KR101734539B1 - 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 라이트 유닛 및 조명 장치 - Google Patents

발광 소자, 발광 소자 제조방법, 라이트 유닛 및 조명 장치 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 발광 소자는 빛이 투과되는 제1 몸체; 상기 제1 몸체에 배치되는 적어도 하나의 전극; 상기 제1 몸체 상에 탑재되며, 상기 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되는 발광 다이오드; 및 상기 제1 몸체 상에 상기 발광 다이오드와 이격되어 형성되며, 상기 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 반사하는 제2 몸체를 포함한다.

Description

발광 소자, 발광 소자 제조방법, 라이트 유닛 및 조명 장치{LIGHT EMITTING DEVICE, METHOD FOR FABRICATING THE LIGHT EMITTING DEVICE, LIGHTING UNIT COMPRISING THE LIGHT EMITTING DEVICE, AND LIGHTING DEVICE}
실시예는 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 라이트 유닛 및 조명 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자이다. 최근 발광 다이오드는 휘도가 점차 증가하게 되어 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용이 증가하고 있으며, 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 발광 다이오드를 조합함으로써 효율이 우수한 백색 광을 발광하는 발광 다이오드도 구현이 가능하다.
또한, 슬림한 디스플레이 장치 또는 조명 장치에 대한 요구가 증가함에 따라 발광 다이오드를 포함하는 발광 소자의 슬림화에 대한 요구도 증가하고 있다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예는 두께가 얇은 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 라이트 유닛 및 조명 장치를 제공한다.
실시예에 따른 발광 소자는 빛이 투과되는 제1 몸체; 상기 제1 몸체에 배치되는 적어도 하나의 전극; 상기 제1 몸체 상에 탑재되며, 상기 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되는 발광 다이오드; 및 상기 제1 몸체 상에 상기 발광 다이오드와 이격되게 형성되며, 상기 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 반사하는 제2 몸체를 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 적어도 하나의 전극이 배치되고, 빛을 투과하는 재질로 형성된 제1 몸체 상에 발광 다이오드가 탑재되는 단계; 상기 제1 몸체 상에 상기 발광 다이오드를 밀봉하도록 봉지재가 형성되는 단계; 및 상기 제1 몸체 및 상기 봉지재 상에 상기 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 반사하는 제2 몸체를 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 라이트 유닛은 절연층과, 상기 절연층에 형성된 회로패턴을 포함하는 기판; 및 상기 기판에 탑재되는 발광 소자를 포함하며, 상기 발광 소자는 빛이 투과되는 제1 몸체와, 상기 제1 몸체에 적어도 일부가 삽입되는 복수의 전극과, 상기 제1 몸체 상에 탑재되며, 상기 복수의 전극에 전기적으로 연결되는 발광 다이오드와, 상기 제1 몸체 상에 상기 발광 다이오드와 이격되게 형성되며 상기 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 반사하는 제2 몸체를 포함한다.
실시 예에 따른 조명 장치는 개구부를 갖는 케이스; 및 상기 케이스의 개구부에 배치되며 복수개의 발광 소자 및 상기 발광 소자가 어레이된 기판을 포함하는 발광 모듈을 포함하며, 상기 발광 소자는, 빛이 투과되는 제1 몸체와, 상기 제1 몸체에 적어도 일부가 삽입되는 복수의 전극과, 상기 제1 몸체 상에 탑재되며, 상기 복수의 전극에 전기적으로 연결되는 발광 다이오드와, 상기 제1 몸체 상에 상기 발광 다이오드와 이격되게 형성되며 상기 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 반사하는 제2 몸체를 포함한다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
실시예는 두께가 얇은 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 라이트 유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 발광 소자의 사시도이다.
도 3 내지 도 6은 제1 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
도 8은 제3 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
도 9는 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 라이트 유닛의 단면도이다.
도 10은 실시 예에 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 11은 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 도면이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들에 따른 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 라이트 유닛에 대해 설명한다.
<제1 실시예>
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자(1)의 단면도이고, 도 2는 상기 발광 소자(1)의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 발광 소자(1)는 빛이 투과되는 제1 몸체(10)와, 상기 제1 몸체(10)에 배치되는 제1 전극(31) 및 제2 전극(32)과, 상기 제1 몸체(10) 상에 탑재되며, 상기 제1,2 전극(31,32)에 전기적으로 연결되는 발광 다이오드(20)와, 상기 제1 몸체(10) 상에 형성되어 상기 발광 다이오드(20)를 밀봉하는 봉지재(50)와, 상기 제1 몸체(10) 및 상기 봉지재(50) 상에 형성되며, 상기 발광 다이오드(20)에서 방출되는 빛을 반사하는 제2 몸체(60)를 포함한다.
