KR102338707B1 - 광원 및 조명장치 - Google Patents

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KR102338707B1
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이은미
박상기
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주식회사 소룩스
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Abstract

실시 예에 따른 광원은, 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 발광소자, 본체 및 봉지층을 포함하는 발광다이오드 패키지; 및 상기 본체 및 봉지층 중 적어도 하나 이상에 접하고 두께를 가지는 투명한 제1 수지층을 포함하고, 상기 봉지층으로부터 상기 제1 수지층에 제1 색온도를 가지는 제1 광이 입사되고, 상기 제1 수지층은 상기 제1 광을 전달받아 제2 색온도를 가지는 제2 광을 출력하며, 상기 제1 색온도와 상기 제2 색온도는 서로 다르다.

Description

광원 및 조명장치{Light source and Lighting device}
본 출원은 광원에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 발광다이오드의 광 파장을 변화시키기 위한 광원에 관한 것이다.
종래부터, 조명장치는 LED 칩으로부터 출사된 빛과 상기 빛의 파장을 변경시킬 수 있는 형광체를 이용하여 원하는 광을 출력할 수 있도록 설계되고 있다.
이 경우 원하는 파장을 출력하는 조명장치를 설계하기 위해서는 LED칩의 형광체를 변경해야 되는 문제가 있다. 따라서, LED칩을 납품받아 조명장치를 생산하는 경우 설계상 어려움이 있어서, 기존 LED칩에 대한 추가적인 구성을 통해 원하는 파장을 출력하는 조명장치를 설계하고 싶은 기술적인 니즈가 있다.
실시 예는 완성된 발광소자의 제한된 광 파장에 추가적인 구성을 부가하여 사용 환경에 따라 광 파장을 쉽게 변경시킬 수 있는 발광다이오드 패키지를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 광원은, 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 발광소자, 본체 및 봉지층을 포함하는 발광다이오드 패키지; 및 상기 본체 및 봉지층 중 적어도 하나 이상에 접하고 두께를 가지는 투명한 제1 수지층을 포함하고, 상기 봉지층으로부터 상기 제1 수지층에 제1 색온도를 가지는 제1 광이 입사되고, 상기 제1 수지층은 상기 제1 광을 전달받아 제2 색온도를 가지는 제2 광을 출력하며, 상기 제1 색온도와 상기 제2 색온도는 서로 다르다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 발광다이오드 패키지는 레진층을 추가하여 원하는 광 파장을 출력할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 조명장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 광원을 나타내는 도면이다.
도 3는 본 출원의 일 실시예에 따른 광원의 광 경로를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 광원의 제1 수지층의 두께에 따른 광 파장 데이터를 도시한 그래프이다.
도 5는 제2 실시 예에 따른 광원을 나타내는 단면도이다.
도 6은 제3 실시 예에 따른 광원을 나타내는 단면도이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 광원으로부터 출력되는 광 파장을 표현한 그래프이다.
도 8는 제4 실시 예에 따른 광원을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 출원의 제4 실시예에 따른 광원을 나타내는 상면도이다.
도 10는 본 출원의 제4 실시예에 따른 광원의 A-A'의 단면도이다.
도 11은 본 출원의 제4 실시예에 따른 광원의 B-B'의 단면도이다.
도 12는 제1 실시예에 따른 광원과 제4 실시예에 따른 광원으부터 출력되는 광의 광학적 파장을 도시한 그래프이다.
도 13는 본 출원의 제5 실시예에 따른 광원을 나타내는 단면도이다.
본 출원의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 출원은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명하며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 출원과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 이하의 실시예에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타낸 것으로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 구성요소들 중간에 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다.
예컨대, 본 명세서에서 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
실시 예에 따른 광원은, 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 발광소자, 본체 및 봉지층을 포함하는 발광다이오드 패키지; 및 상기 본체 및 봉지층 중 적어도 하나 이상에 접하고 두께를 가지는 투명한 제1 수지층을 포함하고, 상기 봉지층으로부터 상기 제1 수지층에 제1 색온도를 가지는 제1 광이 입사되고, 상기 제1 수지층은 상기 제1 광을 전달받아 제2 색온도를 가지는 제2 광을 출력하며, 상기 제1 색온도와 상기 제2 색온도는 서로 다르다.
상기 제1 색온도 및 상기 제2 색온도는 제1 값만큼 차이나는 광원.
상기 제1 수지층의 중앙부에서 제1 두께를 가지고, 상기 제1 값은 제1 두께에 의해 결정될 수 있다.
상기 제1 광은 상기 제1 수지층을 지나면서 제2 색온도를 가지는 상기 제2 광으로 출력될 수 있다.
상기 제1 수지층의 외부표면은 곡률을 가지고, 상기 외부표면 중 상기 봉지층과의 접촉면과 가까운 영역의 곡률은 상기 외부표면 중 상기 봉지층과의 접촉면과 먼 영역의 곡률보다 클 수 있다.
상기 제1 수지층은 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 우레탄-아크릴계 공중합체, 에스테르계 수지, 에테르계 수지, 아미드계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민 수지 및 실리콘계 수지 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 수지층은 열경화성 물질, 광경화성 물질 및 접착력 향상 물질 중 1 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 수지층을 덮는 제2 수지층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 수지층은 투명하고, 상기 제2 색온도를 가지는 제2 광이 제2 수지층에 입사되고, 상기 제2 수지층으로부터 출력되는 광은 제3 색온도를 가지는 제3 광이며, 상기 제2 색온도와 제3 색온도는 서로 다를 수 있다.
상기 제2 수지층은 광변환물질을 포함할 수 있다.
상기 봉지층은 광변환물질 및 매트릭스를 포함하고, 상기 제1 수지층의 매트릭스는 상기 봉지층의 매트릭스는 동일한 물질로 구성될 수 있다.
실시 예에 따른 조명장치는, 상기 광원, 상기 광원을 지지하는 프레임, 및 상기 광원으로부터의 광을 외부로 출력하는 출광부를 포함할 수 있다.
상기 제1 수지층은 광변환물질을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 광원은, 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 발광소자, 본체 및 봉지층을 포함하는 발광다이오드 패키지; 상기 봉지층에 접하고 두께를 가지는 투명한 제1 수지층; 및 상기 기판의 배선과 상기 발광소자를 전기적으로 연결하는 전극을 포함하고, 상기 제1 수지층은 상기 봉지층의 상면으로부터 상기 기판의 상면으로 연장되어 형성되고, 상기 제1 수지층은 상기 전극을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 제1 수지층은 상기 발광소자로부터 출력되는 광의 색온도 및 연색성을 변경시켜 출력할 수 있다.
상기 제1 수지층은 투명하거나 광변환물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 수지층의 외부표면은 곡률을 가지고, 상기 외부표면 중 상기 봉지층과의 접촉면과 가까운 영역의 곡률은 상기 외부표면 중 상기 봉지층과의 접촉면과 먼 영역의 곡률보다 클 수 있다.
상기 제1 수지층 중 전극 상부에 형성되는 영역의 두께는 상기 기판 상부에 형성되는 영역의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 제1 수지층의 상기 본체와 인접하는 영역 중 상기 전극이 형성된 영역의 제1 수지층의 외부표면과 기판사이의 거리는 상기 전극이 형성되지 않은 영역의 제1 수지층의 외부표면과 기판사이의 거리보다 길 수 있다.
