KR101896682B1 - 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는, 서로 이격된 제1 및 제2리드 프레임을 갖는 복수의 리드 프레임; 상기 제1리드 프레임 상에 배치되되, 상기 제2리드 프레임 상의 일부에는 개구부를 포함하는 반사성의 제1몰딩부재; 상기 개구부 내에 배치되는 발광 칩; 상기 발광 칩과 상기 제2리드 프레임을 전기적으로 연결하며, 적어도 일부가 상기 제1몰딩부재를 통과하는 제1연결 부재; 상기 발광 칩 위에 배치된 투광성의 제2몰딩부재; 및 상기 제1 및 제2몰딩 부재의 위에 배치된 렌즈를 포함한다.
Description
본 발명은 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 조명 장치에 관한 것이다.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 생성하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 넓은 광 지향각을 갖는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예는 반사성의 제1몰딩부재의 개구부에 발광 칩을 배치하고, 형광체층으로 커버한 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예는 반사성의 제1몰딩부재 및 상기 형광체층 상에 전반사면을 갖는 렌즈가 배치된 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예는 반사성의 제1몰딩부재의 상면이 발광 칩의 상면보다 낮거나 경사진 구조로 형성해 줌으로써, 발광 칩으로부터 방출된 광의 지향각을 개선시켜 줄 수 있도록 한 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예는 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 라이트 유닛을 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는, 서로 이격된 제1 및 제2리드 프레임을 갖는 복수의 리드 프레임; 상기 제1리드 프레임 상에 배치되되, 상기 제2리드 프레임 상의 일부에는 개구부를 포함하는 반사성의 제1몰딩부재; 상기 개구부 내에 배치되는 발광 칩; 상기 발광 칩과 상기 제2리드 프레임을 전기적으로 연결하며, 적어도 일부가 상기 제1몰딩부재를 통과하는 제1연결 부재; 상기 발광 칩 위에 배치된 투광성의 제2몰딩부재; 및 상기 제1 및 제2몰딩 부재의 위에 배치된 렌즈를 포함한다.
실시 예에 따른 조명 장치는 상기의 발광 소자 패키지가 배치된 모듈 기판 및 상기 모듈 기판의 일측에 배치된 광학 부재를 포함한다.
실시 예는 발광 소자 패키지의 광 지향각을 넓혀줄 수 있다.
실시 예는 각 발광 모듈에 배치되는 발광 소자 패키지의 개수를 줄여줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 패키지와 이를 구비한 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 2는 제2실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 3은 제3실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 4는 제4실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 5는 제5실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 6은 제6실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 7은 제7실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 8는 제8실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 조명 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 제2실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 3은 제3실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 4는 제4실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 5는 제5실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 6은 제6실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 7은 제7실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 8는 제8실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 조명 장치를 나타낸 사시도이다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 설명한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 발광 소자 패키지(10)는 서로 이격된 복수의 리드 프레임(11,12)과, 상기 복수의 리드 프레임(11,12)을 지지하며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 위에 배치된 반사율이 높은 제1몰딩부재(13)와, 상기 제1몰딩 부재(13)의 개구부(13-1)에 배치되며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(15)과, 상기 개구부(13-1)에 형성되고 상기 발광 칩(15)을 에워싸는 투광성의 제2몰딩부재(14), 및 상기 제2몰딩부재(14)와 상기 제1몰딩부재(13) 상에 형성된 렌즈(17)를 포함한다.
발광 소자 패키지(10)에서 제1방향과 상기 제1방향에 직교하는 제2방향의 길이가 서로 같거나 다른 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1방향은 복수의 리드 프레임(11,12)의 중심을 지나는 방향이며, 상기 제2방향은 상기 제1방향과 직교하는 방향이 될 수 있다. 또한 상기 발광 칩(15)의 상면에 수직한 방향은 발광 칩(15)의 법선 방향으로 설명할 수 있다.
상기 복수의 리드 프레임(11,12)은 제1리드 프레임(11)과 제2리드 프레임(12)을 포함한다. 상기 제1리드 프레임(11)은 평탄한 면으로 형성되거나, 적어도 일부가 절곡된 구조로 형성될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(12)는 상기 제1리드 프레임(11)과 대응되고 평탄한 면으로 형성되거나, 적어도 일부가 절곡된 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(11,12)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에는 적어도 하나의 홈이 형성될 수 있고, 내부에는 적어도 하나의 구멍이 형성될 수 있으며, 상기 홈 및 구멍은 상기 제1몰딩 부재(13)와의 접촉될 수 있고 서로 간의 결합력을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 제1리드 프레임(11)의 상면 면적은 상기 제2리드 프레임(12)의 상면 면적보다 더 넓게 형성될 수 있으며, 이는 발광 칩(15)이 배치된 제1리드 프레임(11)의 상면 면적을 크게 하여 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1리드 프레임(11)과 제2리드 프레임(12)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함하며, 또한 단일의 금속층 또는 서로 다른 금속층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1리드 프레임(11)과 상기 제2리드 프레임(12)의 두께는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 예컨대 0.5mm-2mm 범위에서 형성될 수 있다. 실시 예에 있어서, 2개의 리드 프레임(11,12)을 1조로 설명하였으나, 3개 이상의 리드 프레임을 형성할 수도 있다. 또한 상기 제1리드 프레임(11)과 상기 제2리드 프레임(12)은 위에서 볼 때, 사각형 또는 다른 형상일 수 있다.
상기 제1리드 프레임(11)과 상기 제2리드 프레임(12)에는 제1몰딩부재(13)가 형성된다. 상기 제1몰딩부재(13)는 상기 제1리드 프레임(11)과 상기 제2리드 프레임(12)을 물리적으로 이격시켜 주고, 상기 제1리드 프레임(11)과 상기 제2리드 프레임(12)의 지지 및 고정시켜 준다.
