KR102098162B1 - 발광소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예의 발광소자 패키지는 발광하는 복수개의 발광소자; 복수개의 발광소자와 전기적으로 연결되는 리드프레임; 리드프레임을 감싸도록 형성되고, 복수개의 발광소자 각각이 배치되는 복수의 캐비티를 구획하는 적어도 하나의 격벽을 포함하는 몸체; 복수의 캐비티 각각에 배치되어, 발광소자를 감싸는 봉지재; 및 봉지재 상에 배치되며, 발광소자가 방출한 광의 파장을 변환하는 형광체를 포함하는 렌즈;를 포함한다.
Description
본 발명은 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.
이와 같이 LED의 사용 영역이 넓어지면서, 생활에 사용되는 전등, 구조 신호용 전등 등에 요구되는 휘도가 높이지는 바, LED의 발광휘도를 증가시키는 것이 중요하다. 또한, LCD 등의 디스플레이 장치의 백 라이트 유닛에도 LED를 포함하는 발광소자패키지를 광원으로 사용하고 있는바, 디스플레이 장치의 박형화 추세에 따른 발광소자 패키지의 슬림화 또한 요구되고 있다.
발광소자 패키지는 발광소자에서 발생되는 빛이 외부로 최대한 많이 방출되도록 하여 광효율을 높이는 것이 중요한 이슈일 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 발광소자가 배치되는 캐비티를 조정하고, 상부의 렌즈의 형상을 조정하여, 핫스팟이 최소화되고, 색편차가 최소화된 발광소자 패키지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예의 발광소자 패키지는 발광하는 복수개의 발광소자; 복수개의 발광소자와 전기적으로 연결되는 리드프레임; 리드프레임을 감싸도록 형성되고, 복수개의 발광소자 각각이 배치되는 복수의 캐비티를 구획하는 적어도 하나의 격벽을 포함하는 몸체; 복수의 캐비티 각각에 배치되어, 발광소자를 감싸는 봉지재; 및 봉지재 상에 배치되며, 발광소자가 방출한 광의 파장을 변환하는 형광체를 포함하는 렌즈;를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 복수의 발광소자 사이를 구분하는 격벽을 포함하여, 복수의 발광소자 각각이 방출하는 광의 손실을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는, 봉지재의 폭이 렌즈의 폭보다 작아, 발광소자를 통과한 빛이 렌즈를 거쳐서 외부로 방출되도록 하여, 광효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는, 격벽의 상면의 모서리에 인접한 부분이 상부로 돌출되도록 형성되어, 상기 렌즈가 복수인 경우, 복수의 렌즈의 끝단의 형태가 균일하도록 할 수 있다
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는, 격벽이 빛을 투과하는 물질로 형성되어, 상부로 방출되는 빛이 전체적으로 고르게 분포하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는, 격벽의 폭보다 복수의 렌즈 사이의 거리가 더 좁도록 형성하여, 이물질이 내부로 침입하는 것을 최소화하여 수명을 극대화할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 상면도,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 일부분을 도시한 단면도,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 격벽과 렌즈와의 관계를 도시한 단면도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 격벽의 형태를 도시한 단면도,
도 6은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도,
도 7 은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면,
도 8 은 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 상면도,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 일부분을 도시한 단면도,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 격벽과 렌즈와의 관계를 도시한 단면도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 격벽의 형태를 도시한 단면도,
도 6은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도,
도 7 은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면,
도 8 은 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 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 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.
바람직한 발광 소자 패키지는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변경될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 발광 소자 패키지인 경우이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 상면도이다.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)는 발광하는 복수개의 발광소자(130), 복수개의 발광소자(130)와 전기적으로 연결되는 리드프레임(120), 리드프레임(120)을 감싸도록 형성되고, 복수개의 발광소자(130) 각각이 배치되는 복수의 캐비티를 구획하는 적어도 하나의 격벽(112)을 포함하는 몸체(110), 복수의 캐비티 각각에 배치되어, 발광소자(130)를 감싸는 봉지재(140) 및 봉지재(140) 상에 배치되며, 발광소자(130)가 방출한 광의 파장을 변환하는 형광체를 포함하는 렌즈(150)를 포함할 수 있다.
몸체(110)는 내열성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 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), 세라믹 또는 에폭시 수지(EMC, Epoxy Molding Compounds)중 적어도 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 몸체(110)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
몸체(110)는 상면이 함몰되어 캐비티를 형성할 수 있다. 몸체(110)는 캐비티를 형성하는 내측면이 경사면을 가질 수 있다. 몸체(110)는 캐비티를 형성하는 내측면의 경사각에 따라 발광소자(130)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. 몸체(110)는 리드프레임을 고정시킬 수 있다.
