KR101574286B1 - 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

방열 특성이 향상된 발광 장치가 제공된다. 발광 장치는, 발광 소자 실장부, 발광 소자 실장부로부터 제1 방향으로 연장된 제1 방열부, 및 발광 소자 실장부로부터 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 연장되고 양방향으로 분지된 한 쌍의 제2 방열부를 포함하는 제1 리드 프레임과, 제2 방향으로 연장되어 한 쌍의 제2 방열부와 이격되도록 한 쌍의 제2 방열부 사이에 배치된 제2 리드 프레임과, 발광 소자 실장부에 실장되어 제1 및 제2 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 발광 소자와, 제1 및 제2 리드 프레임이 삽입되는 하우징을 포함하되, 제2 방열부는 제1폭을 가지고, 제2 리드 프레임은 제1 폭보다 좁거나 같은 제2 폭을 가진다.
리드 프레임, 방열, 패키지

Description

발광 장치{Light emitting device}
본 발명은 방열 특성이 향상된 발광 장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)와 같은 발광 소자는, 전자와 홀의 결합에 의해 광을 발산한다. 발광 소자는 소비 전력이 적고, 수명이 길고, 협소한 공간에서도 설치 가능하며, 진동에 강한 특성을 지닌다.
발광 소자는 수직형(vertical type) 발광 소자, 수평형(lateral type) 발광 소자, 및 플립칩 형(flip chip type) 발광 소자 등으로 구분된다.
발광 소자는 개개의 소자로 제조된 후 예를 들어 플라스틱 패키지 바디 등에 패키징되어 발광 장치로 사용되어 왔다. 패키지 바디를 이용한 발광 장치는 발광 소자가 실장되는 서브 마운트, 반사성을 가지는 슬러그, 발광 소자와 회로 기판의 회로를 연결시키는 리드(lead), 리드와 발광 소자를 전기적으로 연결시키는 와이어, 이들을 보호하는 하우징, 하우징 하부에 부착된 연성인쇄회로기판, 연성인쇄회로기판의 열을 외부로 방출시키는 방열 수단 등을 포함한다.
하우징을 이용하는 발광 장치는 하우징 내에 열 장벽(thermal barrier)이 형성될 수 있다. 또한, 발광 소자가 실장된 리드 프레임측으로의 열방출은 원활하지 만, 전원이 인가되는 다른 리드 프레임측으로는 열방출이 취약해져 발광 장치의 특성이 열화될 수 있다.
최근 별도의 방열 수단을 발광 장치에 부착하는 방법이 연구되고 있다.
그러나, 방열 수단을 부착하는 방법은 발광 장치의 소형화에 역행하며, 발광 장치의 제조 비용을 증가시킬 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 방열 특성이 향상된 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는, 발광 소자 실장부, 상기 발광 소자 실장부로부터 제1 방향으로 연장된 제1 방열부, 및 상기 발광 소자 실장부로부터 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 연장되고 양방향으로 분지된 한 쌍의 제2 방열부를 포함하는 제1 리드 프레임과, 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 한 쌍의 제2 방열부와 이격되도록 상기 한 쌍의 제2 방열부 사이에 배치된 제2 리드 프레임과, 상기 발광 소자 실장부에 실장되어 상기 제1 및 제2 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 발광 소자와, 상기 제1 및 제2 리드 프레임이 삽입되는 하우징을 포함하되, 상기 제2 방열부는 제1폭을 가지고, 상기 제2 리드 프레임은 제1 폭보다 좁거나 같은 제2 폭을 가진다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
본 명세서에서 이용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 이용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 그리고, "A 또는 B"는 "A", "B", "A 및 B"를 의미한다. 또, 이하 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 이용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 이용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역 들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A'선을 따라 자른 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다. 도 3은 도 1의 B-B'선을 따라 자른 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 평면도이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치에 포함되는 리드 프레임의 평면도이다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 저면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 발광 장치(100)의 제1 리드 프레임(300)과 제2 리드 프레임(400)은 하우징(210, 220a, 220b, 230)에 삽입되어 있다.
