JP2011146709A - 発光装置、照明システム - Google Patents

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Deung Kwan Kim
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Abstract

【課題】本発明は、新たな構造を有し、発光素子で発生した熱を効果的に放熱できる発光素子パッケージ及び発光装置を提供するためのものである。
【解決手段】本発明に従う発光素子パッケージは、キャビティが形成されたパッケージ胴体と、上記パッケージ胴体を貫通して上記キャビティの内で露出される第１フレーム及び第２フレームと、上記キャビティの底面を形成し、上記第１フレーム及び第２フレームと電気的に分離される第３フレームと、上記第３フレームの上に配置された発光素子と、上記発光素子と上記第１フレーム及び第２フレームを電気的に連結するワイヤと、を含み、上記第３フレームの上面は第１高さを有する第１平面と、上記第１高さより低い第２高さを有する第２平面と、上記第１平面と第２平面とを連結する傾斜面を含み、上記傾斜面は上記キャビティの内で露出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子パッケージ及び発光装置に関するものである。
発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）は電流を光に変換させる半導体発光素子である。
このような発光ダイオードから放出される光の波長は、発光ダイオードの製造に使われる半導体材料に従う。これは、放出された光の波長が価電子帯（valence band）電子と伝導帯（conduction band）電子との間のエネルギー差を表す半導体材料のバンドギャップ（band-gap）に従うためである。
最近、発光ダイオードは輝度が徐々に増加するようになって、ディスプレイ用光源、自動車用光源、及び照明用光源に使われており、蛍光物質を利用するか、多様な色の発光ダイオードを組合せることによって、効率に優れる白色光を発光する発光ダイオードも具現が可能である。
本発明の目的は、新たな構造を有する発光素子パッケージ及び発光装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、発光素子で発生した熱を効果的に放熱できる発光素子パッケージ及び発光装置を提供することにある。
本発明に従う発光素子パッケージは、キャビティが形成されたパッケージ胴体と、上記パッケージ胴体を貫通して上記キャビティの内で露出される第１フレーム及び第２フレームと、上記キャビティの底面を形成し、上記第１フレーム及び第２フレームと電気的に分離される第３フレームと、上記第３フレームの上に配置された発光素子と、上記発光素子と上記第１フレーム及び第２フレームを電気的に連結するワイヤと、を含み、上記第３フレームの上面は第１高さを有する第１平面と、上記第１高さより低い第２高さを有する第２平面と、上記第１平面と第２平面とを連結する傾斜面とを含み、上記傾斜面は上記キャビティの内で露出される。
本発明に従う発光装置は、胴体と、上記胴体に配置された第１電極及び第２電極と、上記第１電極の上に形成され、上記第１電極及び第２電極と電気的に連結された発光素子と、上記発光素子を封入するモールディング部材と、上記胴体及び上記第１電極の下面に配置された放熱パッドを各々含む複数の発光素子パッケージと、上記複数の発光素子パッケージが挿入された複数の溝を含む基板と、上記基板の溝の周囲に形成され、上記第１電極及び第２電極と各々電気的に連結される第１回路パターン及び第２回路パターンと、を含む。
本発明に従う発光装置は、胴体と、上記胴体に配置された第１電極、第２電極、及び熱伝導性部材と、上記熱伝導性部材の上に形成され、上記第１電極及び第２電極と電気的に連結された発光素子と、上記発光素子を封入するモールディング部材と、上記胴体及び上記第１電極の下面に配置された放熱パッドを各々含む複数の発光素子パッケージと、上記複数の発光素子パッケージが挿入された複数の溝を含む基板と、上記基板の溝の周囲に形成され、上記第１電極及び第２電極と各々電気的に連結される第１回路パターン及び第２回路パターンと、を含む。
本発明によれば、新たな構造を有する発光素子パッケージ及び発光装置を提供することができる。
本発明によれば、発光素子で発生した熱を効果的に放熱できる発光素子パッケージ及び発光装置を提供することができる。
本発明の実施形態に従う発光素子パッケージの斜視図である。 本発明の実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。 本発明の実施形態に従う発光装置を説明する図である。 本発明の実施形態に従う発光装置を説明する図である。 本発明の実施形態に従う発光素子パッケージにおけるフレームを製作するためのフレーム胴体を説明する図である。 本発明の他の実施形態に従う発光モジュール及びこれを用いたライトユニットの側断面図である。 図６のライトユニットの分解斜視図である。 図６のライトユニットの斜視図である。 エッジ（Edge）型ライトユニットの斜視図である。 直下（Direct）型ライトユニットの斜視図である。 本発明の他の実施形態に従う発光モジュール及びこれを用いたライトユニットを説明する図である。 本発明の更に他の実施形態に従う発光モジュール及びこれを用いたライトユニットを説明する図である。 本発明の実施形態に従う表示装置を示す図である。 本発明の実施形態に従う表示装置の他の例を示す図である。 本発明の他の実施形態に従うライトユニットを示す図である。
