KR101904263B1 - 발광소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임을 포함하는 몸체, 상기 제1 리드프레임 및 상기 제2 리드프레임과 전기적으로 연결되는 발광소자, 상기 제1 리드프레임 또는 상기 제2 리드프레임 중 적어도 하나 위에 위치하는 제1 반사층 및 상기 제1 반사층 위에 위치하는 제1 그래핀층(Graphene layer)을 포함할 수 있다.

Description

발광소자 패키지{Light Emitting Device Package}
실시 예는 리드프레임이 반사층을 가지면서, 산화에 내성을 가지는 발광소자패키지에 관한 것이다.
발광소자의 대표적인 예로, LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고, 점차 LED의 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
보통, 소형화된 LED는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 표면실장소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면실장소자는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.
이와 같이 LED의 사용 영역이 넓어지면서, 생활에 사용되는 전등, 구조 신호용 전등 등에 요구되는 휘도가 높이지는 바, LED의 발광휘도를 증가시키는 것이 중요하다.
한편, 한편, 발광소자를 구비하는 발광소자패키지는 전극으로 리드프레임을 사용하는 데, 리드프레임에 반사층을 사용할 경우 반사층의 산화 및 변색이 문제가 되고 있다.
실시 예는 리드프레임이 반사층을 가지면서, 산화에 내성을 가지는 발광소자패키지를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임을 포함하는 몸체, 상기 제1 리드프레임 및 상기 제2 리드프레임과 전기적으로 연결되는 발광소자, 상기 제1 리드프레임 또는 상기 제2 리드프레임 중 적어도 하나 위에 위치하는 제1 반사층 및 상기 제1 반사층 위에 위치하는 제1 그래핀층(Graphene layer)을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는, 반사층 상에 그래핀층을 사용하여서, 반사층의 박리를 방지하는 효과가 있다.
또한, 그래핀층은 투광성이 우수하므로, 광이 반사층에 반사되고, 그래핀층을 투과하면서도 광손실이 적은 효과를 가지고, 반사층의 산화를 방지하는 효과가 있다.
도 1a는 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 발광소자 패키지를 A-B선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2는 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 3은 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 4는 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 5는 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 6는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 8 의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 8은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 9은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1a는 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도, 도 1b는 도 1a의 발광소자 패키지를 A-B선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)는 캐비티(c)와 측벽(120)을 포함하는 몸체(110), 몸체(110)에 실장되는 제1 리드 프레임(140) 및 제2 리드 프레임(142), 각각의 리드 프레임(140, 142)과 전기적으로 연결되는 광원부(130) 및 각각의 리드 프레임(140, 142) 상에 배치되는 제1 반사층(161)과 제1 그래핀층(171)(Graphene layer)을 포함할 수 있다.
몸체(110)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 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. 몸체(110)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
몸체(110)에 캐비티(c)가 형성됨으로써, 캐비티(c)를 둘러싸는 측벽(120)이 형성된다. 측벽(120)의 내측면은 경사면을 포함할 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 광원부(130)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. 도 1에서는 캐비티(c) 있는 경우만 도시하고 있으나, 캐비티(c)가 없는 COB(Chip on Board)타입에도 적용될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
광의 지향각이 줄어들수록 광원부(130)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 광원부(130)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
한편, 몸체(110)에 형성되는 캐비티(c)를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
광원부(130)는 리드 프레임(140, 142)과 전기적으로 연결된다. 일 예로 도 1b에서 도시하는 바와 같이 광원부(130)가 제1 리드 프레임(140)에 실장되고 광원부(130)와 제2 리드 프레임(142)은 와이어(150)에 의해서 와이어 본딩될 수 있으며, 또는 광원부(130)는 제1 리드 프레임(140) 및 제2 리드 프레임(142)과 와이어(150)에 의해 와이어 본딩될 수도 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
광원부(130)는 일 예로 발광 다이오드일 수 있다. 발광 다이오드는 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 유색 발광 다이오드 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 다이오드일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 발광 다이오드는 한 개 이상 실장될 수 있다.
또한, 발광 다이오드는 그 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형 타입(Horizontal type)이거나, 또는 상, 하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type), 또는 플립 칩(flip chip) 모두에 적용 가능하다.
