KR102087946B1 - 발광소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자; 및 상기 발광소자의 상부에 배치되며, 상면에 캐비티를 포함하는 출광면을 형성하고, 상기 출광면의 상단의 적어도 일 영역에 배치되는 요철, 상기 발광소자와 이격되게 배치되고 바닥면에 형성되는 지지부, 상기 바닥면과 경사를 형성하고 상기 요철과 접촉하여 형성하는 외측면을 포함하는 렌즈;를 포함하고, 상기 요철은 상기 발광소자를 기준하여 상기 요철까지의 이격길이가 상기 지지부까지의 이격길이보다 더 크게 형성된다.
Description
실시예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 광의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모컨, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고 있으며, 점차 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
발광소자는 순방향전압 인가시 n층의 전자(electron)와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 에너지 갭에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 LED가 되는 것이다.
질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
발광소자 패키지는 발광소자를 기판 상에 제작하고, 절단(sawing)공정인 다이 분리(dieseparation)를 통해 발광소자 칩을 분리한 후, 발광소자 칩을 패키지 몸체(package body)에 다이 본딩(diebonding)하고 와이어 본딩(wire bonding), 몰딩(molding)을 진행 후 테스트를 진행할 수 있다.
발광소자 칩의 제조공정과 패키징 공정이 별도로 진행됨에 따라 여러 복잡한 공정 및 여러 기판 등이 소요되는 문제가 발생할 수 있다.
발광소자 패키지는 몸체 내에 발광소자와 리드프레임이 배치된 구조와 리드프레임 상에 발광소자를 배치하고 상부에 렌즈구조를 형성한 렌즈타입의 구조가 있다.
실시예는 렌즈의 형태를 가공하여, 상부의 일부분에만 빛이 집중되는 현상을 최소화한 발광소자 패키지를 제공한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자; 및 상기 발광소자의 상부에 배치되며, 상면에 캐비티를 포함하는 출광면을 형성하고, 상기 출광면의 상단의 적어도 일 영역에 배치되는 요철, 상기 발광소자와 이격되게 배치되고 바닥면에 형성되는 지지부, 상기 바닥면과 경사를 형성하고 상기 요철과 접촉하여 형성하는 외측면을 포함하는 렌즈;를 포함하고, 상기 요철은 상기 발광소자를 기준하여 상기 요철까지의 이격길이가 상기 지지부까지의 이격길이보다 더 크게 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 렌즈의 상면이 함몰되어 출광면을 형성하여, 광이 방출되는 양을 극대화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 출광면의 상단에 요철을 형성하여, 출광면의 상단에서 빛이 과도하게 출광되는 것을 막아, 발광소자 패키지 상부의 일 영역에만 빛이 집중되는 현상을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 렌즈의 외측으로 향할수록 높이가 높아지는 계단을 형성하여, 빛이 최대로 집중되는 부분까지 점차적으로 빛을 줄여 방출된 빛의 단절감을 줄일 수 있다.
도 1a 내지 도 5 는 각각 복수의 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도,
도 6 은 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치의 분해 사시도,
도 7 은 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸 도면,
도 8 은 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 6 은 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치의 분해 사시도,
도 7 은 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸 도면,
도 8 은 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치의 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 동작시 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.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1a 및 도 1b 는 각각 일 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 1a 및 도 1b 를 참조하면, 일 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)는 발광소자(120) 및 발광소자(120)의 상부에 배치되며, 상면이 함몰되어 광을 방출하는 출광면을 형성하고, 출광면의 상단의 적어도 일 영역에 요철이 형성되는 렌즈(130)를 포함할 수 있다.
발광소자 패키지(100)는 기판(110)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 상면에 발광소자(120)에 전원을 공급하기 위한 전극패턴을 포함할 수 있다. 전극패턴(미도시)은 발광소자(120)와 전기적으로 연결될 수 있다.
발광소자(120)는 빛을 방출할 수 있다. 발광소자(120)는 기판(110)의 상면에 배치될 수 있다. 발광소자(120)는 렌즈(130)의 하부에 배치될 수 있다. 발광소자(120)는 렌즈(130)에 빛을 제공할 수 있다. 발광소자(120)는 n형 반도체층, p형 반도체층 및 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함할 수 있다.