본 실시예의 제1 리드 프레임(300)에는 발광 소자(500)가 실장되고 발광 소자(500)로부터 발생된 열을 외부로 방출시켜 발광 소자(500)의 성능을 향상시키는 역할을 한다.
본 실시예의 발광 소자(500)는 제1 리드 프레임(300)에 실장되어 제1 와이어(510)에 의해 제1 리드 프레임(300)과 전기적으로 연결되고, 제2 와이어(520)에 의해 제2 리드 프레임(400)과 전기적으로 연결된다.
발광 소자(500)는 열전도성이 우수한 접착층(미도시)에 의해 제1 리드 프레 임(300)에 실장될 수 있다. 접착층은 Ag 에폭시, 예를 들어 Sn계열의 솔더(solder)로 이루어질 수 있다.
본 실시예의 하우징(210, 220a, 220b, 230)은 저면(230), 저면(230)을 둘러싸는 측면(220a, 220b), 및 각 측면(220a, 220b)을 연결하는 상면(210), 상면(210)으로부터 저면(230)측으로 만입된 요홈(240)으로 이루어질 수 있다. 발광 소자(500)는 발광 소자 실장부(310)에 배치되어 요홈(240) 내에 안착된다.
하우징(210, 220a, 220b, 230)은 내광성이 뛰어난 실리콘 수지, 에폭시수지, 아크릴 수지, 유리어수지, 불소수지, 이미드 수지 등의 유기물질이나 유리, 실리카겔 등의 내광성이 뛰어난 무기물질을 이용할 수 있다. 또한, 제조공정시 발생한 열에 의해 수지가 용융되지 않도록, 내열성 수지를 사용할 수 있다. 또한 수지의 열응력을 완화시키기 위해, 질화 알루미늄, 산화 알루미늄 및 그러한 복합 혼합물 등의 각종 필러를 혼입할 수 있다. 또한, 하우징(210, 220a, 220b, 230)은 수지에 한정되지 않는다. 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 일부(예를 들어, 측벽(220a, 220b)), 또는 전부에 금속 재료나 세라믹스 재료를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 하우징(210, 220a, 220b, 230) 전부를 금속 재료를 사용할 경우, 발광 소자(500)에서 발생된 열을 외부로 방출하기 용이하다.
제1 리드 프레임(300)은 열 전도성 및 전기 전도성이 우수한 물질, 예를 들어 철, 니켈, 알루미늄, 구리로 이루어질 수 있다.
제1 리드 프레임(300)은 발광 소자 실장부(310), 발광 소자 실장부(310)로부터 제1 방향으로 연장된 제1 방열부(320), 및 발광 소자 실장부(310)로부터 제1 방 향과 반대인 제2 방향으로 연장되고 양방향으로 분지된 한 쌍의 제2 방열부(340, 350)를 포함한다. 즉, 제1 방열부(320)와 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 제1 측벽(220a)측으로 연장되고, 제2 방열부(340, 350) 및 제2 리드 프레임(400)은 제1 측벽(220a)과 대향하는 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 제2 측벽(220b)측으로 연장된다.
본 실시예는 발광 소자 실장부(310)로부터 제1 방향 및 제2 방향 양측으로 방열 작용이 일어나도록 제1 방열부(320) 및 제2 방열부(340, 350)를 구비함으로써 방열 효과를 향상시킬 수 있다.
제2 방열부(340, 350)는 양갈래로 분지되어 있어 방열 효과가 더욱 향상될 수 있다. 또한, 제2 방열부(340, 350)가 양갈래로 분지됨에 따라 하우징(210, 220a, 220b, 230)으로부터 제1 리드 프레임(300)이 이탈되는 것을 방지할 수도 있다. 즉, 제2 방열부(340, 350)는 양갈래로 분지되어 서로 이격되는 제2 방열부 제1 부위(340) 및 제2 방열부 제2 부위(350)를 포함한다.