각각의 리드 프레임(140, 142)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), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 리드 프레임(140, 142)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있고, 도시된 바와 같이 2개의 리드 프레임(140, 142) 또는 수개의 리드 프레임(미도시)이 실장될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
각각의 리드 프레임(140, 142)은 몸체(110)에 실장되며, 각각의 리드 프레임(140, 142)은 제1 리드 프레임(140) 및 제2 리드 프레임(142)으로 구성된다. 제1 리드 프레임(140) 및 제2 리드 프레임(142)은 서로 이격되어 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 제1 리드 프레임(140)은 광원부(130)와 직접 접촉하거나 또는 전도성을 갖는 와이어(150)를 통해서 와이어 본딩되어 연결될 수 있다. 또한, 제2 리드 프레임(142)은 와이어(150)에 의해서 와이어 본딩되어 광원부(130)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 각각의 리드 프레임(140, 142)에 전원이 연결되면 광원부(130)에 전원이 인가될 수 있다.
제1 반사층(161)은 제1 리드 프레임(140) 또는/및 제2 리드 프레임(142) 상에 배치될 수 있다. 제1 반사층(161)은 제1 리드 프레임(140) 또는/및 제2 리드 프레임(142) 상의 모든 영역 또는 도 1b에서 도시하는 바와 같이 캐비티(c) 내로 노출되는 영역에 배치될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 그리고, 제1 반사층(161)은 Ag, Au 및 Al 중 어느 하나를 포함하거나, Ag 합금을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다. 제1 반사층(161)은 각각의 리드 프레임(140, 142)으로 향하는 광을 발광소자 패키지(100)의 상부 방향으로 반사시키는 역할을 한다. 한편, 제1 반사층(161)의 두께는 제한이 없고, 광원부(130)에서 발생된 광을 반사시킬 수 있는 충분한 두께를 포함할 수 있다.
제1 그래핀층(171)은 제1 반사층(161) 상에 배치될 수 있다. 제1 그래핀층(171)은 제1 반사층(161) 상의 모든 영역 또는 도 1b에서 도시하는 바와 같이 캐비티(c) 내로 노출되는 영역에 배치될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
제1 그래핀층(171)은 하나 또는 그 이상의 그래핀 시트(sheet)를 포함할 수 있다. 예컨대, 그래핀 시트(sheet)는 탄소로 이루어진 육방정계(hexagonal) 단층 구조물이다. 이러한 그래핀 시트(sheet)는 이차원 탄도 이동(2-dimensional ballistic transport) 특성을 갖는다. 전하가 물질 내에서 이차원 탄도 이동한다는 것은 산란(scattering)에 의한 저항이 거의 없는 상태로 이동한다는 것을 의미한다. 따라서 그래핀 시트(sheet) 내에서 전하의 이동도(mobility)는 매우 높고, 그래핀 시트(sheet)는 매우 낮은 비저항(resistivity)을 갖는다. 아울러, 그래핀 시트(sheet)는 우수한 투광성을 갖는다. 그래핀 시트(sheet)의 적층 수가 늘어날수록 탄소간 상호작용(carbon to carbon interaction)에 의해 비저항이 다소 커질 수 있고, 광 투과율은 감소할 수 있다. 하지만 제1 그래핀층(171)이 약 10층 이내의 적은 수의 그래핀 시트(sheet)로 이루어질 때, 제1 그래핀층(171)은 그래핀 시트(sheet) 하나와 유사한 수준의 비저항 및 광 투과율을 가질 수 있다. 따라서, 제1 그래핀층(171)은 우수한 전기적/광학적 특성을 가질 수 있다. 또한, 그래핀 시트(sheet)는 안정적인 물질로써, 산화에 대한 저항성이 매우 크다.
제1 그래핀층(171)은 투광성일 수 있다. 제1 그래핀층(171)의 두께가 너무 두꺼운 경우 광투과율이 저하될 수 있고, 제1 그래핀층(171)의 두께가 너무 얇은 경우 산화방지라는 목적을 달성할 수 없으므로, 제1 그래핀층(171)의 두께는 0.35nm 내지 1nm를 포함할 수 있다.
이와 같이, 각각의 리드 프레임(140, 142) 상에 제1 반사층(161)과 제1 그래핀층(171)을 포함하면, 광원부(130)에서 발생된 광 중에서 각각의 리드 프레임(140, 142)으로 향하는 광을 발광소자 패키지(100)의 상부 방향으로 반사시키는 효과를 가지면서, 제1 그래핀층(171)의 우수한 전기전도성으로 광원부(130)에 전기공급 효율이 개선되고, 각각의 리드 프레임(140, 142)의 산화를 방지할 수 있다.
