KR101824434B1 - 발광소자 패키지, 이를 포함하는 조명시스템 및 영상표시장치 - Google Patents

발광소자 패키지, 이를 포함하는 조명시스템 및 영상표시장치 Download PDF

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Abstract

실시예는 절연층; 일정한 폭을 가지는 이격부를 사이에 두고, 상기 절연층 위에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임; 및 상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임에 전기적으로 연결된 발광소자를 포함하고, 상기 제2 리드 프레임은 적어도 하나의 장방향의 관통 영역을 가지는 발광소자 패키지를 제공한다.

Description

발광소자 패키지, 이를 포함하는 조명시스템 및 영상표시장치{Light emitting device package, lighting system and image display device 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.
발광소자는 패키지 몸체에 실장되어 발광소자 패키지를 이룬다. 발광소자 패키지는, 실리콘이나 PPA수지 등의 패키지 몸체에 한 쌍의 리드 프레임이 실장되고, 리드 프레임 위에 발광소자가 전기적으로 연결된다.
이러한 구조의 발광소자 패키지가 회로기판 위에 도전성 패드를 통하여 놓여지는데, 발광소자 패키지는 패키지 몸체 등으로 인하여 두께가 두껍고 무거우며, 발광소자에서 발생한 열이 리드 프레임을 통하여 회로기판으로 집중되므로 방열특성이 저하되는 문제점이 있다.
그리고, 발광소자 패키지 내의 발광소자에서 방출된 빛은 패키지 몸체에 형성된 캐비티에서 반사되어 전면으로 진행하는데, 캐비티 내의 형상에 따라 광분포가 고르지 않을 수 있다.
실시예는 광분포가 우수하고 두께가 가벼우며 방열특성이 우수한 발광소자 패키지를 제공하고자 한다.
실시예는 절연층; 일정한 폭을 가지는 이격부를 사이에 두고, 상기 절연층 위에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임; 및 상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임에 전기적으로 연결된 발광소자를 포함하고, 상기 제2 리드 프레임은 적어도 하나의 장방향의 관통 영역을 가지는 발광소자 패키지를 제공한다.
이격부의 폭은 상기 관통 영역의 폭과 동일할 수 있다.
관통 영역은 20 내지 40 마이크로 미터의 폭을 가질 수 있다.
관통 영역은 상기 발광소자를 중심으로 상기 이격부와 대칭인 거리에 형성될 수 있다.
이격부의 형상과 상기 관통 영역의 형상은 동일할 수 있다.
이격부는 상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임을 전기적으로 분리할 수 있다.
이격부의 전체 길이는 상기 관통 영역의 전체 길이보다 길 수 있다.
발광소자 패키지는 발광소자를 둘러싸는 렌즈를 더 포함하고, 상기 이격부와 상기 관통 영역은 상기 렌즈와 대응하는 영역에서 폭이 동일할 수 있다.
상기 렌즈와 대응하는 이격부의 면적은 상기 렌즈와 대응하는 관통영역의 면적과 동일할 수 있다.
렌즈와 대응하는 상기 이격부와 상기 관통영역은 상기 렌즈의 중심을 기준으로 서로 대칭인 위치에 형성될 수 있다.
발광소자 패키지는 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임 중 적어도 하나 위에 배치된 반사층을 더 포함할 수 있다.
절연층은 폴리이미드일 수 있다.
제2 리드 프레임은 상기 발광소자가 배치된 영역이 함몰될 수 있다.
다른 실시예는 상술한 발광소자 패키지를 포함하는 조명시스템을 제공한다.
또 다른 실시예는 발광소자 모듈; 상기 발광소자 모듈로부터 입사된 빛을 확산시키키는 도광판; 및 상기 발광소자 모듈과 상기 도광판을 수용하는 바텀 커버를 포함하고, 상기 발광소자 모듈은 상술한 발광소자 패키지를 포함하는 영상표시장치를 제공한다.
영상표시장치는 제1 투명 기판과, 제2 투명 기판과, 상기 제1 투명 기판 및 제2 투명 기판 사이에 위치하는 복수 개의 액정과, 상기 제1 투명 기판 및 제2 투명 기판 상에 각각 배치된 편광판을 포함하되, 상기 광학 부재로부터 투사된 빛을 전달하는 패널을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자의 양측에서 폴리이미드가 동일하게 노출되므로 폴리이미드의 불균일한 광흡수에 의한 광분포의 불균형을 예방할 수 있고, 패키지 몸체가 생략되고 회로기판이 리드 프레임의 상부에 배치되므로, 발광소자 패키지의 두께가 얇아질 수 있다.
