성된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 형성되는 활성층을 포함하고,
    상기 제1 도전형 반도체층의 하부에는 상기 활성층과 대응하여 하부 반사부가 형성되고, 상기 확산부재의 하부에는 상부 반사부가 형성되며,
    상기 상부 반사부는 상기 엘이디 칩들 각각의 상기 활성층에서 발생한 광을 상기 하부 반사부로 반사시켜, 상기 하부 반사부에 의한 반사 후 상기 엘이디 칩들 각각의 측면을 통해 방출되는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 반사부는 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들에 구비된 전극패드들과 전기적으로 분리된 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 확산부재와 상기 마운트 기판 사이에서 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들의 측면들 사이에 형성된 투광성 언더필을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  16. 청구항 13에 있어서, 상기 파장변환층은 상기 확산부재와 동일한 면적으로 상기 확산부재의 하부에 형성되며, 상부 반사부는 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들 각각에 대응되게 상기 파장변환층의 저면에 형성된 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  17. 청구항 13에 있어서, 상기 확산부재의 상면과 저면 중 적어도 한 면은 광 산란을 위한 정형적 또는 비정형적인 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 면발광 엘이디 모듈.
  18. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 반사부는 일부 광을 반사시키고, 나머지 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  19. 청구항 13에 있어서, 상기 엘이디 칩들 각각은 저면에만 제1 도전형 전극패드와 제2 도전형 전극패드를 갖는 플립칩형 엘이디 칩인 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
  20. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 반사부 및 상기 하부 반사부는 금속 반사부, 비도전성 DBR 및 도전성 DBR 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 면발광 마이크로 엘이디 모듈.
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