n형 반도체층은 예컨데, InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN(Gallium nitride), AlN(Aluminium nitride), AlGaN(Aluminium gallium nitride), InGaN(Indium gallium nitride), InN(Indium nitride), InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있다. 제1 반도체층(132)은 예를 들어, 규소(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 셀레늄(Se), 텔루늄(Te)와 같은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
활성층(134)은 파란색 빛을 발광하는 경우, 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 우물층(미도시)과 InaAlbGa1 -a- bN (0=a=1, 0=b=1, 0=a+b=1)의 조성식을 갖는 장벽층(미도시)을 갖는 단일 또는 다중 우물구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다. 상기 우물층(미도시)은 상기 장벽층(미도시)의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
발광소자가 파란색의 파장의 빛을 발광하는 경우, p형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN(Gallium nitride), AlN(Aluminium nitride), AlGaN(Aluminium gallium nitride), InGaN(Indium gallium nitride), InN(Indium nitride), InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
발광소자(120)는 실시예에 따라서는 엘이디 반도체를 패지징한 발광소자 패키지일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 발광소자(120)가 리드프레임과 연결되어 외부로부터 보호되도록 패키징된 발광소자 패키지인 경우, 기판(110)는 발광소자(120)의 리드프레임과 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
발광소자(120)가 리드프레임과 연결되어 외부로부터 보호되도록 패키징된 발광소자 패키지인 경우, 발광소자는 엘이디 반도체와 전기적으로 연결되는 서로 극성이 다른 두 개의 리드프레임을 포함할 수 있다.
리드프레임은 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. 리드프레임은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
렌즈(130)는 발광소자(120)의 상부에 배치될 수 있다. 렌즈(130)는 발광소자(120)와 이격될 수 있다. 렌즈(130)는 발광소자(120)로부터 빛을 제공받을 수 있다. 렌즈(130)는 발광소자(120)로부터 받은 빛의 지향각을 조절할 수 있다. 렌즈(130)는 발광소자 패키지(100)의 광 지향성을 결정할 수 있다.
렌즈(130)를 지지하는 지지부(136)를 포함할 수 있다. 지지부(136)는 기판(110)의 일 영역에 배치될 수 있다. 지지부(136)는 발광소자(120)와 이격되어 배치될 수 있다. 지지부(136)은 렌즈의 바닥면에 배치될 수 있다. 실시예에 따라서는 지지부(136)는 발광소자(120)의 주위를 감싸도록 배치될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
렌즈(130)의 지지부(136)은 렌즈(130)의 상부에 있는 요철(132)과 이격되어 형성될 수 있다.
렌즈(130)의 일 단면으로 볼 때, 서로 중첩되지 않게 배치될 수 있다. 또한 요철(132)은 지지부(136)의 바깥쪽에 배치될 수 있다.
요철(132)은 렌즈(130)의 외측면(135)과 접하여 형성될 수 있다.
렌즈(130)는 발광소자(120)와 대향하는 렌즈의 바닥면의 폭이 렌즈의 상단의 폭보다 클 수 있다. 렌즈(130)는 상부에 볼 때, 원형 또는 타원형일 수 있다. 렌즈(130)는 상단의 원 또는 타원의 크기가 바닥면의 원 또는 타원의 크기보다 작을 수 있다.
렌즈(130)는 외측면이 기울기를 가질 수 있다. 렌즈(130)는 외측면이 경사를 가질 수 있다. 렌즈(130)는 외측면이 바닥면과 예각을 형성할 수 있다. 렌즈(130)는 원뿔 또는 타원뿔의 일부인 형태일 수 있다.
렌즈(130)의 외측면과 렌즈(130)의 바닥면 사이에 이루는 경사각은 70 내지 80°일 수 있다. 렌즈(130)의 외측면의 경사가 70°미만인 경우, 발광소자(120)에서 제공된 빛이 렌즈(130)의 측방으로 빠져나가는 정도가 커져서 신뢰도 있는 지향각도를 유지하기가 어렵고, 외측면의 경사가 80°초과인 경우에는, 출광면의 곡률의 정도가 작아져, 출광면으로의 광 지향각 형성이 어려울 수 있다.
렌즈(130)의 바닥면(150)에는 요철 형성을 형성 할 수 있다. 또한 반사할 수 있는 형태의 것(미도시)을 더 포함할 수 있다.
도 1a 를 참조하면, 렌즈(130)의 바닥면(150) 은 중앙부분에 발광소자(120)에서 나오는 빛을 받는 입사면(151)을 더 포함할 수 있다. 입사면은 단면이 반원으로 형성할 수 있다. 입사면(151)은 타원형태로 바닥면이 함몰된 형태일 수 있으나, 이에 한정하지 아니하고, 볼록하게 형성할 수도 있고 오목하게도 형성할 수 있다. 도 1b 의 실시예의 경우, 입사면은 바닥면의 형태와 동일할 수 있으나, 어느 하나의 형태에 한정하지 아니한다.
