KR101888607B1 - 발광소자 모듈 및 이를 포함하는 조명시스템 - Google Patents

발광소자 모듈 및 이를 포함하는 조명시스템 Download PDF

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Abstract

실시예는 복수 개의 경사면을 가지는 기판, 상기 기판의 일면 상에 각각 위치하는 복수 개의 발광소자; 상기 기판의 타면은 서로 마주보며 배치되고, 상기 기판의 일면과 마주보며,상기 복수 개의 발광소자로부터 방출되는 빛을 반사하는 반사판을 포함하는 발광소자 모듈을 제공한다.

Description

발광소자 모듈 및 이를 포함하는 조명시스템{Light emitting device module and lighting system including the same}
실시예는 발광소자 모듈 및 이를 포함하는 조명시스템을 제공한다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 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 제1 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출한다. 발광소자 패키지에는 발광소자에서 방출된 빛에 의하여 형광체가 여기되어 활성층에서 방출된 빛보다 장파장 영역의 빛을 방출할 수 있다.
발광소자 패키지의 광량을 증가시키기 위하여 하나의 발광소자 패키지에 두 개 이상의 발광소자를 배치할 수 있는데, 이때 발광소자에서 방출되는 빛의 직진성으로 인하여 눈부심이 증가할 수 있으며, 기판이나 전극의 면적 내지 길이가 증가하는 문제점이 있다.
실시예는 발광소자 모듈에서 빛의 직진성에 의한 눈부심을 줄이고, 기판과 전극의 면적 내지 길이를 줄이고자 한다.
실시예는 복수 개의 경사면을 가지는 기판, 상기 기판의 일면 상에 각각 위치하는 복수 개의 발광소자; 상기 기판의 타면은 서로 마주보며 배치되고, 상기 기판의 일면과 마주보며,상기 복수 개의 발광소자로부터 방출되는 빛을 반사하는 반사판을 포함하는 발광소자 모듈을 제공한다.
반사판은 상기 복수 개의 경사면을 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다.
발광소자 모듈은 복수 개의 경사면 상에 각각 배치된 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극을 더 포함할 수 있다.
제1 전극과 제2 전극은 상기 복수 개의 발광소자에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극과 제2 전극 중 적어도 하나는 상기 기판의 바닥 면 상에 연장되어 배치될 수 있다.
반사판은 상기 기판 상에 위치하며, 상기 반사판 상에는 렌즈가 위치할 수 있다.
제3 전극은 상기 복수 개의 발광소자와 전기적으로 연결될 수 있다.
복수 개의 발광소자들은 상기 제3 전극과 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
반사판의 최고점의 높이는 상기 기판의 높이보다 낮을 수 있다.
다른 실시예는 상술한 발광소자 모듈을 포함하는 조명시스템을 제공한다.
실시예들에 따른 발광소자 모듈은 발광소자 또는 발광소자 패키지가 경사면에 배치되므로, 발광소자 모듈의 측면으로 직광이 방출되고 상부로는 반사판 등에 의하여 경로가 변경된 간접광이 방출되므로 광각이 넓어지고 눈부심을 방지되고, 경사면과 연결면에 의하여 형성되는 공간만큼 부피만큼 기판의 부피가 증가하여, 방열특성이 향상될 수 있으며, 기판이 경사면을 이루고 경사면 위에 리드 프레임이 배치되므로 전극의 길이 내지 면적이 감소할 수 있다.
도 1은 발광소자 모듈의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 발광소자 모듈에 배치된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 'A' 부분을 확대한 도면이고,
도 4는 도 3의 발광소자의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 5a 및 도 5b는 도 1의 반사판의 일실시예들을 나타낸 도면이고,
도 6은 도 5의 발광소자 모듈의 광출사각을 나타낸 도면이고,
도 7 및 도 8은 발광소자 모듈의 다른 실시예를 나타낸 도면이고,
도 9은 발광소자 패키지를 포함하는 헤드 램프의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 10는 발광소자 패키지를 포함하는 영상 표시장치의 일실시예를 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 모듈의 일실시예를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 발광소자 모듈에 배치된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 'A' 부분을 확대한 도면이다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은 기판(210)과 기판에 배치된 한 쌍의 발광소자 패키지(100)와 각각의 발광소자 패키지로부터 방출되는 빛을 반사하는 한 쌍의 반사판(231, 232)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 기판(210)에는 복수 개의 경사면이 배치되고, 상술한 경사면에 발광소자 패키지(100)가 각각 배치되고 있다.
