KR101146097B1 - 발광소자 패키지 및 이를 구비하는 백라이트 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내구성이 우수한 발광소자 패키지 및 이를 구비하는 백라이트 모듈을 위하여, 본 발명의 일 관점에 따르면, 적어도 일 리드를 포함하는 리드프레임과, 상기 리드프레임 상에 배치된 발광소자와, 상기 리드프레임에 결합되고 상기 발광소자에서 생성된 광이 방출되도록 하는 개구를 갖는 몰딩재와, 상기 몰딩재의 상기 개구에 결합되고 상기 발광소자에서 생성된 광이 방출되도록 하는 개구부를 가지며 상기 개구부의 가장자리가 상기 몰딩재의 상기 개구의 내측면으로부터 상기 몰딩재의 상기 개구의 중심 방향으로 돌출된 결합플레이트와, 상기 결합플레이트의 상기 개구부를 채워 상기 결합플레이트와 결합된 렌즈부를 구비하는, 발광소자 패키지 및 이를 구비하는 백라이트 모듈을 제공한다.

Description

발광소자 패키지 및 이를 구비하는 백라이트 모듈{Light emitting device package and backlight module comprising the same}
본 발명은 발광소자를 갖는 전자장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 발광소자 패키지 및 이를 구비하는 백라이트 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 발광소자는 전자장치, 예컨대 디스플레이장치에서 백라이트 모듈의 광원으로 사용되고 있다. 이러한 발광소자는 백라이트 모듈에 결합하기 전에 다양한 형태로 패키징될 수 있으며, 백라이트 모듈은 이와 같이 패키징된 발광소자 패키지를 구비한다.
그러나 이러한 종래의 발광소자 패키지 및 이를 구비하는 백라이트 모듈의 경우, 발광소자 패키지의 구성요소들 간의 결합력이 약해, 제조공정이나 사용 중 구성요소들이 분리되는 등, 내구성이 약하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 내구성이 우수한 발광소자 패키지 및 이를 구비하는 백라이트 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 적어도 일 리드를 포함하는 리드프레임과, 상기 리드프레임 상에 배치된 발광소자와, 상기 리드프레임에 결합되고 상기 발광소자에서 생성된 광이 방출되도록 하는 개구를 갖는 몰딩재와, 상기 몰딩재의 상기 개구에 결합되고 상기 발광소자에서 생성된 광이 방출되도록 하는 개구부를 가지며 상기 개구부의 가장자리가 상기 몰딩재의 상기 개구의 내측면으로부터 상기 몰딩재의 상기 개구의 중심 방향으로 돌출된 결합플레이트와, 상기 결합플레이트의 상기 개구부를 채워 상기 결합플레이트와 결합된 렌즈부를 구비하는, 발광소자 패키지가 제공된다.
상기 결합플레이트는 상기 개구부 외측에 배치된 통공(通孔)부를 더 구비하며, 상기 렌즈부는 상기 통공부를 채우는 것일 수 있다.
상기 통공부는 복수개의 통공들을 포함하는 것일 수 있다.
상기 렌즈부는 상기 몰딩재의 상기 개구 중, 적어도 상기 결합플레이트와 상기 발광소자 사이의 공간을 채우는 것일 수 있다.
형광체를 포함하며 상기 발광소자를 덮는 충진재를 더 포함하고, 상기 렌즈부는 상기 몰딩재의 상기 개구 중, 적어도 상기 결합플레이트와 상기 충진재 사이의 공간을 채우는 것일 수 있다.
상기 몰딩재의 개구의 내측면에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 결합플레이트는 상기 몰딩재의 상기 홈에 끼움맞춤되어 상기 몰딩재의 상기 개구에 결합되는 것일 수 있다.
상기 결합플레이트는 플렉서블한 것일 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 반사시트와, 상기 반사시트 상에 배치되거나 상기 반사시트 상부에 배치된 도광판과, 상기 도광판으로 광을 조사하도록 배치된, 전술한 발광소자 패키지들 중 적어도 어느 하나를 구비하는 백라이트 모듈이 제공된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내구성이 우수한 발광소자 패키지 및 이를 구비하는 백라이트 모듈을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 일부분을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합플레이트를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 1의 III-III 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 렌즈부가 결합된 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구성요소인 결합플레이트를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7은 도 6의 결합플레이트를 구비하는 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 백라이트 모듈을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 일부분을 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합플레이트를 개략적으로 도시하는 평면도이며, 도 3은 도 1의 III-III 선을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 4는 렌즈부가 결합된 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
본 실시예에 따른 발광소자 패키지는 리드프레임(10), 발광소자(20), 몰딩재(50), 결합플레이트(30) 및 렌즈부(40)를 구비한다.