제2 방열부 제1 부위(340) 및 제2 방열부 제2 부위(350)의 이격 간격에는 제2 리드 프레임(400)이 제2 방열부(340, 350)와 이격 배치된다. 이 경우 제2 방열부 제1 부위(340) 및 제2 방열부 제2 부위(350)의 제1 폭(w1) 대 제2 리드 프레임(400)의 제2 폭(w2)의 비는 1:1 내지 4:1일 수 있다. 제2 방열부 제1 부위(340) 및 제2 방열부 제2 부위(350)가 제2 리드 프레임(400)의 양측에 배치되므로, 제2 방열부 제1 부위(340) 및 제2 방열부 제2 부위(350)의 제1 폭(w1)은 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 제5 폭(w5)에 의한 제한을 받을 뿐 상대적으로 자유롭게 증가 시킬 수 있다. 이에 따라, 제2 방열부(340, 350)의 열 방출 효율을 향상시킬 수 있다. 제1 폭(w1) 대 제2 폭(w2)의 비가 상기 범위 미만인 경우 단락(short)이 발생할 수 있고, 제1 폭(w1) 대 제2 폭(w2)의 비가 상기 범위를 초과하는 경우 제2 방열부(340, 350)의 제1 폭(w1)이 제5 폭(w5)보다 커져 제2 방열부(340, 350)가 하우징(210, 220a, 220b, 230) 외부로 돌출될 수 있다. 구체적으로, 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 제5 폭(w5)이 10mm인 경우, 제1 폭(w1)은 예를 들어 4mm일 수 있다. 이 경우 제2 폭(w2)은 예를 들어 1mm일 수 있고, 제2 방열부(340, 350)와 제2 리드 프레임(400)의 간격(g)은 예를 들어 0.5mm일 수 있다.
제2 방열부 제1 부위(340) 및 제2 방열부 제2 부위(350)가 제2 리드 프레임(400)의 양측에 배치되고, 제2 리드 프레임(400)은 제2 방열부 제1 부위(340) 및 제2 방열부 제2 부위(350) 사이에 배치되어 제1 방열부(320)와 대향하므로, 제1 방열부(320), 발광 소자(500), 및 제2 리드 프레임(400)은 일직선 상에 배치된다. 이에 따라, 제2 방열부 제1 부위(340) 또는 제2 방열부 제2 부위(350) 보다 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 중앙부에 배치되고 제2 리드 프레임(400)이 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 외곽부에 배치된 경우에 비해 본 실시예는 제2 와이어(520)의 길이가 짧아진다.
한편, 제1 방열부(320)는 제4 폭(w4)을 가질 수 있다. 제4 폭(w4)은 방열 효과를 보다 향상시키기 위해 제1 폭(w1)보다 넓을 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 제4 폭(w4)은 제1 폭(w1)보다 좁을 수도 있다.
제1 방열부(320) 및 제2 방열부(340, 350)는 하우징(210, 220a, 220b, 230) 과의 체결력을 향상시키기 위해 제1 돌기부(330) 및 제2 돌기부(360)를 포함할 수 있다. 제1 돌기부(330) 및 제2 돌기부(360)는 제1 방열부(320) 및 제2 방열부(340, 350)의 폭(w4, w1)이 증가하도록 제1 방열부(320) 및 제2 방열부(340, 350)의 일측 또는 양측에 형성된다. 이에 따라, 외력 등에 의해 제1 방열부(320) 및 제2 방열부(340, 350)가 하우징(210, 220a, 220b, 230)으로부터 이탈되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 제2 리드 프레임(400)은 제2 폭(w2)을 가지는 확장부(410) 및 확장부(410)에 연결되고 제2 폭(w2)보다 좁은 제3 폭(w3)을 가지는 전원 인가부(420)를 포함한다. 이에 따라 제2 리드 프레임(400)은 하우징(210, 220a, 220b, 230)으로부터 이탈되기 어려워진다.
제1 리드 프레임(300)을 제조하기 용이하도록 제1 방열부(320)의 두께(t1)와 발광 소자 실장부(310)의 두께(t2)는 동일할 수 있다.