本発明を説明するに当たって、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。
図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを全的に反映するのではない。
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に従う発光素子パッケージの斜視図であり、図２は本発明の実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。図３及び図４は本発明の実施形態に従う発光装置を説明する図であり、図５は本発明の実施形態に従う発光素子パッケージにおけるフレームを製作するためのフレーム胴体を説明する図である。
図１及び図２を参照すると、実施形態に従う発光素子パッケージ１００は、パッケージ胴体１０と、上記パッケージ胴体１０に形成された第１フレーム２１、第２フレーム２２、及び第３フレーム２３と、上記第３フレーム２３の上に配置された第１発光素子３１及び第２発光素子３２と、上記パッケージ胴体１０に形成されたキャビティ（cavity）７０の内に詰められた封止層６０と、を含む。
上記パッケージ胴体１０は、上記フレーム２１、２２、２３を支持し、上記発光素子３１、３２が配置できる空間を提供し、上記封止層６０が詰められるキャビティ７０を提供する。上記パッケージ胴体１０は樹脂材質で形成できる。上記フレーム２１、２２、２３と一緒に射出されて形成できる。
上記第１フレーム２１及び第２フレーム２２は、上記第１発光素子３１及び第２発光素子３２に電源を提供するためのリードフレームの役割をする。上記第３フレーム２３は、上記発光素子３１、３２で発生した熱を効果的に放出するためのヒートシンクの役割と上記発光素子３１、３２で発生した光を効果的に反射させるための反射層の役割をする。上記第１乃至第３フレーム２１、２２、２３は金属材質で形成できる。
上記第１フレーム２１及び第２フレーム２２は、上記パッケージ胴体１０の両側で上記パッケージ胴体１０を貫通して配置される。即ち、上記第１フレーム２１及び第２フレーム２２の一部分は上記パッケージ胴体１０のキャビティ７０の内に露出され、一部分は上記パッケージ胴体１０の外側に露出される。
上記第３フレーム２３は、上記第１フレーム２１と第２フレーム２２との間に配置され、上記第１フレーム２１及び第２フレーム２２より低い高さに配置される。上記第３フレーム２３は、上記第１フレーム２１及び第２フレーム２２と電気的に分離される。
上記第３フレーム２３の上面は上記キャビティ７０の底面をなして、上記第３フレーム２３の下面は上記パッケージ胴体１０の底面と同一水平面上に配置される。
上記第３フレーム２３の上面は第１高さを有する第１平面と、上記第１高さより低い第２高さを有する第２平面と、上記第１平面と第２平面とを連結する傾斜面で形成され、上記第２平面に上記発光素子３１、３２が配置される。実施形態では、２つの発光素子３１、３２が上記第２平面の上に配置されたものが例示されているが、１つの発光素子のみ配置されるか、３個以上の発光素子が配置されることも可能である。上記第１発光素子３１及び第２発光素子３２は１つの例として発光ダイオード（ＬＥＤ）で形成できる。
また、ツエナーダイオード４０が上記第３フレーム２３の第２平面の上に配置されることもできる。上記ツエナーダイオード４０は、ＥＳＤ（Electro Static Discharge）に対し、上記第１発光素子３１及び第２発光素子３２を保護する役割をする。
上記第１発光素子３１、第２発光素子３２、及びツエナーダイオード４０は、ワイヤを介して上記第１フレーム２１及び第２フレーム２２と電気的に連結できる。
第１ワイヤ５１は、上記第１フレーム２１と上記第１発光素子３１の第１電極層とを電気的に連結できる。第２ワイヤ５２は、上記第１発光素子３１の第２電極層と上記第２発光素子３２の第１電極層とを電気的に連結できる。第３ワイヤ５３は、上記第２発光素子３２の第２電極層と上記第２フレーム２２とを電気的に連結できる。
そして、第４ワイヤ５４は上記第１フレーム２１と上記ツエナーダイオード４０の第１電極層とを電気的に連結し、第５ワイヤ５５は上記ツエナーダイオード４０の第２電極層と上記第２フレーム２２とを電気的に連結できる。
上記パッケージ胴体１０のキャビティ７０の内にはシリコン樹脂またはエポキシ樹脂のような透明樹脂材で形成された封止層６０が詰められ、上記封止層６０には蛍光体が含まれることができる。上記蛍光体は上記封止層６０の内に均一に分散されるか、上記発光素子３１、３２に隣接した部分のみに形成できる。上記封止層６０で透明樹脂材と蛍光体層は多様な構造または多様な形態の層で形成できる。
上記パッケージ胴体１０の側面には第３フレーム連結部２３ａ、２３ｂが露出される。上記第３フレーム連結部２３ａ、２３ｂは、上記パッケージ胴体１０を射出する時、上記第３フレーム２３を支持する部分であって、射出が完了した後、分離された部分である。
図５に示すように、上記第１フレーム２１、第２フレーム２２、及び第３フレーム２３は、フレーム胴体２５に支持された状態で射出工程を通じて上記パッケージ胴体１０と結合される。そして、第１切断部２５ａ、第２切断部２５ｂ、及び第３切断部２５ｃが切断されながら上記第１フレーム２１、第２フレーム２２、及び第３フレーム２３が上記フレーム胴体２５から分離される。即ち、上記第１フレーム２１、第２フレーム２２、及び第３フレーム２３は同一材質の金属で形成される。