상기 제1리드 프레임(11)과 제2리드 프레임(12) 사이에는 간극부(13-2)가 배치되며, 상기 간극부(13-2)는 상기 제1리드 프레임(11)과 제2리드 프레임(12) 사이의 간격을 일정하게 이격시켜 주며, 상기 제1몰딩 부재(13)의 재질로 형성되거나, 다른 절연 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩부재(13)의 일부 하면은 상기 제1리드 프레임(11)과 상기 제2리드 프레임(12)의 하면과 동일 수평 면으로 형성될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(13)는 상기 발광 칩(15)으로부터 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩부재(13)는 반사율이 70% 이상인 경우, 비 투광성의 재질로 정의될 수 있다. 상기 제1몰딩부재(13)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩부재(13)는 실리콘, 또는 에폭시 수지, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기의 실리콘은 백색 계열의 수지를 포함한다. 또한 상기 제1몰딩부재(13) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. 함유하고 있다. 상기 제1몰딩부재(13)는 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해 성형될 수 있다. 예를 들면, 트리글리시딜이소시아누레이트, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜에테르 등으로 이루어지는 에폭시 수지와, 헥사히드로 무수 프탈산, 3-메틸헥사히드로 무수 프탈산4-메틸헥사히드로 무수프탈산 등으로 이루어지는 산무수물을, 에폭시 수지에 경화 촉진제로서 DBU(1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecene-7), 조촉매로서 에틸렌 그리콜, 산화티탄 안료, 글래스 섬유를 첨가하고, 가열에 의해 부분적으로 경화 반응시켜 B 스테이지화한 고형상 에폭시 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한 상기 제1몰딩부재(13) 내에 차광성 물질 또는 확산제를 혼합하여 투과하는 광을 저감시켜 줄 수 있다. 또한 상기 제1몰딩부재(13)는 소정의 기능을 갖게 하기 위해서, 열 경화성수지에 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질, 차광성 물질, 광 안정제, 윤활제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 적절히 혼합하여도 된다.
상기의 제1몰딩부재(13)의 상면이 평탄한 면으로 형성되어, 입사되는 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제1몰딩부재(13)의 내 측면은 상기 제1리드 프레임(11)의 평탄한 상면에 대해 수직하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1몰딩부재(13)의 두께(T1)는 10㎛ 이상 예컨대, 10㎛~500㎛ 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩부재(13)의 두께(T1)는 상기 발광 칩(15)의 두께보다 더 두껍거나 얇게 형성될 수 있으며, 상기 발광 칩(15)의 두께는 80㎛-500㎛ 범위 예컨대, 80㎛-150㎛ 범위로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한 상기 제1몰딩부재(13)의 상면은 상기 연결부재(16,16A)의 고점보다 더 높거나 낮게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1몰딩부재(13)는 제1개구부(13-1)를 포함하며, 상기 제1개구부(13-1)는 위에서 볼 때, 원 형상, 또는 다각형 형상, 곡면을 갖는 형상 또는 각면을 갖는 형상을 포함할 수 있다.
상기 제1개구부(13-1)는 상기 제1리드 프레임(11)의 상면이 노출될 수 있으며, 그 너비(D2)는 상기 발광 칩(15)의 너비(D1)보다 더 넓게 형성될 수 있다. 또한 상기 제1개구부(13-1)는 상기 제1리드 프레임(11)과 상기 제2리드 프레임(12)의 상면 센터 영역 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1몰딩부재(13)는 상기 발광 칩(15)으로부터 방출된 광을 효과적으로 반사시키는 부재로서, 수지 성형체일 수 있다. 상기 제1몰딩부재(13)는 대략 직육면체의 형상으로 형성될 수 있으며, 외측 둘레는 위에서 볼 때 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩부재(13)는 직육면체 형상으로 도시하였지만, 위에서 볼 때 타원형, 원형, 다른 다각 형상으로 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(15)은 하나 또는 2개 이상이 상기 제1몰딩부재(13)의 제1개구부(13-1)의 바닥에 노출된 상기 제1리드 프레임(11) 및 제2리드 프레임(12) 중 적어도 하나의 위에 배치될 수 있다.
상기 발광 칩(15)은 제1리드 프레임(11) 위에 배치되고, 제1리드 프레임(11)과 제1연결부재(16)로 연결되고, 제2리드 프레임(12)과 제2연결부재(16A)로 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(15)은 제1리드 프레임(11)과 제2리드 프레임(12)으로부터 전원을 공급받아 구동하게 된다. 여기서, 상기 제1연결부재(16) 및 제2연결부재(16A)의 일부는 상기 제1몰딩부재(13) 내에 배치될 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(13)는 상기 제1연결부재(16) 및 제2연결부재(16A)를 본딩하기 전에 형성될 수 있다. 또한 상기 제1몰딩 부재(13)에 구멍을 형성한 후, 상기 제1연결부재(16) 및 제2연결부재(16A)를 연결시켜 줄 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(13)의 개구부(13-1)의 너비(D1)는 상기 발광 칩(15)의 너비보다 넓고 제1 및 제2연결부재(16,16A) 간의 최대 간격(D3)보다는 좁게 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(15)은 다른 예로서, 제1리드 프레임(11)에 다이 본딩되고, 제2리드 프레임(12)에 연결부재로 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(15)은 제1리드 프레임(11)과 상기 제2리드 프레임(12)에 플립 방식으로 본딩될 수 있다. 상기의 발광 칩(15)은 2개의 칩이 수평하게 배치된 수평형 칩 또는 수직하게 배치된 수직형 칩을 포함할 수 있으며, 상기의 칩 종류에 따라 연결부재의 개수도 달라질 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.