도 2, 도 3, 도 5, 및 도 6을 참조하면, 제1 방열부(320) 및 제2 방열부(340, 350)의 적어도 일부는 단차를 가지고, 제1 방열부(320) 및 제2 방열부(340, 350)의 적어도 일부는 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 저면(230)으로 노출된다.
제1 방열부(320)는 발광 소자 실장부(310)와 동일 높이를 가지도록 발광 소자 실장부(310)로부터 연장되는 제1 연장부(322), 발광 소자 실장부(310)와 단차를 가지도록 배치되어 적어도 일부가 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 저면으로 노출된 제1 노출 방열부(326), 제1 연장부(322)와 제1 노출 방열부(326)를 연결하는 제 1 높이 조절부(324)를 포함한다.
제2 방열부(340, 350)도 제1 방열부(320)와 상응하는 제2 연장부(342, 352), 제2 노출 방열부(346, 356), 및 제2 높이 조절부(344, 354)를 포함한다.
제2 리드 프레임(400)은 발광 소자 실장부(310)와 동일 높이를 가지도록 배치된 확장부(410), 확장부(410)와 동일 높이를 가지도록 확장부(410)로부터 연장되는 제3 연장부(422), 제3 연장부(422)와 단차를 가지도록 배치되어 적어도 일부가 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 저면으로 노출된 제3 노출 방열부(426), 제3 연장부(422)와 제3 노출 방열부(426)를 연결하는 제3 높이 조절부(424)를 포함한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제1 노출 방열부(326), 제2 노출 방열부(346, 356), 및 제3 노출 방열부(426)가 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 저면(230)에서 노출되어 있어 방열 효과를 향상시킬 수 있다.
하우징(210, 220a, 220b, 230)의 요홈(240) 내에는 투명 수지층(250)이 형성될 수 있다. 투명 수지층(250)은 요홈(240)의 일부 또는 전부를 채울 수 있다. 투명 수지층(250)은 예를 들어, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 경질 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 우레탄 수지, 옥세탄 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리이미드 수지 등의 수지로 이루어질 수 있다.
투명 수지층(250) 상에는 형광층(260)이 형성될 수 있다. 형광층(260)은 투명 수지(262)와 형광체(phosphor)(264)를 혼합한 것일 수 있다. 형광층(260) 내에 분산된 형광체(264)가 발광 소자(500)에서 나온 광을 흡수하여 다른 파장의 광으로 파장 변환하기 때문에, 형광체(264)의 분포가 좋을수록 발광 특성이 좋아질 수 있 다. 이와 같이 될 경우, 형광체(264)에 의한 파장 변환, 혼색 효과 등이 개선된다.
예를 들어, 발광 장치(14)가 백색을 만들기 위해 형광층(260)을 형성할 수 있다. 발광 장치(14)가 블루(blue) 파장의 광을 내보낼 경우, 형광체(264)는 옐로우(yellow) 형광체를 포함할 수 있고, 색재현지수 (Color Rendering Index, CRI) 특성을 높이기 위해 레드(red) 형광체도 포함할 수 있다. 또는, 발광 장치(14)가 UV 파장의 광을 내보낼 경우, 형광체(264)는 RGB(Red, Green, Blue) 모두를 포함할 수 있다.
투명 수지(264)는 형광체(264)를 안정적으로 분산 가능한 재료라면 특별히 한정하지 않아도 된다. 예를 들면, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 경질 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 우레탄 수지, 옥세탄 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리이미드 수지 등의 수지를 이용할 수가 있다.
형광체(264)는 발광 소자(500)로부터 광을 흡수하여 다른 파장의 광으로 파장 변환하는 물질이면 된다. 예를 들어, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 질화물계/산질화물계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이 금속계의 원소에 의해 주로 활력을 받는 알칼리토류 할로겐 애퍼타이트 형광체, 알칼리토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리토류 규산염, 알칼리토류 유화물, 알칼리토류 티오갈레이트, 알칼리토류 질화 규소, 게르만산염, 또는 Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 유기 및 유기 착체 등에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 구체적인 예로서 아래와 같은 형광체를 사용할 수가 있지만 이에 한정되지 않는다.
Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 질화물계 형광체는 M2Si5N8：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나) 등이 있다. 또, M2Si5N8：Eu 외, MSi7N10：Eu, M1 .8Si5O0 .2N8：Eu, M0 .9Si7O0 .1N10：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나) 등도 있다.
Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 산질화물계 형광체는 MSi2O2N2：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나) 등이 있다.
Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이 금속계의 원소에 의해 주로 활력을 받는 알칼리토류 할로겐 애퍼타이트 형광체에는 M5(PO4)3 X：R(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나, X는 F, Cl, Br, I에서 선택되는 적어도 하나, R는 Eu, Mn, Eu에서 선택된 적어도 하나) 등이 있다.
알칼리토류 금속 붕산 할로겐 형광체에는 M2B5O9X：R(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나, X는 F, Cl, Br, I에서 선택되는 적어도 하나, R는 Eu, Mn, Eu에서 선택된 적어도 하나) 등이 있다.
알칼리토류 금속 알루민산염 형광체에는 SrAl2O4：R, Sr4Al14O25：R, CaAl2O4：R, BaMg2Al16O27：R, BaMg2Al16O12：R, BaMgAl10O17：R(R는 Eu, Mn, Eu에서 선택된 어느 하나) 등이 있다.
알칼리토류 유화물 형광체에는 La2O2S：Eu, Y2O2S：Eu, Gd2O2S：Eu 등이 있다.
Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 희토류 알루민산염 형광체에는 Y3Al5O12：Ce, (Y0 .8Gd0 .2)3Al5O12：Ce, Y3(Al0 .8Ga0 .2)5 O12：Ce, (Y, Gd)3 (Al, Ga)5 O12의 조성식에서 나타내어지는 YAG계 형광체 등이 있다. 또한, Y의 일부 혹은 전부를 Tb, Lu 등으로 치환한 Tb3Al5O12：Ce, Lu3Al5O12：Ce 등도 있다.
알칼리토류 규산염 형광체에는 실리케이트(silicate)로 구성될 수 있으며, 대표적인 형광체로 (SrBa)2SiO4:Eu 등이 있다.
그 외의 형광체에는 ZnS：Eu, Zn2GeO4：Mn, MGa2S4：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나, X는 F, Cl, Br, I에서 선택되는 적어도 하나) 등이 있다.
전술한 형광체는 희망하는 바에 따라 Eu에 대신하거나 또는 Eu에 더하여 Tb, Cu, Ag, Au, Cr, Nd, Dy, Co, Ni, Ti에서 선택되는 1종 이상을 함유시킬 수도 있다. 또한, 전술한 형광체 이외의 형광체로서, 동일한 성능, 효과를 갖는 형광체도 사용할 수 있다.
한편, 선택적으로 형광층(260) 상에 필터(미도시)가 형성될 수 있다. 필터는 특정 파장의 광을 흡수하게 된다. 예를 들어, 필터는 발광 소자(500)에서 1차 발광된 광은 흡수하고, 형광층(260)에서 2차 발광된 광은 흡수하지 않을 수 있다. 이러한 필터는 특정 파장의 광은 흡수하되, 열은 분산시키는 재료를 사용하는 것이 좋다. 예를 들어, 필터로는 무기 염료 또는 유기 염료를 사용할 수 있다.
특히, 발광 소자(500)가 UV발광체일 때, UV 필터가 사용될 수 있다. 과도한 UV광은 인체에 해로울 수 있기 때문이다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다. 이하의 실시예들에서는 이전의 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 설명을 생략하거나 간략화한다.