上記第３フレーム２３は、上記第１フレーム２１及び第２フレーム２２と電気的、物理的に分離されるため、上記第３フレーム連結部２３ａ、２３ｂにより上記フレーム胴体２５に支持される。そして、上記第３切断部２５ｃが切断されながら上記第３フレーム連結部２３ａ、２３ｂが上記パッケージ胴体１０の側面に露出される。実施形態では、２つの第３フレーム連結部２３ａ、２３ｂが例示されているが、２つより多い数の第３フレーム連結部が使われることもできる。また、１つの第３フレーム連結部が使われることもできる。
図２、図３、及び図４を参照すると、上記発光素子パッケージ１００は、印刷回路基板３００に形成された開口３１０に挿入されて下部カバー２００に支持される。上記下部カバー２００は熱伝導性に優れる金属材質で形成できる。
上記印刷回路基板３００は、上記下部カバー２００の上に配置され、上記下部カバー２００が一部分露出されるように上記開口３１０が形成される。
上記発光素子パッケージ１００は、上記開口３１０を通じて上記下部カバー２００と接触する。即ち、上記パッケージ胴体１０及び上記第３フレーム２３は、上記下部カバー２００と接触する。
そして、上記第１フレーム２１及び第２フレーム２２は、上記印刷回路基板３００の上面に形成された回路パターンと電気的に連結される。上記パッケージ胴体１０の下面から上記第１フレーム２１及び第２フレーム２２までの厚さは上記印刷回路基板３００の厚さと実質的に同一に形成できる。したがって、上記第１フレーム２１及び第２フレーム２２が上記印刷回路基板３００の上面に接触され、上記第３フレーム２３が上記下部カバー２００に接触できる。
上記のような発光装置は、下部カバー２００の上に開口３１０が形成された印刷回路基板３００を配置し、上記開口３１０を通じて上記発光素子パッケージ１００が上記下部カバー２００に接触するように配置する。上記発光素子パッケージ１００で発生する熱は上記下部カバー２００に直接伝えられるため、上記発光素子パッケージ１００の放熱効率が良くなる。
特に、上記第１発光素子３１及び第２発光素子３２で発生した熱は上記第３フレーム２３に直接伝えられ、上記第３フレーム２３に伝えられた熱は上記下部カバー２００に直接伝えられるので、熱抵抗が小さくて熱放出効率が向上できる。
図６は本発明の他の実施形態に従う発光モジュール及びこれを用いたライトユニットの側断面図であり、図７は図６のライトユニットの分解斜視図であり、図８は図６のライトユニットの斜視図である。
図６乃至図８を参照すると、実施形態に従う発光モジュールは、複数の発光素子パッケージ１と、上記複数の発光素子パッケージ１が挿入される複数の溝１５５を含む基板１６０と、上記基板１６０の上記複数の溝１５５の周囲に形成され、上記発光素子パッケージ１と電気的に連結される第１回路パターン１６１及び第２回路パターン１６２を含むことができる。
また、実施形態に従うライトユニットは、上記発光モジュールと、上記発光モジュールを収容する支持部材１８０を含むことができる。
実施形態に従う発光モジュールは、上記複数の発光素子パッケージ１が上記複数の溝１５５に挿入される構造を有し、これによって上記複数の発光素子パッケージ１が上記支持部材１８０に接触できる。したがって、上記複数の発光素子パッケージ１で生成された熱は上記支持部材１８０に直接放出できるようになって、実施形態に従う発光モジュールの放熱効率が向上できる。
このような放熱効率の向上は、上記複数の発光素子パッケージ１の損傷、変色などを最小化して、結果的に実施形態に従う発光モジュールの信頼性を向上させるようになる。
以下、実施形態に従う発光モジュール及びこれを用いたライトユニットに対して各構成要素を中心として詳細に説明する。
上記発光素子パッケージ１は、胴体１１０と、上記胴体１１０に配置された第１電極１３１、第２電極１３２、及び熱伝導性部材１３５と、上記熱伝導性部材１３５の上に配置されて上記第１電極１３１及び上記第２電極１３２と電気的に連結された発光素子１２０と、上記発光素子１２０を封入するモールディング部材１４０と、上記胴体１１０及び上記熱伝導性部材１３５の下面に形成された放熱パッド１５０を含むことができる。
上記胴体１１０は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ：Polyphthalamide）のような樹脂材質、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウムナイトライド（ＡｌＮ）、ＡｌＯｘ、液晶ポリマー（ＰＳＧ：photo sensitive glass）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、金属材質、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ベリリウムオキサイド（ＢｅＯ）、印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）のうち、少なくとも１つで形成できる。上記胴体１１０は、射出成形、エッチング工程などにより形成できるが、これに対して限定するのではない。
上記胴体１１０が電気伝導性を有する材質で形成された場合、上記胴体１１０の表面には絶縁膜がさらに形成されて、上記胴体１１０が上記第１及び第２電極１３１、１３２と電気的にショート（short）することを防止することができる。
上記胴体１１０の上面の形状は、上記発光素子パッケージ１の用途及び設計によって、四角形、多角形、円形など、多様な形状を有することができる。
上記胴体１１０には上部が開放されるように第１キャビティ（cavity）１１５が形成できる。上記第１キャビティ１１５は、カップ形状、凹な容器形状などで形成されることができ、上記第１キャビティ１１５の内側面は底に対して垂直な側面または傾斜した側面になることができる。また、上記第１キャビティ１１５を上から見た形状は、円形、四角形、多角形、楕円形などの形状でありうる。