상기 발광 칩(15)은 반도체 화합물을 이용한 LED 칩 예컨대, UV(Ultraviolet) LED 칩, 청색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 백색 LED 칩, 적색 LED 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(15)은 3족-5족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, 내부의 활성층은 이중 접합 구조, 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선, 양자 점 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층은 우물층/장벽층이 교대로 배치되며, 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, 또는 InAlGaN/InAlGaN의 적층 구조를 이용하여 2~30주기로 형성될 수 있다. 또한 상기 활성층은 ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlN, InN, AlInGaP과 같은 계열의 반도체를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 활성층의 발광 파장은 자외선 대역의 광부터 가시광선 대역의 광 중에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1몰딩부재(13)의 개구부(13-1)에는 제2몰딩부재(14)가 형성된다. 상기 제2몰딩부재(14)는 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 실리콘계열 또는 에폭시 계열의 수지 재질로 형성될 수 있다.상기 제2몰딩부재(14)의 굴절률은 1.6 이하이며, 상기 렌즈(17)의 굴절률보다 낮거나 다를 수 있다. 또한 상기 제2몰딩부재(14)의 굴절률은 상기 렌즈(17)의 굴절률과의 차이가 ±0.2 정도일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2몰딩부재(14) 내에는 필러, 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2몰딩부재(14)에 혼합되는 형광 물질은 상기 발광 칩(15)으로부터 방출된 광을 흡수하여 서로 다른 파장의 광으로 파장 변환하게 된다. 상기 형광 물질은 황색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 질화물계 형광체·산질화물계 형광체·사이어론계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이금속계의 원소에 의해 주로 활성화되는 알칼리 토류 할로겐 아파타이트 형광체, 알칼리 토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리 토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리 토류 규산염, 알칼리 토류 황화물, 알칼리 토류 티오갈레이트, 알칼리 토류 질화규소, 게르마늄산염, 또는, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 유기 및 유기 착체 등으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기의 형광체를 사용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
상기 제2몰딩부재(14)는 발광 칩(15)로부터 방출된 파장에 대해 투과율이 70% 이상 예컨대, 90% 이상의 재질로 형성된다. 상기 제2몰딩부재(14)의 상면은 반구형 형상으로 형성될 수 있으며, 다른 예로서 플랫하거나 오목하게 형성될 수 있다.
상기 제2몰딩부재(14)의 하면에서 고점까지의 높이(H1)는 상기 제1몰딩부재(13)의 두께(T1)보다 높을 수 있다. 이에 따라 상기 제2몰딩부재(14)의 상부는 상기 제1몰딩부재(13)의 상면보다 위에 배치됨으로써, 상부 및 그 둘레 방향으로 광을 방출시켜 줄 수 있다.
상기 제2몰딩부재(14) 위에는 렌즈(17)가 배치된다. 상기 렌즈(17)는 실리콘, 에폭시와 같은 투광성의 수지 재질이거나, 유리 재질일 수 있다. 상기 렌즈(17)의 굴절률은 상기 제2몰딩부재(14)의 굴절률과 같거나 낮은 물질로 형성될 수 있다. 상기 렌즈(17)는 제1몰딩부재(13) 및 상기 제2몰딩부재(14)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 렌즈(17)과 상기 제1몰딩부재(13) 사이에는 서로 접착시켜 주기 위한 반사성 또는 투광성의 접착층이 형성될 수 있다.
상기 렌즈(17)는 하부 중앙에 배치된 입사면(17-1), 상부의 전 반사면(17-2) 및 굴절면(17-3), 하부 둘레에 배치된 하면(17-4)를 포함한다. 상기 입사면(17-1)은 상기 제2몰딩부재(14)과 대응되며 상기 제2몰딩부재(14)의 상면과 접촉되거나 이격될 수 있다. 상기 입사면(17-1)은 상기 발광 칩(15)의 상 방향으로 볼록한 반구형 형상으로 형성될 수 있으며, 그 반구형 형상의 입사면(17-1)의 직경은 상기 제1몰딩 부재(13)의 개구부(13-1)의 너비(D1)와 동일하거나 더 넓게 형성될 수 있다.
상기 제2몰딩부재(14)와 상기 렌즈(17)의 입사면(17-1) 사이의 영역에는 공기와 같은 매질이 배치되거나, 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지층(14A)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 렌즈(17)의 전 반사면(17-2)은 상부 중심에서 발광 칩(15) 방향으로 오목한 형상 예컨대 뿔 형상 또는 반구형 형상일 수 있다. 상기 전 반사면(17-2)은 상기 입사면(17-1)로 입사된 광을 측 방향으로 반사시켜 준다. 상기 굴절면(17-3)은 상기 입사면(17-1)에 직선 또는 곡선 형상으로 연결되며, 입사된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 렌즈(17)의 하면(17-4)은 플랫하거나 러프한 면으로 형성될 수 있으며, 상기 제1몰딩 부재(13)과 접촉될 수 있다.
상기 렌즈(17)의 둘레는 광의 배광 분포를 위해, 원 형상으로 형성될 수 있으며, 위에서 볼 때 원 형상 또는 타원 형상으로 형성될 수 있다. 상기의 렌즈(17)는 사출 성형되거나, 별도로 제조된 후 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기의 렌즈(17)의 상면은 전 반사면이 형성되지 않을 수 있다. 상기 렌즈(17)는 반구형 형상이거나, 표면에 요철 패턴이 형성된 형상일 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(11,12) 중 적어도 하나의 위에는 보호 소자가 배치될 수 있으며, 상기 보호 소자는 제너 다이오드를 포함한다.
