KR101899402B1 - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

발광 다이오드 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 패키지를 개시한다. 개시된 본 발명의 발광 다이오드 패키지는, 광을 발생하는 발광 칩과, 상기 발광 칩이 실장되며 소정의 각도로 절곡되어 있는 제 1 및 제 2 리드프레임과, 상기 발광 칩, 제 1 및 제 2 리드프레임을 감싸도록 형성된 광가이드를 포함하고, 상기 광가이드는 일측이 개방된 개구영역이 형성되어 있어, 상기 발광 칩에서 발생된 광의 방향을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발광 다이오드 패키지는, 발광 칩에서 발생되는 광을 반사시켜 진행 방향을 조절할 수 있는 광가이드를 형성하여, 사이드 뷰어 또는 탑 뷰어 방식으로 호환할 수 있는 효과가 있다.

Description

발광 다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사이드 뷰어 또는 탑 뷰어 방식으로 혼용하여 사용할 수 있는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV(Television)를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.
따라서 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계가 있으며, 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP: Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD: Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
액정표시장치는 경량화, 박형화, 저소비 전력 구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이에 따라 액정표시장치는 사용자의 요구에 부응하여 대면적화, 박형화, 저소비전력화의 방향으로 진행되고 있다.
액정표시장치는 액정을 투과하는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치로서 박형화 및 저소비 전력 등의 장점으로 많이 사용되고 있다.
상기 액정표시장치는 CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로, 액정표시패널의 배면에는 화상을 시각적으로 표현하기 위해 광을 제공하는 별도의 광원을 포함한 백라이트 유닛(Back Light Unit)이 구비된다.
백라이트 유닛은 광을 발광하는 광원으로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), HCFL(hot cathode fluorescent tube), EEFL(external electrode fluorescent tube) 및 EIFL(external & internal electrode fluorescent tube) 등과 같은 플라즈마 방식의 광원을 이용하거나 백색 발광 다이오드(LED)가 사용된다.
이 중에 발광 다이오드(LED: Lighting Emitting Diode)는 장수명, 저전력, 소형 및 높은 내구성을 가지는 장점으로 많이 사용되고 있다.
종래 기술에 따른 발광 다이오드 패키지는, 베이스 기판과, 상기 베이스 기판의 양측 가장자리를 감싸는 제1 및 제2 리드 프레임들과, 상기 제2 리드 프레임 상에 실장되는 발광 칩과, 상기 발광 칩 상에 형광물질이 포함된 몰드층을 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 몰드층의 가장자리를 따라 격벽이 감싸는 구조로 이루어진다. 상기 격벽은 내부면은 일정한 경사각을 가진다.
상기와 같은 발광 다이오드 패키지는, 베이스 기판 상에 격벽이 배치되어 있고, 격벽은 우물 구조로 형성되어 있어, 발광 칩에서 발생된 광은 일측 방향으로만 출사된다.
따라서, 발광 다이오드 패키지가 액정표시장치의 백라이트 광원으로 사용될 경우, 도광판의 입광부에 광을 출사할 수 있도록 사이드 뷰어 방식으로 배치되거나, 직하형 액정표시장치의 경우에는 탑 뷰어 방식으로 배치된다. 즉, 어느 하나의 뷰어 방식에 따라서만 발광 다이오드 패키지를 사용할 수 있어 호환성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 사이드 뷰어 방식으로 실장될 경우 발광 칩이 실장된 리드 프레임이 절곡되어야 하는데, 이로 인하여 발광 칩으로부터 리드 프레임을 경유하여 회로기판까지의 거리가 길어 방열이 용이하지 않는 문제가 있다.
