KR102432222B1 - 광학 플레이트, 조명 소자 및 광원 모듈 - Google Patents

광학 플레이트, 조명 소자 및 광원 모듈 Download PDF

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Abstract

실시 예에 개시된 조명 소자는, 오목부를 갖는 몸체, 상기 몸체의 오목부에 배치된 복수의 리드 프레임, 및 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 발광 칩을 갖는 발광 소자; 상기 발광 소자 상에 배치된 광학 플레이트; 및 상기 광학 플레이트의 상면 외측 및 측면에 배치된 플레이트 커버를 포함하며, 상기 광학 플레이트는, 형광체층, 상기 형광체층의 외측 둘레에 배치된 지지체, 및 상기 형광체층 및 상기 지지체의 하면에 배치된 제1투명 필름을 포함한다.

Description

광학 플레이트, 조명 소자 및 광원 모듈{OPTICAL PLATE, LIGHTING DEVICE, AND LIGHTING MODULE}
실시 예는 광학 플레이트에 관한 것이다.
실시 예는 광학 플레이트를 갖는 조명 소자 및 이를 구비한 광원 모듈에 관한 것이다.
발광소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Diode)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 발생하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내 및 실외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 광원으로부터 이격된 위치에 입사된 광을 파장 변환하는 광학 플레이트를 제공한다.
실시 예는 광원 상에, 형광체층 및 상기 형광체층의 입사면 및 출사면 중 적어도 하나 또는 모두에 투명 필름을 갖는 광학 플레이트를 제공할 수 있다.
실시 예는 발광 소자 상에 광학 플레이트 및 이를 지지하는 플레이트 커버를 갖는 조명 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 소자와 광학 플레이트 사이의 영역을 통해 누설되는 광을 차단하는 조명 소자를 제공한다.
실시 예는 광학 플레이트를 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 소자 상에 입사 광을 확산 및 파장 변환하는 광학 플레이트 및 이를 구비한 조명 소자를 제공한다.
실시 예에 개시된 발광 소자는, 오목부를 갖는 몸체, 상기 몸체의 오목부에 배치된 복수의 리드 프레임, 및 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 발광 칩을 갖는 발광 소자; 상기 발광 소자 상에 배치된 광학 플레이트; 및 상기 광학 플레이트의 상면 외측 및 측면에 배치된 플레이트 커버를 포함하며, 상기 광학 플레이트는, 형광체층, 상기 형광체층의 외측 둘레에 배치된 지지체, 및 상기 형광체층 및 상기 지지체의 하면에 배치된 제1투명 필름을 포함한다.
실시 예에 따른 광원 모듈은 상기 광학 플레이트 또는 조명 소자를 포함한다.
실시 예는 광학 플레이트를 발광 칩으로부터 이격시켜 주어 광학 플레이트 내의 형광체의 수명을 늘려줄 수 있다.
실시 예는 발광 칩으로부터 이격된 광학 플레이트에 의해 입사된 광을 파장 변환 및 확산시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자와 광학 플레이트 사이의 영역을 통해 누설되는 광을 차단하여, 광학 플레이트를 통해 출사되는 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 오목부 내에 광원으로부터 이격되도록 광학 플레이트를 배치함으로써, 백색과 같은 조명 소자를 소형화할 수 있다.
실시 예는 광학 플레이트의 영역 중에서 발광 칩으로부터 입사된 광량이 큰 영역에 반투과 미러(mirror)를 배치하여 핫 스팟(hot spot)을 방지할 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 소자의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 조명 소자가 배열된 조명 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 조명 소자의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 조명 소자의 발광 소자의 일 예를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 4는 도 2의 발광 소자의 다른 측 단면도이다.
도 5는 도 1의 조명 소자의 광학 플레이트의 분해 사시도이다.
도 6은 도 1의 조명 소자의 광학 플레이트의 저면도이다.
도 7은 도 1의 조명 소자의 결합 사시도이다.
도 8은 도 7의 조명 소자의 A-A측 단면도이다.
도 9는 도 8의 조명 소자를 설명하는 도면이다.
도 10은 도 7의 조명 소자의 B-B측 단면도이다.
도 11는 도 8의 조명 소자에서 광학 플레이트의 다른 예이다.