도 2는 제2실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 2를 참조하면, 발광 소자 패키지는 서로 이격된 복수의 리드 프레임(11,12)과, 상기 복수의 리드 프레임(11,12)을 지지하며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 위에 배치된 반사율이 높은 제1몰딩부재(23)와, 상기 제1몰딩 부재(23)의 개구부(23-1)에 배치되며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(25)과, 상기 발광 칩(25) 위에 배치된 형광체층(28)과, 상기 개구부(23-1)에 형성되고 상기 발광 칩(25)을 에워싸는 투광성의 제2몰딩부재(24), 및 상기 제2몰딩부재(24)와 상기 제1몰딩부재(23) 상에 형성된 렌즈(27)를 포함한다.
상기 제1몰딩부재(23)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(11,12) 위에 배치되며, 간극부(13-2)는 상기 제1몰딩부재(23)로부터 상기 제1 및 제2리드 프레임(11,12) 사이의 영역으로 연장될 수 있다.
상기 발광 칩(25)은 제1 및 제2연결부재(26,26A)로 제 1 및 제2리드 프레임(11,12)과 각각 연결된다. 상기 형광체층(28)은 상기 발광 칩(25)의 표면 예컨대, 상면 및 측면 중 적어도 하나에 형성될 수 있다. 실시 예는 상기 발광 칩(25)의 상면에 형광체층(28)을 배치할 수 있다. 상기 형광체층(28)에 첨가된 형광 물질은 황색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 질화물계 형광체·산질화물계 형광체·사이어론계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이금속계의 원소에 의해 주로 활성화되는 알칼리 토류 할로겐 아파타이트 형광체, 알칼리 토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리 토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리 토류 규산염, 알칼리 토류 황화물, 알칼리 토류 티오갈레이트, 알칼리 토류 질화규소, 게르마늄산염, 또는, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 유기 및 유기 착체 등으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기의 형광체를 사용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
상기 제2몰딩부재(24)에는 형광체가 첨가되지 않거나, 상기 형광체층(28)에 첨가된 형광체와 다른 형광체 예컨대, 녹색 및 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 제2몰딩부재(24)에는 상기 형광체층(28)에 첨가된 형광체의 방출 파장과 다른 파장을 방출하는 형광체가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2몰딩부재(24)의 높이(H2)는 상기 제1몰딩부재(23)의 두께보다 더 높게 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩부재(23)는 도 1의 제1몰딩부재와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2몰딩부재(24)의 광 출사면은 상기 렌즈(27)의 입사면(27-1)에 접촉될 수 있으며, 상기 렌즈(27)로 입사된 광은 전 반사면(27-2) 및 굴절면(27-3)을 통해 방출될 수 있다. 상기 렌즈(27)의 하면(27-4)은 상기 제1몰딩부재(23)의 상면 전체에 접촉되거나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 3은 제3실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 발광 소자 패키지는, 서로 이격된 복수의 리드 프레임(11,12)과, 상기 복수의 리드 프레임(11,12)을 지지하며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 위에 배치된 반사율이 높은 제1몰딩부재(33)와, 상기 제1몰딩 부재(33)의 개구부(33-1)에 배치되며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(35)과, 상기 발광 칩(35) 위에 배치된 형광체층(38), 상기 발광 칩(35) 및 상기 제1몰딩부재(33) 위에 배치된 투광성의 제2몰딩부재(34), 및 상기 제2몰딩부재(34)와 상기 제1몰딩부재(33) 상에 형성된 렌즈(37)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(31)은 돌기(31-1)를 포함하며, 상기 돌기(31-1)는 상기 제1리드 프레임(31)으로부터 상기 렌즈(37)의 입사면(37-1) 방향으로 돌출된다. 상기 돌기(31-1)의 두께(T2)는 상기 제1몰딩부재(33)의 개구부(33-1) 내에서 상기 제1몰딩부재(33)의 두께(T3)보다 낮게 형성될 수 있다.
상기 돌기(31-1)의 너비는 상기 발광 칩(35)의 너비(D2) 또는 그 이상으로 형성될 수 있다. 상기 돌기(31-1)는 상기의 발광 칩(35)을 지지하게 된다. 상기 돌기(31-1)의 너비는 상기 제1몰딩부재(33)의 개구부(33-1)와 동일한 너비로 형성되거나 더 좁은 너비로 형성될 수 있다. 상기 돌기(31-1)는 상기 간극부(33-2)와 이격되거나, 상기 간극부(33-2)와 인접하게 연결될 수 있다.
상기 돌기(31-1)의 상면은 평탄하게 형성되며, 상기 발광 칩(35)이 접착된다. 상기 발광 칩(35)는 제2리드 프레임(32)과 제2연결부재(36)로 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(35)의 측면은 상기 제1몰딩부재(33)의 내 측면과 접촉될 수 있으며, 상기 제1몰딩부재(33)의 내 측면은 상기 발광 칩(35)의 측면에서 방출된 광을 반사시켜 주게 된다. 상기 발광 칩(35)으로부터 발생된 대부분의 광은 형광체층(38)을 통해 방출된다.
상기 형광체층(48) 위에는 제2몰딩부재(34)가 배치된다. 상기 제2몰딩부재(34)는 상기 발광 칩(35)의 상면에 접촉되며, 반구형 형상 또는 다각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 제2몰딩부재(34)의 표면 즉, 광 출사면은 상기 렌즈(37)의 입사면(37-1)에 접촉될 수 있다. 상기 렌즈(37)로 입사된 광은 전 반사면(37-2) 및 굴절면(37-3)을 통해 방출될 수 있다. 상기 렌즈(37)의 하면(37-4)은 상기 제1몰딩부재(33)의 상면 전체에 접촉되거나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 4는 제4실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 발광 소자 패키지는, 서로 이격된 복수의 리드 프레임(11,12)과, 상기 복수의 리드 프레임(11,12)을 지지하며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 위에 배치된 반사율이 높은 제1몰딩부재(43)와, 상기 제1몰딩 부재(43)의 개구부(43-1)에 배치되며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(45)과, 상기 발광 칩(45) 위에 배치된 형광체층(48), 상기 발광 칩(45) 및 상기 제1몰딩부재(33) 위에 배치된 투광성의 제2몰딩부재(44), 및 상기 제2몰딩부재(44)와 상기 제1몰딩부재(43) 상에 형성된 렌즈(37)를 포함한다.