기판(210)에서 발광소자 패키지(100)가 배치된 면을 일면이라 하면, 후술하는 반사판이 배치된 면을 타면이라 할 수 있고, 도 1에서 2개의 타면은 서로 마주보고 있으며, 후술하는 반사판도 기판(210)의 일면과 마주보며 배치될 수 있다.
기판(210)은 바닥면(a)과, 바닥면(a)에 대하여 소정 각도(θ1) 기울어진 한 쌍의 경사면(b)과, 상기 경사면(b)의 정점을 연결하는 연결면(c)을 포함하여 이루어질 수 있다. 연결면(c)은 바닥면(a)과 평행할 수 있는데, 따라서 바닥면(a)과 경사면(b)이 이루는 각도(θ1)와 경사면(b)이 연결면(c)과 이루는 각도(θ2)는 엇각의 관계일 수 있다.
상술한 바닥면(a)과 경사면(b)과 연결면(c)을 모두 각각 기판이라 할 수 있다.
반사판(231, 232)은 경사면(b)을 사이에 두고 서로 마주보며 배치되어, 발광소자 패키지(100)로부터 방출되는 빛을 각각 반사하여 발광소자 모듈(200)에서 방출되는 빛의 지향각을 조절할 수 있다.
한 쌍의 발광소자 패키지(100)에 전류를 공급하기 위하여 기판(210) 상에 제1,2,3 전극(221,222,223)이 배치되는데, 상세하게는 바닥면(a)과 경사면(b) 및 연결면(c)에는 제1,2,3 전극(221, 222, 223)이 배치될 수 있다.
제1 전극(221)은 하나의 경사면(b)에 배치되며 상기 경사면(b)에 인접한 바닥면(a)에까지 연장되어 배치될 수 있다. 제2 전극(222)은 다른 경사면(b)에 배치되며 상기 경사면(b)에 인접한 바닥면(a)에까지 연장되어 배치될 수 있다. 그리고, 제3 전극(223)은 제3 연결면(c)에 배치되고 그 일부가 경사면(b)에 연장되어 배치될 수 있다.
제1 전극(221)과 제2 전극(222)은 서로 다른 발광소자 패키지(100)에 각각 전기적으로 연결되어 있고, 제3 전극(223)은 한 쌍의 발광소자 패키지(100)와 모두 연결되어 공통 전극으로 작용할 수 있다. 따라서, 제1 전극(221)과 제2 전극(222)은 동일한 극성을 가질 수 있고, 제3 전극(223)은 제1,2 전극(221, 222)과 다른 극성을 가질 수 있다.
그리고, 반사판(231, 232)의 높이(h2)는 연결면(c)의 높이(h1)보다 낮을 수 있다. 반사판(231, 232)의 높이(h2)와 연결면(c)의 높이(h1)는 기판(210)의 바닥면(a)으로부터의 높이를 뜻한다. 반사판(231, 232)의 높이(h2)가 연결면(c)의 높이(h1)보다 더 낮으므로, 그렇지 않은 경우보다 발광소자 모듈에서 방출되는 빛의 각도를 더 넓게 조절할 수 있다.
반사판(231, 232)의 높이(h2)는 발광소자 패키지(100) 내에 배치된 발광소자의 높이와 동일할 수 있는데, 이때 발광소자에서 방출된 빛이 좌우 방향으로 나란하게 진행될 수 있어서 발광소자 모듈(200)에서 방출되는 빛의 각도가 넓어질 수 있다.
발광소자 패키지(100)는 패키지 몸체(110)와, 패키지 몸체(110)에 설치된 제1 리드 프레임(121) 및 제2 리드 프레임(122)과, 패키지 몸체(110)에 설치되어 상기 제1 리드 프레임(121) 및 제2 리드 프레임(122)과 전기적으로 연결되는 따른 발광소자(130)와, 상기 발광소자(130)의 표면 또는 측면을 덮는 몰딩부(150)를 포함한다.
패키지 몸체(110)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 발광소자(130)의 주위에 경사면이 형성되어 광추출 효율을 높일 수 있다.