도 7을 참조하면, 제1 리드 프레임(300)에는 적어도 하나의 제1 발광 소자(500) 및 적어도 하나의 제2 발광 소자(501)가 실장될 수 있다. 제1 발광 소자(500)와 제2 발광 소자(501)는 제3 와이어(515)에 의해 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
본 실시예의 발광 장치(101)는 복수개의 발광 소자(500, 501)가 실장되어 있어, 출력이 향상될 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 제1 리드 프레임(302)은 일부가 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 제1 측벽(220a)측으로 돌출되어 있다. 제2 리드 프레임(402)도 일부가 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 제2 측벽(220b)측으로 돌출되어 있다. 이에 따라, 발광 장치(102)의 방열 효과가 향상된다.
본 실시예의 발광 장치(102)는 본 발명의 제1 실시예보다 큰 사이즈의 발광 장치에 적합하다.
이하, 도 9 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 9는 도 2와 동일한 방향으로 자른 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다. 도 10은 도 3과 동일한 방향으로 자른 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다. 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치의 저면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예의 발광 장치(103)의 제1 리드 프레임(303)과 제2 리드 프레임(403)은 평판 형상으로 제공된다.
본 실시예의 제1 리드 프레임(303)과 제2 리드 프레임(403)은 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 최하부에 배치된다. 이에 따라, 도 11에 도시한 바와 같이 제1 방열부(320') 및 제2 방열부(340', 350')가 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 저면(230)으로 전부 노출된다.
본 실시예의 발광 장치(103)는 방열 역할을 하는 제1 리드 프레임(303)의 노출 면적이 증가하여 방열 효과가 향상된다.
이하, 도 12를 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예의 발광 장치(104)는 발광 소자 실장부(1314), 제1 방열부(1324), 및 제2 방열부(1344)는, 평판부(1314a, 1324a, 1344a), 및 평판부(1314a, 1324a, 1344a)로부터 연장되어 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 저면(230)측으로 노출된 노출부(1314b, 1324b, 1344b)를 포함한다. 노출부(1314b, 1324b, 1344b)는 평판부(1314a, 1324a, 1344a)보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
이하, 도 13을 참조하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예의 발광 장치(105)는 제1 리드 프레임(300)의 저면에 접촉하고, 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 저면(230)으로 노출되는 내부 방열 수단(605)을 더 포함한다.
본 실시예의 발광 장치(105)는 본 발명의 제1 실시예에 내부 방열 수단(605)을 추가한 형태이다. 본 실시예의 발광 장치(105)는 내부 방열 수단(605)을 더 포함함으로써 방열 효과가 향상된다.
이하, 도 14를 참조하여, 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 14는 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예의 발광 장치(106)는 열전도 비아(716)가 형성된 회로 기판(700) 및 열전도 비아(716)와 연결된 외부 방열 수단(806)을 더 포함한다.
제1 리드 프레임(300)은 솔더(705)에 의해 열전도 비아(716)와 연결되고, 열전도 비아(716)는 외부 방열 수단(806)과 연결된다.
본 실시예의 외부 방열 수단(806)은 히트 싱크(heat sink), 히트 파이프(heat pipe), 또는 워터 쿨러(water cooler)일 수 있다. 히트 싱크는 예를 들어 알루미늄, 구리, 또는 흑연으로 이루어질 수 있다.
이하, 도 15를 참조하여, 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 발광 장치(107)는 제1 리드 프레임(300)에 연결된 내부 방열 수단(605) 및 외부 방열 수단(807)을 모두 포함한다.
내부 방열 수단(605)은 솔더(707)를 통해 열전도 비아(717)와 연결되고, 열전도 비아(717)는 외부 방열 수단(807)과 연결된다.
본 실시예의 발광 장치(107)는 내부 방열 수단(605) 및 외부 방열 수단(807)을 모두 포함하여 방열 효과가 더욱 향상된다.
이하, 도 16을 참조하여, 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 16은 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 16을 참조하면, 본 실시예의 제1 리드 프레임은 하우징(210, 220a, 220b, 230)의 양측벽으로 돌출되어 있으며, 돌출된 제1 리드 프레임(302)은 솔더(705)를 매개로 열전도 비아(718)와 연결된다. 열전도 비아(718)는 외부 방열 수단(808)에 연결된다.