도 2는 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 실시예의 발광소자 패키지(200)는 도 1의 실시예와 비교하여서, 캐비티(c)의 내측면에 제2 반사층(262)과 제2 반사층(262) 상에 배치되는 제2 그래핀층(272)을 더 포함할 수 있고, 제1 반사층(261) 및 제2 그래핀층(272)의 배치에 차이가 있다.
캐비티(c)의 내측면에 제2 반사층(262)을 포함할 수 있다. 즉, 측벽(220)의 내측면에 제2 반사층(262)을 포함할 수 있다. 이로 인해 광도 및 광효율이 향상될 수 있다.
제2 반사층(262)은 캐비티(c) 내측면과 대응되는 영역에 도 2에서 도시하는 바와 같이 배치될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 그리고, 제2 반사층(262)은 Ag, Au 및 Al 중 어느 하나를 포함하거나, Ag 합금을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 제2 반사층(262)은 제1 굴절률을 갖는 제1 층(미도시) 및 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 제2 층(미도시)을 포함할 수 있다. 즉, 제2 반사층(262)은 굴절율이 서로 다른 층들이 교번적으로 반복 적층된 구조를 이룰 수 있다. 일 예로 제1 층은 저굴절율층일 수 있으며, 제2 층은 고굴절율층일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 그리고, 제2 반사층(262)은 2층 내지 30층이 적층될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, λ가 광원부(230)에서 발생한 광의 파장이고 n이 매질의 굴절율이고, m을 홀수라 할 때, 제2 반사층(262)은, mλ/4n의 두께로 저굴절율을 가지는 제1 층과 고굴절율을 가지는 제2 층을 교대로 반복 적층하여 특정 파장대(λ)의 광에서 95% 이상의 반사율을 얻을 수 있는 반도체 적층 구조로 이루어진다.
따라서, 저굴절율을 가지는 제1 층과 고굴절율을 가지는 제2 층은 기준 파장의 λ/4배의 두께를 가질 수 있으며, 이때 각 층의 두께는 2Å 내지 10um로 형성할 수 있다.
그리고, 제2 반사층(262)의 두께는 제한이 없으나, 100Å내지 10000Å일 수 있다.
또한, 제2 반사층(262)을 형성하는 각 층은 MxOy (M : Metal, O : Oxide, X, Y : 상수)로 구성될 수 있다.
일 예로 저굴절율을 가지는 제1 층은 굴절율 1.4의 SiO2 또는 굴절율 1.6의 Al2O3가 이용될 수 있으며, 고굴절율을 가지는 제2 층은 굴절율 2 이상의 TiO2 등을 이용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 그래핀층(272)은 제2 반사층(262) 상에 배치될 수 있다. 제2 그래핀층(272)은 제2 반사층(262) 상의 모든 영역에 배치될 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
제2 그래핀층(272)은 하나 또는 그 이상의 그래핀 시트(sheet)를 포함할 수 있다. 예컨대, 그래핀 시트(sheet)는 탄소로 이루어진 육방정계(hexagonal) 단층 구조물이다. 이러한 그래핀 시트(sheet)는 이차원 탄도 이동(2-dimensional ballistic transport) 특성을 갖는다. 전하가 물질 내에서 이차원 탄도 이동한다는 것은 산란(scattering)에 의한 저항이 거의 없는 상태로 이동한다는 것을 의미한다. 따라서 그래핀 시트(sheet) 내에서 전하의 이동도(mobility)는 매우 높고, 그래핀 시트(sheet)는 매우 낮은 비저항(resistivity)을 갖는다. 아울러, 그래핀 시트(sheet)는 우수한 투광성을 갖는다. 그래핀 시트(sheet)의 적층 수가 늘어날수록 탄소간 상호작용(carbon to carbon interaction)에 의해 비저항이 다소 커질 수 있고, 광 투과율은 감소할 수 있다. 하지만 제2 그래핀층(272)이 약 10층 이내의 적은 수의 그래핀 시트(sheet)로 이루어질 때, 제2 그래핀층(272)은 그래핀 시트(sheet) 하나와 유사한 수준의 비저항 및 광 투과율을 가질 수 있다. 또한, 그래핀 시트(sheet)는 안정적인 물질로써, 산화에 대한 저항성이 매우 크다.
이와 같이, 캐비티(c)의 내측면에 제2 반사층(262)과 제2 그래핀층(272)을 포함하면, 광 효율을 증가시키고, 반사층의 산화를 방지하는 효과를 가진다.
