KR101896687B1 - 발광 소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광 소자 패키지는, 몸체; 상기 몸체의 상부가 개방된 캐비티; 상기 몸체의 캐비티의 바닥에 배치된 복수의 리드 전극; 상기 복수의 리드 전극 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩; 상기 캐비티에 배치된 단층의 몰딩 부재; 및 상기 몰딩 부재 내의 영역 중에서 상기 몰딩 부재의 상면과 하면 중 상면에 인접한 제1영역에 전체 함량의 70% 이상이 분포된 분산제를 포함한다.

Description

발광 소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시 예는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
발광 다이오드는 순 방향 전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 에너지 갭에 해당하는 만큼의 빛 에너지를 생성할 수 있다.
발광 다이오드의 재질의 일종인 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) LED, 녹색(Green) LED, 자외선(UV) LED 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
실시 예는 분산제와 형광체를 갖는 몰딩 부재를 포함한 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예는 몰딩 부재의 하면에 분산제보다 형광체를 더 가깝게 배치시키고, 몰딩 부재의 상면에 형광체보다 분산제를 더 가깝게 배치할 수 있도록 한 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예는 캐비티 내에 분산제와 형광체를 갖는 단층의 몰딩 부재를 포함한 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는, 몸체; 상기 몸체의 상부가 개방된 캐비티; 상기 몸체의 캐비티의 바닥에 배치된 복수의 리드 전극; 상기 복수의 리드 전극 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩; 상기 캐비티에 배치된 단층의 몰딩 부재; 및 상기 몰딩 부재 내의 영역 중에서 상기 몰딩 부재의 상면과 하면 중 상면에 인접한 제1영역에 전체 함량의 70% 이상이 분포된 분산제를 포함한다.
실시 예는 발광 소자 패키지에서 캐비티 내에 배치된 몰딩 부재를 단층으로 형성해 주어, 이중 몰드 계면에 의한 광 손실을 제거할 수 있다.
실시 예는 발광 소자 패키지의 광 산포를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 패키지의 CIE 산포를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 패키지와 이를 구비한 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸 측 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 도 1의 발광 소자 패키지의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 발광 소자 패키지의 지향각 분포를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 발광 소자 패키지의 광도를 비교 예와 비교한 그래프를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 발광 소자 패키지의 CIE Cy 산포를 비교 예와 비교한 그래프이다.
도 8은 도 1의 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 1의 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 1의 발광 소자 패키지를 갖는 조명 장치를 나타낸 사시도이다.
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 실시 예에 따른 발광 소자에 대해 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 측 단면도이다.
도 1을 참조하면, 발광 소자 패키지(30)는 몸체(10), 캐비티(15), 상기 몸체(10)에 배치된 복수의 리드 전극(11, 12), 상기 복수의 리드 전극(11,12)과 전기적으로 연결된 발광 칩(41), 상기 발광 칩(41)를 밀봉하며 상기 캐비티(15)에 배치된 몰딩 부재(20), 및 렌즈(61)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(10)의 재질은 절연성 또는 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 포함할 수 있다. 상기 몸체(10)의 재질은 예를 들면 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), AlOx, 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(10)가 전기 전도성을 갖는 재질로 형성된 경우, 상기 몸체(10)의 표면에는 절연막(미도시)이 형성되며, 상기 절연막은 상기 몸체(10)와 상기 제1,2 리드 전극(11,12)과의 전기적 쇼트를 방지할 수 있다. 또한, 상기 몸체(10)가 실리콘(Si)으로 형성된 경우, 상기 몸체(10)에는 도전형 도펀트를 주입하는 방식으로 제너(zener) 다이오드와 같은 보호 소자를 집적 회로 형태로 형성할 수 있다.