上記第１電極１３１及び第２電極１３２は、互いに電気的に分離されるように離隔して上記胴体１１０に配置できる。上記第１電極１３１及び上記第２電極１３２は、上記発光素子１２０に電気的に連結されて、上記発光素子１２０に電源を供給することができる。
上記第１及び第２電極１３１、１３２は、電気伝導性を有する金属材質、例えば、チタニウム（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タンタリウム（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、燐（Ｐ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、コバルト（Ｃｏ）、珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ルテニウム（Ｒｕ）、鉄（Ｆｅ）のうちの１つ以上の物質または合金を含むことができる。また、上記第１及び第２電極１３１、１３２は、単層または多層構造を有するように形成されることができるが、これに対して限定するのではない。
上記第１及び第２電極１３１、１３２は、上記胴体１１０の外側面に突出するように形成できる。そして、突出した上記第１及び第２電極１３１、１３２は、各々上記基板１６０の上記第１及び第２回路パターン１６１、１６２に電気的に連結されて上記発光素子１２０に電源を提供することができる。
上記第１及び第２電極１３１、１３２を上記第１及び第２回路パターン１６１、１６２に固定させるために、上記第１及び第２電極１３１、１３２にソルダリング（Soldering）などを実施することによって、上記発光素子パッケージ１を上記基板１６０に配置することができる。
上記熱伝導性部材１３５は上記胴体１１０に配置されることができ、上記発光素子パッケージ１の底面の一部をなすことができる。
上記熱伝導性部材１３５は高い熱伝導性を有する材質、例えば金属材質、炭素含有材質、各種樹脂材質などで形成できるが、これに対して限定するのではない。
上記熱伝導性部材１３５は、図６に示すように、第２キャビティ１１７を有するように形成できる。即ち、上記第２キャビティ１１７は、上記第１キャビティ１１５の底面に対して凹んでいる形状であることがあり、これによって上記第１キャビティ１１５及び上記第２キャビティ１１７は段差構造をなすことができる。
このような段差構造は上記発光素子パッケージ１の内に湿気や汚物などが侵入しないようにする気密性に優れる。また、このような段差構造により上記熱伝導性部材１３５が上記発光素子パッケージ１の下面に露出されるようになって、上記発光素子パッケージ１の放熱効率も向上できる。
上記熱伝導性部材１３５の上には上記発光素子１２０が配置できる。上記発光素子１２０は、例えば、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を含むことができる。上記発光ダイオードは、赤色、緑色、青色などの光を放出する有色発光ダイオード、白色光を放出する白色発光ダイオード、または紫外線を放出するＵＶ（Ultra Violet）発光ダイオードのうちの少なくとも１つを含むことができるが、これに対して限定するのではない。
図示によると、上記発光素子１２０はワイヤボンディング方式により上記第１及び第２電極１３１、１３２に電気的に連結されたが、上記発光素子１２０はフリップチップ方式、ダイボンディング方式などによっても上記第１及び第２電極１３１、１３２に電気的に連結されることができ、これに対して限定するのではない。
上記胴体１１０には上記発光素子１２０を封入するように上記モールディング部材１４０が形成できる。即ち、上記第１及び第２キャビティ１１５、１１７には上記モールディング部材１４０が充填できる。
上記モールディング部材１４０は透光性を有するシリコンまたは樹脂材質で形成できる。また、上記モールディング部材１４０は蛍光体を含むことができるが、上記蛍光体は上記発光素子１２０から放出される第１光により励起されて第２光を生成することができる。例えば、上記発光素子１２０が青色発光ダイオードであり、上記蛍光体が黄色蛍光体である場合、上記黄色蛍光体は青色光により励起されて黄色光を放出することができ、上記青色光及び黄色光が混色されることによって上記発光素子パッケージ１は白色光を提供することができる。但し、これに対して限定するのではない。
一方、上記モールディング部材１４０の上にはレンズがさらに形成されて、上記発光素子パッケージ１が放出する光の配光を調節することができる。また、上記発光素子パッケージ１の上記胴体１１０には耐電圧向上のためにツエナーダイオード（zener diode）などがさらに配置されることもできる。
上記胴体１１０及び上記熱伝導性部材１３５の下面には上記放熱パッド１５０が形成できる。上記放熱パッド１５０は、上記支持部材１８０と接触されるので上記発光素子パッケージ１で生成された熱を上記支持部材１８０に効果的に伝達できる。
例えば、上記放熱パッド１５０は、熱伝導性テープ、ＵＶテープ（紫外線が照射される場合に接着されるテープ）のような放熱テープで上記胴体１１０及び上記熱伝導性部材１３５の下面に簡単に付着されることによって形成できる。
または、上記放熱パッド１５０は、金属材質、炭素含有材質、各種樹脂材質などのように、熱伝導性の高い物質をスプレー（spray）により噴霧塗装するか、蒸着またはメッキすることによって形成できる。