도 17 및 도 18는 본 발명의 제10 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 및 도 18은 회로 기판(2300) 상에 본 발명의 제1 실시예에 내지 제9 실시예에 따른 발광 장치(100)를 다수 배치한 후, 발광 장치(100) 상에 형광층(2340)과 투명 수지(2350)가 형성된 발광 장치(110, 110')를 도시한 것이다. 이 경우 본 발명의 제1 실시예 내지 제9 실시예 내에 배치되어 있던 형광층(260)은 생략될 수 있다. 설명의 편의를 위해 발광 장치(100)는 간략하게 나타내었다.
본 실시예의 발광 장치(110)의 형광층(2340)과 투명 수지(2350)는 도 17에 도시된 것처럼, 라인 타입으로 형성될 수 있다. 발광 소자(500)가 일방향을 따라 배치된 경우, 형광층(2340)과 제2 투명 수지(2350)도 상기 일방향을 따라 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예의 변형례의 발광 장치(110')의 형광층(2340)과 투명 수지(2350)는 도 18에 도시된 것처럼, 도트 타입으로 형성될 수 있다. 형광층(2340)과 각 투명 수지(2350)는, 대응되는 발광 장치(100)만을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
도 19는 본 발명의 제11 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 19에 도시된 것은, 상술한 발광 소자(500)가 실장된 발광 장치(100)가 적용된 예시적인 장치(최종 제품, end product)이다. 발광 장치는 조명 장치, 표시 장치, 모바일 장치(휴대폰, MP3 플레이어, 내비게이션(Navigation) 등)과 같은 여러 가지 장치에 적용될 수 있다. 도 19에 도시된 예시적 장치는 액정 표시 장치(LCD)에서 사용하는 에지형(edge type) 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)이다. 액정 표시 장치는 자체 광원이 없기 때문에, 백라이트 유닛이 광원으로 사용되고, 백라이트 유닛은 주로 액정 패널의 후방에서 조명하게 된다.
도 19를 참조하면, 백라이트 유닛은 발광 장치(100), 도광판(2410), 반사판(2412), 확산 시트(2414), 한쌍의 프리즘 시트(2416)를 포함한다.
발광 소자(500)는 광을 제공하는 역할을 한다. 여기서, 사용되는 발광 소자(500)는 사이드뷰 타입일 수 있다. 전술한 것과 같이, 발광 소자(500)는 발광 장 치(100)의 하우징(210)의 요홈 내에 배치되어 있다.
도광판(2410)은 액정 패널(2450)로 제공되는 광을 안내하는 역할을 한다. 도광판(2410)은 아크릴과 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질의 패널로 형성되어, 발광 소자(500)로부터 발생한 광을 도광판(2410) 상부에 배치된 액정 패널(2450) 쪽으로 진행하게 한다. 따라서, 도광판(2410)의 배면에는 도광판(2410) 내부로 입사한 광의 진행 방향을 액정 패널(2450) 쪽으로 변환시키기 위한 각종 패턴(2412a)이 인쇄되어 있다.
반사판(2412)은 도광판(2410)의 하부면에 설치되어 도광판(2410)의 하부로 방출되는 빛을 상부로 반사한다. 반사판(2412)은 도광판(2410) 배면의 각종 패턴(2412a)에 의해 반사되지 않은 광을 다시 도광판(2410)의 출사면 쪽으로 반사시킨다. 이와 같이 함으로써, 광손실을 줄임과 동시에 도광판(2410)의 출사면으로 투과되는 광의 균일도를 향상시킨다.
확산 시트(2414)는 도광판(2410)에서 나온 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다.
프리즘 시트(2416) 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 통상 2장의 시트로 구성되어 각각의 프리즘 배열이 서로 소정의 각도로 엇갈리도록 배치되어 확산 시트(2414)에서 확산된 광을 액정 패널(2450)에 수직한 방향으로 진행하도록 한다.