도 1은 발광소자 패키지의 일실시예의 단면도이고,
도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 평면도이고,
도 3 내지 도 7b는 발광소자 패키지의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 8은 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치의 일실시예의 분해 사시도이고,
도 9는 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 영상표시장치를 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)”으로 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 단면도이고, 도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 평면도이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 제1 내지 제4 절연층(210a~210d)과, 제1 내지 제4 절연층(210a~210d) 상에 배치되고 일정한 간격을 두고 서로 물리적으로 분리된 제1,2 리드 프레임(Lead Frame, 220a, 220b)과, 제1,2 리드 프레임(220a, 220b)과 각각 전기적으로 연결되고 상기 제1,2 리드 프레임(220a, 220b)에 대하여 제1 내지 제4 절연층(210a~210d)과 반대 방향에 배치된 발광소자(100), 및 상기 발광소자(100)를 둘러싸는 렌즈(260)를 포함하여 이루어진다.
제2 리드 프레임(220b) 위에는 발광소자(100)가 배치되며, 상기 발광소자(100)가 배치되는 영역에서 제2 리드 프레임(220b)에 함몰부가 형성된다. 제2 리드 프레임(220b)은 상기 제1 리드 프레임(220a)과 동일 공정에서 제조되므로 도전성 물질로 이루어질 수도 있다.
도 1에서 제2 리드 프레임(220b)이 서로 분리된 것으로 도시되나 도 2에 도시된 바와 같이 일부 영역에서 분리되어 있다. 즉, 도 1은 도 2의 발광소자 패키지에서 제3 절연층(210c)이 노출된 영역의 단면도이므로, 제2 리드 프레임(220b)이 2개로 나뉘어 도시되고 있다.
도 1에서 제1 리드 프레임(220a)과 제2 리드 프레임(220b)이 분리된 영역을 이격부(a)라고 할 수 있고, 제2 리드 프레임(220b)이 분리된 것처럼 도시되는 영역은 실제로 제2 리드 프레임(220)의 일부가 관통되어 제3 절연층(210c)이 노출되는 영역으로 관통 영역(b)이라고 할 수 있다.
제1,2 리드 프레임(220a, 220b)은 도전성 물질, 예를 들어 구리(Cu)로 이루어지며, 서로 전기적으로 분리되어 있어야 제1,2 리드 프레임(220a, 220b) 간의 전기적인 단락을 방지할 수 있다.
제1 내지 제4 절연층(210a~210d)은 적어도 2개로 분리되는데, 제2 리드 프레임(220b)이 함몰된 영역을 경계로 분리될 수 있다. 그리고, 제1 절연층(210a)과 제2 절연층(210b)은 반드시 분리되지 않을 수 있으며, 제3 절연층(210c)과 제4 절연층(210d)도 반드시 분리되지 않을 수 있다.
제1 리드 프레임(220a)과 제2 리드 프레임(220b)이 분리된 영역에서, 상기 제1 리드 프레임(220a)과 제2 리드 프레임(220b)은 제2 절연층(210b)에 의하여 지지 되므로 제2 절연층(210b)이 노출되고 있다.
발광소자(100)의 주변 영역의 제1 방향과 상기 제1 방향과 반대의 제2 방향에서, 상기 절연층이 동일한 폭으로 노출되고 있다. 발광소자(100)의 주변 영역은 발광소자(100)에서 방출된 빛이 전달되는 발광소자(100)의 주위 영역을 뜻하며, 도 7a 및 도 7b에서 일점 쇄선으로 표시된 영역 이내일 수 있다. 제1 방향은 도 1과 도 7a, 7b에서 발광소자(100)를 기준으로 좌측 영역을 뜻할 수 있고 제2 방향은 우측 방향일 수 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이 일점 쇄선으로 도시된 'A' 영역 내에서 제2 절연층(210b)과 제3 절연층(210c)은 동일한 폭(d1, d2)으로 노출되는데, 도 7a를 기준으로 제2 절연층(210b)과 제3 절연층(210c)은 가로 방향으로 20 내지 40 마이크로 미터만큼 노출될 수 있다. 도 7a에서 가로 방향은 상기 발광소자(100)로부터 상기 제2 절연층(210b)과 제3 절연층(210c)을 향하는 방향일 수 있다.