본 발명은, 발광 칩에서 발생되는 광을 반사시켜 진행 방향을 조절할 수 있는 광가이드를 형성하여, 사이드 뷰어 또는 탑 뷰어 방식으로 호환할 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 종래 탑 뷰어 방식으로 발광 칩을 실장하면서 출사광은 사이드 뷰어 방식으로 사용할 수 있어, 방열 특성을 개선한 발광 다이오드 패키지를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 발광 다이오드 패키지는, 광을 발생하는 발광 칩과, 상기 발광 칩이 실장되며 소정의 각도로 절곡되어 있는 제 1 및 제 2 리드프레임과, 상기 발광 칩, 제 1 및 제 2 리드프레임을 감싸도록 형성된 광가이드를 포함하고, 상기 광가이드는 일측이 개방된 개구영역이 형성되어 있어, 상기 발광 칩에서 발생된 광의 방향을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발광 다이오드 패키지는, 발광 칩에서 발생되는 광을 반사시켜 진행 방향을 조절할 수 있는 광가이드를 형성하여, 사이드 뷰어 또는 탑 뷰어 방식으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 패키지는, 종래 탑 뷰어 방식으로 발광 칩을 실장하면서 출사광은 사이드 뷰어 방식으로 사용할 수 있어, 방열 특성을 개선한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 후면 구조를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 측단면 구조를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 정면 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 광가이드가 발광 칩에서 발생된 광의 방향을 조절하는 모습을 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 방열 특성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 후면 구조를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 다이오드 패키지(100)는, 소정의 각도로 절곡되어 있는 리드프레임(120)과, 상기 리드프레임(120) 상에 실장된 발광칩(150)과, 상기 리드프레임(120)을 감싸도록 형성되어 있는 광가이드(160)를 포함한다.
상기 광가이드(160)는 일측에 개방된 개구영역(A)이 형성되어 있는데, 도면에 도시된 바와 같이, 개구영역(A)의 리드프레임(120) 상에는 발광 칩(150)이 실장되어 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 개구영역(A)의 내측면에는 광이 반사될 수 있도록 반사면이 형성되어 있다.
상기 개구영역(A)은 형광체를 포함하는 몰드층(140)이 채워져 있어, 발광 칩(150)에서 발생된 광이 몰드층(140)을 통과하면서 백색광으로 변환되어 출사되도록 하였다. 상기 몰드층(140)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 투명 재질로 형성된다. 또한, 개구영역(A)은 타원, 원, 삼각형, 사각형, 사다리꼴 도는 계곡선 구조중 어느 하나의 형태로 형성될 수 있다.
상기 리드프레임(120)은 제 1 리드프레임(120a)과 제 2 리드프레임(120b)으로 구성되고, 제 1 리드프레임(120a)과 제 2 리드프레임(120b)은 소정의 각도로 절곡되어 있다. 따라서, 본 발명에서는 발광 칩(150)을 제 1 리드프레임(120a) 또는 제 2 리드프레임(120b) 상에 실장하여, 발광 다이오드 패키지(100)의 출사광의 방향을 조절할 수 있다(사이드 뷰어 또는 탑 뷰어 방식).
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 리드프레임(120a) 상에 발광 칩(150)이 실장되고, 발광 칩(150)에서 광이 발생되면, 광가이드(160)에 형성된 개구영역의 유선형 반사면 영역에서 광반사가 일어나 측면 방향으로 광이 출사된다.
즉, 종래 탑 뷰어 방식으로 발광 칩(150)이 제 1 리드프레임(120a) 상에 실장되어 있지만, 광가이드(160)에 의해 사이드 뷰어 방식과 유사하게 측면 방향으로 광이 출사된다.
이와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 패키지는, 발광 칩에서 발생되는 광의 방향을 조절할 수 있는 광가이드를 형성하여, 하나의 발광 다이오드 패키지로 사이드 뷰어 또는 탑 뷰어 방식으로 호환할 수 있다.
도 3a는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 측단면 구조를 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 정면 구조를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 광가이드가 발광 칩에서 발생된 광의 방향을 조절하는 모습을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 패키지가 회로기판(250) 상에 실장된 모습이 도시되어 있다.
본 발명의 발광 다이오드 패키지의 제 1 리드프레임(120a)이 회로기판(250) 상에 제 1 콘택부(210)에 의해 전기적으로 접속되면, 상기 제 1 리드프레임(120a) 상에 실장된 발광 칩(150)에서 발생된 광은 종래 탑 뷰어 방식 구조처럼 발광 칩(150)에 대해 상측 방향으로 진행한다.
하지만, 발광 다이오드 패키지에 형성되어 있는 광가이드(160)의 개구영역(A)이 광을 측면 방향으로 유도하여 사이드 뷰어 방식으로 광이 출사된다. 즉, 사이드 뷰어 방식 구조와 같이 발광 칩(150)의 광은 개구영역(A)에서 수직으로 꺽인 후, 몰드층(140)을 통과하면서 측면 방향으로 출사된다. 도면에서 도시하였지만, 설명하지 않은 230은 절연층이다.
이와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 패키지는 발광 칩(150)이 제 1 또는 제 2 리드프레임(120a, 120b) 상에 실장될 수 있어, 회로기판(250) 상에 실장하는 위치에 따라 탑 뷰어 방식 또는 사이드 뷰어 방식을 조절할 수 있다.
