KR101804406B1 - 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템 - Google Patents

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Abstract

실시예는 절연층; 상기 절연층 상에 구비되고, 서로 전기적으로 분리된 한 쌍의 리드 프레임; 상기 한 쌍의 리드 프레임과 각각 전기적으로 연결되고, 상기 한 쌍의 리드 프레임에 대하여 상기 절연층과 반대 방향에 배치된 발광소자; 및 상기 한 쌍의 리드 프레임에 대하여 상기 절연층과 반대 방향에 배치되고, 상기 한 쌍의 리드 프레임과 각각 전기적으로 연결된 한 쌍의 회로기판을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.

Description

발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND LIGHTING SYSTEM INCLUDING THE SAME}
실시예는 발광소자 패키지와 이를 포함하는 조명시스템에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)나 레이저 다이오드(Laser Diode; LD)와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
조명 장치나 표시 장치에는, 발광소자가 패키지 몸체에 실장되어 전기적으로 연결된 발광소자 패키지가 널리 사용되고 있다.
실시예는 발광소자 패키지의 방열특성과 지향각을 개선하고자 한다.
실시예는 절연층; 상기 절연층 상에 구비되고, 서로 전기적으로 분리된 한 쌍의 리드 프레임; 상기 한 쌍의 리드 프레임과 각각 전기적으로 연결되고, 상기 한 쌍의 리드 프레임에 대하여 상기 절연층과 반대 방향에 배치된 발광소자; 및 상기 한 쌍의 리드 프레임에 대하여 상기 절연층과 반대 방향에 배치되고, 상기 한 쌍의 리드 프레임과 각각 전기적으로 연결된 한 쌍의 회로기판을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
절연층은 폴리이미드로 이루어질 수 있다.
발광소자 패키지는 절연층과 접촉하는 방열 부재를 더 포함할 수 있다.
절연층은 적어도 하나의 오픈 영역을 가질 수 있다.
발광소자 패키지는 절연층과 접촉하는 방열 부재를 더 포함하고, 상기 오픈 영역에 열 접촉 물질(ThermalInterface Material)이 배치되고, 상기 절연층과 상기 방열 부재는 상기 열 접촉 물질로 접촉할 수 있다.
발광소자는 상기 오픈 영역 위에 배치될 수 있다.
한 쌍의 리드 프레임 사이에 배치되고 상기 한 쌍의 리드 프레임과 전기적으로 분리된 제3 리드 프레임을 더 포함하고, 상기 발광소자는 상기 제3 리드 프레임 상에 배치될 수 있다.
제3 리드 프레임은 상기 한 쌍의 리드 프레임과 각각 적어도 50 마이크로 미터 분리될 수 있다.
제3 리드 프레임은 상기 열 접촉 물질과 접촉할 수 있다.
발광소자를 덮는 수지층을 더 포함하고, 상기 수지층의 가장 자리는 상기 회로기판의 측면에 형성될 수 있다.
수지층의 가장 자리의 높이는 상기 회로기판의 높이보다 낮을 수 있다.
발광소자는 상기 한 쌍의 리드 프레임과 와이어 본딩되고, 상기 수지층은 상기 와이어를 덮을 수 있다.
다른 실시예는 절연층; 상기 절연층 상에 배치된 방열층; 상기 방열층 상에 발광소자; 상기 방열층과 이격되고, 상기 발광소자와 각각 전기적으로 연결되는 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임; 및 상기 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임 위에 각각 배치되고, 상기 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임과 각각 전기적으로 연결되는 한 쌍의 회로기판을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
방열층은 상기 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임과 동일한 재료로 이루어질 수 있다.
절연층은 적어도 하나의 오픈 영역을 갖고, 상기 오픈 영역은 상기 방열층과 대응할 수 있다.
절연층과 접촉하는 방열 부재를 더 포함하고, 상기 오픈 영역에 열 접촉 물질(ThermalInterface Material)이 배치되고, 상기 절연층과 상기 방열 부재는 상기 열 접촉 물질로 접촉할 수 있다.
또 다른 실시예는 상술한 발광소자 패키지를 포함하는 조명 시스템을 제공한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 재료의 비용이 절감되고, 방열특성과 광지향각이 개선된다.