제1 리드 프레임(121) 및 제2 리드 프레임(122)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광소자(130)에 전원을 제공한다. 또한, 제1 리드 프레임(121) 및 제2 리드 프레임(122)은 발광소자(130)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(130)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
발광소자(130)는 수평형 발광소자나 수직형 발광소자 등일 수 있고, 하나 또는 2개 이상이 탑재될 수 있으며, 패키지 몸체(110) 상에 배치되거나 상기 제1 리드 프레임(121) 또는 제2 리드 프레임(122) 상에 배치되는데, 도 2에서 도전성 접착층(130)를 통하여 제1 리드 프레임(121) 상에 배치되고 있다.
발광소자(130)는 제1 리드 프레임(121) 및 제2 리드 프레임(122)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 도 2에서 발광소자(130)는 제1 리드 프레임(121)과 도전성 접착층(130)으로 연결되고 제2 리드 프레임(122)과 와이어(140) 본딩되고 있다.
몰딩부(150)는 상기 발광소자(130)를 둘러싸며 보호할 수 있다. 또한, 몰딩부(150)에는 형광체 등의 파장 변환 물질이 포함되어 상기 발광소자(130)에서 방출된 제1 파장 영역의 광에 의하여 여기되어 보다 장파장인 제2 파장 영역의 광을 방출할 수 있다. 몰딩부(150)은 발광소자(130)에서 방출되는 빛의 진로를 변경하는 렌즈로 작용할 수 있다.
도 3에서 발광소자 패키지(100)와 제1,3 전극(221, 223)의 연결 상태가 도시되어 있다.
하나의 경사면(b)에 배치되며 상기 경사면(b)에 인접한 바닥면(a)에까지 연장되어 배치된 제1 전극(221)은, 발광소자 패키지(100) 내의 제1 리드 프레임(121)과 전기적으로 연결되고 있다. 그리고, 제3 연결면(c)에 배치되고 그 일부가 경사면(b)에 연장되어 배치된 제3 전극(223)은, 발광소자 패키지(100) 내의 제2 리드 프레임(222)와 전기적으로 연결되고 있다.
발광소자 패키지(100)는 기판(210)의 경사면(a)와 접착층(241)을 통하여 결합되는데, 접착층(241)은 제1 전극(221)과 제3 전극(223)의 사이에 배치되므로 비도전성일 수 있다.
그리고, 반사판(231)은 제1 전극(221) 중 바닥면(a)에 연장된 부분을 덮으며, 발광소자 모듈의 광효율을 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 3의 발광소자의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 실시예에 따른 발광소자(130)는 도전성 지지기판(metal support, 70) 상에 접합층(60)과 반사층(50)과 오믹층(40)과 발광 구조물(20)이 적층되어 이루어진다.
도전성 지지기판(70)은 제2 전극의 역할을 할 수 있으므로 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 발광 소자 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 금속을 사용할 수 있다.
상기 도전성 지지기판(70)은 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 도전성 지지기판(70)은 전체 질화물 반도체에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가질 수 있다.
접합층(60)은 상기 반사층(50)과 상기 도전성 지지기판(70)을 결합하며, 상기 반사층(50)이 결합층(adhesion layer)의 기능을 수행할 수도 있다. 상기 접합층은(60) 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다.
상기 반사층(50)은 약 2500 옹스르통의 두께일 수 있다. 상기 반사층(50)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 혹은 Al이나 Ag이나 Pt나 Rh를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 알루미늄이나 은 등은 활성층(24)에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.
상기 발광 구조물(20), 특히 상기 제2 도전형 반도체층(26)은 불순물 도핑 농도가 낮아 접촉 저항이 높으며 그로 인해 오믹 특성이 좋지 못할 수 있으므로, 이러한 오믹 특성을 개선하기 위해 오믹층(40)으로 투명 전극 등을 형성할 수 있다.
상기 오믹층(40)은 약 200 옹스트롱의 두께일 수 있다. 상기 오믹층(40)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
상기 발광 구조물(20)은 제1 도전형 반도체층(22)과 상기 제1 도전형 반도체층(22) 상에 형성되고 광을 방출하는 활성층(24)과 상기 활성층(24) 상에 형성된 제2 도전형 반도체층(26)을 포함한다.