상기 제1 수지층은 상기 본체의 외측면을 감싸며 형성될 수 있다.
상기 전극은 상기 발광 다이오드 패키지와 접촉하는 제1 전극, 상기 기판의 배선과 접촉하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 제1 수지층은 상기 제1 전극, 제2 전극 및 연결부를 감싸며 형성될 수 있다.
상기 봉지층과 제1 수지층과 상기 봉지층 사이에 위치하는 추가 수지층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 수지층은 상기 추가 수지층보다 더 두꺼울 수 있다.
상기 기판 위에 위치하는 반사필름을 포함하고, 상기 제4 수지층은 상기 반사필름의 일부영역을 덮으며 형성될 수 있다.
상기 발광 다이오드 패키지와 상기 반사필름은 서로 이격되어 형성되며, 상기 제1 수지층은 상기 발광 다이오드 패키지와 상기 반사필름의 사이영역에서 상기 기판과 접하며 형성될 수 있다.
본 명세서에서 광은 모든 주파수 대역의 전자기파로 해설될 수 있다. 즉, 본 명세서의 광은 가시광대역의 전자기파(Visible Light, VL), 자외선대역의 전자기파(Ultra Violet light, UV), 또는 적외선대역의 전자기파(InfraRed light, IR)일 수 있다. 또는, 본 명세서의 광은 상술한 주파수 대역 이외의 파장대역을 갖는 전자기파일 수 있다.
본 명세서에서 소정의 빛이 일 구성에 인가되고, 상기 일 구성이 소정의 빛을 출사할 수 있다. 이 경우, 상기 빛들은 서로 다를 수 있다. 상기 각 빛은 경로, 파장, 진동수 등의 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 따라서, 일 구성에서 제1광을 타구성으로 인가하고, 상기 타구성에서 인가받은 제1 광에 기초하여 제2 광을 출사하는 경우, 제1 광과 상기 제2 광은 다를 수 있다. 다만, 이하에서는 특별한 언급이 없다면 설명을 용이하게 하기 위하여 상기 제1 광과 상기 제2 광은 광이라는 용어로 통일하여 설명한다.
이하에서는 본 출원의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지에 대해서 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 조명장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시 예에 따른 조명장치(1)는 프레임(100), 출광부(200) 및 광원(1000)을 포함할 수 있다.
상기 프레임(100)은 상기 조명장치(1)의 몸체를 형성하는 틀 또는 뼈대일 수 있다. 상기 프레임(100)은 내부가 비어있는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 상기 프레임(100)은 일면이 개구된 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
도시하지 않았지만 상기 프레임(100)은 방열부재를 더 포함할 수 있다. 또는 상기 프레임(100)은 방열이 용이하도록 열전도도가 높은 물질로 구성될 수 있다. 상기 프레임(100)의 방열능력이 향상됨으로써 상기 조명장치(1) 내의 열을 외부로 배출할 수 있어, 열에 의한 내부 구성의 손상을 방지할 수 있다.
상기 프레임(100)의 내측에는 반사부재가 위치할 수도 있다. 상기 반사부재에 의해 상기 광원(1000)으로부터 출력된 광이 반사되어 출광부(200)를 통해 외부로 출력될 수 있다.
상기 반사부재는 상기 프레임(100)의 측면과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 반사부재는 상하면이 개구된 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
상기 반사부재는 사각형상의 전개도를 가질 수 있다. 상기 반사부재는 직사각형상을 가질 수 있다.
상기 반사부재가 시트형태로 형성되는 경우 상기 반사부재는 수지층, 발포 또는 충전제(확산제), 금속층 및 보호층을 포함할 수 있다. 예를들면, 상기 수지층은 PET, PC, PV, PP 등과 같은 물질로 형성되며, 황산바륨 또는 탄산칼륨과 같은 발포 또는 유/무기계 충전제를 그 내부에 포함할 수 있다. 상기 수지층의 일면에 알루미늄 또는 은과 같은 금속층이 형성되고, 금속층의 일면에 상기 반사부재를 보호하기 위한 보호층이 형성된다.
상기 반사부재의 반사율 증대를 위한 무기계 충전제로는 황산바륨(BaSO4), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 탄산바륨(BaCO3), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산칼륨(K2CO3), 염화마그네슘(MgCl2), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 이산화티탄(TiO2), 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 탈크(H2Mg3(SiO3)4 또는 Mg3Si4O10(OH)2), 제올라이트(Zeolite) 등이 있다. 또한, 반사부재는 금속층을 포함하지 않을 수도 있으며, 또한, 자외선 흡수층(열화 방지층)이 추가로 수지층 일면에 포함되거나 수지층 내부에 포함될 수도 있다.
상기 반사부재의 광을 반사하는 표면에는 먼지 흡착을 방지하기 위한 광촉매제가 도포될 수 있다.
상기 광원(1000)은 상기 프레임(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 광원(1000)은 상기 프레임(100)의 하면 상에 배치될 수 있다.
상기 광원(1000)은 다수의 발광 다이오드 패키지(1100) 및 기판(1200)을 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드 패키지(1100)는 광을 출력할 수 있다. 상기 발광 다이오드 패키지(1100)는 상기 기판(1200)으로부터 전압을 공급받아 발광할 수 있다. 상기 다수의 발광 다이오드 패키지(1100)는 동일한 파장의 광을 출력할 수 있다. 상기 다수의 발광 다이오드 패키지(1100)은 인접하는 발광 다이오드 패키지와 이격되어 위치할 수 있다.
상기 발광 다이오드 패키지(1100)로부터 출사되는 광은 백색광에 근접한 광일 수 있다.
상기 발광 다이오드 패키지(1100)로부터 출력된 광은 상기 출광부(200)를 통해 출력될 수 있다. 상기 발광 다이오드 패키지(1100)로부터 출력된 광은 상기 반사부재에 반사되면서 상기 출광부(200)로 출력될 수 있다.
상기 기판(1200)의 상면에는 반사층이 도포될 수도 있다. 상기 반사층에 의해 상기 기판(1200) 방향으로 입사된 광이 반사되어 상기 출광부(200) 방향으로 출사될 수 있다. 이로써, 광효율이 향상될 수 있다. 상기 반사층은 상기 발광 다이오드 패키지(1100)가 위치하는 영역은 제거된 형태로 설치될 수 있다.
상기 조명장치(1)는 실내조명, 실외조명, 식물생장조명 및 해충기피 조명에 적용될 수 있다.
도 2는 제1 실시예에 따른 광원을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 광원(1000)은 발광다이오드 패키지(1100) 및 기판(1200)을 포함할 수 있다.
상기 발광다이오드 패키지(1100)는 상기 기판(1200)에 실장될 수 있다. 상기 발광다이오드 패키지(1100)는 상기 기판(1200)으로부터 전압을 인가받아 발광할 수 있다.
상기 기판(1200)은 전원(미도시)으로부터의 전압을 상기 발광 다이오드 패키지(1100)에 전달할 수 있다. 상기 기판(1200)은 다수의 배선이 프린팅된 PCB기판일 수 있다. 상기 배선은 상기 발광다이오드 패키지(1100)와 연결되어 상기 전원(미도시)으로부터의 전압을 상기 발광 다이오드 패키지(1100)에 전달할 수 있다.
상기 발광다이오드 패키지(1100)는 광을 출사할 수 있다. 상기 제1 수지층(1300)은 상기 출사되는 광을 입사받아 다시 수지층 밖으로 출사할 수 있다.