상기 제1 몸체(10)는 사출 성형에 의해 형성되거나, 적층 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1 몸체(10)를 위에서 바라본 형상은 상기 발광 소자(1)의 설계에 따라 예를 들어, 다각형, 원형 등의 형상을 가질 수 있으며, 상기 제1 몸체(10)의 두께(h1)는 예를 들어, 0.05mm 내지 0.30mm 일 수 있다.
상기 제1 몸체(10)는 빛을 투과하는 재질로 형성되며, 투명하거나 반투명할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 몸체(10)는 에폭시 수지, 염화비닐 수지, 폴리스티렌 수지, ABS수지, 아크릴 수지 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나를 포함하는 수지 재질로 형성되거나, 실리콘 재질로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 몸체(10) 내에는 형광체가 포함될 수 있다. 상기 형광체는 상기 발광 다이오드(20)에서 방출되는 제1빛에 의해 여기되어 제2빛을 방출할 수 있다. 즉, 상기 제1 몸체(10)는 빛을 투과하는 재질로 형성되므로, 상기 발광 다이오드(20)에서 방출되는 제1빛은 상기 제1 몸체(10)를 투과하면서 상기 형광체를 여기시켜 제2빛을 방출시키며, 이에 따라 상기 발광 소자(1)는 결과적으로 상기 제1빛과 제2빛이 혼색된 빛을 방출할 수 있다.
상기 제1 몸체(10)에는 상기 제1 전극(31) 및 제2 전극(32)이 배치된다.
상기 제1,2 전극(31,32)은 상기 제1 몸체(10) 내에 적어도 일부가 삽입되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1,2 전극(31,32)이 상기 제1 몸체(10) 내에 견고히 결합되도록 상기 제1,2 전극(31,32) 중 상기 제1 몸체(10) 내에 삽입된 부분은 돌출부를 가질 수 있으며, 이에 따라 상기 제1,2 전극(31,32)의 형상은 T자형 형상을 가질 수 있다. 다만, 상기 제1,2 전극(31,32)의 형상에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 발광 소자(1)는 두 개의 전극(31,32)을 포함하는 것으로 도시되었으나, 상기 발광 소자(1)에 탑재되는 발광 다이오드의 수량이나 종류에 따라 상기 발광 소자(1)는 하나 또는 복수 개의 전극을 가지도록 설계될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 몸체(10) 상에는 적어도 하나의 상기 발광 다이오드(20)가 탑재된다. 상기 발광 다이오드(20)는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 각각 발광하는 적색, 녹색, 청색 또는 백색 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 상기 발광 다이오드(20)의 종류 및 수량에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 다이오드(20)는 상기 제1,2 전극(31,32)에 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 발광 다이오드(20)는 적어도 하나의 와이어(Wire)(41,42)에 의해 상기 제1,2 전극(31,32)에 연결될 수 있다. 다만, 상기 발광 다이오드(20)의 종류에 따라, 상기 와이어(41,42)의 수량은 바뀔 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 몸체(10) 상에는 상기 발광 다이오드(20)를 밀봉하도록 상기 봉지재(50)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 와이어(41,42)는 상기 봉지재(50)에 의해 일부가 밀봉되고, 나머지 일부는 상기 제2 몸체(60)에 의해 밀봉될 수 있다.
상기 봉지재(50)는 빛을 투과하는 재질로 형성되며, 투명하거나 반투명할 수 있다. 예를 들어, 상기 봉지재(50)는 에폭시 수지, 염화비닐 수지, 폴리스티렌 수지, ABS수지, 아크릴 수지 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나를 포함하는 수지 재질로 형성되거나, 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 상기 봉지재(50)는 돔 형상, 반구형 형상 또는 다각형 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
한편, 상기 봉지재(50)의 재질은 상기 제1 몸체(10)의 재질과 같거나 상이할 수 있다. 상기 봉지재(50)와 상기 제1 몸체(10)의 재질이 같은 경우, 상기 봉지재(50) 및 상기 제1 몸체(10)의 굴절률이 같으므로, 상기 발광 다이오드(20)에서 방출된 빛이 외부로 효과적으로 추출될 수 있다. 또한, 상기 봉지재(50)와 상기 제1 몸체(10)의 재질이 상이한 경우, 상기 발광 다이오드(20)에서 방출된 빛이 상기 봉지재(50)로부터 상기 제1 몸체(10)로 효과적으로 투과되도록 하기 위해, 상기 봉지재(50)의 굴절률이 상기 제1 몸체(10)이 굴절률보다 큰 것이 바람직하다.