상기 제1 도전형 반도체층(22)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(22)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(22)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(22)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
활성층(24)은 제1 도전형 반도체층(22)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(26)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이고, 활성층(24)에서 방출되는 빛은 가시광선 영역 외에 자외선 영역의 광이 방출될 수도 있다.
상기 활성층(24)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(24)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(24)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
상기 활성층(24)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 도전형 클래드층은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(24)의 밴드 갭보다는 높은 밴드 갭을 갖을 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(26)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(26)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
발광 구조물(20)의 상부, 즉 제1 도전형 반도체층(22)의 표면에는 제1 전극(80)이 형성될 수 있는데, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
발광 구조물(20)의 측면에는 패시베이션층(passivation layer, 90)이 형성될 수 있다.
상기 패시베이션층(90)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 상기 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 패시베이션층(90)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다. 도 4에 도시된 수직형 발광소자(130) 외에 수평형의 발광소자가 배치될 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 반사판의 일실시예들을 나타낸 도면이다.
도 5a에서 반사판(231)의 내측의 반사면(R)이 발광소자 패키지에서 방출된 빛을 반사하며, 반사면(R)은 파라볼릭(parabolic) 형상일 수 있고, 반사판(231)은 광 반사율이 뛰어난 알루미늄이나 은 등으로 이루어질 수 있다.
도 5b에 도시된 실시예에서 반사판(231)에 반사면(231a)이 별도로 코팅되어 있는데, 반사면(231a)은 반사판(231)의 내측면에 광 반사율이 뛰어난 은이나 알루미늄 등이 배치될 수 있다.
도 6은 도 5의 발광소자 모듈의 광출사각을 나타낸 도면이다. 발광소자 모듈(200)에서 방출되는 빛 중, 가장 좌측 방향으로 진행하는 빛(Light1)과 가장 우측 방향으로 진행하는 빛(Light2)이 이루는 각도는 140도(°)일 수 있다.
만약 반사판(231, 232)의 높이(h2)가 발광소자 패키지(100) 내에 배치된 발광소자의 높이와 동일하면, 발광소자에서 방출된 빛이 좌우 방향으로 나란하게 진행될 수 있어서 발광소자 모듈(200)에서 방출되는 빛의 각도가 180도 일 수 있다.
도 7 및 도 8은 발광소자 모듈의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 발광소자 모듈(200)은 상부에 렌즈(260)가 배치되어 빛의 진행 경로를 변경할 수 있다. 렌즈(260)는 반사판(231, 232)에 의하여 지지될 수 있으며, 투명 수지나 실리콘 수지 등으로 이루어지며 형광체와 같은 파장 변환 물질을 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 실시예는 도 7의 실시예와 유사하나, 발광소자 패키지(100)와 렌즈(260) 사이에 에어 갭(air gap)이 배치될 수 있다. 에어 갭의 작용으로 광을 출사 경로가 도 7에 도시된 실시예와 상이할 수 있다.
상술한 실시예들에 따른 발광소자 모듈은 발광소자 또는 발광소자 패키지가 경사면에 배치되므로, 발광소자 모듈의 측면으로 직광이 방출되고 상부로는 반사판 등에 의하여 경로가 변경된 간접광이 방출되므로 광각이 넓어지고 눈부심을 방지할 수 있다. 그리고, 경사면과 연결면에 의하여 형성되는 공간만큼 부피만큼 기판의 부피가 증가하여, 방열특성이 향상될 수 있다. 또한, 기판이 경사면을 이루고 경사면 위에 리드 프레임이 배치되므로, 전극의 길이 내지 면적이 감소할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 모듈은 복수 개가 어레이되고, 발광소자 모듈의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 모듈, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다.
또 다른 실시예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 모듈을 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 발광소자 모듈이 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 헤드 램프와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 9는 발광소자 패키지를 포함하는 헤드 램프의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 헤드 램프(400)는 발광소자 패키지가 배치된 발광소자 모듈(401)에서 방출된 빛이 리플렉터(402)와 쉐이드(403)에서 반사된 후 렌즈(404)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다.
실시예에 따른 헤드 램프는, 상술한 바와 같이 발광소자 모듈에서 광각이 넓어지고 눈부심이 방지되며, 기판과 전극의 길이가 감소할 수 있다.