제2 절연층(210b)이 노출된 폭(d1) 만큼 제1 리드 프레임(220a)과 제2 리드 프레임(220b)이 분리되는데, 제1 리드 프레임(220a)과 제2 리드 프레임(220b)이 분리된 영역을 '이격부'라고 할 수 있다. 그리고, 제3 절연층(210c)이 노출되는 폭(d2) 만큼 제2 리드 프레임(220b)이 소정 영역에서 관통되는데, 제2 리드 프레임(220b)이 관통된 장방향의 공간을 '관통 영역'이라 할 수 있다.
이격부와 관통 영역의 폭은 동일할 수 있다. 그리고, 이격부와 관통 영역의 형상은 동일하게 직사각형이나 다각형 또는 타원형 등의 형상일 수 있는데, 이격부의 전체 길이가 관통 영역의 전체 길이보다 클 수 있다.
도 7a에서, 렌즈(260)의 가장 자리와 대응하는 영역을 1점 쇄선으로 도시하고 있는데, 이격부와 관통 영역은 렌즈와 대응하는 영역에서 폭이 동일하다. 도 7a에서 관통 영역이 장방향에서 렌즈와 대응하는 영역보다 짧게 형성되어 있으나, 도 7b에 도시된 바와 같이 관통 영역은 장방향에서 렌즈와 대응하는 영역 전체에서 형성될 수 있으며 이때, 렌즈와 대응하는 즉, 1점 쇄선의 영역 내에서 이격부의 면적은 관통 영역의 면적과 동일할 수 있다.
그리고, 이격부와 관통 영역의 사이에 발광소자가 배치될 수 있는데, 발광소자가 이격부와 관통 영역으로부터 동일한 영역에 배치되면 발광소자로부터 방출된 빛이 노출된 제2,3 절연층(210b, 210c)에서 흡수 또는 반사되는 효과가 각각 동일하여 발광소자 패키지의 광특성이 향상될 수 있다. 또한, 1점 쇄선으로 도시된 렌즈의 가장 자리 영역으로부터 이격부와 관통 영역까지의 거리는 서로 동일하게 배치될 수 있다.
그리고, d3는 노출된 절연층(210a, 210c) 간의 거리를 나타내며 2.39 밀리미터인데 10%의 공차를 가질 수 있고, d4는 발광소자 패키지의 한 측면의 길이를 나타내며 발광소자 패키지의 크기에 따라 4.5 내지 6.5 마이크로 미터 또는 그 이상일 수 있다.
제2 절연층(210b)은 제1 리드 프레임(220a)과 제2 리드 프레임(220b)을 구분하므로 발광소자 패키지의 전체 영역에서 노출되는데, 제3 절연층(210c)은 제2 리드 프레임(220b)의 일부 영역(A)에서만 노출되고 있다. 즉, 제3 절연층(210c)은 제2 리드 프레임(220b)을 분리하지 않으므로, 상기 제2 방향에서 상기 제3 절연층(210c)이 노출된 영역은 상기 제2 리드 프레임(220b)과 대응하여 상기 제2 리드 프레임(220b) 내에서 폐곡면을 이루고 있다.
도 7a에서 일점 쇄선으로 도시된 영역(A)에 도 1의 렌즈(260)가 배치될 수 있는데, 영역(A)에서는 발광소자(100)에서 방출된 빛이 반사 내지 굴절되므로 유효 영역이라 할 수 있고, 영역(B)에서는 발광소자(100)에서 방출된 빛의 작용이 적으므로 비유효 영역이라 할 수 있다.
도 7a에서 제2 절연층(220b)과 제3절연층(220c)의 노출된 형상의 일 예로 직사각형이 도시되어 있는데, 제2 절연층(220b)과 제3 절연층(220c)의 노출된 폭은 상술한 바와 같이 동일하되, 제2 절연층(220b)이 노출된 길이는 제3 절연층(220c)의 노출된 길이보다 길다. 상술한 제1 방향에서 제2 절연층(210b)이 노출된 길이는 상술한 제2 방향에서 제3 절연층(210c)이 노출된 길이보다 더 큰데, 상기 '길이'는 제2,3 절연층(210b, 210c)의 제3 방향에서의 노출된 길이는 뜻하며, 제3 방향이라 함은 상기 상술한 제1 방향 또는 제2 방향과 수직한 방향을 의미하며 도 7a에서 세로 방향이다.