한편 도 2에 도시된 구성에 국한되지 않고, 그보다 더 많은 구성을 갖는 광원(1000)이 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 광원(1000)에는 도시되지 않았으나, 상기 발광다이오드 패키지(1100)와 상기 기판(1200)이 단단하게 접착되도록 하는 소정의 접착부재가 구비될 수 있으며, 제1 수지층(1300)와 상기 발광다이오드 패키지(1100)가 단단하게 접착되도록 하는 소정의 접착부재가 구비될 수 있다.
이하에서는 상술한 광원(1000)의 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.
상기 발광다이오드 패키지(1100)는 발광소자(1110), 본체(1130), 봉지층(1150) 및 제1 전극(1211)을 포함할 수 있다.
상기 발광소자(1110)는 칩 형태로 제공될 수 있다. 칩 형태로 제공되는 발광소자(1110)는 다이오드 칩으로 구현될 수 있으며, 상기 발광소자(1110)에 전압 내지 전류가 인가되는 경우 상기 발광소자(1110)는 광을 출사할 수 있다.
상기 발광소자(1110)는 다양한 대역의 파장의 광을 출사할 수 있으며, 바람직하게는 청색 대역의 파장의 광을 출사할 수 있다. 청색 대역의 파장의 광을 출사하는 발광소자(1110)가 광원(1000)에 구비되는 경우, 광원(1000)의 색재현성은 향상될 수 있다. 상기 청색 대역의 파장의 광은 가시광대역에서 가장 높은 에너지를 가지는 광으로써, 에너지의 크기가 변이되어 다양한 종류의 광으로 변조될 수 있기 때문에 청색 대역의 파장의 광을 출사하는 발광소자(1110)를 이용하는 경우 색재현성은 향상될 수 있다.
상기 본체(1130)는 중앙영역이 함몰된 형태를 가질 수 있다. 상기 본체(1130)의 함몰된 중앙영역에는 상기 발광소자(1110)가 놓일 수 있다. 상기 본체(1130)의 측면에는 벽이 형성될 수 있다.
또한, 상기 본체(1130)의 내부는 상기 발광소자(1110)으로부터 출사된 광이 손실 없이 외부로 방출될 수 있도록 반사에 유리한 재질로 형성됨이 바람직하며, 본체(1130)의 형상도 상기 발광소자(1110)으로부터 출사된 광의 외부 방출에 유리하도록 경사를 가진 형상을 가짐이 바람직하다.
상기 봉지층(1150)은 상기 본체(1130)의 함몰된 영역에 형성될 있다. 상기 봉지층(1150)은 상기 본체(1130)의 측면에 둘러싸여진 형태로 형성될 수 있다. 상기 봉지층(1150)은 오목한 형태의 상면을 가질 수 있다. 즉, 상기 봉지층(1150)의 중앙영역은 외곽영역에 비해 상기 기판(1200)에 더 가까울 수 있다.
상기 봉지층(1150)은 상기 발광소자(1110)를 덮을 수 있다. 상기 봉지층(1150)은 상기 발광소자(1110)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 봉지층(1150)은 상기 발광소자(1110)로부터 출력된 광의 파장을 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
상기 봉지층(1150)은 매트릭스(1151) 및 광변환물질(1153)를 포함할 수 있다. 상기 광변환물질(1153)은 상기 발광소자(1110)로부터 빛을 인가받아, 특정파장대역의 빛을 출사할 수 있다. 상기 광변환물질(1153)은 QD(Quantum Dot), 유무기 형광체, 유무기 나노 형광체, 염료 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(1170)은 상기 본체부(1130)의 외측에 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(1170)은 상기 본체부(1130)의 하부의 일부 영역에 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(1170)은 상기 발광소자(1110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(1170)을 통해 상기 발광소자(1110)는 상기 기판(1200)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 기판(1200)은 플레이트(1210), 제2 전극(1230) 및 연결부(1250)를 포함할 수 있다.
상기 플레이트(1210)는 홈(1211)을 포함할 수 있다. 상기 홈(1211)은 상기 플레이트(1210)의 상면으로부터 함몰되어 형성될 수 있다.
상기 제2 전극(1230)은 상기 플레이트(1210)상에 위치할 수 있다. 상기 제2 전극(1230)은 상기 홈(1211)에 위치할 수 있다. 상기 제2 전극(1230)은 상기 홈(1211)에 안착되어 상기 제2 전극(1230)의 상면은 상기 플레이트(1210)의 상면과 동일평면 상에 위치할 수 있다.
상기 제2 전극(1230)은 상기 제1 전극(1270)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 연결부(1250)는 상기 제1 전극(1170)과 상기 제2 전극(1230)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 상기 연결부(1250)는 상기 제1 전극(1170)과 상기 제2 전극(1230)의 전기적인 연결을 유지하기 위한 구성일 수 있다.
상기 연결부(1250)는 상기 제1 전극(1170)과 상기 제2 전극(1230)을 덮으며 형성될 수 있다. 상기 연결부(1250)가 상기 제1 전극(1170)과 상기 제2 전극(1230)을 덮으므로써, 상기 제1 전극(1170)과 제2 전극(1230)의 산화를 방지할 수 있다.
상기 연결부(1250)는 납(Pb)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(1170)과 상기 제2 전극(1230)은 납땜에 의해 고정될 수 있다.
상기 발광 다이오드 패키지(1100)는 상기 제1 수지층(1300)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 수지층(1300)은 봉지층(1150)을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 제1 수지층(1300)은 상기 본체(1130)의 상면 중 적어도 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 상기 제1 수지층(1300)은 상기 본체(1130)의 상면의 전체 영역을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 제1 수지층(1300)은 중심부 두께인 제1 두께(H1)를 조절할 수 있다. 상기 제1 두께(H1)는 상기 발광다이오드 패키지(1100)를 생성하는 과정에서 상기 제1 수지층(1300)을 만들기 위해 쓰이는 공정시간에 의해서 조절될 수 있다.
상기 제1 수지층(1300)은 투명소재로 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 수지층(1300)은 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 우레탄-아크릴계 공중합체, 에스테르계 수지, 에테르계 수지, 아미드계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민 수지 실리콘계 수지, 열경화 물질, 광경화 물질, 접착력 향상 물질 중 적어도 일 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 수지층(1300)은 TiO2, ZnO, BaSO4, SiO2, glass bead 및 bubble glass 중에서 적어도 일 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 TiO2, ZnO, BaSO4, SiO2, glass bead 및 bubble glass는 광효율 개선 및 광촉매 활성화 등을 위한 기능성 물질일 수 있다.
상기 제1 수지층(1300)은 광투과할 수 있는 재질로 형성될 수 있다.
상기 제1 수지층(1300)은 상기 기판(1200)과 멀어지는 방향으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 수지층(1300)의 외부표면은 곡률을 가지고, 상기 외부표면 중 상기 발광다이오드 패키지(1100)와의 접촉면과 가까운 영역의 곡률은 상기 외부 표면 중 상기 발광다이오드 패키지(1100)와의 접촉면과 먼 영역의 곡률보다 크도록 구성될 수 있다. 상기 제1 수지층(1300)의 중앙영역의 곡률은 외곽영역의 곡률보다 작을 수 있다.