몸체(110)를 위에서 바라보면 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상으로 상면이 함몰될 수 있으며, 함몰된 형상은 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
몸체(110)는 캐비티를 형성하는 내측면에 반사층(미도시)을 구비할 수 있다. 몸체(110)는 캐비티를 형성하는 내측면 또는 바닥면이 반사도 높은 물질로 도포될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
몸체(110)를 위에서 바라보면 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상으로 상면이 함몰될 수 있으며, 함몰된 형상은 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
몸체(110)는 캐비티를 형성하는 내측면에 반사층(미도시)을 구비할 수 있다. 몸체(110)는 캐비티를 형성하는 내측면 또는 바닥면이 반사도 높은 물질로 도포될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 상기 반사층(미도시)은 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au) 또는 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 그 물질에 한정하지 아니한다. 반사층(미도시)은 발광소자(130)에서 발생된 빛을 반사시켜 발광소자 패키지(100)의 외부로 방출시킬 수 있다.
몸체(110)는 복수개의 발광소자(130) 각각이 배치되는 복수의 캐비티를 구획하는 적어도 하나의 격벽(112)을 포함할 수 있다. 격벽(112)는 빛을 투과하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 격벽(112)은 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), 세라믹 또는 에폭시 수지(EMC, Epoxy Molding Compounds)중 적어도 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
격벽(112)은 적어도 하나일 수 있다. 격벽(112)은 복수개의 발광소자(130)의 사이에 배치될 수 있다. 격벽(112)은 복수의 봉지재(140) 및 복수의 렌즈(150)사이에 배치될 수 있다.
리드프레임(120)은 몸체(110)의 일 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 몸체(110)는 리드프레임(120)의 일 영역을 감싸듯 형성되어 리드프레임(120)을 고정할 수 있다.
리드프레임(120)는 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임를 포함할 수 있다. 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임은 전기적인 극성이 서로 다를 수 있다. 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임은 발광소자(130)의 복수의 전극과 각각 연결될 수 있다. 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임은 발광소자(130)에 전원을 공급할 수 있다. 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
리드프레임(120)은 발광소자(130)에서 발생된 빛을 반사시켜 광효율을 증가시킬 수 있다. 리드프레임(120)은 발광소자(130)에서 발생된 열을 흡수할 수 있다.
리드프레임(120)은 전기전도성이 있는 물질을 포함할 수 있다. 리드프레임(120)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. 리드프레임(120)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광소자(130)는 몸체(110)가 형성하는 캐비티 내에 배치되어 리드프레임(120)과 연결될 수 있다. 발광소자(130)는 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임과 와이어 본딩(wire bonding) 방식, 플립 칩(flip chip) 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
발광소자(130)는 리드프레임(120) 상에 배치될 수 있으며, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 발광 소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광소자(130)는 리드 프레임(120)과 전기적으로 연결되며 와이어 방식, 다이 본딩 방식, 플립칩 방식 등에 의해 연결될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광소자(130)는 빛을 발생시킬 수 있다. 발광소자(130)는 빛을 몸체(110)의 캐비티를 형성하는 내측면 또는 바닥면에 조사(照射)할 수 있다. 발광소자(130)는 빛을 전후좌우로 발산시킬 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 발광소자(13)는 빛을 캐비티를 형성하는 내측면과 리드프레임(120)에 조사하고, 그 반사된 광은 발광소자 패키지(100)의 상부로 방출될 수 있다.
봉지재(140)는 발광소자(130)를 덮을 수 있다. 봉지재(140)는 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 캐비티 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.
봉지재(140)는 형광체를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 봉지재(140)가 형광체를 포함하는 경우, 형광체는 발광소자(130)에서 방출되는 광의 파장에 종류가 선택되어 발광소자 패키지가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
렌즈(150)는 봉지재(140)의 상부에 배치될 수 있다. 렌즈(150)는 봉지재(140)의 상부에 배치되어, 외부의 이물질이 발광소자 패키지(100)의 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 렌즈(150)는 실리콘(Silicone) 또는 에폭시(Epoxy)와 같은 투명 수지로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 렌즈(150)는 사출성형될 수 있으나, 그 공정방법에 한정하지 아니한다. 렌즈(150)는 돔 형상을 포함할 수 있다. 렌즈(150)는 표면의 곡률 정도를 조절하여 발광소자 패키지(100)의 휘도 또는 지향각을 조절할 수 있다.