상기 발광 칩(45)은 제1리드 프레임(11) 위에 배치되고, 제1리드 프레임(11)과 제1연결부재(46)로 연결되고, 제2리드 프레임(12)과 제2연결부재(46A)로 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(45)은 제1리드 프레임(11)과 제2리드 프레임(12)으로부터 전원을 공급받아 구동하게 된다. 상기 제1리드 프레임(11)과 제2리드 프레임(12) 사이에는 간극부(43-2)가 배치되며, 상기 간극부(43-2)는 제1몰딩부재(43)의 개구부(43-1)로부터 이격되거나 연결될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(45)의 개구부(43-1)에는 발광 칩(45)가 배치되며, 상기 발광칩(45) 위에는 형광체층(48)이 배치된다. 상기 형광체층(48)은 상기 제1몰딩부재(45)의 개구부(43-1)에 배치될 수 있다. 상기 발광 칩(45)의 두께(T2)와 형광체층(48)의 두께(T5)의 합은 상기 제1몰딩부재(43)의 두께와 동일하거나, 다를 수 있다. 상기 형광체층(48)의 두께(T5)는 상기 발광 칩(45)의 두께(T2)보다 더 두껍게 형성될 수 있으며, 상기 T2가 80㎛-150㎛인 경우, T5는 100㎛-1000㎛ 범위로 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(45)의 측면과 상기 형광체층(48)의 측면은 상기 제1몰딩부재(43)의 내측면에 접촉되며, 상기 제1몰딩부재(43)의 내 측면은 광을 반사시켜 주게 된다.
상기 형광체층(48) 위에는 제2몰딩부재(44)가 배치되며, 상기 제2몰딩부재(44)는 반구형 형상 또는 다각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 제2몰딩부재(44)의 표면 즉, 광 출사면은 상기 렌즈(47)의 입사면(47-1)에 접촉될 수 있다. 상기 렌즈(47)로 입사된 광은 전 반사면(47-2) 및 굴절면(47-3)을 통해 방출될 수 있다. 상기 렌즈(47)의 하면(47-4)은 상기 제1몰딩부재(43)의 상면 전체에 접촉되거나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 5는 제5실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 5를 참조하면, 발광 소자 패키지는 서로 이격된 복수의 리드 프레임(11,12)과, 상기 복수의 리드 프레임(11,12)을 지지하며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 위에 배치된 반사율이 높은 제1몰딩부재(53)와, 상기 제1몰딩 부재(53)의 개구부(53-1)에 배치되며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(55)과, 상기 개구부(53-1)에 형성되고 상기 발광 칩(55)을 에워싸는 투광성의 제2몰딩부재(54), 및 상기 제2몰딩부재(54)와 상기 제1몰딩부재(53) 상에 형성된 렌즈(57)를 포함한다.
상기 제1몰딩부재(53)는 개구부(53-1) 및 간극부(53-2)를 포함한다. 상기 제1몰딩부재(53)의 두께는 내측부에서 외측 방향으로 갈수록 점차 두껍게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1몰딩부재(53)의 내측부는 상기 발광 칩(55)에 가깝고 상기 제2몰딩부재(54)의 둘레 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(53)의 상면(53-3)의 경사 각도(θ1)는 상기 발광 칩(55)의 상면의 법선(Y1)에 대해 20도 이상 내지 90도 미만으로 형성될 수 있으며, 예컨대 70도 내지 98도 사이로 형성될 수 있다. 이에 따라 발광 칩(55)을 기준으로 양측에 배치된 상기 제1몰딩부재(53)의 상면들의 내각(2×θ1)은 160도 초과 및 180도 미만으로 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩부재(53)의 상면의 외측 둘레는 상기 발광 칩(55)의 상면보다 낮게 배치될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(53)의 내측부에는 개구부(53-1)가 형성되며, 상기 내측부의 두께는 상기 발광 칩(55)의 두께보다 얇게 형성된다. 이에 따라 상기 발광 칩(55)이 측면으로 방출된 광은 상기 제1몰딩부재(53)의 상면 방향으로 진행하여 반사되거나, 렌즈(57)의 측 방향으로 전달될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(53)의 상면이 경사진 면으로 형성되고, 그 내측부가 상기 발광 칩(55)보다 낮게 형성되므로, 발광 소자 패키지로부터 방출된 광의 지향각은 예컨대 140도 이상의 분포로 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(55)은 제1 및 제2연결부재(56,56A)로 제1 및 제2리드 프레임(11,12)과 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2몰딩부재(54)는 투광성 수지 재질로 형성되며, 내부에 황색, 녹색, 청색 및 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2몰딩부재(54)의 광 출사면은 상기 렌즈(57)의 입사면(57-1)에 접촉될 수 있으며, 상기 렌즈(57)로 입사된 광은 전 반사면(57-2) 및 굴절면(57-3)을 통해 방출될 수 있다. 상기 렌즈(57)의 외측 둘레(57-5)는 상기 제1몰딩부재(53)의 측면 상에 형성되어, 상기 제1몰딩부재(53)의 측면과 결합된다. 상기 렌즈(57)의 외측 둘레(57-5)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(11,12)의 외측 상면과 접촉되어, 습기 침투를 방지할 수 있다.