도 12은 제2실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12의 조명 소자의 다른 측 단면도이다.
도 14는 실시 예에 따른 발광 소자 상에 반투과 미러를 배치한 조명 소자의 예이다.
도 15는 실시 예에 따른 발광 소자 상에 반투과 미러를 배치한 조명 소자의 다른 예이다.
도 16은 제3실시 예에 따른 플레이트 커버를 갖는 조명 소자를 나타낸 분해 사시도이다.
도 17은 도 16의 조명 소자에서 광학 및 플레이트 커버의 결합 평면도이다.
도 18는 도 17의 광학 및 플레이트 커버의 결합 측 단면도이다.
도 19은 도 17의 광학 및 플레이트 커버의 다른 측 단면도이다.
도 20은 도 17의 조명 소자의 결합 단면도이다.
도 21은 도 17의 조명 소자의 다른 측 단면도이다.
도 22는 도 12의 조명 소자에 플레이트 커버가 적용된 예이다.
도 23은 도 13의 조명 소자에 플레이트 커버가 적용된 예이다.
도 24는 제4실시 예에 따른 플레이트 커버를 갖는 조명 소자의 측 단면도이다.
도 25는 제5실시 예에 따른 플레이트 커버를 갖는 조명 소자의 측 단면도이다.
도 26은 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 27은 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 28은 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 조명장치를 나타낸 분해 사시도이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등의 "상/위(on)"에 또는 "아래/하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"과 "아래/하(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 조명 소자를 설명한다.
도 1은 제1실시예에 따른 조명 소자의 사시도를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 조명 소자의 발광 소자의 일 예를 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2의 발광 소자의 측 단면도이고, 도 4는 도 2의 발광 소자의 다른 측 단면도이며, 도 5는 도 1의 조명 소자의 광학 플레이트의 분해 사시도이고, 도 6은 도 1의 조명 소자의 광학 플레이트의 저면도이며, 도 7은 도 1의 조명 소자의 결합 사시도이고, 도 8은 도 7의 조명 소자의 A-A측 단면도이고, 도 9는 도 8의 조명 소자를 설명하는 도면이며, 도 10은 도 7의 조명 소자의 B-B 측 단면도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 조명 소자(101)는 광을 방출하는 발광 소자(100) 및 상기 발광 소자(100) 상에 배치되며 입사된 광을 확산 및 파장 변환하여 방출하는 광학 플레이트(300)를 포함한다.
상기 발광 소자(100)는 자외선, 청색, 녹색, 적색의 광 중 적어도 하나를 발광할 수 있으며, 예컨대 자외선 또는 청색과 같은 단 파장의 광을 발광할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 서로 다른 피크 파장을 발광할 수 있으며, 예컨대 청색 및 녹색 광을 발광하거나, 자외선 및 가시광선 대역의 광을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 플레이트(300)는 상기 발광 소자(100) 상에 배치되며, 내부에 형광체를 포함할 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)는 상기 발광 소자(100)로부터 방출된 광을 파장 변환하여 방출하게 된다. 상기 광학 플레이트(300)는 탑뷰 형상이 다각형 형상이거나, 타원형 형상, 또는 직선 구간을 갖는 타원 형상일 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)는 상기 발광 소자(100)의 상면과 대면하게 되며, 상기 발광 소자(100) 내의 광원 예컨대, 발광 칩(171,172)으로부터 이격되게 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광학 플레이트(300) 내의 형광체는 상기 발광 칩(171,172)으로부터 발생된 열에 의한 영향을 줄어들 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 도 2 내지 도 4와 같이, 오목부(160)를 갖는 몸체(110), 상기 오목부(160) 내에 복수의 리드 프레임(121,131), 및 상기 오목부(160) 내에 적어도 하나의 발광 칩(171,172)을 포함한다.