렌즈(130)는 광을 투과하는 물질을 포함할 수 있다. 렌즈(130)는 상면이 함몰된 형태일 수 있다. 렌즈(130)는 상면이 함몰되어 광을 방출하는 출광면(134)을 형성할 수 있다.
출광면(134)은 곡률을 가질 수 있다. 출광면(134)은 발광소자(120)가 제공한 빛의 진로를 수정할 수 있다. 예를 들어, 출광면(134)은 발광소자(120)의 수직방향의 상부에 빛이 몰리는 현상을 개선할 수 있다. 예를 들어, 출광면(134)은 곡률을 가지는 선이 수직 축을 중심으로 하여, 회전한 형태일 수 있다. 예를 들어, 출광면(134)의 수직방향의 단면은 렌즈의 하단 중심부에서 시작하여 상부로 곡률을 가지며 올라가는 형태일 수 있다.
출광면(134)은 캐비티를 형성할 수 있다. 출광면(134)은 상단의 적어도 일 영역에 요철(132)이 형성될 수 있다. 출광면(134)은 렌즈(130)의 상부까지 연결될 수 있다. 출광면(134)은 렌즈(130)의 상단의 일 영역이 함몰되거나 돌출될 수 있다. 출광면(134)은 렌즈(130) 상부의 일 영역이 함몰되거나 돌출된 요철(132)과 연결될 수 있다.
렌즈(130)는 수평단면이 원 형태일 수 있다. 렌즈(130)는 요철(132)의 폭(d)이 렌즈(130)의 반지름(r)의 5 내지 10% 일 수 있다. 요철(132)의 폭(d)이 렌즈(130)의 반지름(r)의 5% 미만인 경우, 출광면(134)의 상단에서 빛이 과도하게 모이는 현상을 차단하는 정도가 미미해질 수 있고, 요철(132)의 폭(d)이 렌즈(130)의 반지름(r)의 10% 초과인 경우, 외부로 방출되는 빛의 양이 줄어들어 광추출효율이 떨어질 수 있다.
요철(132)의 깊이(h)는 렌즈(130)의 높이(H)의 5 내지 10% 일 수 있다. 요철(132)의 깊이(h)가 렌즈(130)의 높이(H)의 5% 미만인 경우, 출광면(134)의 상단에서 빛이 과도하게 모이는 현상을 차단하는 정도가 미미해질 수 있고, 요철(132)의 깊이(h)가 렌즈(130)의 높이(H)의 10% 초과인 경우, 외부로 방출되는 빛의 양이 줄어들어 광추출효율이 떨어질 수 있다.
요철(132)은 발광소자(120)로부터의 이격길이가, 지지부(136)까지의 이격길이보다 더 클 수 있다.
도 2 내지 도 5 는 각각 복수의 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 2 내지 도 5 에서는 요철(132) 의 복수의 실시예에 대해서 각각 설명한다.
도 2 의 (a) 및 (b) 를 참조하면, 렌즈(130)는 출광면(134)의 상단에서 수평방향과 평행한 면(138)을 포함할 수 있다. 요철(132)은 상기 수평방향과 평행한 면(138)와 연결되어 형성될 수 있다. 요철(132)은 상기 수평방향과 평행한 면의 렌즈(130)의 중심과 인접한 일측과 연결되어 형성될 수 있다.
요철(132)은 상기 수평방향과 평행한 면(138)으로부터 위로 돌출될 수 있다. 도 2 의 (a) 를 참조하면, 요철(132)은 상기 수평방향과 평행한 면(138)과 기울기를 가지는 면을 포함할 수 있다.
도 2 의 (b)에 도시된 다른 실시예의 경우, 요철(132)은 상기 수평방향과 평행한 면(138)과 수직한 면을 포함할 수 있다.
도 3 을 참조하면, 다른 실시예의 발광소자 패키지는 렌즈(130)는 출광면(134)의 상단에서 수평방향과 평행한 면(138)을 포함할 수 있다. 요철(132)은 상기 수평방향과 평행한 면(138)와 연결되어 형성될 수 있다. 요철(132)은 상기 수평방향과 평행한 면의 렌즈(130)의 바깥쪽과 인접한 일측과 연결되어 형성될 수 있다. 요철(132)은 상기 수평방향과 평행한 면과 기울기를 이루는 면을 포함할 수 있다.
도 4 를 참조하면, 요철(132)은 서로 높이가 다른 복수의 돌출부를 포함할 수 있다.
요철(132)은 렌즈(130)의 반경 방향으로, 기울기를 가지는 경사면을 포함할 수 있다. 요철(132)은 복수의 경사면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 요철(132)은 두 개의 경사면을 포함할 수 있다.