리드프레임(10)은 적어도 일 리드를 포함하는데, 도면에서는 리드프레임(10)이 서로 이격된 제1리드(11)와 제2리드(13)를 포함하는 경우에 대해 도시하고 있다. 이러한 제1,2리드(11,13)는 리드프레임(10) 상에 배치되는 발광소자(20)와 외부 기기 사이의 전기적 신호전달을 매개하는 역할을 할 수 있다. 제1,2리드(11,13)는 리드프레임(10) 상에 배치되는 발광소자(20)에서 발생한 열을 외부로 방출하는 방열기능을 가질 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
발광소자(20)는 전기 신호를 인가받아 광을 방출하는 소자로서 다양한 전자 장치의 광원으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 발광소자(20)는 화합물 반도체의 다이오드로 구성될 수 있고, 이러한 발광소자(20)는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)로 불릴 수 있다.
발광소자(20)는 리드프레임(10) 상에, 구체적으로는 제1리드(11) 상에 배치될 수 있다. 나아가 발광소자(20)는 적절한 커넥터, 예컨대 본딩 와이어를 이용하여 제1리드(11) 및 제2리드(13)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해 제1리드(11)와 제2리드(13)에 외부에서 전기적 신호를 인가함으로써, 발광소자(20)가 광을 방출하도록 할 수 있다.
몰딩재(50)는 리드프레임(10)에 결합되어, 발광소자 패키지의 전체적인 외형을 이룰 수 있다. 몰딩재(50)는 발광소자(20)에서 생성된 광이 방출되도록 하는 개구(52)를 갖는다. 도면에서는 몰딩재(50)가 발광소자(20)에서 생성된 광이 상부방향(+z 방향)으로 방출되도록 하는 반사부(54)를 갖는 것으로 도시하고 있다. 반사부(54)는 발광소자(20)에서 생성된 광이 방출될 방향(+z 방향)으로의 개구(52)를 한정하는 측면으로 이해할 수도 있다. 물론 도시된 것과 달리 몰딩재(50)가 반사부(54)를 갖지 않고, 개구(52)가 몰딩재(50)의 +z축과 대략 평행한 내측면에 의해 한정될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 이와 같은 구성에 따라, 개구(52)를 통해 발광소자(20)가 몰딩재(50)에서 노출될 수 있다.
결합플레이트(30)는 몰딩재(50)의 개구(52)에 결합된다. 결합플레이트(30)는 다양한 방식으로 몰딩재(50)의 개구(52)에 결합될 수 있다. 예컨대 도면에 도시된 것과 같이 몰딩재(50)의 개구(52)의 내측면(반사부, 54)에는 홈이 형성되어 있고, 결합플레이트(30)는 몰딩재(40)의 홈(52)에 끼움맞춤되어 몰딩재(50)의 개구(52)에 결합될 수 있다. 결합플레이트(30)가 몰딩재(40)의 홈(52)에 끼움맞춤되도록 하기 위해, 결합플레이트(30)는 얇은 금속판과 같은 플렉서블한 재질로 준비될 수 있다.
이러한 결합플레이트(30)는 발광소자(20)에서 생성된 광이 방출되도록 하는 개구부(32)를 갖는다. 결합플레이트(30)와 몰딩재(50)가 결합됨에 따라, 결합플레이트(30)의 개구부(32)의 가장자리가 몰딩재(50)의 개구(52)의 내측면(반사부, 54)으로부터 몰딩재(50)의 개구(52)의 중심 방향으로 돌출된다. 단면도를 도시하는 도 3에서는 결합플레이트(30)의 개구부(32)의 가장자리는 몰딩재(50)의 개구(52)의 내측면(반사부, 54)으로부터 (좌측의 경우)+y 방향으로 돌출되고 (우측의 경우) -y 방향으로 돌출된 것으로 도시하고 있다.
렌즈부(40)는 결합플레이트(30)의 개구부(32)를 채워 결합플레이트(30)와 결합된다. 이 렌즈부(40)는 몰딩재(50)의 개구(52) 중, 적어도 결합플레이트(30)와 발광소자(20) 사이의 공간을 채운다.
이러한 본 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)의 제조공정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 적어도 일 리드를 포함하는 리드프레임(10)을 준비한다. 그 후, 리드프레임(10)의 적어도 일부가 노출되도록 리드프레임(10)에 결합되는 몰딩재(50)를 리드프레임(10)에 형성한다. 이는 트랜스퍼 몰딩법이나 사출성형법 등을 통해 이루어질 수 있다. 이 몰딩재(50)의 개구의 내측면에는 홈이 형성되어 있을 수 있다.