上記放熱パッド１５０の厚さに対して限定するのではないが、好ましくは、０．０１ｍｍ乃至１ｍｍの厚さを有することができる。上記放熱パッド１５０の厚さが厚すぎない適切な水準を維持することによって、上記放熱パッド１５０から上記支持部材１８０に伝えられる熱が速く排出できる。
また、上記放熱パッド１５０の下面及び上記基板１６０の下面は同一平面の上に配置されるか、上記放熱パッド１５０の下面が上記基板１６０の下面より突出することが好ましい。これによって、上記放熱パッド１５０は上記発光素子パッケージ１を上記支持部材１８０に容易に接合させることができる。
上記基板１６０は、絶縁層１６５と、上記絶縁層１６５に形成された上記第１回路パターン１６１及び第２回路パターン１６２と、上記絶縁層１６５に形成され、上記発光素子パッケージ１が挿入される溝１５５と、を含むことができる。
また、図示してはいないが、上記基板１６０には外部電源から電源の供給を受けるためのコネクタがさらに形成されることもできる。
上記基板１６０は、一般印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）、メタルコアＰＣＢ（Metal Core PCB）、軟性ＰＣＢ（Flexible PCB）のうち、少なくとも１つでありえるが、これに対して限定するのではない。
上記溝１５５は、上記基板１６０の上面と下面を貫通するように形成され、上記複数の発光素子パッケージ１に対応する幅を有することができる。
上記第１回路パターン１６１及び第２回路パターン１６２は、上記絶縁層１６５に上記複数の溝１５５の周囲に形成できる。
上記第１回路パターン１６１及び第２回路パターン１６２は、上記コネクタと電気的に連結されて上記発光素子パッケージ１に電源を提供することができる。この際、上記第１回路パターン１６１及び第２回路パターン１６２は、上記発光素子１の第１及び第２電極１３１、１３２にソルダリング（半田付け）により接合されて電気的に連結できる。
上記発光素子パッケージ１が上記溝１５５に挿入される場合、上記発光素子パッケージ１の外側面に露出された上記第１及び第２電極１３１、１３２を基準に、上部領域は上記基板１６０の上に突出され、下部領域は上記溝１５５に挿入されるようになる。即ち、上記発光素子パッケージ１の胴体１１０は、上記溝１５５に少なくとも一部が挿入されることができる。但し、これは実施形態に従う発光モジュールの設計に従って変形されることができ、これに対して限定するのではない。
上記支持部材１８０は高い熱伝導性を有する材質で形成されることが好ましく、上記発光モジュールを収容することができる。
一方、上記ライトユニットの用途に従って上記支持部材１８０の種類は多様に選択できる。例えば、上記ライトユニットがディスプレイ装置の光源の役割をするバックライトユニット（ＢＬＵ：Backlight Unit）の場合、上記支持部材１８０は上記発光モジュールを収容するカバーボトム（cover bottom）でありうる。上記カバーボトムは、上部が開放されたボックス（box）形状を有することができるので、上記発光モジュールを収容することができる。
図９はエッジ（Edge）型ライトユニットの斜視図であり、図１０は直下（Direct）型ライトユニットの斜視図である。
図９及び図１０を参照すると、上記バックライトユニットは光を拡散させて面光源化する光ガイド部材を含むが、上記光ガイド部材に光を側面方向に入射するものが図９のエッジ（Edge）型ライトユニットであり、上記光ガイド部材の下で光を入射するものが図１０の直下（Direct）型ライトユニットである。
図９のエッジ（Edge）型ライトユニットの場合、上記発光モジュールは上記支持部材１８０の少なくとも一内側面に配置できる。また、図１０の直下（Direct）型ライトユニットの場合、上記発光モジュールは上記支持部材１８０の底面に配置できる。
図１１は、本発明の他の実施形態に従う発光モジュール及びこれを用いたライトユニットを説明する図である。
図１１を参照すると、上記発光モジュールは図６の発光モジュールと発光素子パッケージ１Ａの構造を除いては同一である。
上記発光素子パッケージ１Ａは、胴体１１０と、上記胴体１１０に配置された第１電極１３１ａ及び第２電極１３２と、上記第１電極１３１ａの上に配置され、上記第１電極１３１ａ及び上記第２電極１３２と電気的に連結された発光素子１２０と、上記発光素子１２０を封入するモールディング部材１４０と、上記胴体１１０及び上記第１電極１３１ａの下面に形成された放熱パッド１５０と、を含むことができる。
上記第１電極１３１ａには第２キャビティ１１７が形成され、上記第２キャビティ１１７に上記発光素子１２０が配置できる。
上記第１電極１３１ａが上記第２キャビティ１１７を有するので、上記第１及び第２キャビティ１１５、１１７は段差構造をなすことができるので、上記発光素子パッケージ１Ａの気密性が向上できる。
また、上記第１電極１３１ａは上記第２キャビティ１１７を含むので、上記第１電極１３１ａの下側である放熱部１３５ａは屈曲するようになって上記放熱パッド１５０に接触できる。即ち、上記第１電極１３１ａの放熱部１３５ａは放熱パッド１５０と接触されて放熱機能を遂行することができる。
図１２は、本発明の更に他の実施形態に従う発光モジュール及びこれを用いたライトユニットを説明する図である。
図１２を参照すると、上記発光モジュールは、図１１の発光モジュールと発光素子パッケージ１Ｂの構造を除いては同一である。
上記発光素子パッケージ１Ｂは、胴体１１０と、上記胴体１１０に配置された第１電極１３１ｂ及び第２電極１３２と、上記第１電極１３１ｂの上に配置され、上記第１電極１３１ｂ及び上記第２電極１３２と電気的に連結された発光素子１２０と、上記発光素子１２０を封入するモールディング部材１４０と、上記胴体１１０及び上記第１電極１３１ｂの下面に形成された放熱パッド１５０と、を含むことができる。