상기 제1 수지층(1300)은 상기 봉지층(1150)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 수지층(1300)은 상기 봉지층(1150)의 매트릭스(1151)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제1 수지층(1300)은 상기 봉지층(1150)에서 광변환물질(1153)이 제외된 물질과 동일한 물질일 수 있다. 상기 제1 수지층(1300)은 상기 봉지층(1150)과 대응되는 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제1 수지층(1300)이 상기 봉지층(1150)과 서로 대응되는 굴절률을 가짐으로써 상기 제1 수지층(1300)과 상기 봉지층(1150)의 계면 사이에서 반사가 일어나지 않을 수 있다.
다른 예로, 상기 제1 수지층(1300)은 광변환물질을 포함할 수도 있다. 상기 제1 수지층(1300)은 상기 광변환물질에 의해 입사되는 광의 파장을 더 변경시켜 출력할 수 있다. 상기 광변환물질은 상기 발광다이오드 패키지(1100)로부터 빛을 인가받아, 특정파장대역의 빛을 출사할 수 있다. 상기 광변환물질은 QD(Quantum Dot), 유무기 형광체, 유무기 나노 형광체, 염료 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.
상기 광변환물질이 양자점(QD)를 포함하는 경우 상기 양자점은 코어와 쉘을 포함할 수 있다.
상기 쉘은 상기 코어 상에 도포될 수 있다. 상기 코어 및 쉘 각각은 단일층 또는 2이상 층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점은 코어-쉘-쉘 구조를 가질 수 있으며, 예를 들면, CdSe/CdS/ZnS로 구성될 수 있다.
상기 양자점은 나노크기의 반도체 물질로서 양자제한(quantum confinement) 효과를 나타내는 물질이다. 이러한 양자점은 여기원 (excitation source)으로부터 빛을 흡수하여받아 에너지 여기 상태에 이르면, 자체적으로 해당하는 양자점의 에너지 밴드 갭 (band gap)에 해당하는 에너지를 방출하게 된다. 따라서, 양자점의 크기 또는 물질 조성을 조절하게 되면 해당에너지 밴드 갭(band gap)을 조절할 수 있게 되어 다양한 빛을 발광할 수 있어 전자소자의 발광체로 이용될 수 있다.
상기 나노크기의 반도체 물질은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 화합물 또는 이들의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
상기 II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe 등의 이원소 화합물 또는 CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe 등의 삼원소 화합물 또는 HggZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 등의 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 등의 이원소 화합물 또는 GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 등의 삼원소 화합물 또는 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 등의 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 등의 이원소 화합물 또는 SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 등의 삼원소 화합물 또는 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 등의 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 IV족 화합물은 Si, Ge 등의 단일 원소 화합물 또는 SiC, SiGe 등의 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물의 경우, 그 결정구조는 부분적으로 나누어져 동일 입자 내에 존재하거나 합금 형태로 존재할 수 있다.
상기 양자점의 표면에는 무기 리간드가 도포될 수 있다.
상기 무기 리간드는 상기 양자점의 표면에 배위결합될 수 있다.
상기 무기 리간드는 에테르계 화합물, 불포화 탄화수소류 및 유기산 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 무기 리간드로 사용되는 용매는 에테르계 화합물, 불포화 탄화수소류 및 유기산 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 에테르계 화합물은 트리옥틸 포스핀 옥사이드(tri-n-octylphosphine oxide, TOPO), 알킬포스핀(alkylphosphine), 옥틸 에티르(octyl ether) 및 벤질 에테르(benzyl ether) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 불포화 탄화수소류는 옥테인(octane) 및 옥타데케인(Octadecane) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 유기산은 올레산(oleic acid), 스테아르산(stearic acid), 미리스트산(Myristic acid)미스테르산 및 헥사데카노익산(hexadecanoic acid) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 광원으로부터 출력되는 광 경로를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 발광다이오드 패키지(1100)의 발광소자(1110)는 제1 광(L1)을 출력할 수 있다. 상기 제1 광(L1)은 상기 봉지층(1150)에 입사되어 상기 봉지층(1150)에 의해 파장이 변경되어 상기 제2 광(L2)으로 상기 제1 수지층(1300)로 출력될 수 있다. 상기 제1 수지층(1300)로 입사된 제2 광(L2)은 상기 제1 수지층(1300)를 거쳐 제3 광(L3) 형태로 외부로 출력될 수 있다.
상기 제1 광(L1)과 상기 제2 광(L2)은 서로 다른 색온도를 가질 수 있다. 상기 제1 광(L1)은 상기 봉지층(1150)을 투과하며, 상기 봉지층(1150)의 광변환물질(1153)에 의해 파장이 변경되어, 상기 봉지층(1150)을 투과한 제2 광(L2)과 상기 제1 광(L1)은 서로 다른 색온도를 가질 수 있다.
상기 제2 광(L2)과 상기 제3 광(L3)은 서로 다른 색온도를 가질 수 있다. 상기 봉지층(1150)으로부터 출력되는 제2 광(L2)은 상기 제1 수지층(1300)를 투과하며 파장이 변경되어, 상기 제1 수지층(1300)을 투과한 제3 광(L3)은 상기 제2 광(L2)과 서로 다른 색온도를 가질 수 있다.
상기 제2 광(L2)은 상기 제1 수지층(1300) 내부를 투과하며 상기 제1 수지층(1300)의 외주면에서 일부 굴절되어 상기 제3 광(L3)으로 출력될 수 있다. 상기 제1 수지층(1300)는 볼록한 형태로 형성되고, 상기 제1 수지층(1300)의 외주면의 곡률이 다르므로, 상기 제2 광(L2)이 상기 제1 수지층(1300) 내부를 진행하는 경로의 거리가 다르고, 상기 제1 수지층(1300)의 외주면과 만나는 입사각이 다르므로, 상기 제1 수지층(1300)가 파장을 변환할 수 있는 물질이 없는 투명한 매질이라 하더라도, 상기 제3 광(L3)은 출력되는 제1 수지층(1300) 상의 영역에 따라 서로 다른 파장을 가질 수 있다. 이로써, 상기 제2 광(L2)과 상기 제3 광(L3)은 서로 다른 색온도를 가질 수 있다.
상기 제3 광(L3)과 상기 제2 광(L2)의 색온도 차이는 상기 제1 수지층(1300)의 제1 두께(H1)에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 제1 수지층(1300)의 형상을 달리함으로써 상기 제3 광(L3)과 상기 제2 광(L2)의 색온도 차이를 변경할 수 있다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 광원의 제1 수지층의 두께에 따른 광 파장 데이터를 도시한 그래프이다.
도 4는 6500K의 광 파장을 가지는 광원에 대해서 상기 제1 수지층(1300)이 없는 경우(bare) 및 상기 제1 두께(H)의 값이 100, 400, 700um인 경우에 따라 출력되는 제3 광(L3)의 광 파장을 도시한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 상기 제2 광(L2)의 상기 파장과 상기 제3 광(L3)의 상기 파장은 서로 다를 수 있다 상기 제2 광(L2)의 상기 제1 색온도와 상기 제3 광(L3)의 상기 제2 색온도는 서로 다를 수 있다. 상기 제2 광(L2)의 CCT 값과 상기 제3 광(L3)의 CCT 값은 서로 다를 수 있다. 상기 제2 광(L2)의 CCT 값은 상기 제3 광(L3)의 CCT 값보다 작을 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 두께(H1)의 값이 커질수록, 상기 제3 광(L3)의 제2 색온도 값이 커질 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 제1 두께(H1)의 값이 커질수록, 상기 제3 광(L3)의 CCT 값이 커질 수 있다.