상기 몸체(10)의 캐비티(15)는 상부가 개방되며, 광 출사 영역이 된다. 상기 캐비티(15)는 측 단면에서 볼 때, 컵 형상, 또는 오목한 용기 형상으로 형성될 수 있으며, 그 측면(14)은 상기 캐비티(15)의 바닥면에 대해 경사진 면이거나, 수직한 면으로 형성될 수 있다. 또한 상기 캐비티(15)는 상면에서 볼 때, 원형, 사각형과 같은 다각형, 타원형, 각면과 곡면이 혼합된 형상일 수 있다. 상기 캐비티(15)는 적어도 하나의 리드 전극(11,12)의 오목한 홈 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(15)는 예를 들어, 상기 몸체(10)의 사출 성형에 의해 형성되거나, 상기 적어도 하나의 리드 전극(11,12)의 홈 형상에 의해 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(15)의 바닥에는 상기 제1 리드 전극(11) 및 상기 제2 리드 전극(12)이 배치되며, 상기 제1리드 전극(11) 및 상기 제2리드 전극(12)은 서로 전기적으로 분리된다. 상기 제1 및 제2 리드 전극(11,12)은 상기 발광 칩(41)과 전기적으로 연결되어 상기 발광 칩(41)에 전원을 제공할 수 있다.
상기 제1리드 전극(11)과 상기 제2리드 전극(12) 사이에는 간극부(13)가 배치되며, 상기 간극부(13)는 상기 제1리드 전극(11)과 상기 제2리드 전극(12)을 전기적으로 이격시켜 주게 된다. 상기 간극부(13)는 상기 몸체(10)의 재질로 형성되거나, 다른 절연 재질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 리드 전극(11) 및 상기 제2 리드 전극(12)의 제1단부는 상기 캐비티(15)의 바닥에서 서로 대응되며, 제2단부는 상기 몸체(10)를 관통하여 상기 몸체(10)의 외측 또는 하면에 노출될 수 있다. 또한 상기 제1,2 리드 전극(11,12)의 하면 전체는 상기 몸체(10)의 바닥에 배치될 수 있다.
상기 제1,2 리드 전극(11,12)은 전기 전도성을 갖는 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 규소(Si), 저마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 또는 철(Fe) 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 또한 상기 제1,2 리드 전극(11,12)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2 리드 전극(11,12)은 도금 방법, 증착 방법 또는 포토리소그래피 방법 등을 이용하여 선택적으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(41)은 자외선부터 가시광선까지의 범위 내에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예를 들면, 청색, 적색, 녹색, 백색 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 발광 칩(41)은 상기 캐비티(15) 내에 하나 또는 복수로 배치될 수 있으며, 복수의 발광 칩(41)은 파장 차이를 갖는 LED 칩들이 배치되거나, 파장 차이가 없는 LED 칩들이 배치될 수 있다.
상기 발광 칩(41)은 상기 캐비티(15) 내에서 제1 및 제2 리드 전극(11,12) 중 적어도 하나의 위에 배치될 수 있으며, 상기 제1 및 제2리드 전극(11,12)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(41)은 예컨대 상기 제1리드 전극(11) 상에 전도성 접착제로 접착되고 상기 제2리드 전극(12)과 연결 부재 예컨대, 와이어(43)로 연결될 수 있다. 다른 예로서, 상기 발광 칩(41)은 상기 제1 및 제2리드 전극(11,12)에 연결 부재 예컨대, 와이어로 각각 연결되거나, 플립 방식으로 탑재될 수 있다.
상기 발광 칩(41)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체, 예를 들어, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 계열의 반도체 재질로 형성되어, 반도체 재질 고유의 색을 갖는 빛을 방출할 수 있다. 상기 발광 칩(41)은 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 구비할 수 있으며, 상기 발광 구조물은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, 및 p-n-p 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 캐비티(15)에는 몰딩 부재(20)가 배치되며, 상기 몰딩 부재(20)는 투광성을 갖는 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(20)는 상기 캐비티(15) 내에 단층 구조로 형성될 수 있어, 서로 다른 층에 의한 계면 손실을 줄일 수 있다. 상기의 단층 구조는 몰딩 부재(20) 전체를 1회의 디스펜싱 공정을 수행하여 형성할 수 있다.