제2 그래핀층(272)은 투명할 수 있다. 제2 그래핀층(272)의 두께가 너무 두꺼운 경우 광투과율이 저하될 수 있고, 제2 그래핀층(272)의 두께가 너무 얇은 경우 산화방지라는 목적을 달성할 수 없으므로, 제2 그래핀층(272)의 두께는 0.35nm 내지 1nm를 포함할 수 있다.
제1 반사층(261) 및 제1 그래핀층(271)은 캐비티(c) 내로 노출된 각각의 리드 프레임(240, 242)에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 그래핀층(271)과 제2 그래핀층(272)은 일체로 형성되어서 외부물질의 침습을 방지할 수 있다. 이때, 제2 그래핀층(272)은 일부 영역에서 전기적 쇼트를 방지하기 위한 단절 영역이 존재할 수 있다. 다만, 이에 한정되지는 않는다.
도 3은 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지(300)은 도 2의 실시예와 비교하면, 캐비티(c)의 내부에 수지층(381)을 더 포함하고, 제1 그래핀층(371) 및 제2 그래핀층(372)의 배치에 차이가 있다.
제1 그래핀층(371)은 도 3에서 도시하는 바와 같이, 캐비티(c) 내로 노출된 각각의 리드 프레임(340, 342)의 상부면에서 각각의 리드 프레임(340, 342)이 서로 마주보는 측면까지 배치될 수 있다. 따라서, 그래핀층의 박리를 방지할 수 있고, 제1 반사층(361)과 제1 그래핀층(371)의 사이로 침습 등이 발생하는 것을 더욱 방지할 수 있다. 제1 그래핀층(371)이 너무 넓게 배치되는 경우 작업이 용이하지 않고, 제1 그래핀층(371)이 너무 좁게 배치되는 경우 산화방지의 목적을 달성할 수 없으므로, 각각 리드 프레임(340, 342)의 캐비티(c) 내로 노출된 면적 대비 1.1배 내지 1.3배 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제1 그래핀층(371)은 도 3에서 도시하는 바와 달리, 몸체(310)의 내부에 위치하는 각각의 리드 프레임(340, 342)과 몸체(310)의 외부로 돌출되는 각각의 리드 프레임(340, 342) 상에도 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 제1 그래핀층(371)이 너무 넓게 배치되는 경우 작업이 용이하지 않고, 제1 그래핀층(371)이 너무 좁게 배치되는 경우 산화방지의 목적을 달성할 수 없으므로, 각각 리드 프레임(340, 342)의 상부 면적 대비 1.1배 내지 1.3배 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 그래핀층(372)은 도 3에서 도시하는 바와 같이, 캐비티(c)의 내측면의 면적보다 크게 배치될 수 있다. 즉, 측벽(320)의 내측면에서 측벽(320)의 상부면의 일부 영역까지 배치될 수 있다. 따라서, 그래핀층의 박리를 방지할 수 있고, 제2 반사층(362)과 제2 그래핀층(372)의 사이로 침습 등이 발생하는 것을 더욱 방지할 수 있다. 제2 그래핀층(372)이 너무 넓게 배치되는 경우 작업이 용이하지 않고, 제2 그래핀층(372)이 너무 좁게 배치되는 경우 산화방지의 목적을 달성할 수 없으므로, 캐비티(c) 내측면의 면적 대비 1.1배 내지 1.3배 면적을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
수지층(381)은 광원부(330)를 덮도록 캐비티(c)에 충진될 수 있다.
수지층(381)는 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 캐비티(c) 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.
또한, 수지층(381)는 형광체(382)를 포함할 수 있으며, 형광체(382)는 광원부(330)에서 방출되는 광의 파장에 종류가 선택되어 발광소자 패키지(300)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
이러한 형광체(382)는 광원부(330)에서 방출되는 광의 파장에 따라 청색 발광 형광체, 청록색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체, 황녹색 발광 형광체, 황색 발광 형광체, 황적색 발광 형광체, 오렌지색 발광 형광체, 및 적색 발광 형광체중 하나가 적용될 수 있다.
즉, 형광체(382)는 광원부(330)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 광원부(330)가 청색 발광 다이오드이고 형광체가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 청색 발광 다이오드에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자 패키지(300)는 백색 빛을 제공할 수 있다.
이와 유사하게, 광원부(330)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체를 혼용하는 경우, 광원부(330)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.
이러한 형광체는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체일 수 있다.