아래의 표 1은 도 4의 결과를 정리한 도표이다.
6500K 광원의 제1 수지층 두께 Power(W) CCT(K)
0 um 8.1 6246
100um 8.1 7359
400um 8.1 12721
700um 8.1 15970
표 1을 참조하면, 동일한 전력 값(8.1W)이라 하더라도, 6500K 광원의 상기 제1 두께(H)에 따라서 CCT 값이 변할 수 있다.
표 1을 참조하면, 6500K 광원의 제1 수지층(1300)이 없는 경우, 전력이 8.1 W 인가되어 출력되는 광의 CCT 값은 6246K이 된다.
표 1을 참조하면, 6500K 광원의 제1 수지층(1300)이 100um인 경우, 전력이 8.1 W 인가되어 출력되는 광의 CCT 값은 7359K이 된다.
표 1을 참조하면, 6500K 광원의 제1 수지층(1300)이 400um인 경우, 전력이 8.1 W 인가되어 출력되는 광의 CCT 값은 12721K이 된다.
표 1을 참조하면, 6500K 광원의 제1 수지층(1300)이 700um인 경우, 전력이 8.1 W 인가되어 출력되는 광의 CCT 값은 15970K이 된다.
표 1을 참조하면, 상기 제1 두께(H)의 값이 커질수록, 상기 제3 광(L3)의 CCT값은 커질 수 있다.
상기 발광소자(1110)로부터 출력되는 제1 광(L1)은 상기 광변환물질(1153)에 의해 파장이 변환되어, 봉지층(1150)로부터 상기 제2 광(L2)으로 출력될 수 있다. 상기 제2 광(L2)과 상기 제1 광(L1)의 색온도 차이는 상기 제2 광(L2)과 상기 제3 광(L3)의 색온도 차이와 다를 수 있으며, 바람직하게는 상기 제2 광(L2)과 상기 제1 광(L1)의 색온도 차이는 상기 제2 광(L2)과 상기 제3 광(L3)의 색온도 차이보다 클 수 있다. 상기 제2 광(L2)과 상기 제1 광(L1)의 CCT 차이는 상기 제2 광(L2)과 상기 제3 광(L3)의 CCT 차이보다 클 수 있다.
도 5는 제2 실시 예에 따른 광원을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제2 실시 예에 따른 광원(2000)은 제1 실시 예에 다른 광원(1000)와 비교하여 반사필름을 추가로 구비한 것 이외에는 동일하다. 따라서, 제2 실시 예를 설명함에 있어서, 제1 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 반사필름을 구비한 광원을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 광원(2000)은 기판(2200) 위에 위치한 발광다이오드 패키지(2100)의 주변부에 반사필름(2270)을 구비할 수 있다.
상기 반사필름(2270)은 반사도가 높은 물질을 기판(2200) 위에 코팅하여 형성될 수 있다.
상기 반사필름(2270)은 고 반사필름을 기판(2200) 위에 추가하여 형성될 수 있다.
상기 반사필름(2270)은 상기 발광다이오드 패키지(2100)와 직접 맞닿지 않게 형성될 수 있다. 상기 반사필름(2270)은 상기 발광다이오드 패키지(2100)와 이격되어 형성될 수 있다. 상기 반사필름(2270)은 상기 연결부(2250)와 이격되어 형성될 수 있다. 이격되게 형성되는 상기 반사필름(2270)은 상기 발광다이오드 패키지(2100)가 상기 기판(2200)에 실장되고, 상기 연결부(2250)을 형성하기 위한 여유 공간을 제공할 수 있다. 이격되어 형성된 상기 반사필름(2270)은 상기 연결부(2250)을 형성하기위한 공정상의 편의성을 제공할 수 있다.
상기 발광다이오드 패키지(2100)로부터 출력된 광은 출광부(200) 및/또는 프레임(100)에 반사되어, 상기 광원(1000) 방향으로 입사될 수 있고, 상기 반사필름(2270)에 의해 재반사되어 상기 출광부(200)로 출력될 수 있다. 이로써, 상기 조명장치의 효율이 상승할 수 있다.
도 6은 제3 실시 예에 따른 광원을 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 광원(3000)은 제1 실시예와 제2 실시예의 변형예로써, 추가적인 수지층을 구비한 것 이외에는 동일하다. 따라서, 상기 광원의 제1 실시예와 제2 실시예의 중복되는 설명은 제3 실시예에서 생략한다. 이하의 설명에서 특별한 언급이 없다면, 상기 광원의 제1 실시예와 제2 실시예에서 설명한 실시예는 발광다이오드 패키지의 제3 실시예에 적용될 수 있다.
도 6은 제3 실시 예에 따른 광원을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 광원(3000)은 제2 수지층(3500)을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 수지층(3500)은 상기 제1 수지층(3300)을 덮는 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2 수지층은 제1 수지층(3300)을 덮을 뿐 아니라, 상기 본체(3130)의 소정의 영역을 덮는 형태일 수 있다.
상기 제2 수지층(3500)은 투명소재로 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 수지층(3500)은 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 우레탄-아크릴계 공중합체, 에스테르계 수지, 에테르계 수지, 아미드계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민 수지 및 실리콘계 수지 중 적어도 일 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 수지층(3500)은 TiO2, ZnO, BaSO4, SiO2, glass bead 및 bubble glass 중에서 적어도 일 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 TiO2, ZnO, BaSO4, SiO2, glass bead 및 bubble glass는 광효율 개선 및 광촉매 활성화 등을 위한 기능성 물질일 수 있다.
상기 제2 수지층(3500)은 광을 투과시킬 수 있는 매질로 형성될 수 있다.
상기 제2 수지층(3500)은 상기 제1 수지층(3300)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2 수지층(3500)은 상기 제1 수지층(3300)과 대응되는 굴절율을 가질 수 있다. 상기 제2 수지층(3500)을 추가로 형성함으로써, 상기 제1 수지층(3300)이 경화된 후 상기 제2 수지층(3500)을 추가로 도포할 수 있어, 구조적으로 안정된 구조를 가질 수 있다.
또는 상기 제2 수지층(3500)은 상기 제1 수지층(3300)과 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2 수지층(3500)은 상기 제1 수지층(3300)과 서로 다른 굴절율을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 제2 수지층(3500)의 굴절율은 상기 제1 수지층(3300)과 공기의 사이값을 가짐으로써, 상기 발광 다이오드 패키지(3100)의 광효율이 향상될 수 있다.
상기 제2 수지층(3500)은 소정의 외적 형성을 가질 수 있다. 상기 제1 수지층(3300)의 외부표면 위로, 상기 제2 수지층(3500)은 곡률을 가지도록 외부표면을 형성할 수 있다. 상기 제2 수지층(3500)의 외부표면 중 상기 발광부(3100)와의 접촉면과 가까운 영역의 곡률은 상기 외부 표면 중 상기 발광부(3100)와의 접촉면과 먼 영역의 곡률보다 크도록 구성될 수 있다. 상기 제2 수지층(3500)은 상기 제1 수지층(3300) 보다 큰 곡률을 가질 수 있다. 상기 제2 수지층(3500)은 전영역에서 상기 제1 수지층(3300)보다 큰 곡률을 가질 수 있다.