上記発光素子パッケージ１Ｂの第１電極１３１ｂにはキャビティが形成されないが、上記第１電極１３１ｂの下面は下方に突出されて上記胴体１１０の下面に露出できる。この際、上記第１電極１３１ｂは下面が突出できるように相異する厚さを有する領域を含むことができる。即ち、上記第１電極１３１ｂのうち、下面が突出する領域は他の領域に比べて厚さが厚いことがあり、このような領域は放熱面積を増加させることができる。
また、露出された上記第１電極１３１ｂの下面は上記放熱パッド１５０に接触できる。
これによって、上記発光素子１２０で生成された熱は上記第１電極１３１ｂ及び上記放熱パッド１５０に沿って上記支持部材１８０に容易に伝達できる。
実施形態に従う発光素子パッケージの上にはレンズが配置されることができ、上記レンズは、凹レンズ、凸レンズ、フレネルレンズ、または凹と凸の選択的な組合せを有するレンズを選択的に具備することができる。上記発光素子パッケージと上記レンズとの間は一体で接触されるか、離隔されることができ、これに対して限定するのではない。
上記実施形態に従う発光素子パッケージを複数個配置して、指示装置（信号灯等）、照明装置（前照灯、蛍光灯、街灯等）、表示装置（電光板、ＬＣＤパネル等）などの光源に使用できる。また、上記各実施形態は各実施形態に限定されず、上記に開示された他の実施形態に選択的に適用されることができ、各実施形態に限定するのではない。
実施形態に従う発光素子パッケージはライトユニットに適用できる。上記ライトユニットは複数の発光素子パッケージがアレイされた構造を含むことができる。
図１３は、本発明の実施形態に従う表示装置の分解斜視図である。
図１３を参照すると、実施形態に従う表示装置１０００は、導光板１０４１と、上記導光板１０４１に光を提供する発光モジュール１０３１と、上記導光板１０４１の下に反射部材１０２２と、上記導光板１０４１の上に光学シート１０５１と、上記光学シート１０５１の上に表示パネル１０６１と、上記導光板１０４１、発光モジュール１０３１、及び反射部材１０２２を収納するボトムカバー１０１１を含むことができるが、これに限定されるのではない。
上記ボトムカバー１０１１、反射部材１０２２、発光モジュール１０３１、導光板１０４１、及び光学シート１０５１は、ライトユニット１０５０と定義できる。
上記導光板１０４１は、光を拡散させて面光源化させる役割をする。上記導光板１０４１は透明な材質からなり、例えば、ＰＭＭＡ（polymethyl metaacrylate）のようなアクリル樹脂系列、ＰＥＴ（polyethylene terephthlate）、ＰＣ（poly carbonate）、ＣＯＣ（cycloolefin copolymer）、及びＰＥＮ（polyethylene naphthalate）樹脂のうちの１つを含むことができる。
上記発光モジュール１０３１は上記導光板１０４１の少なくとも一側面に光を提供し、窮極的には表示装置の光源として作用するようになる。
上記発光モジュール１０３１は少なくとも１つが含まれ、上記導光板１０４１の一側面で直接または間接的に光を提供することができる。上記発光モジュール１０３１は、基板１０３３と上記に開示された実施形態に従う発光素子パッケージ２００を含み、上記発光素子または発光素子パッケージ２００は上記基板１０３３の上に所定の間隔でアレイできる。即ち、上記基板１０３３の上には発光素子がチップまたはパッケージ形態でアレイ（配列）できる。
上記基板１０３３は、回路パターンを含む印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）でありうる。但し、上記基板１０３３は一般ＰＣＢだけでなく、メタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ：Metal Core PCB）、軟性ＰＣＢ（ＦＰＣＢ：Flexible PCB）などを含むこともでき、これに対して限定するのではない。上記発光素子パッケージ２００は、上記ボトムカバー１０１１の側面または放熱プレートの上に搭載される場合、上記基板１０３３は除去できる。ここで、上記放熱プレートの一部は、上記ボトムカバー１０１１の上面に接触できる。
そして、上記多数の発光素子パッケージ２００は、上記基板１０３３の上に光が放出される出射面が上記導光板１０４１と所定距離離隔されるように搭載されることができ、これに対して限定するのではない。上記発光素子パッケージ２００は、上記導光板１０４１の一側面である入光部に光を直接または間接的に提供することができるが、これに対して限定するのではない。
上記導光板１０４１の下には上記反射部材１０２２が配置できる。上記反射部材１０２２は上記導光板１０４１の下面に入射された光を反射させて上に向けるようにすることによって、上記ライトユニット１０５０の輝度を向上させることができる。上記反射部材１０２２は、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＣレジンなどで形成できるが、これに対して限定するのではない。上記反射部材１０２２は上記ボトムカバー１０１１の上面でありうるが、これに対して限定するのではない。
上記ボトムカバー１０１１は、上記導光板１０４１、発光モジュール１０３１、及び反射部材１０２２などを収納することができる。このために、上記ボトムカバー１０１１は、上面が開口されたボックス（box）形状を有する収納部１０１２が備えられることができ、これに対して限定するのではない。上記ボトムカバー１０１１はトップカバーと結合されることができるが、これに対して限定するのではない。