그리고, 도 7a에서 제2 리드 프레임의 일부가 식각된 영역(도 1에서 제2 리드 프레임이 절단된 것처럼 도시된 영역)에서, 상기 제2 리드 프레임(220b)은 제3 절연층(210c)에 의하여 지지 되므로 제3 절연층(210c)이 노출되고 있다. 제1 내지 제4 절연층(210a~210d)은 폴리이미드(Polyimide) 등의 절연성 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 제1 내지 제4 절연층(210a~210d)은 열전도율이 우수한 물질로 이루어질 수 있다.
제1,2 리드 프레임(220a, 220b)에는 제1,2 반사층(230a, 230b)이 각각 형성되는데, 발광소자(100)로부터 방출되는 빛을 발광소자 패키지의 전면(도 1에서 윗 방향)으로 반사하여 휘도를 증가시킬 수 있다.
발광소자(100)에서 방출된 빛은 노출된 폴리이미드에 의하여 일부가 흡수되어 발광소자 패키지의 휘도가 저하될 수 있으므로, 폴리이미드의 노출폭을 줄이면 상술한 휘도 저하를 줄일 수 있다.
제2 절연층(210b)은 제1,2 리드 프레임(220a, 220b)을 분리하는데, 식각 공정의 기술 상의 한계와 제1,2 리드 프레임(220a, 220b)의 전기적인 단락을 방지하려면 적어도 상술한 수치 만큼 제2 절연층(210b)이 노출되어야 한다. 제3 절연층(210c)은 제2 리드 프레임(220b)의 일부가 패터닝되어 노출되는데, 발광소자(100) 주변의 광분포를 고르게 하기 위하여 제2 절연층(210b)과 동일한 폭으로 노출될 수 있다.
상기 제1,2 반사층(230a, 230b)은 반사율이 우수한 물질로 이루어지며, 일 예로서 은(Ag)이 코팅될 수 있다. 그리고, 발광소자(100)는 제2 리드 프레임(220b) 상에 접착층(240)을 통하여 접착되는데, 접착층(240)은 도전성 물질이거나 비도전성 물질일 수 있다. 발광소자(100)는 제1 리드 프레임(220a)과 제2 리드 프레임(220b)과 제1,2 와이어(250a, 250b)를 통하여 전기적으로 연결되고 있다.
제1,2 와이어(250a, 250b)는 제1,2 반사층(230a, 230b)과 접촉하는 것으로 도시되어 있으나, 제1 리드 프레임(220a)과 제2 리드 프레임(220b)에 각각 직접 접촉할 수 있다.
발광소자(100)와 제1,2 와이어(250a, 250b)를 둘러싸고 렌즈(260)가 배치되어 있다. 도시되지는 않았으나, 수지층(미도시)이 발광소자(100)와 제1,2 와이어(250a, 250b)를 둘러싸고 형성될 수 있고, 상기 수지층은 형광체를 포함하여 발광소자(100)로부터 방출된 빛의 파장을 변화시킬 수 있다.
렌즈(260)는 광투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 일 예로써 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 또는 레진 사출물로 이루어질 수 있다.
도시되지는 않았으나, 방열층이 상기 제1 내지 제4 절연층(210a~210d)의 하부에 배치될 수 있으며, 방열층은 은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등 열전도율이 높은 물질로 이루어질 수 있다. 방열층은 발광소자(100)로부터 발생한 열이 제2 리드 프레임(220b)를 경유하여 아랫 방향으로 방출될 수 있다.
제1,2 리드 프레임(220a, 220b)의 윗 방향에 회로기판이 배치될 수 있으며, 회로기판에서 발생한 열은 도 1에서 윗 방향으로 방출될 수 있으므로, 발광소자(100)와 회로기판에서 발생한 열이 원활하게 각각 방출될 수 있다. 또한, 패키지 몸체가 생략되고, 회로기판이 리드 프레임의 상부에 배치되므로, 발광소자 패키지의 두께가 얇아질 수 있다.
도 2 내지 도 6은 발광소자 패키지의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 폴리이미드(210)를 패터닝하여 제1 내지 제4 절연층(210a~210d)를 형성하는데, 폴리이미드(210)를 펀칭(punching)하여 가공할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 절연층(210a~210d)은 서로 분리되어 배치되거나, 일부 영역에서 펀칭되고 전체적으로 연결될 수도 있다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 내지 제4 절연층(201a~210d) 위에 도전층 재료(220)를 라미네이팅(laminating) 등의 방법으로 배치한다.