상기 발광부(3100)으로부터 출사된 광은 제1 색온도를 가지는 스펙트럼의 제1 광일 수 있으며, 상기 제1 광은 상기 제1 수지층(3300)로 입사된다. 입사된 제1 광은, 상기 제1 수지층(3300)을 거쳐 제2 색온도를 가지는 스펙트럼의 제2 광으로 출력될 수 있다.
상기 제2 광은 상기 제2 수지층(3500)로 입사된다. 입사된 제2 광은, 상기 제2 수지층(3500)을 거쳐 제3 색온도를 가지는 스펙트럼의 제3 광으로 출력될 수 있다.
상기 제2 수지층(3500)은 광원(3000)이 상기 발광소자(3110) 및 상기 봉지층(3150)에 의해 결정된 파장 외에 다양한 파장을 가질 수 있도록 상기 제1 수지층(3300)의 상기 제1 두께(H1)의 값을 조절할 수 있을 뿐 아니라, 제2 수지층(3500)의 중심부 두께인 제2 두께(H2)의 값을 조절할 수 있다.
상기 제1 두께(H1)의 값 또는 상기 제2 두께(H2)의 값을 크게 구성할수록 상기 제1 광의 제1 색온도와 상기 제2 광의 제2 색온도 차이 또는 상기 제2 광의 제2 색온도와 상기 제3 광의 제3 색온도 차이가 각각 커진다.
바람직하게는 상기 제1 두께(H1)를 상기 제2 두께(H2) 보다 크도록 상기 제1 수지층(3300)과 상기 제2 수지층(3500)을 형성하여, 상기 제1 색온도와 상기 제2 색온도 사이의 편차를 상기 제2 색온도와 상기 제3 색온도 사이의 편차보다 크도록 구성할 수 있다. 이로써, 제1 수지층(3300)에 의해 색온도를 큰 편차로 조절한 후에 상기 제2 수지층(3500)의 두께조절을 통해 출력되는 광의 색온도를 미세하게 조정할 수 있다.
상기와 같은 제2 수지층(3500)으로 입사된 제2 광은 제2 수지층(3500)의 내부에서 직진하여 제2 수지층(3500)의 외부표면으로 제3 광으로 출력된다. 상기 제2 수지층(3500)으로 입사된 광과 출력되는 광의 각 광 파장이 다른 이유는 앞서 설명한 바와 같이 매질의 굴절율 차이와 매질을 투과하는 광의 경로 차이에 의한 것이다.
위와 같이 제2 수지층(3500)에 입사된 제2 광의 상기 제2 색온도와 제2 수지층(3500)으로부터 출사된 제3 광의 상기 제3 색온도는 서로 다를 수 있으며, 위와 같이 제2 수지층(3500)에 입사된 제2 광의 CCT 값과 제2 수지층(3500)으로부터 출사된 제3 광의 CCT 값은 서로 다를 수 있다.
위와 같이 제2 수지층(3500)에 입사된 제2 광의 CCT 값은 제2 수지층(3500)으로부터 출사된 제3 광의 CCT 값보다 작을 수 있다.
다른 예로, 상기 제2 수지층(3500)은 메트릭스 및 광변환물질을 포함할 수 있다. 상기 광변환물질은 상기 제1 수지층(3300)으로부터 출력된 빛을 인가받아, 특정파장대역의 빛을 출사할 수 있다. 상기 광변환물질은 QD(Quantum Dot), 유무기 형광체, 유무기 나노 형광체, 염료 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.
도 7은 제3 실시예에 따른 광원으로부터 출력되는 광 파장을 표현한 그래프이다.
구체적으로, 수지층이 없는 광원, 상기 제1 수지층를 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원, 및 상기 제1 수지층, 상기 제2 수지층을 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원에 대한 광 스펙트럼 데이터를 도시한 그래프이다.
도 7을 참고하면, 수지층이 없는 광원, 상기 제1 수지층를 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원, 및 상기 제1 수지층, 상기 제2 수지층을 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원에 대한 광 파장은 각각 다를 수 있다. 수지층이 없는 광원, 상기 제1 수지층를 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원, 및 상기 제1 수지층, 상기 제2 수지층을 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원에 대한 CRI 값은 각각 다를 수 있다. 상기 제1 수지층 및 상기 제2 수지층을 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원의 CRI가 수지층이 없는 광원, 상기 제1 수지층를 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원의 각 CRI 값보다 클 수 있다.
수지층 여부 Power(W) CRI
없음 10.2 82.2
제1 수지층(0.02s) 10.2 82.87
제1 수지층(0.02s) + 제2 수지층(0.2s) 10.1 91.83
표 2를 참조하면, 동일한 전력 값(약 10.2W)이라 하더라도, 제1 수지층 또는 제2 수지층의 포함 여부에 따라서 CRI 값이 변할 수 있다.
표 2를 참조하면, 수지층이 없는 광원의 경우, 전력이 10.2W 인가되어 출력되는 광의 CRI 값은 82.2이다.
표 2를 참조하면, 제1 수지층을 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원의 경우, 전력이 10.2W 인가되어 출력되는 광의 CRI 값은 82.87이다.
표 2를 참조하면, 제1 수지층 및 제2 수지층을 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원의 경우, 전력이 10.1W 인가되어 출력되는 광의 CRI 값은 91.83이다.
표 2를 참조하면, 제1 수지층 및 제2 수지층을 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원의 CRI 값이 수지층이 없는 광원 및 제1 수지층을 포함하는 발광다이오드 패키지로 구성된 광원의 각 CRI 값보다 크다.
이하에서는 광원의 제1 실시예, 제2 실시예, 및 제3 실시예의 변형예인 광원의 제4 실시예에 대해서 설명하도록 한다. 광원의 제1 실시예, 제2 실시예, 및 제3 실시예의 중복되는 설명은 제4 실시예에서 생략한다. 이하의 설명에서 특별한 언급이 없다면, 상기 광원의 제1 실시예, 제2 실시예, 및 제3 실시예에서 설명한 실시예는 광원의 제4 실시예에 적용될 수 있다.
도 8는 제4 실시 예에 따른 광원을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 제4 실시 예에 따른 광원(4000)은 제1 실시 예의 광원에 비해, 수지층의 형상이 다르고 나머지는 동일하다. 따라서, 제4 실시 예를 설명함에 있어서, 제1 실시 예, 제2 실시예, 및 제3 실시 예와 공통되는 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지(4000)는 상기 제4 수지층(4500)을 포함할 수 있다. 상기 제4 수지층(4500)은 발광다이오드 패키지(4100)의 외부로 노출되어 형성된 제1 전극(4170)을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 제4 수지층(4500)은 파장변환소재(4510)를 포함할 수 있다. 상기 파장변환소재(4510)는 입사된 광의 파장을 변환시키는 역할을 할 수 있다. 상기 파장변환소재(4510)에 의해 상기 제4 수지층(4500)으로 입사된 광의 파장이 변경되어 출력될 수 있다. 상기 파장변환소재(4510)는 상기 봉지층(4150)의 광변환물질(4153)과 대응되는 물질일 수 있다. 상기 파장변환소재(4510)는 상기 광변환물질(4153)과 동일한 물질일 수도 있고, 다른 물질일 수도 있다.
또는 상기 제4 수지층(4500)은 상기 파장변환소재(4510) 없이 투명한 물질로 형성될 수도 있다.