또한, 수지층(381)는 광원부(330)에서 방출되는 빛을 확산시키는 광확산재(383)를 더 포함하는 할 수 있다. 여기서, 광확산재(383)는 백색 금속 산화물인, 이산화티탄TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 어느 하나이거나, 또는 이산화티탄TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 적어도 2이상이 혼합될 수 있다. 광확산재(383)를 사용하여서 광원부(330)에서 발생되는 빛의 난반사를 유도할 수 있다.
한편, 수지층(381)은 다양한 형상을 가질 수 있고, 측벽(320)의 상부면과 동일면 상에 배치되거나, 볼록 또는 오목한 형상을 포함할 수 있다. 수지층(381)이 볼록한 형상을 가지는 경우 광확산에 도움이 되고, 오목한 형상을 가지는 경우 광집중성에 도움이 된다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
다만, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 제2 그래핀층(372)이 측벽(320) 상부면의 일부 영역까지 배치되는 경우, 수지층(381)은 제2 그래핀층(372)과 측벽(320)의 박리방지를 위해서 측벽(320)의 상부면에 배치된 제2 그래핀층(372)을 덮을 수 있게 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 실시예의 발광소자 패키지(400)는 도 2의 실시예와 비교하면, 광원부(430)와 리드 프레임(440, 442)에 와이어 본딩되는 영역 사이에 보조벽(w)을 더 포함하는 차이가 존재한다.
광원부(430)는 제1 리드 프레임(440) 또는 제2 프레임(442) 중 어느 하나와 와이어 본딩되고, 와이어 본딩되는 영역과 광원부(430) 사이에 보조벽(w)을 더 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 광원부(430)가 제1 리드 프레임(440) 및 제2 프레임(442)과 와이어 본딩되는 경우 2개의 보조벽(w)을 포함할 수도 있다.
여기서, 보조벽(w)은 제3 반사층(463) 및 상기 제3 반사층(463)의 외부를 감싸는 제3 그래핀층(474)을 포함할 수 있다. 여기서, 제3 반사층(463)은 상술한 제1 반사층(461)의 구성과 동일하며, 제3 그래핀층(474)은 상술한 제1 그래핀층(471)의 구성과 동일하다. 이때, 보조벽(w)의 내측면은 광원부(430)에서 발생한 광을 상부로 효율적으로 반사시키기 위해서 캐비티(c)의 내측면의 기울기와 동일한 기울기를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 보조벽(w)을 사용하면, 보조벽(w)이 광을 반사시키므로, 각각 리드 프레임(440, 442)에 와이어 본딩되는 영역에서의 광손실을 방지할 수 있고, 제3 반사층(463)의 산화를 방지할 수 있다.
도 5는 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지(500)는 도 2의 실시예와 비교하면, 각각 리드 프레임(540, 542)과 몸체(510)의 형상에 차이가 있다.
제1 리드프레임(540) 및 제2 리드프레임(542)은 몸체(510)를 관통하여 측면으로 돌출되고 몸체(510)를 따라 굽어져 몸체(510)의 바닥면과 접할 수 있다. 이때, 몸체(510)는 하부는 육면체의 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 구성을 가질 수 있다.
도 6는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이며, 도 7 는 도 6 의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 조명장치(600)는 몸체(610), 몸체(610)와 체결되는 커버(630) 및 몸체(610)의 양단에 위치하는 마감캡(650)을 포함할 수 있다.
몸체(610)의 하부면에는 발광소자 모듈(640)이 체결되며, 몸체(610)는 발광소자 패키지(644)에서 발생된 열이 몸체(610)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.
발광소자 패키지(644)는 PCB(642) 상에 다색, 다열로 실장되어 어레이를 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라서 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 이러한 PCB(642)로 MPPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.
발광소자 패키지(644)는 연장된 리드 프레임(미도시)를 포함하여 향상된 방열 기능을 가질 수 있으므로, 발광소자 패키지(644)의 신뢰성과 효율성이 향상될 수 있으며, 발광소자 패키지(622) 및 발광소자 패키지(644)를 포함하는 조명장치(600)의 사용 연한이 연장될 수 있다.
커버(630)는 몸체(610)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
커버(630)는 내부의 발광소자 모듈(640)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(630)는 발광소자 패키지(644)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(630)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(630)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
한편, 발광소자 패키지(644)에서 발생한 광은 커버(630)를 통해 외부로 방출되므로 커버(630)는 광 투과율이 우수하여야 하며, 발광소자 패키지(644)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(630)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성된다.