도 10은 발광소자 모듈을 포함하는 표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시장치(500)는 발광소자 모듈과, 바텀 커버(510) 상의 반사판(520)과, 상기 반사판(520)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(540)과, 상기 도광판(540)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(550)와 제2 프리즘시트(560)와, 상기 제2 프리즘시트(560)의 전방에 배치되는 패널(570)과 상기 패널(570)의 전반에 배치되는 컬러필터(580)를 포함하여 이루어진다.
발광소자 모듈은 회로 기판(530) 상의 발광소자 패키지(535)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(530)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(535)의 구체적인 배치는 상술한 바와 같다.
바텀 커버(510)는 표시 장치(500) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 반사판(520)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(540)의 후면이나, 상기 바텀 커버(510)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
반사판(520)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(540)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(530)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도광판(540)이 생략되면 에어 가이드 방식의 표시장치가 구현될 수 있다.
상기 제1 프리즘 시트(550)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(560)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(550) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(570)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(550)과 제2 프리즘시트(560)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(570)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(560) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(570)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(570)의 전면에는 컬러 필터(580)가 구비되어 상기 패널(570)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
실시예에 따른 백라이트 유닛은, 실시예에 따른 헤드 램프는, 상술한 바와 같이 발광소자 모듈에서 광각이 넓어지고 눈부심이 방지되며, 기판과 전극의 길이가 감소할 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 패키지 110 : 패키지 몸체
121, 122 : 제1,2 리드 프레임 130 : 발광소자
140 : 도전성 접착층 145 : 와이어
250 : 몰딩부 200 : 발광소자 모듈
210 : 기판 221,222,223 : 제1,2,3 전극
231, 231 : 반사판 241, 242 : 접착층
260 : 렌즈
400 : 헤드 램프 410 : 발광소자 모듈
420 : 리플렉터 430 : 쉐이드
440 : 렌즈
800 : 표시장치 810 : 바텀 커버
820 : 반사판 830 : 회로 기판 모듈
840 : 도광판 850, 860 : 제1,2 프리즘 시트
870 : 패널 880 : 컬러필터

Claims (10)

  1. 복수 개의 경사면을 가지는 기판;
    상기 기판의 경사면 상에 각각 배치되는 복수 개의 발광소자 패키지;
    상기 복수 개의 경사면 상에 각각 배치된 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극;
    상기 복수 개의 경사면과 각각 마주보고 배치되고, 상기 복수 개의 발광소자 패키지로부터 방출된 빛을 반사하는 복수 개의 반사판; 및
    상기 반사판과 상기 기판 위에 배치되는 렌즈를 포함하고,
    상기 발광소자 패키지는, 패키지 몸체와 상기 패키지 몸체에 설치된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임과 상기 패키지 몸체에 설치되어 상기 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 따른 발광소자와, 상기 발광소자를 둘러싸는 몰딩부를 포함하고,
    상기 제1 전극과 제2 전극은 상기 복수 개의 발광소자 패키지에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 제3 전극은 상기 복수의 발광소자 패키지 모두에 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 리드 프레임과 상기 제2 리드 프레임은 상기 패키지 몸체의 하면에 배치되고, 상기 패키지 몸체의 하면에 배치된 제1 리드 프레임은 상기 제1 전극과 접촉하며 전기적으로 연결되고, 상기 패키지 몸체의 하면에 배치된 제2 리드 프레임은 상기 제3 전극과 접촉하며 전기적으로 연결되고,
    상기 렌즈는 상기 반사판의 상면과 상기 제3 전극의 상면과 각각 면접촉하고,
    상기 반사판의 내측면은 곡면을 가지는 발광소자 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사판은 상기 복수 개의 경사면을 사이에 두고 서로 마주보며 배치되는 발광소자 모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극 중 적어도 하나는 상기 기판의 바닥 면 상에 연장되어 배치된 발광소자 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 반사판의 최고점의 높이는 상기 경사면의 최고점의 높이와 다른 발광소자 모듈.
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 기판은, 인접하는 상기 경사면들을 연결하는 연결면 및 상기 경사면의 하부와 연결되는 바닥면을 더 포함하는 발광소자 모듈.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 바닥면과 상기 경사면이 이루는 각도는, 상기 경사면과 상기 연결면이 이루는 각도와 동일한 발광소자 모듈.
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