도 6는 제6실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 6을 참조하면, 발광 소자 패키지는 서로 이격된 복수의 리드 프레임(11,12)과, 상기 복수의 리드 프레임(11,12)을 지지하며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 위에 배치된 반사율이 높은 제1몰딩부재(63)와, 상기 제1몰딩 부재(63)의 개구부(63-1)에 배치되며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(65)과, 상기 개구부(63-1)에 형성되고 상기 발광 칩(65)을 에워싸는 투광성의 제2몰딩부재(64), 및 상기 제2몰딩부재(64)와 상기 제1몰딩부재(63) 상에 형성된 렌즈(67)를 포함한다.
상기 제1몰딩부재(63)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(11,12) 위에 배치되며, 간극부(63-2)는 상기 제1몰딩부재(63)로부터 상기 제1 및 제2리드 프레임(11,12) 사이의 영역으로 연장될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(63)는 상면(63-3)은 볼록한 곡면 형상으로 형성되거나, 오목한 곡면 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(63)의 상면 높이는 상기 발광 칩(65)의 상면보다 낮게 형성된다. 이에 따라 상기 발광 칩(65)이 측면으로 방출된 광은 상기 제1몰딩부재(63)의 상면 방향으로 진행하여 반사되거나, 렌즈(67)의 측 방향으로 전달될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(63)의 상면이 상기 발광 칩(65)의 상면보다 낮게 형성되므로, 발광 소자 패키지로부터 방출된 광의 지향각은 예컨대, 140도 이상의 분포로 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(65)에는 하나 또는 그 이상의 연결부재(66,66A)가 연결될 수 있다.
상기 제2몰딩부재(64)는 투광성 수지 재질로 형성되며, 내부에 황색, 녹색, 청색 및 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제6몰딩부재(54)의 광 출사면은 상기 렌즈(67)의 입사면(67-1)에 접촉될 수 있으며, 상기 렌즈(67)로 입사된 광은 전 반사면(67-2) 및 굴절면(67-3)을 통해 방출될 수 있다. 상기 렌즈(67)의 외측 둘레(67-5)는 상기 제1몰딩부재(63)의 측면과 상기 제1 및 제2리드 프레임(11,12)의 외측 상면과 접촉되어, 습기 침투를 방지할 수 있다.
도 7은 제7실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 7를 참조하면, 발광 소자 패키지는 서로 이격된 복수의 리드 프레임(11,12)과, 상기 복수의 리드 프레임(11,12)을 지지하며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 위에 배치된 반사율이 높은 제1몰딩부재(73)와, 상기 제1몰딩 부재(73)의 개구부(73-1)에 배치되며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(75)과, 상기 개구부(73-1)에 형성되고 상기 발광 칩(75)을 에워싸는 투광성의 제2몰딩부재(74), 및 상기 제2몰딩부재(74)와 상기 제1몰딩부재(73) 상에 형성된 렌즈(77)를 포함한다.
상기 제1몰딩부재(73)는 개구부(73-1) 및 간극부(73-2)를 포함한다. 상기 제1몰딩부재(73)는 내측부는 외측 방향으로 갈수록 두께가 점차 두껍게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1몰딩부재(73)의 내측부는 상기 발광 칩(75)에 가깝고 투광성의 제2몰딩부재(74)의 둘레 영역이 될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(73)의 상면(73-3)의 경사 각도(θ2)은 상기 발광 칩(75)의 상면의 법선(Y1)에 대해 20도 이상 내지 90도 미만의 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 70도 내지 98도 사이로 형성될 수 있다. 이에 따라 발광 칩(75)을 기준으로 양측에 배치된 상기 제1몰딩부재(73)의 상면들의 내각(2×θ2)은 160도 초과 및 180도 미만으로 형성될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(73)의 내측부에는 개구부(73-1)가 형성되며, 상기 내측부의 두께는 상기 발광 칩(75)의 두께보다 얇게 형성된다. 이에 따라 상기 발광 칩(75)이 측면으로 방출된 광은 상기 제1몰딩부재(73)의 상면 방향으로 진행하여 반사되거나, 렌즈(77)의 측 방향으로 전달될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(73)의 상면이 경사진 면으로 형성되고, 그 내측부가 상기 발광 칩(75)보다 낮게 형성되므로, 발광 소자 패키지로부터 방출된 광의 지향각은 예컨대 140도 이상의 분포로 형성될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(73)의 외측부(73-4)는 상기 발광 칩(75)의 상면보다 높게 형성됨으로써, 입사된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제1몰딩부재(73)의 내측부의 상면(73-3)과 상기 외측부(73-4) 사이의 내각(θ3)은 5도 이상 및 90도 이하로 형성될 수 있다. 상기 발광 칩(75)는 적어도 하나의 예컨대, 제1 및 제2연결부재(76,76A)에 연결될 수 있다.
상기 제2몰딩부재(74)는 투광성 수지 재질로 형성되며, 내부에 황색, 녹색, 청색 및 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2몰딩부재(74)의 광 출사면은 상기 렌즈(77)의 입사면(77-1)에 접촉될 수 있으며, 상기 렌즈(77)로 입사된 광은 전 반사면(77-2) 및 굴절면(77-3)을 통해 방출될 수 있다.
도 8는 제8실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 8를 참조하면, 발광 소자 패키지는 서로 이격된 복수의 리드 프레임(11,12)과, 상기 복수의 리드 프레임(11,12)을 지지하며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 위에 배치된 반사율이 높은 제1몰딩부재(83)와, 상기 제1몰딩 부재(83)의 개구부(83-1)에 배치되며 상기 복수의 리드 프레임(11,12) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(85)과, 상기 개구부(83-1)에 형성되고 상기 발광 칩(85)을 에워싸는 투광성의 제2몰딩부재(84), 및 상기 제2몰딩부재(84)와 상기 제1몰딩부재(83) 상에 형성된 렌즈(87)를 포함한다.