마감캡(650)은 몸체(610)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(650)에는 전원핀(652)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명장치(600)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 8 은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 8 은 에지-라이트 방식으로, 액정표시장치(700)는 액정표시패널(710)과 액정표시패널(710)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(770)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(710)은 백라이트 유닛(770)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(710)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(712) 및 박막 트랜지스터 기판(714)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(712)은 액정표시패널(710)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(714)은 구동 필름(717)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로 기판(718)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(714)은 인쇄회로 기판(718)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로 기판(718)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(714)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(770)은 빛을 출력하는 발광소자 모듈(720), 발광소자 모듈(720)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(710)로 제공하는 도광판(730), 도광판(730)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(752, 766, 764) 및 도광판(730)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(730)으로 반사시키는 반사 시트(747)로 구성된다.
발광소자 모듈(720)은 복수의 발광소자 패키지(724)와 복수의 발광소자 패키지(724)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(722)을 포함할 수 있다. 이 경우 굽어진 발광소자 패키지(724)의 실장의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(770)은 도광판(730)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(710) 방향으로 확산시키는 확산필름(766)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(752)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(750)를 보호하기 위한 보호필름(764)을 포함할 수 있다.
도 9 은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 8 에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 9 은 직하 방식으로, 액정표시장치(800)는 액정표시패널(810)과 액정표시패널(810)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(870)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(810)은 도 8에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트 유닛(870)은 복수의 발광소자 모듈(823), 반사시트(824), 발광소자 모듈(823)과 반사시트(824)가 수납되는 하부 섀시(830), 발광소자 모듈(823)의 상부에 배치되는 확산판(840) 및 다수의 광학필름(860)을 포함할 수 있다.
발광소자 모듈(823) 복수의 발광소자 패키지(822)와 복수의 발광소자 패키지(822)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(821)을 포함할 수 있다.
반사 시트(824)는 발광소자 패키지(822)에서 발생한 빛을 액정표시패널(810)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자 모듈(823)에서 발생한 빛은 확산판(840)에 입사하며, 확산판(840)의 상부에는 광학 필름(860)이 배치된다. 광학 필름(860)은 확산 필름(866), 프리즘필름(850) 및 보호필름(864)를 포함하여 구성될 수 있다.
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.

Claims (18)

  1. 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임을 포함하는 몸체;
    상기 제1 리드프레임 및 상기 제2 리드프레임과 전기적으로 연결되는 광원부;
    상기 제1 리드프레임 또는 상기 제2 리드프레임 중 적어도 하나 위에 위치하는 제1 반사층;
    상기 제1 반사층 위에 위치하는 제1 그래핀층(Graphene layer);
    상기 광원부 둘레에 위치하며 상기 몸체로부터 상방향으로 확장하여 형성되는 측벽 및 상기 측벽에 의해 형성되는 캐비티; 및
    상기 캐비티의 내측면 상에 위치하는 제2 그래핀층;을 포함하고,
    상기 캐비티의 내측면과 상기 제2 그래핀층 사이에 제2 반사층이 위치하고,
    상기 제2 반사층은,
    적어도 제1 굴절률을 갖는 제1 층 및 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 제2 층을 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 그래핀층 및 제2 그래핀층은 투광성인 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 그래핀층 또는 제2 그래핀층 중 적어도 하나는 하나 이상의 그래핀 시트를 포함하는 발광소자 패키지.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사층 또는 제2 반사층은 Ag, Au 및 Al 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 제1 반사층의 제1 층 및 제2 층은 교대로 반복 적층되는 발광소자 패키지.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 그래핀층 및 제2 그래핀층의 두께는 0.35nm 내지 1nm이고,
    상기 제1 그래핀층의 면적은 상기 제1 리드프레임 또는 제2 리드프레임의 상기 캐비티 내로 노출된 면적 대비 1.1배 내지 1.3배이며,
    상기 제2 그래핀층의 면적은 상기 캐비티의 내측면의 면적 대비 1.1배 내지 1.3배인 발광소자 패키지.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 제1 또는 제2 리드프레임 중 어느 하나와 와이어 본딩되고,
    상기 와이어 본딩되는 영역과 상기 광원부 사이에 보조벽을 더 포함하고,
    상기 보조벽은 제3 반사층 및 상기 제3 반사층의 외부를 감싸는 제3 그래핀층을 포함하는 발광소자 패키지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티의 내부에는 수지층이 위치하고,
    상기 수지층은 형광체 또는 광확산재 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자 패키지.
  16. 삭제
  17. 제1항, 제5항, 제7항, 제10항, 제14항, 제15항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치.
  18. 제1항, 제5항, 제7항, 제10항, 제14항, 제15항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛.
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