도 1은 발광소자 패키지의 일실시예의 단면도이고,
도 2는 도 1의 'A' 영역을 상세히 나타낸 도면이고,
도 3은 발광소자 패키지의 다른 실시예의 단면도이고,
도 4 내지 도 10는 도 1의 발광소자 패키지의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 11은 비교예에 따른 발광소자 패키지의 열방출과 광출사를 나타낸 도면이고,
도 12는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 열방출과 광출사를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 발광소자 패키지의 일실시예의 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 절연층(10)과, 절연층(10) 상에 구비되고 서로 전기적으로 분리된 한 쌍의 리드 프레임(Lead Frame, 32, 33)과, 한 쌍의 리드 프레임(32, 33)과 각각 전기적으로 연결되고 한 쌍의 리드 프레임(32, 33)에 대하여 절연층(10)과 반대 방향에 배치된 발광소자(50), 및 상기 절연층(10)에 대하여 상기 발광소자(50)와 동일 방향에 배치되고 리드 프레임(32, 33)과 각각 전기적으로 연결된 한 쌍의 회로기판(110)을 포함하여 이루어진다.
상기 절연층(10)은 폴리이미드(Polyimide) 등의 절연성 물질로 이루어질 수 있고, 발광소자 패키지의 지지층으로 작용할 수 있다.
그리고, 상기 절연층(10)은 서로 분리된 한 쌍으로 구비될 수 있는데, 분리된 영역 즉 절연층(10)의 오픈 영역에는 도시된 바와 같이 열전달층(ThermalInterface Material, 130)이 배치될 수 있다.
상기 열전달층(130)은 열전도성이 뛰어난 물질로 이루어져서, 발광소자(50)로부터 발생하는 빛이 열전달층(130)을 통하여 방열 부재(120)로 방출될 수 있다.
발광소자(50)는 오픈 영역과 대응하여 배치되며, 또한 상기 오픈 영역에 구비된 열전달층(130)과도 대응하여 배치도고 있다.
방열 부재(120)는 절연층(10)의 아래에 배치되는데, 방열 부재(120)와 절연층(10)의 결합을 위하여 접착층(90)이 구비될 수 있다. 방열 부재(120)는 서로 분리된 절연층(10) 및 오픈 영역의 열전달층(130)와 결합되어 있다.
제1 리드 프레임(32)와 제2 리드 프레임(33) 사이에는 제3 리드 프레임(31)이 배치되어 있는데, 제3 리드 프레임(31)은 제1,2 리드 프레임(33, 33)과 전기적으로 분리될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 리드 프레임(31~33)은 도전성 물질, 예들 들어 구리(Cu)로 이루어질 수 있는데, 서로 동일한 조성으로 이루어질 수 있다.
제3 리드 프레임(31)과 접촉하여 발광소자(50)가 배치되는데, 발광소자(50)로부터 발생한 열이 제3 리드 프레임(31)을 통하여 열전달층(130) 및 방열 부재(120)로 전달되므로, 제3 리드 프레임(31)은 열전도성이 뛰어난 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 제3 리드 프레임(31)은 방열층으로 작용할 수 있다.
절연층(10)은 방열 부재(120)와 제1 내지 제3 리드 프레임(31~33)과 접착층(20, 90)을 통하여 접착될 수 있으며, 이때 접착층(90)은 도전성 물질 또는 비도전성 물질일 수 있다.
제1 리드 프레임(32)과 제2 리드 프레임(33)의 가장 자리 영역에는 회로기판(110)이 구비되는데, 제1,2 리드 프레임(32, 33)과 회로기판(110)은 전기적으로 접촉하며, 제1,2 리드 프레임(32, 33)이 회로기판(110)을 지지하는 작용을 한다.
회로기판(110) 자체가 1 밀리미터 또는 그 이상의 높이를 가지므로 도시된 바와 같이 회로기판(110)을 측벽으로 하는 캐비티가 형성될 수 있다. 상기 캐비티 내에는 수지층(70)이 형광체(75)를 포함하며 형성될 수 있다.
수지층(70)은 발광소자(50)와, 상기 발광소자(50)와 제1,2 리드 프레임(32, 33)을 전기적으로 연결하는 와이어(60)를 둘러싸며 몰딩하여 보호할 수 있다.