상기 제1몰딩부재(83)는 개구부(83-1) 및 간극부(83-2)를 포함한다. 상기 제1몰딩부재(83)의 두께는 내측부에서 외측 방향으로 갈수록 점차 두껍게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1몰딩부재(83)의 내측부는 상기 발광 칩(85)에 가깝고 상기 제2몰딩부재(84)의 둘레 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(83)의 상면(83-3)의 경사 각도는 상기 발광 칩(85)의 상면의 법선(Y1)에 대해 20도 이상 내지 90도 미만의 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 70도 내지 98도 사이로 형성될 수 있다. 이에 따라 발광 칩(85)을 기준으로 양측에 배치된 상기 제1몰딩부재(83)의 상면들의 내각은 90도 초과 및 180도 미만으로 형성될 수 있다.
상기 제2몰딩부재(83)의 상면에는 복수의 볼록부(83-4)를 포함하며, 상기 복수의 볼록부(83-4)는 서로 이격되어, 일정한 주기 또는 불규칙한 주기로 형성될 수 있다. 상기 복수의 볼록부(83-4)는 반구형 형상, 삼각형 형상으로 형성되어, 입사된 광을 다른 방향으로 반사시켜 줄 수 있다. 상기 볼록부(83-4)는 상기 렌즈(87)와의 결합력이 증가될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(83)의 내측부에는 개구부(83-1)가 형성되며, 상기 내측부의 두께는 상기 발광 칩(85)의 두께보다 얇게 형성된다. 이에 따라 상기 발광 칩(85)이 측면으로 방출된 광은 상기 제1몰딩부재(83)의 상면 방향으로 진행하여 반사되거나, 렌즈(87)의 측 방향으로 전달될 수 있다.
상기 제1몰딩부재(83)의 상면이 경사진 면으로 형성되고, 그 내측부가 상기 발광 칩(85)보다 낮게 형성되므로, 발광 소자 패키지로부터 방출된 광의 지향각은 예컨대 140도 이상의 분포로 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(85)는 적어도 하나의 연결부재 예컨대, 제1 및 제2연결부재(86,86A)로 제1 및 제2리드 프레임(11,12)과 연결될 수 있다.
상기 제2몰딩부재(84)는 투광성 수지 재질로 형성되며, 내부에 황색, 녹색, 청색 및 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2몰딩부재(84)의 광 출사면은 상기 렌즈(87)의 입사면(87-1)에 접촉될 수 있으며, 상기 렌즈(87)로 입사된 광은 전 반사면(87-2) 및 굴절면(87-3)을 통해 방출될 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 조명 장치에 적용될 수 있다. 상기 조명 장치는 복수의 발광 소자 패키지가 어레이된 구조를 포함하며, 도 9 및 도 10에 도시된 표시 장치, 도 11에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판, 지시등과 같은 유닛에 적용될 수 있다.
도 9는 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 9를 참조하면, 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 상기 발광 모듈(1031)로부터 제공된 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 배치되어 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈(1031)은 상기 바텀 커버(1011) 내에 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 패키지(10)를 포함하며, 상기 발광 소자 패키지(10)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 상기 기판은 인쇄회로기판(printed circuit board)일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다. 또한 상기 기판(1033)은 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자 패키지(10)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다. 따라서, 발광 소자 패키지(10)에서 발생된 열은 방열 플레이트를 경유하여 바텀 커버(1011)로 방출될 수 있다.
상기 복수의 발광 소자 패키지(10)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 패키지(10)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 상기 표시 패널(1061)로 공급함으로써, 상기 표시 패널(1061)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) 상에는 상기 도광판(1041), 발광모듈(1031) 및 반사 부재(1022)가 배치될 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 커버(미도시)와 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 상기 발광 모듈(1031)로부터 제공된 광을 투과 또는 차단시켜 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비전과 같은 영상 표시 장치에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장 이상의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트(diffusion sheet), 수평 및 수직 프리즘 시트(horizontal/vertical prism sheet), 및 휘도 강화 시트(brightness enhanced sheet) 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 상기 표시 패널(1061)로 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.
상기 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041) 및 광학 시트(1051) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자 패키지(10)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자 패키지(10)는 발광 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 발광 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(미도시)으로 정의될 수 있다.
상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1155)으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 발광 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
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 형성될 수 있으며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(1530)은 기판(1532)과, 상기 기판(1532)에 탑재되는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(10)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(10)는 복수개가 매트릭스 형태 또는 소정 간격으로 이격되어 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, FR-4 기판 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(1532)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등의 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 기판(1532) 상에는 적어도 하나의 발광 소자 패키지(10)가 탑재될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(10) 각각은 적어도 하나의 LED(LED: Light Emitting Diode) 칩을 포함할 수 있다. 상기 LED 칩은 적색, 녹색, 청색 또는 백색 등과 같은 가시 광선 대역의 발광 다이오드 또는 자외선(UV, Ultra Violet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1530)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 소자 패키지(10)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.