도 9는 본 출원의 제4 실시예에 따른 광원을 나타내는 상면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 제4 수지층(4500)은 상기 본체(4130), 상기 봉지층(4150) 및 상기 제1 전극(4250)을 덮을 수 있다. 상기 제4 수지층(4300)은 상기 본체(4130), 상기 봉지층(4150) 및 상기 제1 전극(4250)를 덮도록 형성함으로써 상기 제1 전극(4250)이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
실내 조명의 경우 설치의 편의를 위해 조명기구에 다수의 관통홀이 형성되게 되는데, 이러한 홀을 통해서 외부로부터 벌레, 먼지 등이 유입되는 경우 발광다이오드의 전극의 부식을 유도하여 제품 수명을 단축시킬 수 있다. 따라서, 제4 실시예에 따른 광원을 통해서 위와 같은 전극의 손상을 방지할 수 있다.
상기 제4 수지층(4500)이 상기 본체(4130) 및 상기 제1 전극(4250)을 덮는 형태로 형성됨으로써, 상기 제4 수지층(4500)은 상기 기판(4200)과 접할 수 있다. 상기 기판(4200)과 접한 상기 제4 수지층(4500)은 상기 발광다이오드 패키지(4100)와 상기 기판(4200)의 고정을 도울 수 있다.
도 10는 본 출원의 제4 실시예에 따른 광원의 A-A'의 단면도이다.
도 11은 본 출원의 제4 실시예에 따른 광원의 B-B'의 단면도이다.
도 10를 참조하면, 발광부(4100)를 덮는 제4 수지층(4500)는 상기 기판(4200)으로부터 상기 제1 전극(4250) 상측으로 형성된 제4 수지층(4500) 외부표면까지의 수직 거리로 제1 수직거리(h1)를 가지고, 상기 기판(4200)으로부터 상기 제1 전극(4250) 외측으로 형성된 제4 수지층(4500) 외부표면까지의 수직 거리로 제2 수직 거리(h2)를 가지고, 상기 제1 수직 거리(h1)는 제2 수직 거리(h2)와 다르며, 바람직하게는, 상기 제1 수직 거리(h1)는 제2 수직 거리(h2)보다 크게 형성된다.
또한, 도 11를 참조하면, 발광부(4100)를 덮는 제4 수지층(4500)는 상기 기판(4200)으로부터 상기 제1 전극(4250) 상측으로 형성된 제4 수지층(4500) 외부표면까지의 수직 거리로 제1 수직거리'(h1')를 가지고, 상기 기판(4200)으로부터 상기 제1 전극(4250) 외측으로 형성된 제4 수지층(4500) 외부표면까지의 수직 거리로 제2 수직 거리'(h2')를 가지고, 상기 제1 수직 거리(h1')는 제2 수직 거리(h2')와 다르며, 바람직하게는, 상기 제1 수직 거리(h1')는 제2 수직 거리(h2')보다 크게 형성된다.
또한, 도 10, 11을 참조하면, 상기 제1 수직거리(h1)은 상기 제1 수직거리'(h1')와 다르며, 바람직하게는, 상기 제1 수직거리(h1)은 상기 제1 수직거리'(h1')보다 크게 형성된다.
상기 광원(4000)은 반사필름(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제4 수지층(4500)은 반사필름(미도시)의 일부 영역을 덮을 수 있다. 상기 반사필름(미도시)는 상기 발광다이오드 패키지(4100)와 이격되어 형성될 수 있다. 상기 제4 수지층(4500)은 상기 반사필름(미도시)와 상기 발광다이오드 패키지(4100) 사이에 이격된 공간에서 기판(4200)과 직접 접촉될 수 있다. 상기 반사필름(미도시)와 상기 발광다이오드 패키지(4100) 사이에 이격된 공간에서 기판(4200)과 직접 접촉한 상기 제4 수지층은 상기 발광다이오드 패키지(4100)와 상기 기판(4200)의 고정을 도울 수 있다.
상기 제4 수지층(4500)은 투명소재로 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제4 수지층(4500)은 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 우레탄-아크릴계 공중합체, 에스테르계 수지, 에테르계 수지, 아미드계 수지, 에폭시계 수지, 멜라민 수지, 실리콘계 수지, 광경화 물질, 접착력 향상 물질 중 적어도 일 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제4 수지층(4500)은 TiO2, ZnO, BaSO4, SiO2, glass bead 및 bubble glass 중에서 적어도 일 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 TiO2, ZnO, BaSO4, SiO2, glass bead 및 bubble glass는 광효율 개선 및 광촉매 활성화 등을 위한 기능성 물질일 수 있다.
상기 제4 수지층(4500)은 광을 투과할 수 있는 재질로 형성될 수 있다.
상기 제4 수지층(4500)은 상기 기판(4200)과 멀어지는 방향으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 상기 제4 수지층(4300)의 외부표면은 곡률을 가지고, 상기 외부표면 중 상기 발광다이오드 패키지(4100)와의 접촉면과 가까운 영역의 곡률은 상기 외부 표면 중 상기 발광다이오드 패키지(4100)와의 접촉면과 먼 영역의 곡률보다 크도록 구성될 수 있다.
다른 예로, 상기 제4 수지층(4300)은 광변환물질을 포함할 수도 있다. 상기 제4 수지층(4300)은 상기 광변환물질에 의해 입사되는 광의 파장을 더 변경시켜 출력할 수 있다. 상기 광변환물질은 상기 발광다이오드 패키지(4100)로부터 빛을 인가받아, 특정파장대역의 빛을 출사할 수 있다. 상기 광변환물질은 QD(Quantum Dot), 유무기 형광체, 유무기 나노 형광체, 염료 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.
상기 발광다이오드 패키지(4100)로부터 출사된 광은 제1 색온도를 가지는 스펙트럼의 제1 광(L1)일 수 있으며, 상기 제1 광(L1)은 상기 제4 수지층(4300)로 입사된다. 입사된 제1 광(L1)은, 상기 제4 수지층(4300)을 거쳐 제2 색온도를 가지는 스펙트럼의 제2 광(L2)으로 출력될 수 있다.
상기 제1 광(L1)은 제4 수지층(4300)의 내부에서 직진하여 제4 수지층(4300)의 외부표면으로 상기 제2 광(L2)으로 출력될 수 있다. 상기 제4 수지층(4300)와 공기의 매질 차이에 의해 굴절률의 차이가 발생할 수 있다. 상기와 같은 굴절률의 차이에 의해 제4 수지층(4300)에서 직진하던 광은 제4 수지층(4300)의 외부표면에서 굴절되어 제2 광(L2)으로 출력될 수 있다. 상기와 같은 광의 굴절에 의해 제1 광(L1)과 제2 광(L2)의 광 파장이 달라질 수 있다.
상기 제4 수지층(4300)은 상기 제1 두께(미도시)를 조절할 수 있다. 상기
구체적으로, 상기 제1 광(L1)의 제1 색온도와 상기 제2 광(L2)의 제2 색온도 차이를 제1 값이라고 하는 경우, 제4 수지층(4300)의 상기 제1 두께(미도시)에 의해 결정된다.
이하에서는 상기 제1 수지층이 흐르지 않는 형태로 상기 발광부를 덮는 것과, 상기 제4 수지층이 흐르는 형태로 상기 발광부를 덮는 경우에 있어서의 광학적 차이에 대해서 설명한다.