수지층(70)은 실리콘 등의 투광성 물질로 이루어질 수 있고, 형광체(75)를 포함하여 발광소자(50)에서 방출된 제1 파장 영역의 광을 제2 파장 영역의 광으로 변환할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 수지층(70)에 필러(Filler)가 포함되어 형광체(75)가 아래로 침전되는 것을 방지할 수 있다.
수지층(70)의 가장 자리는 회로기판(110) 내에 형성되어, 회로기판(110)이 수지층(70)의 경계를 이루게 된다. 그리고, 회로기판(110)의 높이는 수지층(70)의 높이보다 낮을 수 있는데, 적어도 도시된 바와 같이 수지층(70)의 가장 자리의 높이는 회로기판(110)의 높이보다 낮아야 한다.
그리고, 제1 내지 제3 리드 프레임(31~33) 위에는 반사층(40)이 형성되어 발광소자로부터 방출되는 빛을 개구부 방향으로 반사할 수 있다. 그리고, 도시되지는 않았으나 상술한 캐비티의 측벽을 이루는 회로기판(110)의 측면에도 반사층(40)이 형성되어, 발광소자 패키지의 광추출 효율을 높일 수 있다.
도 2는 도 1의 'A' 영역을 상세히 나타낸 도면이다.
제2 리드 프레임(33)과 제3 리드 프레임(31)이 소정 간격(a) 이격되어 있는데, 상기 이격 거리는 50 마이크로 미터 이상일 수 있다. 상기 이격 거리가 너무 짧으면 리드 프레임 간의 단락의 가능성이 있으며, 후술하는 리드 프레임의 분리 공정을 위하여 50 마이크로 미터 이상의 거리가 필요하다.
도시되지는 않았으나, 제1 리드 프레임(32)과 제3 리드 프레임(31)도 상술한 간격 'a'만큼 이격될 수 있다.
도 3는 발광소자 패키지의 다른 실시예의 단면도이다.
도 3에 도시된 실시예는 도 1에 도시된 실시예와 유사하나, 수지층(70) 위에 렌즈(80)가 배치되어 있다. 렌즈(80)는 실리콘이나 에폭시 등 투광성 물질로 이루어질 수 있으며, 렌즈의 가장 자리는 회로기판(110)의 측벽 또는 회로기판(110)의 위에서 고정될 수 있다.
그리고, 렌즈(80)는 반구형이나 포물면 외에 도시된 바와 같이 중앙 부분이 함몰되어 발광소자 패키지의 지향각을 조절할 수 있다.
도 4 내지 도 10은 도 1의 발광소자 패키지의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 절연층(10)을 준비하고 펀칭(punching)한다. 절연층(10)은 폴리이미드 등 절연성 물질로 이루어지고, 발광소자 패키지의 지지층으로 작용할 수 있으므로 충분한 두께와 폭으로 구비되어야 한다. 펀칭 공정이 종료되면, 절연층(10)의 가운데에 오픈 영역이 형성된다.
절연층(10)의 오픈 영역은 발광소자로부터 열을 방출하기 위한 것이므로, 절연층(10) 내에 소정 면적으로 형성될 수 있다.
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 오픈 영역이 형성된 절연층(10) 위에 접착층(20)을 통하여 리드 프레임(30)을 결합시킨다. 절연층(10)이 폴리이미드 등의 절연성 물질이고, 접착층(20)도 절연성 물질일 수 있다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이 리드 프레임(30)의 분리(Isolation) 공정을 진행하여, 제3 리드 프레임(방열층, 31)과 제1 리드 프레임(32) 및 제2 리드 프레임(33)으로 분리한다.
이때, 각각의 리드 프레임(31~33)이 서로 전기적으로 분리될 수 있는데, 상기 제3 리드 프레임(31)은 발광소자(50)와 접촉하므로 상기 제1,2 리드 프레임(32, 33) 중 적어도 하나와는 전기적으로 분리되어야 한다.