상기 몸체(110)는 절연 재질, 또는 전도성 재질을 포함할 수 있다. 상기 몸체(110)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(110)는 수지 재질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA), 에폭시 또는 실리콘과 같은 재질로 이루어질 수 있다. 상기 몸체(110)로 사용되는 에폭시 또는 실리콘 재질 내에는 반사 효율을 높이기 위해 TiO2, SiO2와 같은 금속 산화물인 필러(filler)가 첨가될 수 있다. 상기 몸체(110)는 세라믹 재질을 포함할 수 있다. 상기 몸체(110)는 다른 예로서, 회로 기판을 포함할 수 있으며, 예컨대 수지 재질의 기판(PCB), 방열 금속을 갖는 기판(Metal Core PCB), 세라믹 기판 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 몸체(110)는 콘트라스트(Contrast) 향상을 위해 어두운 색 또는 검은색으로 형성될 수도 있으며 이에 한정하지 않는다.
상기 몸체(110)는 소정 깊이를 갖는 오목부(160)를 포함한다. 상기 오목부(160)는 상기 몸체(110)의 상면(15)으로부터 오목한 컵 구조, 캐비티(cavity) 구조, 또는 리세스(recess) 구조와 같은 형태로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 오목부(160)의 측벽은 바닥에 대해 수직하거나 경사질 수 있으며, 상기 측벽들 중 2개 이상의 측벽이 동일한 각도 또는 서로 다른 각도로 경사지게 배치될 수 있다. 상기 오목부(160)의 표면에는 다른 재질의 반사층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 오목부(160)의 측벽은 상기 몸체(110)의 상면(15)에 인접한 상부 측벽과 상기 리드 프레임(121,131)에 인접한 하부 측벽의 각도가 서로 다를 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(110)의 형상은 위에서 볼 때, 삼각형, 사각형, 오각형과 같은 다각형 구조로 형성되거나, 원형, 타원형, 또는 곡면을 갖는 형상이거나, 모서리가 곡면인 다각형 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(110)는 외측 면으로서, 복수의 측면부 예컨대, 4개의 측면부(11,12,13,14)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 측면부(11,12,13,14) 중 적어도 하나 또는 2개 이상은 상기 몸체(110)의 하면에 대해 수직하거나 경사진 면으로 형성될 수 있다. 상기 몸체(110)는 제1 내지 제4측면부(11,12,13,14)를 그 예로 설명하며, 제1측면부(11)와 제2측면부(12)는 서로 반대측 면이며, 상기 제3측면부(13)와 상기 제4측면부(14)는 서로 반대측 면이다. 상기 제1측면부(11) 및 제2측면부(12) 각각의 길이(Y1)는 제3측면부(13) 및 제4측면부(14)의 너비(X1)와 다를 수 있으며, 예컨대 상기 제1측면부(11)와 상기 제2측면부(12)의 길이(Y1)는 발광 소자(100)의 최대 길이(Y2)보다 짧을 수 있으며, 상기 제3측면부(13) 및 제4측면부(14)의 너비(X1)보다 길게 형성될 수 있다.
상기 제1측면부(11) 또는 제2측면부(12)의 길이(Y1)는 상기 제3측면부(13) 및 제4측면부(14) 사이의 간격 즉, 최대 간격일 수 있다. 이러한 상기 몸체(110)의 길이 방향은 너비 방향에 대해 직교하는 방향이 된다. 도 2 및 3과 같이, 상기 몸체(110)의 상면 길이(Y4)는 상기 오목부(160)의 상부 너비(Y3)보다 넓고 상기 길이(Y1) 즉, 상기 몸체(110)의 바닥 길이보다는 짧을 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 길이(Y2)가 상기 너비(X1)에 비해 2배 이상 예컨대, 3배 이상 길게 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(100) 내에는 복수의 발광 칩(171,172)이 상기 길이 방향으로 배열할 수 있다.
상기 발광 소자(100) 내에는 복수의 발광 칩(171,172)이 상기 길이 방향으로 소정 간격을 갖고 배열할 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 방열 측면에서 개별 리드 프레임(121,131) 상에 각 발광 칩(171,172)을 배치하거나, 하나의 리드 프레임 상에 복수의 발광 칩을 배치할 수 있다. 또한 발광 소자(100)의 길이가 너비보다 길게 배치함으로써, 각 발광 칩(171,172)의 방열 효율이 개선될 수 있고, 발광 칩(171,172)의 사이즈를 증가시켜 줄 수 있어, 고 휘도의 소자를 제공할 수 있다.