그 후, 리드프레임(10) 상에 발광소자(20)를 실장하고, 필요에 따라 발광소자(20)와 리드프레임(10)의 리드를 와이어링 등을 통해 전기적으로 연결한다. 그리고 개구부(32)를 갖는 결합플레이트(30)를 몰딩재(50)의 개구(52)에 결합시킨다. 결합플레이트(30)가 플렉서블할 경우 결합플레이트(30)와 몰딩재(50)의 결합을 용이하게 할 수 있다. 물론 발광소자(20)의 실장, 와이어링, 결합플레이트(30)와 몰딩재(50)의 결합의 순서는 가변할 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
이어 트랜스퍼 몰딩법이나 사출성형법 등을 이용하여, 결합플레이트(30)의 개구부(32)를 채워 결합플레이트(30)와 결합되는 렌즈부(40)를 형성한다. 이와 같이 제조된 발광소자 패키지는 도 1등을 참조하여 전술한 것과 같은 발광소자 패키지(100)의 구조를 갖는다.
종래의 발광소자 패키지의 경우, 몰딩재의 내면이 매끈한 반사부와 렌즈부가 컨택하게 되는바, 이에 따라 렌즈부가 몰딩재로부터 쉽게 분리된다는 문제점이 있었다. 그러나 상술한 바와 같이 제조될 수 있는 본 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)의 경우, 렌즈부(40)가 결합플레이트(30)와 견고하게 결합되고, 결합플레이트(30)는 몰딩재(50)와 견고하게 결합되기에, 결과적으로 렌즈부(40)가 몰딩재(50)와 견고하게 결합된다. 따라서 렌즈부(40)가 몰딩재(50)로부터 쉽게 분리되지 않는, 내구성이 우수한 발광소자 패키지(100)를 구현할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 결합플레이트(30)의 개구부(32)의 가장자리가 몰딩재(50)의 개구(52)의 내측면(반사부, 54)으로부터 몰딩재(50)의 개구(52)의 중심 방향으로 돌출되기에, 고체화된 렌즈부(40)가 결합플레이트(30)와 몰딩재(50)가 컨택하는 부분의 발광소자(20)쪽 부분(A)과 발광소자 패키지(100) 외측 방향의 부분(B)을 모두 채우며, 이에 따라 발광소자 패키지(100)를 장기간 사용하더라도 렌즈부(40)가 결합플레이트(30)로부터 분리될 수 없게 된다. 결합플레이트(30)는 몰딩재(50)와 결합되어 있으므로, 결과적으로 렌즈부(40)와 몰딩재(50) 사이의 견고한 결합을 담보할 수 있다.
제조 상 결합플레이트(30)와 몰딩재(50)를 결합하는 공정의 용이성을 위해 결합플레이트(30)가 플렉서블할 수도 있다. 그러나 결합플레이트(30)가 플렉서블하더라도, 제조가 완료된 발광소자 패키지(100)의 경우 렌즈부(40)가 고체화된 상태이므로, 결합플레이트(30)가 몰딩재(50)로부터 분리될 수 없게 되어, 렌즈부(40)와 몰딩재(50) 사이의 견고한 결합을 담보할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 본 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)의 경우 전술한 실시예에 따른 발광소자 패키지와 달리 충진재(42)를 더 포함한다. 이 충진재(42)는 형광체를 포함할 수도 있다. 이 경우 렌즈부(40)는 몰딩재(50)의 개구(52) 중, 적어도 결합플레이트(30)와 충진재(42) 사이의 공간을 채우게 된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구성요소인 결합플레이트를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 7은 도 6의 결합플레이트를 구비하는 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
본 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)의 경우, 일 구성요소인 결합플레이트(30)가 개구부(32) 외측에 배치된 통공(通孔)부(34)를 더 구비한다. 그리고 렌즈부(40)는 이 통공부(34)를 채운다.
통공부(34)는 도면에 도시된 것과 같이 복수개의 통공들(34a, 34b, 34c, 34d)을 포함할 수 있다. 결합플레이트(30)가 몰딩재(50)의 홈에 끼움맞춤되어 몰딩재(50)에 결합될 시, 통공부(34)는 몰딩재(50)의 홈 내부에 위치하는 것이 아니라 몰딩재(50)의 개구(52) 내에 위치하여 몰딩재(50) 외부로 노출된다.
이와 같은 본 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)의 경우, 렌즈부(40)가 통공부(34)를 통과하는 방식으로 통공부(34)를 채우는바, 이에 따라 렌즈부(40)와 결합플레이트(30) 사이의 결합을 더욱 확실하게 담보할 수 있다. 이는 결과적으로 렌즈부(40)와 몰딩재(50) 사이의 결합이 확실하도록 함으로써, 종래의 발광소자 패키지에 비해 발광소자 패키지(100)의 내구성을 획기적으로 높일 수 있다.