분리 공정 후에 절연층(10) 내의 오픈 영역과 제3 리드 프레임(31)이 대응하고 있으나, 그 폭은 서로 상이하다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이 각각의 리드 프레임(31~33) 위에 반사층(40)을 형성한다. 반사층(40)은 광반사율이 우수한 은(Ag)이나 알루미늄(Al) 등으로 형성할 수 있다. 그리고, 도면에서 제1 리드 프레임(32)과 제2 리드 프레임(33)의 끝단에는 반사층(40)이 형성되지 않고 있는데, 회로기판을 제1,2 리드 프레임(32, 33)에 접촉시키기 위함이며, 반사층(40)이 도전성 물질인 경우 상기 회로기판은 상기 반사층(40)을 통하여 상기 제1,2 리드 프레임(32, 33)에 연결시킬 수도 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 발광소자(50)를 제3 리드 프레임(31)에 배치하고, 상기 발광소자(50)를 제1,2 리드 프레임(32, 33)과 전기적으로 연결한다. 본 실시예에서 반사층(40)이 도전성 물질이므로 상기 반사층(40)와 상기 발광소자(50)를 와이어(60) 본딩하나, 상기 반사층(40)이 비도전성 물질이면 상기 발광소자(50)를 제1,2 도전층(32, 33)에 직접 와이어 본딩할 수 있다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이 회로기판(110)을 제1,2 리드 프레임(32, 33)에 각각 연결한다. 이때, 상기 회로기판(110)을 도전성 접착제(미도시)를 통하여 상기 제1,2 리드 프레임(32, 33)에 연결할 수 있다.
도 9에서 발광소자(50) 주변에 캐비티가 형성되었다고 가정할 수 있으며, 이때 상기 캐비티의 측벽은 회로기판(110)의 옆면이 된다. 그리고, 상기 캐비티의 측벽을 이루는 회로기판(110)의 옆면에도 반사층(미도시)을 형성할 수도 있다.
그리고, 도 10에 도시된 바와 같이 상술한 캐비티 내에 수지층(70)을 주입하는데, 수지층(70)은 형광체(75)를 포함하여 발광소자(50)로부터 방출되는 빛을 파장을 변화시킬 수 있다.
수지층(70)은 발광소자(50)와, 상기 발광소자(50)와 제1,2 리드 프레임(32, 33)을 전기적으로 연결하는 와이어(60)를 둘러싸도록 공급하고 경화시킬 수 있다.
도 11은 비교예에 따른 발광소자 패키지의 열방출과 광출사를 나타낸 도면이다.
비교에에 따른 종래의 발광소자 패키지는 발광소자(270)가 패키지 몸체(260)에 배치되고, 발광소자(270)는 수지층(280)으로 덮여 있다. 그리고, 제1,2 리드 프레임(221, 222)를 통하여 발광소자(270)에 전류가 공급되며, 상기 제1,2 리드 프레임(221, 222)에는 회로기판을 통하여 전류가 공급되는데, 회로기판은 열방출층(250)과 버퍼층(240)과 절연층(230) 및 도전층(210)으로 이루어질 수 있다.
도 11에서 발광소자(270)의 윗 방향으로 표시된 화살표가 빛(L)의 진행 방향이고, 발광소자(270)의 아랫 방향으로 표시된 화살표가 열(H)의 방출방향이다.
비교예에서 캐비티를 갖지 않는 발광소자 패키지는 광지향각이 넓고 비용을 절감할 수 있으나, 에지 타입의 백라이트 등 좁은 지향각과 높은 광도를 요구하는 어플리케이션에 부적합한다.
또한, 회로기판으로 PCB, MCPCB, FR4 및 F-PCB 등을 사용할 수 있는데, FR4나 F-PCB는 방열특성이 좋지 않고, MCPCB는 방열특성은 비교적 좋으나 비용이 증가한다.
도 12는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 열방출과 광출사를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 실시예(100)에서 발광소자(50)가 리드 프레임(30)에 접착층(20)을 통하여 연결되고,리드 프레임(30)의 상부에서 발광소자(50)의 측면에 회로기판(110)이 배치된다. 그리고, 방열 부재(120)가 열전달층(130)을 통하여 상기 리드 프레임(30)과 접촉하고 있으며, 상기 방열 부재는 조명 장치나 백라이트 유닛의 브라켓 내지 지지 기판일 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자로부터 발생된 열(H)이 회로기판을 통하지 않고 리드 프레임에서 외부로 직접 방출되고, 회로기판의 열 또한 외부로 직접 방출될 수 있다.