상기 몰딩 부재(20)의 상면은 광 출사면으로서, 볼록한 면, 오목한 면, 평탄한 면 중 적어도 한 면으로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(20)의 상면에는 러프한 요철 패턴이 더 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(20)는 형광체(25) 및 분산제(26)를 포함한다. 상기 형광체(25)는 입사되는 광을 다른 파장의 광으로 변환하여 발광하게 되며, 상기 분산제(26)는 입사되는 광을 산란시켜 주게 된다. 상기 분산제(26)은 확산제, 산란제, 고 굴절률 물질로 정의될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 형광체(25)는 상기 발광 칩(41)에 인접하게 배치되어, 상기 발광 칩(41)으로부터 방출되는 제1파장의 광의 일부를 여기시켜 상기 발광 칩(41)로부터 방출된 제1파장의 광보다 장 파장인 제2파장의 광을 발광하게 된다. 상기 제2파장의 광은 청색, 녹색, 황색, 적색 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 형광체(25)는 청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체 중 하나 또는 복수를 포함할 수 있다. 상기 청색 형광체는 Sr2MgSi2O7:Eu2+의 물질, BaMgAl10O17: Eu(Mn), Sr5Ba3MgSi2O8:Eu2 +, Sr2P2O7:Eu2 +, SrSiAl2O3N2:Eu2+, (Ba1 - xSrx)SiO4:Eu2 +, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2 +, CaMgSi2O6:Eu2 + 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 적색 형광체는 La2O2S:Eu3 +, Y2O2S:Eu3 +, Y2O3:Eu3 +(Bi3 +), CaS:Eu2 +, (Zn,Cd)S:Ag+(Cl-), K5(WO4)6.25:Eu3+ 2.5, LiLa2O2BO3:Eu3 + 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 녹색 형광체는 ZnS:Cu+(Al3 +), SrGa2S4:Eu2 +, CaMgSi2O7:Eu2 +, Ca8Mg(SiO4)Cl2:Eu2+(Mn2+), (Ba, Sr)2SiO4:Eu2 + 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 황색 형광체는 Y3Al5O12:Ce3 +, Sr2SiO4:Eu2+ 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 형광체(25)는 구 형상을 포함하며, 그 평균 입경은 7 내지 15μm의 범위로 형성될 수 있다. 상기 형광체(25)의 함량은 중량 10~30wt% 예컨대, 10-15wt% 로 첨가될 수 있다.
상기 분산제(26)는 금속 산화물 예컨대, TiO2 및 SiO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, SiO2 만을 이용하거나, 또는 TiO2 만을 이용하거나, TiO2 및 SiO2 를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 분산제(26)의 평균 입경은 상기 형광체(25)의 평균 입경보다 작은 예컨대, 0.2 내지 0.5μm의 범위로 형성될 수 있으며, 그 함량은 중량 1-5wt% 예컨대, 1-2wt% 정도로 첨가될 수 있다. 상기 분산제(26)의 함량은 상기 형광체(25)의 함량보다 낮은 중량 비로 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 형광체(25)의 함량 중에서 80% 이상은 상기 발광 칩(41)에 상기 분산제(26)보다 더 가깝게 배치되며, 상기 분산제(26)의 함량 중에서 80% 이상은 상기 형광체(25)보다 상기 몰딩 부재(20)의 상면에 더 가깝게 배치된다.
실시 예는 상기 몰딩 부재(20) 내에서 형광체(25)의 영역과 분산제(26)의 영역을 거의 분리시켜 줌으로써, 분산제(26)의 기능 저하를 방지할 수 있고 광 지향각을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 몰딩 부재(20)는 3개의 영역(21,22,23)으로 구분할 수 있으며, 제1영역(21)은 형광체 영역이며, 제2영역(22)은 혼합 영역 또는 중간 영역이며, 제3영역(23)은 분산제 영역으로 정의할 수 있다. 상기 제1영역(21)은 상기 발광 칩(41)에 인접한 영역이며 형광체(25)의 함량이 분산제(26)의 함량보다는 더 많은 영역으로서, 상기 형광체(25)는 전체 함량의 70% 이상 예컨대, 70%-75% 범위로 분포되며, 상기 분산제(26)는 전체 함량의 5% 이하가 분포될 수 있다. 상기 제2영역(22)은 형광체(25)와 분산제(26)가 혼합된 영역으로서, 상기 형광체(25)는 전체 함량의 20%-30% 범위로 배치되고, 상기 분산제(26)는 전체 함량의 20%-30% 범위로 분포될 수 있다.
상기 제3영역(23)은 분산제(26)가 함량의 70% 이상이 분포되는 영역으로서, 분산제(26)는 전체 함량의 70%-80% 이상이 분포되며, 형광체(25)는 전체 함량은 5% 이하로 배치될 수 있다.