도 4에 도시된 바와 같이 도전층 재료(220)를 패터닝하여 제1,2 리드 프레임(220a, 220b)으로 분리하고, 제2 리드 프레임(220b)의 일부를 노출시키는데 포토 리쏘그래피(photo lithography)의 방법으로 식각과 분리(isolation) 공정을 진행할 수 있다. 공정 후에 도 4의 아래와 같이 이격부(a)와 관통 영역(b)이 형성될 수 있다.
여기서, 제1,2 리드 프레임(220a, 220b)이 분리된 거리(d1)와 제2 리드 프레임(220b)의 일부가 노출된 거리(d2) 및 이들 간의 거리(d3)는 상술한 바와 같다. 식각과 분리 공정 이후에는 제1,2 리드 프레임(220a, 220b)이 마스크(300a~300c)의 형상과 같이 패터닝된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2 리드 프레임(220b)의 가운데 영역을 다운-셋(down-set)하여 함몰부를 형성한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1,2 리드 프레임(220a~220b) 위에 반사층(230a~230b)을 형성하는데, 은(Ag) 등을 도금(plating) 등의 방법을 사용할 수 있다.
그리고, 제2 리드 프레임(220b) 위에 발광소자(100)를 배치하고, 발광소자(100)를 제1,2 리드 프레임(220a, 220b)과 와이어 본딩하여 할 수 있다. 또한, 렌즈(260) 또는 수지층(미도시) 등으로 발광소자(100)와 제1,2 와이어(250a, 205b)로 둘러싸면 도 1의 발광소자 패키지가 완성된다. 수지층(미도시)에는 형광체가 포함될 수 있으며, 렌즈(260)는 발광소자에서 방출된 빛의 지향각을 넓혀줄 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 복수 개가 어레이되며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지,광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 영상표시장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
이하에서는 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 조명장치와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 8은 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 상술한 발광소자 패키지(650)가 구비된다. 여기서, 상기 회로 기판(610)은 상기 하우징(400)의 개구부에 삽입될 수 있는 형상일 수 있고, 발광소자 패키지(650)는 상술한 바와 같이 두께가 얇고 방열특성이 뛰어나며, 광특성이 우수하다.
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 조명 장치는 내부에 구비된 발광소자 패키지(650)에서 광특성이 우수하고, 발광소자 패키지가 차지하는 부피가 적다.
도 9는 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 영상표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
실시 예에 따른 영상표시장치(800)는 바텀 커버(810)와, 바텀 커버(810) 상에 배치되는 반사판(820)과, 광을 방출하는 광원 모듈과, 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 광원 모듈(830,835)에서 발산되는 빛을 영상표시장치 전방으로 안내하는 도광판(840)과, 도광판(840)의 전방에 배치되는 프리즘 시트들(850,860)을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스 플레이 디스플레이 패널(870)과, 디스플레이 패널(870)과 연결되고 디스플레이 패널(870)에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로(872)와, 디스플레이 디스플레이 패널(870)의 전방에 배치되는 컬러 필터(880)를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버(810), 반사판(820), 광원 모듈(830,835), 도광판(840), 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
광원 모듈은 기판(830) 상의 발광소자 패키지(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광 소자 패키지(835)는 상술한 바와 같이 두께가 얇고 광특성이 뛰어나다.
바텀 커버(810)는 영상표시장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 그리고, 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있으며, 도광판(840)의 후면이나, 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.
그리고, 도광판(840)은 광원 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(840)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 광투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 일 예로써 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 또는 레진 사출물로 이루어질 수 있다. 또한, 도광판(840)이 생략되고 반사판(820) 위의 공기에 의하여 빛이 전달되는 에어 가이드(air guide) 방식도 가능하다.
그리고, 제1 프리즘 시트(850)는 지지 필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성될 수 있으며, 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
그리고, 제2 프리즘 시트(860)에서 지지 필름 일면의 마루와 골의 방향은, 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사 시트로부터 전달된 빛을 디스플레이 패널(870)의 전면으로 고르게 분산하기 위함이다.
그리고, 도시되지는 않았으나 각각의 프리즘 시트 상에는 보호 시트가 구비될 수 있는데, 지지 필름의 양면에 광확산성 입자와 바인더를 포함하는 보호층이 구비될 수 있다. 또한, 프리즘층은 폴리우레탄, 스티렌부타디엔 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 엘라스토머, 폴리이소프렌, 폴리실리콘으로 구성되는 군으로부터 선택되는 중합체 재료로 이루어질 수 있다.