또한, 발광소자(50)로부터 방출된 빛(L)이 캐비티 측면의 회로기판(110) 측면에서 반사될 수 있으므로, 지향각이 조절될 수 있다. 그리고, 회로기판의 방열특성이 우수하여 MCPCB를 사용하지 않을 수 있어 재료의 비용도 절감된다.
이하에서는 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 조명장치와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 13은 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치의 일실시예의 분해 사시도이다.
실시예에 따른 조명 장치는 광을 투사하는 광원(600)과 상기 광원(600)이 내장되는 하우징(400)과 상기 광원(600)의 열을 방출하는 방열부(500) 및 상기 광원(600)과 방열부(500)를 상기 하우징(400)에 결합하는 홀더(700)를 포함하여 이루어진다.
상기 하우징(400)은 전기 소켓(미도시)에 결합되는 소켓 결합부(410)와, 상기 소켓결합부(410)와 연결되고 광원(600)이 내장되는 몸체부(420)를 포함한다. 몸체부(420)에는 하나의 공기유동구(430)가 관통하여 형성될 수 있다.
상기 하우징(400)의 몸체부(420) 상에 복수 개의 공기유동구(430)가 구비되어 있는데, 상기 공기유동구(430)는 하나의 공기유동구로 이루어지거나, 복수 개의 유동구를 도시된 바와 같은 방사상 배치 이외의 다양한 배치도 가능하다.
상기 광원(600)은 회로 기판(610) 상에 복수 개의 발광소자 패키지(650)가 구비된다. 여기서, 상기 회로 기판(610)은 상기 하우징(400)의 개구부에 삽입될 수 있는 형상일 수 있으며, 후술하는 바와 같이 방열부(500)로 열을 전달하기 위하여 열전도율이 높은 물질로 이루어질 수 있다.
상기 광원의 하부에는 홀더(700)가 구비되는데 상기 홀더(700)는 프레임과 또 다른 공기 유동구를 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 상기 광원(100)의 하부에는 광학 부재가 구비되어 상기 광원(100)의 발광소자 패키지(150)에서 투사되는 빛을 확산, 산란 또는 수렴시킬 수 있다.
상술한 조명장치는 방열특성이 향상되고, 재료비가 절감되며, 광지향각이 우수하다.
도 14는 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시장치(800)는 광원 모듈(830, 835)과, 바텀 커버(810) 상의 반사판(820)과, 상기 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(840)과, 상기 도광판(840)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(850)와 제2 프리즘시트(860)와, 상기 제2 프리즘시트(860)의 전방에 배치되는 패널(870)과 상기 패널(870)의 전반에 배치되는 컬러필터(880)를 포함하여 이루어진다.
광원 모듈은 회로 기판(830) 상의 발광소자 패키지(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(835)는 상술한 바와 같다.
상기 바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다.상기 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 상기 도광판(840)의 후면이나, 상기 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(830)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(830)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 도광판(83)은 백라이트 유닛에서 생략되어 공기(Air)가 광도파로써 작용할 수도 있다.
또한, 도광판(840)이 생략되고, 반사판(820)에서 반사된 빛이 곧장 패널 방향으로 진행하는 에어 가이드(Air Guide) 방식일 수도 있다.
상기 제1 프리즘 시트(850)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(860)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(870)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
도시되지는 않았으나 상기 각각의 프리즘 시트 상에는 보호 시트가 구비될 수 있는데, 지지필름의 양면에 광확산성 입자와 바인더를 포함하는 보호층이 구비될 수 있다.
또한, 상기 프리즘층은 폴리우레탄, 스티렌부타디엔 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 엘라스토머, 폴리이소프렌, 폴리실리콘으로 구성되는 군으로부터 선택되는 중합체 재료로 이루어질 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 도광판(840)과 제1 프리즘 시트(850) 사이에 확산시트가 배치될 수 있다. 상기 확산시트는 폴리에스터와 폴리카보네이트 계열의 재료로 이루어질 수 있으며, 백라이트 유닛으로부터 입사된 빛을 굴절과 산란을 통하여 광 투사각을 최대로 넓힐 수 있다.