上記ボトムカバー１０１１は金属材質または樹脂材質で形成されることができ、プレス成形または押出成形などの工程を用いて製造できる。また、上記ボトムカバー１０１１は熱伝導性の良い金属または非金属材料を含むことができるが、これに対して限定するのではない。
上記表示パネル１０６１は、例えばＬＣＤパネルであって、互いに対向する透明な材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板の間に介された液晶層を含む。上記表示パネル１０６１の少なくとも一面には偏光板が付着されることができるが、このような偏光板の付着構造に限定するのではない。上記表示パネル１０６１は、光学シート１０５１を通過した光により情報を表示するようになる。このような表示装置１０００は、各種の携帯端末機、ノートブックコンピュータのモニター、ラップトップコンピュータのモニター、テレビなどに適用できる。
上記光学シート１０５１は上記表示パネル１０６１と上記導光板１０４１との間に配置され、少なくとも一枚の透光性シートを含むことができる。上記光学シート１０５１は、例えば拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートのようなシートのうちの少なくとも１つを含むことができる。上記拡散シートは、入射される光を拡散させ、上記水平または／及び垂直プリズムシートは入射される光を表示領域に集光させ、上記輝度強化シートは損失される光を再使用して輝度を向上させる。また、上記表示パネル１０６１の上には保護シートが配置されることができるが、これに対して限定するのではない。
ここで、上記発光モジュール１０３１の光経路の上には、光学部材として、上記導光板１０４１、及び光学シート１０５１を含むことができるが、これに対して限定するのではない。
図１４は、本発明の実施形態に従う表示装置を示す図である。図１４の説明に開示されたパッケージは、発光素子がチップまたはパッケージ形態でアレイされた構造を含む。
図１４を参照すると、表示装置１１００は、ボトムカバー１１５２、上記に開示された発光素子パッケージ２００がアレイ（配列）された基板１１２０、光学部材１１５４、及び表示パネル１１５５を含む。
上記基板１１２０及び上記発光素子パッケージ２００は、発光モジュール１０６０と定義できる。上記ボトムカバー１１５２、少なくとも１つの発光モジュール１０６０、及び光学部材１１５４は、ライトユニットと定義できる。上記基板１１２０の上には発光素子がチップまたはパッケージ形態でアレイ（配列）できる。
上記ボトムカバー１１５２には収納部１１５３を具備することができ、これに対して限定するのではない。
ここで、上記光学部材１１５４は、レンズ、導光板、拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートなどで少なくとも１つを含むことができる。上記導光板は、ＰＣ材質またはＰＭＭＡ（Polymethyl methacrylate）材質からなることができ、このような導光板は除去できる。上記拡散シートは、入射される光を拡散させ、上記水平及び垂直プリズムシートは入射される光を表示領域に集光させ、上記輝度強化シートは損失される光を再使用して輝度を向上させる。
図１５は、本発明の実施形態に従う照明システムの斜視図である。
図１５を参照すると、照明システム１５００は、ケース１５１０と、上記ケース１５１０に配置された発光モジュール１５３０と、上記ケース１５１０に配置され、外部電源から電源の提供を受ける連結端子１５２０と、を含むことができる。
上記ケース１５１０は、放熱特性の良好な材質で形成されることが好ましく、例えば金属材質または樹脂材質で形成できる。
上記発光モジュール１５３０は、基板１５３２、及び上記基板１５３２に搭載される実施形態に従う発光素子または発光素子パッケージ２００を含むことができる。上記発光素子パッケージ２００は、複数個がマトリックス形態または所定の間隔で離隔されてアレイできる。上記基板１５３２の上には発光素子がチップまたはパッケージ形態でアレイできる。
上記基板１５３２は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものであることがあり、例えば、一般印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）、メタルコア（Metal Core）ＰＣＢ、軟性（Flexible）ＰＣＢ、セラミックＰＣＢなどを含むことができる。
また、上記基板１５３２は光を効率的に反射する材質で形成されるか、表面が光が効率的に反射されるカラー、例えば白色、銀色などのコーティング層になることができる。
上記基板１５３２の上には少なくとも１つの発光素子パッケージ２００が搭載できる。上記発光素子パッケージ２００の各々は少なくとも１つのＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップを含むことができる。上記ＬＥＤチップは、赤色、緑色、青色、または白色の有色光を各々発光する有色発光ダイオード及び紫外線（ＵＶ：Ultra Violet）を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。
上記発光モジュール１５３０は色感及び輝度を得るために多様な発光素子パッケージ２００の組合せを有するように配置できる。例えば、高演色性（ＣＲＩ）を確保するために、白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、及び緑色発光ダイオードを組合せて配置できる。