도 20 내지 도 23은 본 발명의 제12 내지 제15 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 20 내지 도 23에서 도시된 것은, 전술하였던 서브 마운트가 적용된 예시적인 장치들(최종 제품, end product)이다. 도 20은 프로젝터를, 도 21은 자동차의 헤드라이트를, 도 22는 가로등을, 도 23은 조명등을 도시하였다. 도 20 내지 도 23에서 사용되는 발광 장치(100)는 탑뷰 타입일 수 있다.
도 20를 참고하면, 광원(510)에서 나온 광은 콘덴싱 렌즈(condensing lens)(2520), 컬러 필터(2530), 샤핑 렌즈(sharping lens)(2540)을 통과하여 DMD(digital micromirror device)(2550)에 반사되어, 프로젝션 렌즈(projection lens)(2580)을 통과하여 스크린(2590)에 도달한다. 광원(2510) 내에는 본원 발명의 실시예들에 따른 서브 마운트 및 발광 소자가 장착되어 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선을 따라 자른 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B'선을 따라 자른 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치에 포함되는 리드 프레임의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 저면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 9는 도 2와 동일한 방향으로 자른 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 10은 도 3과 동일한 방향으로 자른 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치의 저면도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 제10 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 제11 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 20 내지 도 23은 본 발명의 제12 내지 제15 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 도면이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: 발광 장치 300: 제1 리드 프레임
400: 제2 리드 프레임 500: 발광 소자
700: 인쇄 회로 기판 806: 외부 방열 수단

Claims (10)

  1. 발광 소자 실장부, 상기 발광 소자 실장부로부터 제1 방향으로 연장된 제1 방열부, 상기 발광 소자 실장부로부터 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 연장되는 제1 부위 및 제2 부위를 포함하는 제2 방열부와, 상기 제1 부위 및 상기 제2 부위 중 적어도 하나의 중간 부분으로부터 연장되는 제1 돌기부를 포함하는 제1 리드 프레임;
    상기 제2 방향으로 연장되어 상기 제1 부위 및 상기 제2 부위와 이격되도록 상기 제1 부위 및 상기 제2 부위 사이에 배치된 제2 리드 프레임;
    상기 발광 소자 실장부에 실장되어 상기 제1 및 제2 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 발광 소자; 및
    상기 제1 및 제2 리드 프레임이 삽입되는 하우징을 포함하되,
    상기 제1 부위 및 상기 제2 부위는 제1폭을 가지고, 상기 제2 리드 프레임은 제1 폭보다 좁거나 같은 제2 폭을 가지는 발광 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 폭 대 상기 제2 폭의 비는 1:1 내지 4:1인 발광 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 방열부, 상기 발광 소자, 및 상기 제2 리드 프레임은 일직선 상에 배치되는 발광 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 리드 프레임은 상기 하우징과의 결합력을 향상시키고, 상기 제1 방열부와 수직하게 배치되는 제2 돌기부를 더 포함하는 발광 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 리드 프레임은 상기 제2 폭을 가지는 확장부 및 상기 확장부에 연결되고 상기 제2 폭보다 좁은 제3 폭을 가지는 전원 인가부를 포함하는 발광 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 소자 실장부, 상기 제1 방열부 및 상기 제2 방열부의 두께는 실질적으로 동일한 발광 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 방열부의 적어도 일부는 단차를 가지고,
    상기 제1 및 제2 방열부의 적어도 일부는 상기 하우징의 저면으로 노출되는 발광 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하우징 내에 배치되어 상기 제1 리드 프레임에 접촉하고 일면이 상기 하우징의 상기 저면으로 노출되는 내부 방열 수단을 더 포함하는 발광 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    열전도 비아가 형성된 회로 기판, 및 상기 열전도 비아에 연결된 외부 방열 수단을 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 리드 프레임은 상기 열전도 비아에 연결되어 있는 발광 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 소자 실장부, 상기 제1 방열부 및 상기 제2 방열부는, 각각 평판부, 및 상기 평판부로부터 상기 하우징의 저면측으로 연장되어 상기 하우징의 상기 저면으로 노출된 노출부를 포함하는 발광 장치.
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