물론 본 실시예에 따른 발광소자 패키지의 경우에도 형광체 등을 포함할 수 있는 충진재(미도시)를 더 포함하여 이 충진재가 발광소자(20)를 덮도록 하고, 렌즈부(40)는 몰딩재(50)의 개구(52) 중, 적어도 결합플레이트(30)와 충진재(42) 사이의 공간을 채우도록 할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
지금까지는 발광소자(20)에서 방출된 광이 발광소자 패키지(100)의 상부 방향(+z 방향)으로 방출되는 상면 발광형(top view type) 발광소자 패키지인 경우에 대해 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 발광소자(20)에서 방출된 광이 발광소자 패키지(100)의 측면 방향으로 방출되는 측면 발광형(side view type) 발광소자 패키지에도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 백라이트 모듈을 개략적으로 도시하는 개념도이다. 도 8에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 백라이트 모듈은 반사시트(115)와, 반사시트(115) 상의 도광판(120)과, 도광판(120)으로 광을 조사하도록 배치된, 전술한 바와 같은 실시예들 중 어느 하나에 따른 발광소자 패키지(100)를 구비한다. 물론 도시된 바와 같이 반사시트(115)는 프레임(110)의 일 부분 상에 배치되고, 발광소자 패키지(100)는 프레임(110)의 다른 부분 상에 배치될 수 있다.
발광소자 패키지(100)가 상면 발광형(top view type) 발광소자 패키지인 경우, 도시된 바와 같이 발광소자 패키지(100)가 인쇄회로기판(112)에 실장되고, 발광소자 패키지(100)에서 방출되는 광이 도광판(120)에 조사되도록 해당 인쇄회로기판(112)이 대략 수직으로 세워져 프레임(110)에 고정될 수 있다. 발광소자 패키지(100)는 복수개가 +x나 -x 방향으로 배열될 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 백라이트 유닛의 경우 발광소자 패키지(100)의 내구성이 획기적으로 높기에, 백라이트 유닛의 내구성 역시 종래의 백라이트 유닛에 비해 획기적으로 개선할 수 있다.
도 8에서는 에지형 백라이트 모듈을 도시하고 있는바, 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니기에 직하형 백라이트 모듈에도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 리드프레임 11: 제1리드
13: 제2리드 20: 발광소자
30: 결합플레이트 32: 개구부
34: 통공부 40: 렌즈부
50: 몰딩재 52: 개구
54: 반사부 100: 발광소자 패키지

Claims (8)

  1. 적어도 일 리드를 포함하는 리드프레임;
    상기 리드프레임 상에 배치된 발광소자;
    상기 리드프레임에 결합되고, 상기 발광소자에서 생성된 광이 방출되도록 하는 개구를 갖는 몰딩재;
    상기 몰딩재의 상기 개구에 결합되고, 상기 발광소자에서 생성된 광이 방출되도록 하는 개구부를 가지며, 상기 개구부의 가장자리가 상기 몰딩재의 상기 개구의 내측면으로부터 상기 몰딩재의 상기 개구의 중심 방향으로 돌출된, 결합플레이트; 및
    상기 결합플레이트의 상기 개구부를 채워 상기 결합플레이트와 결합된, 렌즈부;
    를 구비하는, 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합플레이트는 상기 개구부 외측에 배치된 통공(通孔)부를 더 구비하며, 상기 렌즈부는 상기 통공부를 채우는, 발광소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통공부는 복수개의 통공들을 포함하는, 발광소자 패키지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 몰딩재의 상기 개구 중, 적어도 상기 결합플레이트와 상기 발광소자 사이의 공간을 채우는, 발광소자 패키지.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    형광체를 포함하며 상기 발광소자를 덮는 충진재를 더 포함하고, 상기 렌즈부는 상기 몰딩재의 상기 개구 중, 적어도 상기 결합플레이트와 상기 충진재 사이의 공간을 채우는, 발광소자 패키지.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰딩재의 개구의 내측면에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 결합플레이트는 상기 몰딩재의 상기 홈에 끼움맞춤되어 상기 몰딩재의 상기 개구에 결합되는, 발광소자 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결합플레이트는 플렉서블한, 발광소자 패키지.
  8. 반사시트;
    상기 반사시트 상에 배치되거나 상기 반사시트 상부에 배치된 도광판; 및
    상기 도광판으로 광을 조사하도록 배치된, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지;를 구비하는 백라이트 모듈.
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