상기 몰딩 부재(20)에서 제1영역(21)은 상기 캐비티(15)의 바닥 또는 발광 칩(41)의 상면을 기준으로 제1두께(T1)에 해당되며, 상기 몰딩 부재(20)의 전 영역에서 상기 캐비티 바닥을 기준으로 30% 이하 예컨대, 10%-30% 범위 이하의 영역에 분포하게 된다.
상기 제2영역(22)은 제1영역(21)과 제3영역(23) 사이의 영역으로서 제2두께(T2)에 해당되며, 상기 몰딩 부재(20)의 전 영역에서 상기 캐비티의 바닥을 기준으로 30%-70% 영역에 분포하게 된다.
상기 제3영역(23)은 상기 몰딩 부재(20)의 상면으로부터 제3두께(T3)로 형성되며, 상기 몰딩 부재(20)의 전 영역에서 상기 캐비티 바닥을 기준으로 70%-100% 영역에 분포하게 된다.
상기 제1영역(21)의 두께(T1)는 0.05mm-0.07mm 범위이며, 상기 제2영역(22)의 두께(T2)는 0.16mm-0.32mm 범위이며, 상기 제3영역(T3)의 두께는 0.15-0.16mm의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제1영역(21)의 두께(T1)는 상기 제3영역(23)의 두께(T3)에 비해 더 얇게 형성된다.
상기와 같이 몰딩 부재(20) 내에서 상기 형광체 영역(21)은 발광 칩(41)의 인접한 영역에 분포시키고, 상기 분산제 영역(23)은 광 출사면에 인접한 영역에 분포시켜 주어, 상기 형광체(25)의 영역(21)과 분산제(26)의 영역(23)을 분리시켜 줄 수 있다. 이에 따라 분산제(26)에 의한 색 좌표의 균일도가 개선될 수 있고, 상기 분산제(26)의 함량에 따라 배광 분포를 조절될 수 있다.
한편, 상기 몰딩 부재(20) 위에는 렌즈(61)가 배치되며, 상기 렌즈(61)는 투광성 수지 재질 예컨대, 에폭시 또는 실리콘을 포함하거나, 유리 재질로 형성될 수 있다. 상기 렌즈(61)의 상면 중심부에는 반사면(62)을 포함하며, 상기 반사면(62)은 상기 발광 칩(41)에 대응되는 영역이 상기 발광 칩(41)에 더 근접하게 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 렌즈(61)를 거친 광의 분포는 도 5와 같은 광 지향각 분포를 가지며, 상기 광 지향각은 피크 투 피크 사이의 각도(θ1)가 60°-100° 범위로 형성될 수 있다.
도 6은 실시 예들과 비교 예의 광도를 비교한 도면이며, 도 7은 실시 예들과 비교 예의 CIE Cy 산포를 나타낸 도면이다. 여기서, 실시 예 S1은 분산제를 SiO2를 첨가한 예이며, 실시 예 S2는 분산제를 TiO2와 SiO2를 혼합하였으며, 실시 예 S3는 분산제 TiO2를 첨가한 예이다. 그리고 비교 예는 분산제를 첨가하지 않는 경우이다.
도 6를 참조하면, 실시 예 S1,S2 및 S3의 광도는 광 축(0)의 영역보다는 20-80%의 거리(1-100%) 내에서 비교 예에 비해 개선됨을 알 수 있다.
도 7을 참조하면, 실시 예 S1, S2 및 S3의 색좌표(Cy) 분포는 비교 예에 비해 0.16-0.21 범위 내에 분포하게 되어, 전체 영역에서 비교 예에 비해 0.03 정도 낮추어, 색좌표 균일도를 개선시켜 줄 수 있다.
도 2내 도 4는 도 1에서 렌즈를 제외한 발광 소자 패키지의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 발광 소자 패키지는 몸체(10)의 캐비티(15)의 바닥에 제1리드 전극(11) 및 제2리드 전극(12)이 배치되며, 상기 캐비티(15)의 영역에 디스펜서(51)를 이용하여 몰딩 부재(20)를 디스펜싱하게 된다. 상기 몰딩 부재(20)에는 형광체와 분산제가 혼합된 투광성 수지 재질이다.