요철(132)이 두 개의 경사면을 포함하는 경우, 두 개의 경사면은 서로 마주보도록 경사를 형성할 수 있다. 요철(132)은 두 개의 경사면이 렌즈(130)의 반경의 양쪽 방향으로 형성될 수 있다.
요철(132)은 렌즈(130)의 중심방향의 경사면을 포함할 수 있다. 요철(132)은 렌즈(130)의 바깥방향의 경사면을 포함할 수 있다. 렌즈(130)의 중심방향의 경사면의 상단은 렌즈(130)의 바깥방향의 경사면의 상단에 비하여 높이가 낮을 수 있다.
도 5 를 참조하면, 렌즈(130)는 출광면(134)의 상단에, 수평방향과 평행한 면을 포함할 수 있다.
요철(132)은 반경방향으로 기울기를 가지는 경사면을 포함할 수 있다. 요철(132)은 렌즈(130)의 외측으로 향할수록 높이가 높아지는 계단을 포함할 수 있다. 요철(132)은 상단에, 렌즈(130)의 수평방향과 평행한 면을 포함할 수 있다. 이 수평방향과 평행한 면을 상부에서 바라보면, 링 형태일 수 있다.
도 6은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 6 을 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 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), 광원 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 라이트유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphtha late) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 광원 모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 발광 소자(1035)를 포함하며, 상기 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
상기 기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 발광 소자(1035)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(1035)는 상기 도광판(1041)의 일측 면인 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 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트유닛(1050)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), 광원 모듈(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 커버와 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 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 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 표시 영역으로 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.
여기서, 상기 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 7 은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 7 을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기의 광원 모듈(1160)은 기판(1120) 및 상기 기판(1120) 위에 배열된 복수의 발광 소자(1124)를 포함한다.
여기서, 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(polymethyl 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 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 8 은 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 8 을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
상기 커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 발광소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광소자(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 발광소자(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
상기 부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 돌출부(2670)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 돌출부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 돌출부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
실시예에 따른 발광소자는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 발광소자 패키지
110 : 기판
120 : 발광소자
130 : 렌즈
132 : 요철
134 : 출광면
110 : 기판
120 : 발광소자
130 : 렌즈
132 : 요철
134 : 출광면
Claims (16)
- 발광소자; 및
상기 발광소자의 상부에 배치되며, 상면에 캐비티를 포함하는 출광면을 형성하고, 상기 출광면의 상단의 적어도 일 영역에 배치되는 요철, 상기 발광소자와 수평 방향으로 이격되게 배치되고 바닥면에 형성되는 지지부, 상기 바닥면과 경사를 형성하고 상기 요철과 접촉하여 형성하는 외측면을 포함하는 렌즈;를 포함하고,
상기 요철은 상기 발광소자를 기준하여 상기 요철까지의 이격길이가 상기 지지부까지의 이격길이보다 더 크게 형성되고,
상기 요철은 상기 캐비티의 가장 자리와 접하여 배치되고, 수직 방향으로 상기 요철과 상기 지지부는 중첩되지 않도록 배치된 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 렌즈는 외측면이 경사를 가지며, 상기 외측면의 경사는 70 내지 80°인 발광소자 패키지. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 렌즈는 수평 단면이 원 형태이고,
상기 요철의 폭은 상기 렌즈의 반지름의 5 내지 10% 인 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 요철은 하단에서 상기 렌즈의 반경 방향으로, 기울기를 가지는 경사면을 포함하는 발광소자 패키지. - 제5항에 있어서,
상기 경사면은 두 개이고,
상기 두 개의 경사면은 상기 렌즈의 반경의 양쪽 방향으로 형성되며,
상기 렌즈의 중심방향의 경사면의 상단은 상기 렌즈의 바깥방향의 경사면의 상단에 비하여 높이가 낮은 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 렌즈는 상기 출광면의 상단에, 수평방향과 평행한 면을 포함하는 발광소자 패키지. - 제7항에 있어서,
상기 요철은 상기 수평방향과 평행한 면과 수직한 면을 포함하는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 요철은 상기 렌즈의 외측으로 향할수록 높이가 높아지는 계단을 포함하는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 요철의 깊이는 상기 렌즈의 높이의 5 내지 10%인 발광소자 패키지.
- 제1 항에 있어서, 상기 요철은
상기 바닥면과 평행하고, 상기 지지부보다 상기 렌즈의 중심으로부터 더 멀리 위치한 제1 면; 및
상기 제1 면을 기준으로 경사지고, 상기 제1 면으로부터 상기 외측면을 향하여 연장된 제2 면을 포함하는 발광 소자 패키지. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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