上記連結端子１５２０は、上記発光モジュール１５３０と電気的に連結されて電源を供給することができる。上記連結端子１５２０は、ソケット方式により外部電源に螺合されるが、これに対して限定するのではない。例えば、上記連結端子１５２０はピン（pin）形態で形成されて外部電源に挿入されるか、配線により外部電源に連結されることもできる。
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるのではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
以上、実施形態を中心として説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない種々の変形及び応用が可能であることが分かる。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができる。そして、このような変形及び応用に関連した差異点は特許請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (15)

  1. 支持部材と、
    前記支持部材の上に配置され、開口が形成された印刷回路基板と、
    前記印刷回路基板と電気的に連結され、前記開口を通じて前記支持部材と接触する発光素子パッケージと、
    を含むことを特徴とする、発光装置。
  2. 前記発光素子パッケージは、
    キャビティが形成されたパッケージ胴体と、
    前記パッケージ胴体を貫通して前記キャビティの内で露出される第１フレーム及び第２フレームと、
    前記キャビティの底面を形成し、前記第１フレーム及び第２フレームと電気的に分離される第３フレームと、
    前記第３フレームの上に配置された発光素子と、
    前記発光素子と前記第１フレーム及び第２フレームを電気的に連結するワイヤと、
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記パッケージ胴体の下面から前記第１フレーム及び第２フレームまでの高さは前記印刷回路基板の厚さと同一であることを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
  4. 前記第１フレーム及び第２フレームは、前記印刷回路基板の上の回路パターンと電気的に連結されることを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
  5. 前記第３フレームは、前記支持部材と接触することを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
  6. 前記第３フレーム、パッケージ胴体、及び印刷回路基板の下面は、前記支持部材と接触することを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
  7. 前記発光素子を囲んで前記キャビティの内に詰められる封止層をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
  8. 前記第３フレームは、前記第１フレームと第２フレームとの間に前記第１フレーム及び第２フレームより低い高さに配置されることを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
  9. 前記第３フレームの上面は第１高さを有する第１平面と、前記第１高さより低い第２高さを有する第２平面と、前記第１平面と第２平面とを連結する傾斜面を含むことを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
  10. 前記発光素子パッケージは、
    胴体と、
    前記胴体に配置された第１電極及び第２電極と、
    前記第１電極の上に配置され、前記第１電極及び前記第２電極と電気的に連結された発光素子と、
    前記発光素子を封入するモールディング部材と、
    前記胴体及び前記第１電極の下面に配置された放熱パッドと、
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
  11. 前記発光素子パッケージは、
    胴体と、
    前記胴体に配置された第１電極、第２電極、及び熱伝導性部材と、
    前記熱伝導性部材の上に配置され、前記第１電極及び前記第２電極と電気的に連結された発光素子と、
    前記発光素子を封入するモールディング部材と、
    前記胴体及び前記熱伝導性部材の下面に配置された放熱パッドと、
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
  12. 前記放熱パッドは、熱伝導性テープまたはＵＶテープで形成されたことを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の発光装置。
  13. 前記放熱パッドは、金属材質、炭素繊維材質、または樹脂材質のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の発光装置。
  14. 前記第１電極及び前記第２電極は、前記胴体の外側面に露出されたことを特徴とする、請求項１１乃至請求項１３のうちのいずれか１つに記載の発光装置。
  15. 請求項１乃至請求項１４のうち、いずれか１項による発光装置を含む照明システム。
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