상기 봉지재(50)의 형상은, 상기 봉지재(50)와 상기 제2 몸체(60) 사이의 계면(61)에서 상기 발광 다이오드(20)에서 방출되는 빛이 효과적으로 반사되도록 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 봉지재(50)는 돔(Dome) 형상을 가질 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
한편, 상기 발광 소자(1)의 설계에 따라, 상기 봉지재(50)는 형광체를 포함할 수 있으며 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2 몸체(60)는 상기 봉지재(50) 및 상기 제1 몸체(10) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 몸체(60)는 상기 발광 다이오드(20)로부터 방출되는 빛을 상기 제1 몸체(10)를 향해 반사시킬 수 있다.
상기 제2 몸체(60)는 반사율이 높은 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 몸체(60)는 폴리프탈아미드(PPA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리비닐클로라이드(PVC) 수지 중 어느 하나의 수지 재질로 형성될 수 있다. 또는 상기 제2 몸체(60)는 은(Ag), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd) 또는 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 금속으로 형성되거나, 표면이 상기 금속으로 코팅될 수 있다. 또는 상기 제2 몸체(60)의 표면에는 PSR 잉크가 코팅될 수도 있다. 다만, 상기 제2 몸체(60)의 재질에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2 몸체(60)는 반사율이 높은 재질로 형성되므로, 상기 발광 다이오드(20)로부터 방출되는 빛은 상기 제2 몸체(60)와 상기 봉지재(50) 사이의 계면(61)에서 효과적으로 반사된다. 또한, 상기 제1 몸체(10) 및 제2 몸체(60) 사이의 계면에서도 효과적으로 반사가 이루어질 수 있다.
상기 제2 몸체(60)는 상기 와이어(41,42)에 손상을 가하지 않으면서 상기 와이어(41,42)의 일부를 밀봉하도록 형성될 수 있으며, 이때, 상기 제2 몸체(60)의 두께(h2)는 예를 들어, 0.25mm 내지 3mm 일 수 있다.
앞에서 설명한 것처럼, 상기 와이어(41,42)의 일부는 상기 봉지재(50)에 의해 밀봉되고 나머지 일부는 상기 제2 몸체(60)에 의해 밀봉된다. 그런데, 상기 발광 다이오드(20)에서 방출되는 빛은 상기 제2 몸체(60)와 상기 봉지재(50) 사이의 계면(61)에서 반사되므로, 상기 와이어(41,42)가 상기 제2 몸체(60)에 의해 밀봉되는 부분이 많을수록 상기 발광 다이오드(20)에서 방출되는 빛 중 상기 와이어(41,42)에 의해 흡수되어 손실되는 빛의 양은 감소될 수 있다.
따라서, 상기 봉지재(50)의 형상은 상기 와이어(41,42)가 상기 제2 몸체(60)에 밀봉되는 부분이 많도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 와이어(41,42)의 표면적 중 상기 제2 몸체(60)에 의해 밀봉되는 부분은 상기 와이어(41,42)의 전체 표면적의 적어도 5% 일 수 있다. 다만, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 상기 발광 소자(1)의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 상기 발광 소자(1)의 제조방법에 대한 설명에 있어서, 앞에서 설명한 것과 중복되는 설명은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1,2 전극(31,32)이 배치되고, 빛을 투과하는 재질로 형성된 상기 제1 몸체(10) 상에 상기 발광 다이오드(20)가 탑재된다.
상기 제1 몸체(10)는 사출 성형에 의해 형성되거나, 적층 방식에 의해 형성될 수 있다. 상기 제1,2 전극(31,32)은 상기 사출 성형 과정에서 형성되거나, 상기 적층 과정에서 적층되어 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 몸체(10)는 에폭시 수지, 염화비닐 수지, 폴리스티렌 수지, ABS수지, 아크릴 수지 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나를 포함하는 수지 재질로 형성되거나, 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 몸체(10) 내에는 형광체가 포함될 수 있다.