도 12는 제1 실시예에 따른 광원과 제4 실시예에 따른 광원으부터 출력되는 광의 광학적 파장을 도시한 그래프이다.
도 12를 참조하면, 제1 실시예에 따른 상기 광원(1000)의 상기 제1 수지층(1300)이 흐르지 않는 형태로 상기 발광다이오드 패키지(1100)를 덮는 경우, 출력되는 상기 제2 광(L2)의 CCT 값과 제4 실시예에 따른 광원(4000)의 상기 제4 수지층(4500)이 흐르는 형태로 상기 발광다이오드 패키지(4100)를 덮는 경우, 출력되는 광(미도시)의 CCT 값이 다를 수 있다. 제1 실시예에 따른 상기 광원(1000)의 상기 제1 수지층(1300)이 흐르지 않는 형태로 상기 발광다이오드 패키지(1100)를 덮는 경우, 출력되는 상기 제2 광(L2)의 CCT 값과 제4 실시예에 따른 광원(4000)의 상기 제4 수지층(4500)이 흐르는 형태로 상기 발광다이오드 패키지(4100)를 덮는 경우, 출력되는 광(미도시)의 CCT 값보다 클 수 있다.
또한, 도 12를 참조하면, 제1 실시예에 따른 상기 광원(1000)의 상기 제1 수지층(1300)이 흐르지 않는 형태로 상기 발광다이오드 패키지(1100)를 덮는 경우, 출력되는 상기 제2 광(L2)의 CCT 값과 제4 실시예에 따른 광원(4000)의 상기 제4 수지층(4500)이 흐르는 형태로 상기 발광다이오드 패키지(4100)를 덮는 경우, 출력되는 광(미도시)의 CRI 값이 다를 수 있다. 제1 실시예에 따른 상기 광원(1000)의 상기 제1 수지층(1300)이 흐르지 않는 형태로 상기 발광다이오드 패키지(1100)를 덮는 경우, 출력되는 상기 제2 광(L2)의 CCT 값과 제4 실시예에 따른 광원(4000)의 상기 제4 수지층(4500)이 흐르는 형태로 상기 발광다이오드 패키지(4100)를 덮는 경우, 출력되는 광(미도시)의 CRI 값보다 클 수 있다.
구분 Power(W) CCT(K) CRI
수지층 없음 15.3 5541 82.09
제1 수지층 non-overflow 15.6 5689 91.48
제4 수지층 overflow 15.6 5437 88.29

표 3을 참조하면, 동일한 전력 값(약 15.6W)이라 하더라도, 수지층의 포함 여부 및 수지층의 형태에 따라서 출력되는 광의 CCT 값 및 CRI 값이 달라질 수 있다.
표 3을 참조하면, 수지층이 없는 광원의 경우, 전력이 15.3W 인가되어 출력되는 광의 CCT 값은 5541K, CRI 값은 82.09 이다.
표 3을 참조하면, 제1 수지층(1300)을 포함하는 발광다이오드 패키지(1100)로 구성된 광원(1000)의 경우, 전력이 15.6W 인가되어 출력되는 광의 CCT 값은 5689K, CRI 값은 91.48 이다.
표 3을 참조하면, 제4 수지층(4500)을 포함하는 발광다이오드 패키지(4100)로 구성된 광원(4000)의 경우, 전력이 15.6W 인가되어 출력되는 광의 CCT 값은 5437K, CRI 값은 88.29 이다.
표 3을 참조하면, 제4 수지층(4500)을 포함하는 발광다이오드 패키지(4100)로 구성된 광원(4000)의 경우의 CCT 값 및 CRI 값이 수지층이 없는 광원 및 제1 수지층(1300)을 포함하는 발광다이오드 패키지(1100)로 구성된 광원(1000)의 CCT 값 및 CRI 값 보다 크다.
도시하지는 않았지만 상기 제4 수지층(4500)과 상기 봉지층 사이에는 제2 실시 예와 같이 추가로 수지층이 더 도포될 수도 있다. 이 경우 상기 추가 수지층은 상기 봉지층 상에만 형성될 수도 있고, 상기 봉지층 상면과 본체의 상면에 형성될 수도 있다. 상기 추가 수지층의 외부표면은 곡률을 가질 수 있다. 상기 추가 수지층은 상기 제4 수지층(4500)보다 낮은 곡률을 가질 수 있다. 상기 추가 수지층은 상기 제4 수지층(4500)보다 작은 두께를 가질 수 있다.
상기 추가 수지층에 의해 상기 광원의 색온도의 미세조정이 가능할 수 있다. 상기 추가 수지층은 상기 제4 수지층(4500)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 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.
삭제

Claims (13)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되며, 발광소자, 본체 및 광변환물질을 포함하는 봉지층을 포함하는 발광다이오드 패키지;
    상기 발광다이오드 패키지 상에 위치하고, 광변환물질을 포함하는 제1 수지층;
    상기 봉지층과 상기 제1 수지층 사이에 위치하며 광변환물질을 포함하지 않는 추가 수지층;
    상기 기판의 배선과 상기 발광소자를 전기적으로 연결하는 전극; 및
    상기 기판상에 위치하는 반사필름을 포함하고,
    상기 제1 수지층은 상기 봉지층의 상면으로부터 상기 기판의 상면으로 연장되어 형성되고,
    상기 제1 수지층은 상기 전극을 덮도록 형성되며,
    상기 발광다이오드 패키지와 상기 반사필름은 서로 이격되어 형성되며,
    상기 제1 수지층은 상기 반사필름의 일부영역을 덮도록 형성되며,
    상기 제1 수지층은 상기 발광다이오드 패키지와 상기 반사필름의 사이영역에서 상기 기판과 접하며 형성되며,
    상기 추가 수지층은 상기 봉지층의 상면과 상기 본체의 상면에 접하도록 형성되고,
    상기 봉지층은 상면의 중앙영역이 외곽영역에 비해 상기 기판에 더 가깝도록 오목한 형태의 상면을 가지고,
    상기 본체 상부에 위치하는 상기 제1 수지층의 상면영역은 상기 봉지층 상부에 위치하는 상기 제1 수지층의 상면영역에 비해 상기 기판에 더 가깝도록 볼록한 형태의 상면을 가지는 광원.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층은 상기 발광소자로부터 출력되는 광의 색온도 및 연색성 을 변경시켜 출력하는 광원.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층 중 전극 상부에 형성되는 영역의 두께는 상기 기판 상부에 형성되는 영역의 두께보다 두꺼운 광원.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층의 상기 본체와 인접하는 영역 중 상기 전극이 형성된 영역의 제1 수지층의 외부표면과 기판사이의 거리는 상기 전극이 형성되지 않은 영역의 제1 수지층의 외부표면과 기판사이의 거리보다 긴 광원.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층은 상기 본체의 외측면을 감싸며 형성되는 광원.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 상기 발광 다이오드 패키지와 접촉하는 제1 전극,
    상기 기판의 배선과 접촉하는 제2 전극, 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 제1 수지층은 상기 제1 전극, 제2 전극 및 연결부를 감싸며 형성되는 광원.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층은 상기 추가 수지층보다 더 두꺼운 광원.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항, 제2항, 제5항 내지 제8항 및 제10항 중 어느 한 항의 광원,
    상기 광원을 지지하는 프레임, 및
    상기 광원으로부터의 광을 외부로 출력하는 출광부를 포함하는 조명장치.
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