10: 발광 소자 패키지
11,12: 리드 프레임
13,23,33,43,54,63,73,83: 제1몰딩부재
14,24,34,44,54,64,74,84: 제2몰딩부재
15,25,35,45,55,65,75,85: 발광 칩
17,27,37,47,57,67,77,87: 렌즈
28,38,48: 형광체층
11,12: 리드 프레임
13,23,33,43,54,63,73,83: 제1몰딩부재
14,24,34,44,54,64,74,84: 제2몰딩부재
15,25,35,45,55,65,75,85: 발광 칩
17,27,37,47,57,67,77,87: 렌즈
28,38,48: 형광체층
Claims (20)
- 서로 이격된 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임을 갖는 복수의 리드 프레임;
상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임 상에 배치되며 상기 제1리드 프레임 상의 일부에는 개구부를 포함하는 반사성의 제1몰딩 부재;
상기 개구부 내에 배치되는 발광 칩;
상기 발광 칩과 상기 제2리드 프레임을 전기적으로 연결하며, 적어도 일부가 상기 제1몰딩부재를 통과하는 제1연결 부재;
상기 발광 칩 위에 배치된 투광성의 제2몰딩 부재; 및
상기 제1몰딩 부재 및 상기 제2몰딩 부재의 위에 배치된 렌즈를 포함하고,
상기 제1몰딩 부재는 상기 발광 칩으로부터 방출된 파장에 대해 반사율이 70% 이상인 절연 재질이고,
상기 제1몰딩부재의 상면은 상기 발광 칩의 상면보다 낮게 배치되는 발광소자 패키지. - 서로 이격된 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임을 갖는 복수의 리드 프레임;
상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임 상에 배치되며 상기 제1리드 프레임 상의 일부에는 개구부를 포함하는 반사성의 제1몰딩부재;
상기 개구부 내에 배치되는 발광 칩;
상기 발광 칩과 상기 제2리드 프레임을 전기적으로 연결하며, 적어도 일부가 상기 제1몰딩부재를 통과하는 제1연결 부재;
상기 발광 칩 위에 배치된 투광성의 제2몰딩부재; 및
상기 제1몰딩 부재 및 상기 제2몰딩 부재의 위에 배치된 렌즈를 포함하고,
상기 제1몰딩 부재는 상기 발광 칩으로부터 방출된 파장에 대해 반사율이 70% 이상인 절연 재질이며,
상기 제2몰딩 부재의 상부는 반구형 형상으로 형성되며, 상기 렌즈의 입사면은 상기 제2몰딩 부재의 상부와 접촉되고,
상기 제1몰딩 부재의 상면은 상기 제2몰딩 부재의 상면보다 적어도 낮게 배치되는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서, 상기 제2몰딩부재의 상부는 반구형 형상으로 형성되며, 상기 렌즈의 입사면은 상기 제2몰딩부재의 상부와 접촉되는 발광소자 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 제1몰딩부재의 상면은 상기 제2몰딩부재의 상면보다 적어도 낮게 배치되는 발광 소자 패키지.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제1몰딩부재의 두께는 상기 발광 칩부터 외측 방향으로 갈수록 점차 두꺼워지는 발광 소자 패키지.
- 제6항에 있어서, 상기 제1몰딩부재의 상면은 복수의 볼록부를 포함하는 발광 소자 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 제1몰딩부재의 상면은 곡면으로 형성되는 발광 소자 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 발광 칩과 상기 제1리드 프레임을 전기적으로 연결하며, 적어도 일부가 상기 제1몰딩부재를 통과하는 제2연결 부재를 포함하는 발광 소자 패키지.
- 제1항에 있어서, 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 상기 제1몰딩부재로부터 연장된 간극부를 포함하는 발광소자 패키지.
- 제2항에 있어서, 상기 제2몰딩부재와 상기 발광 칩 사이에 형광체층을 더 포함하는 발광소자 패키지.
- 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2몰딩부재는 형광체를 포함하는 발광소자 패키지.
- 제12항에 있어서, 상기 제2몰딩부재는 상기 발광 칩과 상기 제1몰딩부재의 사이에 배치되는 발광 소자 패키지.
- 삭제
- 제6항에 있어서, 상기 제1몰딩부재의 상면은 상기 발광 칩의 상면의 법선에 대해 90도 이하로 형성되는 발광 소자 패키지.
- 서로 이격된 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임을 갖는 복수의 리드 프레임;
상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임 상에 배치되며 상기 제1리드 프레임 상의 일부에는 개구부를 포함하는 반사성의 제1몰딩 부재;
상기 개구부 내에 배치되는 발광 칩;
상기 발광 칩과 상기 제2리드 프레임을 전기적으로 연결하며, 적어도 일부가 상기 제1몰딩부재를 통과하는 제1연결 부재;
상기 발광 칩 위에 배치된 투광성의 제2몰딩 부재; 및
상기 제1몰딩 부재 및 상기 제2몰딩 부재의 위에 배치된 렌즈를 포함하고,
상기 제1리드프레임은 상기 개구부에 돌출된 돌기를 포함하며, 상기 발광 칩은 상기 돌기 위에 배치되는 발광소자 패키지. - 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 발광 칩과 대응되는 상부 중심부가 오목한 전 반사면 및 상기 전 반사면으로부터 외측으로 연결된 굴절면을 포함하는 발광 소자 패키지.
- 제17항에 있어서, 상기 렌즈의 외측 둘레는 상기 제1몰딩부재의 외 측면에 접촉되는 발광소자 패키지.
- 서로 이격된 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임을 갖는 복수의 리드 프레임;
상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임 상에 배치되며 상기 제1리드 프레임 상의 일부에는 개구부를 포함하는 반사성의 제1몰딩 부재;
상기 개구부 내에 배치되는 발광 칩;
상기 발광 칩과 상기 제2리드 프레임을 전기적으로 연결하며, 적어도 일부가 상기 제1몰딩 부재를 통과하는 제1연결 부재;
상기 발광 칩 위에 배치된 투광성의 제2몰딩 부재;
상기 제1몰딩 부재 및 상기 제2몰딩 부재의 위에 배치된 렌즈; 및
상기 제2몰딩 부재와 상기 발광 칩 사이에 형광체층을 포함하고,
상기 제2몰딩부재는 상기 제1몰딩부재의 상면에 배치되는 발광소자 패키지.
- 삭제
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