상기 몰딩 부재(20)가 디스펜싱되면, 도 3과 같이 형광체(25)와 분산제(26)가 전 영역에 분산된다. 이러한 상태에서, 소정의 온도(예: 50℃±5℃) 범위로 가열하여 소정 시간(예: 60분±20분) 동안 방치하게 된다. 이는 상기 형광체(25)를 효과적으로 발광 칩(41)에 인접한 영역으로 침강시켜 줄 수 있고, 이후 상기의 형광체(25)와 분산제(26)가 몰딩 부재(20) 내에서 도 4와 같이 분리될 수 있다. 이와 같이 분산제(26)를 몰딩 부재(20) 내에서 발광 칩(41)으로부터 이격시켜 광 출사면에 더 근접하게 배치함으로써, 색 좌표의 균일도가 개선될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 복수의 발광 소자 패키지가 어레이된 구조를 포함하며, 도 8 및 도 9에 도시된 표시 장치, 도 10에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 8은 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 8을 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 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(30)를 포함하며, 상기 발광 소자 패키지(30)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(30)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(30)에서 발생된 열은 방열 플레이트를 경유하여 바텀 커버(1011)로 방출될 수 있다.
상기 복수의 발광 소자 패키지(30)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(30)는 상기 도광판(1041)의 일 측면인 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)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 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)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자 패키지(30)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자 패키지(30)는 발광 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 발광 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(1150)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 10은 실시 예에 따른 조명 장치의 사시도이다.
도 10을 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 발광 모듈(1530)은 기판(1532)과, 상기 기판(1532)에 탑재되는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(30)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(200)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 코팅층될 수 있다.
상기 기판(1532) 상에는 적어도 하나의 발광 소자 패키지(200)가 탑재될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(30) 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(30)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: 몸체 11,12: 리드 전극
20: 몰딩 부재 21,22,23: 제1 내지 제3영역
25: 형광체 26: 분산제
41: 발광 칩 61: 렌즈

Claims (14)

  1. 몸체;
    상기 몸체의 상부가 개방된 캐비티;
    상기 몸체의 캐비티의 바닥에 배치된 복수의 리드 전극;
    상기 복수의 리드 전극 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩;
    상기 캐비티에 배치된 단층의 몰딩 부재;
    상기 몰딩 부재 내의 영역 중에서 상기 몰딩 부재의 상면과 하면 중 상면에 인접한 제3영역에 전체 함량의 70% 이상이 분포된 분산제;
    상기 몰딩부재와 상기 몸체 상에 배치되는 렌즈; 및
    상기 몰딩 부재의 영역 중에서 상기 몰딩 부재의 상면과 하면 중 하면 및 상기 발광 칩에 인접한 제1영역에 전체 함량의 70% 이상이 분포된 형광체를 포함하고,
    상기 제3영역은 상기 몰딩 부재의 하면을 기준으로 70%-100% 범위의 영역이고 상기 제1영역은 상기 몰딩 부재의 하면을 기준으로 20%-30% 이하의 영역이며,
    상기 몰딩 부재는 상기 제3영역과 상기 제1영역 사이의 제2영역을 포함하며, 상기 제2영역은 상기 형광체 및 상기 분산제가 전체 함량의 20%-30% 범위를 포함하고,
    상기 렌즈는 상기 발광칩을 향하여 오목한 반사면을 포함하고,
    상기 반사면은 상기 발광칩과 수직으로 중첩되며,
    상기 분산제의 평균 입경은 상기 형광체의 평균 입경보다 작고,
    상기 분산제의 함량은 중량 1-5wt% 이며, 상기 형광체의 함량은 중량 10~30wt% 이고,
    상기 분산제는 TiO2 및 SiO2 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제3영역에는 상기 형광체가 전체 함량의 5%이하로 배치되고,
    상기 몰딩부재의 두께는 상기 캐비티의 바닥을 기준으로 0.36mm 내지 0.55mm이고,
    상기 제3영역의 두께는 상기 몰딩부재의 상면을 기준으로하여 0.15mm 내지 0.16mm이며,
    상기 제2영역의 두께는 상기 제1영역의 하면을 기준으로하여 0.16mm 내지 0.32mm인 발광소자 패키지.
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