또한, 상기 발광 칩(150)이 실장되는 제 1 리드프레임(120a)의 면적이 넓기 때문에 사이드 뷰어 방식으로 광을 출사하더라도, 종래 탑 뷰어 방식의 실장 구조를 갖기 때문에 발광 칩(150)에서 발생된 열이 제 1 리드프레임(120a)과 회로기판(250)을 거쳐 신속히 방열될 수 있는 장점이 있다.
도 4를 참조하면, 도 3a에서와 달리 발광 다이오드 패키지의 제 2 리드프레임(120b)을 회로기판(250) 상에 제 2 콘택부(310)에 의해 전기적으로 접속하였다.
상기 발광 칩(150)은 제 1 리드프레임(120a) 상에 위치하여 종래 사이드 뷰어 방식 구조를 갖지만, 수직 방향으로 절곡된 제 2 리드프레임(120b)이 회로 기판(250) 실장되어, 광은 종래 탑 뷰어 방식과 같이 회로 기판(250)에 대해 수직한 상측 방향으로 출사한다.
이와 같이, 본 발명에서는 수직으로 세워진 제 2 리드프레임(120b) 상에 발광 칩(150)이 실장되지만, 발광 칩(150)에서 발생된 광은 종래 탑 뷰어 방식과 유사하게 상부 방향으로 출사된다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 방열 특성을 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드 패키지는 발광 칩이 종래 탑 뷰어 방식으로 실장되지만, 광은 사이드 뷰어 방식으로 출사된다. 종래 사이드 뷰어 방식은 수직으로 세워진 리드 프레임 상에 발광 칩을 실장하고, 회로기판은 발광 칩과 수직하게 하측에 배치되기 때문에 발광 칩에서 발생된 열이 리드프레임을 따라 하측에 배치된 회로기판까지 전달되어야 하기 때문에 방열 특성이 저하되었다.
하지만, 본 발명에서는 회로기판 상에 배치된 리드프레임 상에 발광 칩이 실장되지만, 출사광의 방향은 사이드 뷰어 방향이므로 사이드 뷰어 방식으로 발광 다이오드 패키지를 사용한다. 그러므로 발광 칩에서 발생되는 열은 직접 리드프레임과 회로기판을 통하여 방열될 수 있어, 방열 특성이 개선된다.
Figure 112011099114932-pat00001
표 1에서와 같이, 종래 발광 다이오드 패키지를 사이드 뷰어 방식에 따라 회로기판에 대해 수직으로 세워진 리드프레임 상에 실장할 경우, 열전달 경로의 증가로 인하여 발광 다이오드의 상부 영역(ToP)에서는 85.71℃ 였으나, 본 발명에서는 73,49℃이다. 이것은 본원 발명의 발광 다이오드 패키지에서 출사된 광이 사이드 뷰어 방식을 하고 있으나, 실제 발광 칩이 실장된 구조는 탑 뷰어 방식이기 때문에 열전달 경로가 짧아 방열 특성이 우수하기 때문이다.
마찬가지 물리적 구조에 따라 종래 사이드 뷰어 방식 발광 다이오드 패키지의 리드프레임, 반사판 및 패키지의 후면은 각각 85.77℃, 83.83℃ 및 85.80℃ 였으나, 표 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 리드프레임, 개구영역(반사판) 및 패키지의 후면에서는 각각 84.96℃, 76.59℃ 및 75.41℃를 나타내 방열 특성이 개선되었음을 볼 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드 패키지는, 발광 칩에서 발생되는 광을 반사시켜 진행 방향을 조절할 수 있는 광가이드를 형성하여, 사이드 뷰어 또는 탑 뷰어 방식으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 패키지는, 종래 탑 뷰어 방식으로 발광 칩을 실장하면서 출사광은 사이드 뷰어 방식으로 사용할 수 있어, 방열 특성을 개선한 효과가 있다.
100: 발광 다이오드 패키지 120: 리드프레임
140: 몰드층 150: 발광 칩
160: 광가이드 250: 회로기판

Claims (5)

  1. 광을 발생하는 발광 칩과,
    상기 발광 칩이 실장된 제1 리드프레임과,
    상기 제1 리드프레임으로부터 연장되어 상기 제1 리드프레임과 소정의 각도를 이루는 제 2 리드프레임과,
    상기 발광 칩, 상기 제 1 리드프레임 및 상기 제 2 리드프레임을 감싸도록 배치되고, 일측이 개방된 개구영역을 포함하는 광가이드와,
    상기 제1 리드프레임 및 상기 제2 리드프레임 중 하나에만 접속하는 회로기판를 포함하고,
    상기 제2 리드프레임은 상기 광가이드가 배치된 방향으로 연장되며, 상기 광가이드의 상기 개구영역의 개구된 일측과 마주보는 발광 다이오드 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개구영역에는 형광체를 포함한 몰드층이 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 리드프레임의 적어도 일면 및 제2 리드프레임의 적어도 일면은, 상기 회로기판이 접속될 수 있도록 상기 광가이드로부터 노출된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광가이드의 개구영역의 내측에는 광 반사를 위한 반사면이 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광가이드의 개구영역의 단면의 형상은 타원, 원, 삼각형, 사각형 또는 사다리꼴 구조 중 어느 하나의 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.
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