그리고, 도시되지는 않았으나, 도광판(840)과 제1 프리즘 시트(850) 사이에 확산 시트가 배치될 수 있다. 확산 시트는 폴리에스터와 폴리카보네이트 계열의 재료로 이루어질 수 있으며, 백라이트 유닛으로부터 입사된 빛을 굴절과 산란을 통하여 광 투사각을 최대로 넓힐 수 있다. 그리고, 확산 시트는 광확산제를 포함하는 지지층과, 광출사면(제1 프리즘 시트 방향)과 광입사면(반사시트 방향)에 형성되며 광확산제를 포함하지 않는 제1 레이어와 제2 레이어를 포함할 수 있다.
실시예에서 확산 시트와 제1 프리즘시트(850)과 제2 프리즘시트(860)가 광학 시트를 이루는데, 광학 시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
디스플레이 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 표시장치가 구비될 수 있다. 액정 표시 패널은 2개의 투명 기판 사이에 복수 개의 액정이 배치되고, 각각의 투명 기판에 편광판이 배치될 수 있다.
일 예로써, 디스플레이 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.영상표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다. 그리고, 디스플레이 패널(870)의 전면에는 컬러 필터(880)가 구비되어 상기 디스플레이 패널(870)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
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.
100 : 발광소자 210 : 폴리이미드
210a~210d : 제1~4 절연층 220 : 도전층 재료
220a~220b : 제1,2 리드 프레임 230a~230b : 제1,2 반사층
240 : 접착층 250a, 250b : 제1,2 와이어
260 : 렌즈 270 : 방열층
300a~300c : 마스크 400 : 하우징
500 : 방열부 600 : 광원
700 : 홀더 800 : 영상표시장치
810 : 바텀 커버 820 : 반사판
830 : 회로 기판 모듈 840 : 도광판
850, 860 : 제1,2 프리즘 시트 870 : 패널
880 : 컬러필터

Claims (16)

  1. 방열층;
    상기 방열층의 위에 일정한 폭을 가지는 이격부를 사이에 두고 배치되는 제1,2 리드 프레임;
    상기 제1,2 리드 프레임 위에 각각 배치되는 제1,2 반사층;
    상기 방열층과 상기 제1,2 리드 프레임의 사이에서, 서로 분리되어 배치되는 제1 내지 제4 절연층;
    상기 제2 리드 프레임 위에 배치되고, 상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임에 각각 전기적으로 연결되는 발광소자; 및
    상기 발광소자를 둘러싸는 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 리드 프레임에는 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부의 바닥면에 상기 발광소자가 배치되고,
    상기 제2 리드 프레임은 관통 영역을 가지고,
    상기 제1 절연층은 상기 제1 리드 프레임의 하부에 배치되고, 상기 제2 절연층은 상기 제1 리드 프레임과 상기 제2 리드 프레임 및 상기 이격부의 하부에 배치되고, 상기 제3 절연층은 상기 제2 리드 프레임과 상기 관통 영역의 하부에 배치되고, 상기 제4 절연층은 상기 제2 리드 프레임의 하부에 배치되고,
    상기 제2 절연층의 상면 일부는 상기 이격부에서 노출되고, 상기 제3 절연층의 상면 일부는 상기 관통 영역에서 노출되고,
    상기 이격부와 상기 관통 영역의 길이 방향은 서로 동일하고, 상기 길이 방향에서 상기 이격부의 길이는 상기 관통 영역의 길이보다 크고,
    상기 렌즈와 대응하는 영역에서 상기 이격부의 길이와 폭은 상기 관통 영역의 길이와 폭과 각각 동일한 발광소자 패키지.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통 영역은 20 내지 40 마이크로 미터의 폭을 가지고,
    상기 관통 영역은 상기 발광소자를 중심으로 상기 이격부와 대칭인 거리에 형성되는 발광소자 패키지.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈와 대응하는 이격부의 면적은 상기 렌즈와 대응하는 관통영역의 면적과 동일하고,
    상기 렌즈와 대응하는 상기 이격부와 상기 관통영역은 상기 렌즈의 중심을 기준으로 서로 대칭인 위치에 형성되는 발광소자 패키지.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 절연층은 폴리이미드인 발광소자 패키지.
  10. 삭제
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