상기 확산시트는 광확산제를 포함하는 지지층과, 광출사면(제1 프리즘 시트 방향)과 광입사면(반사시트 방향)에 형성되며 광확산제를 포함하지 않는 제1 레이어와 제2 레이어를 포함할 수 있다.
상기 지지층은 메타크릴산-스틸렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체가 혼합된 수지 100 중량부에 대하여, 1~10 마이크로 미터의 평균입경을 가진 실록산계 광확산제 0.1~10중량부, 1~10 마이크로 미터의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1~10중량부가 포함될 수 있다.
상기 제1 레이어와 제2 레이어는 메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 자외선 흡수제 0.01 ~ 1 중량부, 대전 방지제 0.001 ~ 10중량부로 포함될 수 있다.
상기 확산시트에서 상기 지지층의 두께는 100~10000 마이크로 미터이고, 상기 각각의 레이어의 두께는 10~1000 마이크로 미터일 수 있다.
본 실시예에서 상기 확산시트와 제1 프리즘시트(850)과 제2 프리즘시트(860)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(870)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
상기 패널(870)의 전면에는 컬러 필터(880)가 구비되어 상기 패널(870)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
상술한 조명장치는 방열특성이 향상되고, 재료비가 절감되며, 광지향각이 우수하다.
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.
10, 230 : 절연층 20, 90 : 접착층
30, 31~33, 221, 222 : 리드 프레임
40 : 반사층 50, 270 : 발광소자
60 : 와이어 70, 280 : 수지층
75 : 형광체 80 : 렌즈
100 : 발광소자 패키지 110 : 회로기판
120 : 방열 부재 130 : 열전달층
210 : 도전층 240 : 버퍼층
250 : 열방출층 260 : 패키지 몸체
400 : 하우징
500 : 방열부 600 : 광원
700 : 홀더 800 : 표시장치
810 : 바텀 커버 820 : 반사판
830 : 회로 기판 모듈 840 : 도광판
850, 860 : 제1,2 프리즘 시트 870 : 패널
880 : 컬러필터

Claims (17)

  1. 발광소자;
    상기 발광 소자 아래에 배치된 방열 부재;
    상기 방열 부재 위에 배치된 절연층;
    상기 발광소자와 전기적으로 연결되며, 상기 절연층 상부에 배치되고, 서로 전기적으로 분리된 한 쌍의 리드 프레임;
    상기 한 쌍의 리드 프레임의 가장 자리 위에 배치되어, 상기 한 쌍의 리드 프레임과 각각 전기적으로 연결된 한 쌍의 회로기판;
    상기 발광소자의 하면과 접하여 배치되는 반사층;
    상기 한 쌍의 리드 프레임 사이에서 상기 한 쌍의 리드 프레임과 전기적으로 분리되어 배치되고, 상기 반사층의 하면과 접하여 배치된 제3 리드 프레임; 및
    수평 방향으로 상기 절연층의 사이에 배치되고, 수직 방향으로 상기 제3 리드 프레임의 하면 및 상기 방열 부재의 상면과 각각 접하여 배치되고, 열 접촉 물질을 포함하는 열 전달층;을 포함하고,
    상기 반사층, 상기 제3 리드 프레임 및 상기 열 전달층은 상기 발광소자로부터 발생된 열을 상기 방열 부재로 배출하는 열 전달 경로를 형성하는 발광소자 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층은 폴리이미드로 이루어진 발광소자 패키지.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 리드 프레임은 상기 한 쌍의 리드 프레임과 각각 적어도 50 마이크로 미터 분리된 발광소자 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광소자를 덮는 수지층;을 더 포함하고,
    상기 수지층의 가장 자리는 상기 회로기판의 측면에 형성되고,
    상기 수지층의 가장 자리의 높이는 상기 회로기판의 높이보다 낮은 발광소자 패키지.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 리드 프레임은 상기 한 쌍의 리드 프레임과 동일한 재료로 이루어진 발광소자 패키지.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1 항, 제 2 항, 제 7 항, 제 8 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지를 포함하는 조명 시스템.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008205107A (ja) * 2007-02-19 2008-09-04 Citizen Electronics Co Ltd 裏面実装型ｌｅｄ

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