상기 제1,2 전극(31,32)은 도 4에 도시된 것처럼, 상기 제1 몸체(10) 내에 적어도 일부가 삽입되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1,2 전극(31,32) 중 상기 제1 몸체(10) 내에 삽입된 부분은 돌출부를 가짐으로써, 상기 제1,2 전극(31,32)이 상기 제1 몸체(10)와 견고히 결합할 수 있다.
상기 발광 다이오드(20)는 상기 제1 몸체(10) 상에 탑재되며, 상기 제1,2 전극(31,32)과 와이어(41,42)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 몸체(10) 상에는 상기 발광 다이오드(20)를 밀봉하도록 상기 봉지재(50)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 봉지재(50)는 상기 와이어(41,42)의 적어도 일부를 밀봉하도록 형성될 수 있다.
상기 봉지재(50)는 빛을 투과하는 재질로 형성되며, 상기 제1 몸체(10)의 재질과 같거나 상이할 수 있다.
또한, 상기 봉지재(50)의 형상은 후속 공정에서 형성될 제2 몸체와 상기 봉지재(50) 사이의 계면에서 상기 발광 다이오드(20)에서 방출되는 빛이 효과적으로 반사되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 봉지재(50)의 형상은 돔(Dome) 형상을 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 몸체(10) 및 상기 봉지재(50) 상에는 상기 제2 몸체(60)가 형성될 수 있으며, 이에 제1 실시예에 따른 발광 소자(1)가 제공될 수 있다.
상기 제2 몸체(60)는 상기 발광 다이오드(20)로부터 방출되는 빛을 상기 제1 몸체(10)를 향해 반사시킬 수 있다. 이를 위해, 상기 제2 몸체(60)는 반사율이 높은 재질로 형성될 수 있다.
상기 제2 몸체(60)는 반사율이 높은 재질로 형성되므로, 상기 발광 다이오드(20)로부터 방출되는 빛은 상기 제2 몸체(60)와 상기 봉지재(50) 사이의 계면(61)에서 효과적으로 반사된다. 또한, 상기 제1 몸체(10) 및 제2 몸체(60) 사이의 계면에서도 효과적으로 반사가 이루어질 수 있다.
상기 제2 몸체(60)는 상기 와이어(41,42)에 손상을 가하지 않으면서 상기 와이어(41,42)의 일부를 밀봉하도록 형성될 수 있으며, 이때, 상기 제2 몸체(60)의 두께(h2)는 예를 들어, 0.25mm 내지 3mm 일 수 있다.
<제2 실시예>
이하, 제2 실시예에 따른 발광 소자(2)에 대해 구성 요소를 중심으로 상세히 설명한다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 상기 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제1 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 7은 제2 실시예에 따른 발광 소자(2)의 단면도이다. 제2 실시예에 따른 발광 소자(2)는 제1 실시예에 따른 발광 소자(1)에 비해 전극의 형성 위치를 제외하고는 유사하다.
도 7을 참조하면, 상기 발광 소자(2)는 빛이 투과되는 제1 몸체(210)와, 상기 제1 몸체(210) 상에 배치되는 제1 전극(231) 및 제2 전극(232)과, 상기 제1 몸체(210) 상에 탑재되며, 상기 제1,2 전극(231,232)에 전기적으로 연결되는 발광 다이오드(220)와, 상기 제1 몸체(210) 상에 형성되어 상기 발광 다이오드(220)를 밀봉하는 봉지재(250)와, 상기 제1 몸체(210) 및 상기 봉지재(250) 상에 형성되며, 상기 발광 다이오드(220)에서 방출되는 빛을 반사하는 제2 몸체(260)를 포함한다.
상기 제1,2 전극(231,232)은 상기 제1 몸체(210) 상에 형성되며, 적어도 일부가 상기 제2 몸체(260)에 삽입되도록 형성된다.
이때, 상기 제1,2 전극(231,232) 중 상기 제1 몸체(210) 내에 삽입된 부분은 돌출부를 포함하여 상기 제2 몸체(260) 내에 견고히 결합되도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1,2 전극(231,232)은 T자형 형상을 가질 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
<제3 실시예>
이하, 제3 실시예에 따른 발광 소자(3)에 대해 구성 요소를 중심으로 상세히 설명한다. 제3 실시예를 설명함에 있어서, 상기 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제1 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 8은 제3 실시예에 따른 발광 소자(3)의 단면도이다. 제3 실시예에 따른 발광 소자(3)는 제1 실시예에 따른 발광 소자(1)에 비해 요철 패턴의 존부를 제외하고는 유사하다.