렌즈(150)는 발광소자(130)에서 생성된 빛의 전반사를 최소화할 수 있다. 렌즈(150)는 발광소자(130)에서 생성된 빛이 외부로 최대한 발산되도록 할 수 있다.
렌즈(150)의 굴절율은 봉지재(140)의 굴절율보다 작을 수 있다.
스넬의 법칙에 의하면, 전반사는 굴절율이 큰 물질로부터 굴절율이 작은 물질로 광이 진행할 경우, 입사되는 광의 각도가 임계각보다 큰 경우, 굴절율이 서로 다른 두 물질의 계면에서 전부 반사되는 현상을 말한다.
렌즈(150)는 발광소자(130)에서 생성된 빛이 외부로 발산되도록 렌즈(150)의 표면에서의 임계각의 크기를 크게 할 수 있다. 렌즈(150)는 발광소자(130)에서 외부로 진행하는 광의 전반사를 줄여, 발광소자 패키지(100)의 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 렌즈(150)의 곡률은 발광소자(120)에서 발생된 빛의 진행 경로를 균일하게 함으로써, 빛의 색상 조절을 용이하게 할 수 있다.
렌즈(150)는 유전물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 렌즈(150)는 TiO2 및 SiO2 중 어느 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 렌즈(150)는 TiO2를 포함하는 경우, TiO2의 입자 크기는 1㎛ 내지 3㎛ 일 수 있다. TiO2의 입자 크기가 1㎛ 미만, 3㎛ 초과인 경우, 광추출량이 현저히 적어질 수 있다.
렌즈(150)는 SiO2를 포함하는 경우, SiO2의 입자 크기는 300nm 내지 400nm 일 수 있다. SiO2의 입자 크기가 300nm 미만, 400nm초과인 경우, 광추출효율이 떨어질 수 있다.
렌즈(150)는 형광체를 포함할 수 있다. 형광체는 발광소자(130)에서 방출되는 제1 빛에 의해 여기되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(130)가 청색 발광 다이오드이고 형광체가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기 되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 발광소자(130)에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자 패키지(100)는 백색 빛을 제공할 수 있다.
확산커버(160)는 복수의 렌즈(150)의 서로 인접한 영역에 배치될 수 있다.확산커버(160)는 렌즈(150)의 상부를 코팅할 수 있으나, 그 공정방법에는 한정하지 아니한다. 확산커버(160)는 발광소자(130)의 일 영역과 수직적으로 중첩할 수 있다. 확산커버(160)는 발광소자(130)에서 방출된 빛을 하부로 반사시킬 수 있다. 확산커버(160)는 발광소자(130)에서 방출된 빛이 발광소자(130)의 수직방향으로 바로 방출되어 열점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
렌즈(150)는 상면이 곡률을 가질 수 있다. 렌즈(150)는 상면이 곡률을 가져 부분별로 높이가 다를 수 있다. 확산커버(160)는 렌즈의 최상부까지 연장될 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 일부분을 도시한 단면도이다.
도 3 을 참조하면, 격벽(112)과 발광소자(130)사이의 거리(a)는, 발광소자(130)를 기준으로 격벽(112)의 반대방향에 위치한 캐비티를 형성하는, 몸체(110)의 내측면과 발광소자(130)사이의 거리(b)보다 짧을 수 있다.
캐비티를 형성하는 몸체(110)의 내측면은 봉지재(140)와 접하는 제1면(118)과, 제1면(118)의 상부와 연결되며, 렌즈(150)와 접하는 제2면(116)을 포함할 수 있다.
제1면(118)과 제2면(116)은 기울기가 서로 다를 수 있다. 캐비티를 형성하는 몸체(110)의 내측면은 경사를 가지는 제1면(118)과 제1면(118)의 상부에 연결되며, 제1면(118)과 경사가 다른 제2 면(116)을 포함할 수 있다.
제1면(118)과 격벽(112)사이의 거리(c)는 제2면(116)과 격벽(112) 사이의 거리(d)보다 짧을 수 있다. 제1면(118)과 격벽(112)사이의 거리(c)는 제2면(116)과 격벽(112) 사이의 거리(d)보다 짧아 발광소자(130)에서 방출된 대다수의 빛이, 봉지재(140)와 렌즈(150) 모두를 거쳐, 외부로 방출될 수 있다.
렌즈(150)의 수평방향의 폭(d)은 봉지재(140)의 수평방향의 폭보다 클 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 격벽과 렌즈와의 관계를 도시한 단면도이다.