도 8을 참조하면, 상기 발광 소자(3)는 빛이 투과되는 제1 몸체(310)와, 상기 제1 몸체(310) 상에 배치되는 제1 전극(331) 및 제2 전극(332)과, 상기 제1 몸체(310) 상에 탑재되며, 상기 제1,2 전극(331,332)에 전기적으로 연결되는 발광 다이오드(320)와, 상기 제1 몸체(310) 상에 형성되어 상기 발광 다이오드(320)를 밀봉하는 봉지재(350)와, 상기 제1 몸체(310) 및 상기 봉지재(350) 상에 형성되며, 상기 발광 다이오드(320)에서 방출되는 빛을 반사하는 제2 몸체(360)를 포함한다.
또한, 상기 발광 소자(3)는 상기 제1 몸체(310)의 표면 및 상기 제1 몸체(310)와 봉지재(350) 사이의 계면 중 적어도 하나에 요철 패턴을 포함할 수 있다.
상기 요철 패턴은 상기 발광 소자(3) 내부에서 전반사에 의해 외부로 추출되지 못하고 손실되는 빛의 양을 감소시킴으로써, 상기 발광 소자(3)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
<라이트 유닛>
도 9는 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 라이트 유닛의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 라이트 유닛은 절연층(71) 및 상기 절연층(71)에 형성된 회로패턴(72)을 포함하는 기판(70)과, 상기 기판(70)에 탑재되는 실시예에 따른 발광 소자(1)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 발광 소자(1)의 제1,2 전극(31,32)은 상기 회로패턴(72)에 전기적으로 연결되어 전원을 제공받을 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(1)는 상기 기판(70)에 형성된 관통홀(73)에 탑재될 수 있으며, 상기 발광 소자(1)의 제2 몸체(60)의 두께(h2)는 상기 관통홀(73)의 두께(h3)보다 얇도록 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 발광 소자(1) 중 상기 제1 몸체(10) 및 상기 제1,2 전극(31,32) 만이 상기 기판(70) 상에 노출되게 된다. 따라서, 상기 제1 몸체(10)의 두께(h1)인 대략 0.05mm 내지 0.30mm 만이 상기 기판(70) 상에 노출되게 되어 슬림한 두께의 라이트 유닛의 구현이 가능하다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 10에 도시된 표시 장치, 도 11에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 10을 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 발광 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 소자(1)를 포함하며, 상기 발광 소자(1)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 즉, 상기 기판(1033)에는 하나 또는 복수개의 발광 소자(1)가 삽입될 수 있는 관통홀이 도 9와 같이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 다수의 발광 소자(1)는 상기 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(100)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트 유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 발광모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기의 발광 모듈(1031)은 상기 광학 시트(1051) 아래에 탑뷰 형태로 배치될 수 있으며, 이 경우 상기 도광판(1041)은 생략될 수 있다.
도 11은 실시 예에 따른 조명 장치의 사시도이다.
도 11을 참조하면, 조명 장치(1500)는 케이스(1510)와, 상기 케이스(1510)에 설치된 발광모듈(1530)과, 상기 케이스(1510)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1520)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(1510)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 케이스(1510)에는 상기 발광 모듈(1530)이 수납될 수 있는 개구부를 포함하며, 상기 개구부는 원통 또는 다각형 형상을 포함한다.
상기 발광 모듈(1530)은 기판(1532)과, 상기 기판(1532)에 탑재되는 실시 예에 따른 발광소자(200)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(200)는 복수개가 매트릭스 형태 또는 소정 간격으로 이격되어 어레이될 수 있다. 상기 기판(1532) 위에는 발광 소자가 어레이될 수 있다.
상기 기판(1532)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(1532)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등의 코팅층될 수 있다. 상기 기판(1532)에는 도 9와 같은 관통홀이 형성될 수 있으며, 상기 관통 홀에는 하나 또는 복수의 발광 소자(1)가 결합될 수 있다.
상기 기판(1532) 상에는 적어도 하나의 발광소자(1)가 배치될 수 있다. 상기 발광소자(1) 각각은 적어도 하나의 LED(LED: Light Emitting Diode) 칩을 포함할 수 있다. 상기 LED 칩은 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 다이오드 및 자외선(UV, UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1530)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광소자(1)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.
상기 연결 단자(1520)는 상기 발광모듈(1530)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 상기 연결 단자(1520)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1520)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1,2,3: 발광소자, 10,210,310: 제1몸체, 31,231,331: 제1전극, 32,232,332: 제2전극, 20,220,320: 발광 다이오드, 50,250,350: 봉지재, 60,260,360: 제2몸체

Claims (22)

  1. 빛이 투과되는 제1 몸체;
    상기 제1 몸체에 배치되는 적어도 하나의 전극;
    상기 제1 몸체 상에 탑재되며, 적어도 하나의 와이어에 의해 상기 적어도 하나의 전극에 전기적으로 연결되는 발광 다이오드;
    상기 제1 몸체 상에 상기 발광 다이오드와 이격되게 형성되며, 상기 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 반사하는 제2 몸체; 및
    상기 제1 몸체 상에 상기 발광 다이오드를 밀봉하는 봉지재를 포함하고,
    상기 와이어의 일부는 상기 봉지재에 의해 밀봉되고 나머지 일부는 상기 제2 몸체에 의해 밀봉되는 발광 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 몸체는 수지 재질 또는 실리콘 재질로 형성된 발광 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 몸체는 반사율이 높은 폴리프탈아미드(PPA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리비닐클로라이드(PVC) 수지 중 어느 하나의 수지 재질로 형성된 발광 소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 몸체는 은(Ag), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd) 또는 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 금속을 포함하는 발광 소자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 몸체의 두께는 0.05mm 내지 0.30mm 인 발광 소자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 몸체 내에는 형광체가 포함된 발광 소자.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 봉지재의 재질은 상기 제1 몸체의 재질과 동일한 발광 소자.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 봉지재는 수지 재질 또는 실리콘 재질로 형성된 발광 소자.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 봉지재의 굴절률은 상기 제1 몸체의 굴절률보다 크거나 같은 발광 소자.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 봉지재는 반구 형상을 포함하는 발광 소자.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 봉지재는 형광체를 포함하는 발광 소자.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제2몸체의 표면에 PSR잉크가 코팅되는 발광 소자.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 몸체의 두께는 0.25mm 내지 3mm인 발광 소자.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 와이어의 표면적 중 상기 제2 몸체에 의해 밀봉되는 부분은 상기 와이어의 전체 표면적의 적어도 5%인 발광 소자.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 전극의 적어도 일부는 상기 제1 몸체 및 제2 몸체 중 적어도 하나에 삽입되는 발광 소자.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 전극 중 상기 제1 몸체 및 제2 몸체 중 적어도 하나에 삽입된 부분은 돌출부를 가지는 발광 소자.
  17. 적어도 하나의 전극이 배치되고, 빛을 투과하는 재질로 형성된 제1 몸체 상에 발광 다이오드가 탑재되며 적어도 하나의 와이어에 의해 상기 적어도 하나의 전극과 상기 발광 다이오드가 전기적으로 연결되는 단계;
    상기 제1 몸체 상에 상기 발광 다이오드를 밀봉하도록 봉지재가 형성되는 단계; 및
    상기 제1 몸체 및 상기 봉지재 상에 상기 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 반사하는 제2 몸체를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 와이어의 일부는 상기 봉지재에 의해 밀봉되고 나머지 일부는 상기 제2 몸체에 의해 밀봉되는 발광 소자 제조방법.
  18. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 몸체의 표면 및 상기 제1 몸체와 상기 봉지재 사이의 계면 중 적어도 하나에 요철 패턴이 형성된 발광 소자.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 적색, 녹색 청색 또는 백색 LED 중 적어도 어느 하나를 포함하는 발광 소자.
  20. 절연층과, 상기 절연층에 형성된 회로패턴을 포함하는 기판; 및
    상기 기판에 탑재되는 상기 제 1항 내지 제 16항, 제18항 및 제19항 중 어느 한항에 따르는 발광 소자를 포함하는 라이트 유닛.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 기판은 관통홀을 포함하며, 상기 발광 소자는 상기 관통홀에 탑재되는 라이트 유닛.
  22. 개구부를 갖는 케이스; 및
    상기 케이스의 개구부에 배치되며, 상기 제 1항 내지 제 16항, 제18항 및 19항 중 어느 한항에 따르는 복수개의 발광 소자가 어레이된 기판이 포함된 발광 모듈을 포함하는 조명장치.
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