도 4 를 참조하면, 복수의 렌즈(150) 사이의 거리(f)는 격벽(112)의 폭(e)보다 작을 수 있다. 복수의 렌즈(150) 사이의 거리(f)는 격벽(112)의 폭(e)보다 작도록 형성하여, 발광소자(130)에서 방출된 빛이 렌즈(150)를 통해서 외부로 방출되도록 하여, 발광소자 패키지(100)의 색좌표를 균일하도록 할 수 있다.
격벽(112)의 폭은 45㎛ 내지 55㎛일 수 있다. 격벽(112)은 폭이 45㎛ 미만인 경우, 충격에 취약해질 수 있으며, 폭이 55㎛ 초과인 경우, 광투과도가 과도하게 낮아져, 광의 균일도가 떨어질 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 격벽의 형태를 도시한 단면도이다.
도 5 를 참조하면, 격벽(112)의 상면은 모서리에 인접한 부분이 상부로 돌출될 수 있다. 격벽(112)의 상면은 모서리에 인접한 부분이 상부로 돌출되어, 복수의 렌즈(150)가 격벽(112)의 상면을 덮도록 할 수 있다. 격벽(112)의 상면이 돌출된 부분(114)은 도 5 의 (a)와 같이 단면이 삼각형형태일 수 있다. 격벽(112)의 상면이 돌출된 부분(114)은 도 5 의 (b)와 같이 단면이 사각형형태일 수 있으나, 그 형태에 한정하지 아니한다.
복수의 렌즈(150)는 격벽(112)의 상면을 덮도록 배치되어, 이물질이 발광소자 패키지(100)의 내부로 침입하는 것을 차단할 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.
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
110: 몸체
120: 리드 프레임
130: 발광소자
140: 봉지재
150: 렌즈
160: 확산커버
120: 리드 프레임
130: 발광소자
140: 봉지재
150: 렌즈
160: 확산커버
Claims (13)
- 발광하는 복수개의 발광소자;
상기 복수개의 발광소자와 전기적으로 연결되는 리드프레임;
상기 리드프레임을 감싸도록 형성되고, 상기 복수개의 발광소자 각각이 배치되는 복수의 캐비티를 구획하는 적어도 하나의 격벽을 포함하는 몸체;
상기 복수의 캐비티 각각에 배치되어, 상기 발광소자를 감싸는 봉지재; 및
상기 봉지재 상에 배치되며, 상기 발광소자가 방출한 광의 파장을 변환하는 형광체를 포함하는 렌즈를 포함하고,
상기 격벽의 상면은 모서리에 인접한 부분이 상부로 돌출된 발광소자 패키지. - 발광하는 복수개의 발광소자;
상기 복수개의 발광소자와 전기적으로 연결되는 리드프레임;
상기 리드프레임을 감싸도록 형성되고, 상기 복수개의 발광소자 각각이 배치되는 복수의 캐비티를 구획하는 적어도 하나의 격벽을 포함하는 몸체;
상기 복수의 캐비티 각각에 배치되어, 상기 발광소자를 감싸는 봉지재;
상기 봉지재 상에 배치되며, 상기 발광소자가 방출한 광의 파장을 변환하는 형광체를 포함하는 렌즈; 및
상기 복수의 렌즈의 서로 인접한 영역의 상면을 덮는 확산커버를 포함하는 발광소자 패키지. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 렌즈 사이의 거리는 상기 격벽의 폭보다 작은 발광소자 패키지. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 격벽과 상기 발광소자 사이의 거리는, 상기 발광소자를 기준으로 상기 격벽의 반대방향에 위치한 상기 캐비티를 형성하는, 상기 몸체의 내측면과 상기 발광소자 사이의 거리보다 짧은 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 캐비티를 형성하는 상기 몸체의 내측면은 상기 봉지재와 접하는 제1면과, 상기 제1면의 상부와 연결되며, 상기 렌즈와 접하는 제2면을 포함하며,
상기 제1면과 상기 격벽 사이의 거리는 상기 제2면과 상기 격벽 사이의 거리보다 짧은 발광소자 패키지. - 제5항에 있어서,
상기 제1면과 상기 제2 면은 기울기가 서로 다른 발광소자 패키지. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 렌즈의 수평방향의 폭은 상기 봉지재의 수평방향의 폭보다 큰 발광소자 패키지. - 삭제
- 제2항에 있어서,
상기 확산커버는 상기 렌즈의 최상부까지 연장되는 발광소자 패키지. - 제2항에 있어서,
상기 격벽의 상면은 모서리에 인접한 부분이 상부로 돌출된 발광소자 패키지. - 제1항 또는 제10항에 있어서,
상기 복수의 렌즈는 상기 격벽의 상면을 덮는 발광소자 패키지. - 삭제
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020130083025A KR102098162B1 (ko) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | 발광소자 패키지 |
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