상기 몸체(110)의 오목부(160)에는 복수의 리드 프레임(121,131)이 배치된다. 상기 복수의 리드 프레임(121,131)은 적어도 2개 또는 3개 이상의 금속 프레임을 포함하며, 예컨대 제1 및 제2리드 프레임(121,131)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)은 간극부(119)에 의해 분리될 수 있다.
상기 오목부(160) 내에는 하나 또는 복수의 발광 칩(171,172)이 배치될 수 있다. 상기 복수의 발광 칩(171,172)은 적어도 2개 또는 3개 이상의 LED 칩을 포함할 수 있으며, 예컨대 제1, 2발광 칩(171,172)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 리드 프레임(121,131) 중 적어도 하나의 위에는 하나 또는 복수의 발광 칩(171,172)이 배치될 수 있으며, 예컨대 상기 복수의 리드 프레임(121,131) 각각의 위에 적어도 하나의 발광 칩(171,172)이 배치될 수 있다. 상기 복수의 발광 칩(171,172)은 상기 복수의 리드 프레임(121,131)과 선택적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 칩(171,172) 각각은 광원으로 정의될 수 있다.
상기 복수의 리드 프레임(121,131) 중 적어도 하나는 상기 오목부(160)의 바닥 보다 낮은 깊이를 갖는 캐비티(cavity)를 포함할 수 있다. 상기 제1리드 프레임(121)은 제1캐비티(125)를 포함하며, 상기 제1캐비티(125)는 상기 오목부(160)의 바닥보다 낮은 깊이로 함몰된다. 상기 제1캐비티(125)는 상기 오목부(160)의 바닥부터 상기 몸체(110)의 하면 방향으로 오목한 형상, 예컨대, 컵(Cup) 구조 또는 리세스(recess) 형상을 포함한다. 상기 제1캐비티(125)는 상기 제1리드 프레임(121)이 벤딩되거나 에칭되어 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1캐비티(125)의 측벽 및 바닥은 상기 제1리드 프레임(121)에 의해 형성되며, 상기 제1캐비티(125)의 둘레 측벽은 상기 제1캐비티(125)의 바닥으로부터 경사지게 형성될 수 있다. 상기 제1캐비티(125)의 측벽 중에서 마주되는 두 측벽은 동일한 각도로 경사지거나 서로 다른 각도로 경사질 수 있다. 상기 제1캐비티(125)의 측벽 및 바닥의 프레임 두께는 상기 제1리드 프레임(121)의 두께와 동일한 두께일 수 있다.
상기 제2리드 프레임(131)은 제2캐비티(135)를 포함하며, 상기 제2캐비티(135)는 상기 오목부(160)의 바닥보다 낮은 깊이로 함몰된다. 상기 제2캐비티(135)는 상기 제2리드 프레임(131)의 상면 또는 상기 오목부(160)의 바닥으로부터 상기 몸체(110)의 하면 방향으로 오목한 형상, 예컨대, 컵(Cup) 구조 또는 리세스(recess) 형상을 포함한다. 상기 제2캐비티(135)는 상기 제2리드 프레임(131)이 벤딩되거나 에칭되어 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2캐비티(135)의 바닥 및 측벽은 상기 제2리드 프레임(131)에 의해 형성되며, 상기 제2캐비티(135)의 측벽은 상기 제2캐비티(135)의 바닥으로부터 경사지게 형성될 수 있다. 상기 제2캐비티(135)의 측벽 중에서 대응되는 두 측벽은 동일한 각도로 경사지거나 서로 다른 각도로 경사질 수 있다. 상기 제2캐비티(135)의 측벽 및 바닥의 프레임 두께는 상기 제2리드 프레임(131)의 두께와 동일한 두께일 수 있다.
상기 제1캐비티(125) 및 상기 제2캐비티(135)의 바닥 형상은 다각형 또는, 부분 곡면을 갖는 다각형 형상이거나, 원 또는 타원 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(121) 및 상기 제2리드 프레임(131)의 일부 하면은 상기 몸체(110)의 하부로 노출되며, 상기 몸체(110)의 하면과 동일 평면 또는 다른 평면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(121) 및 상기 제2리드 프레임(131)의 일부 하면은 상기 제1 및 제2캐비티(125,135)의 바닥의 반대측 면을 포함한다. 상기 제1 및 제2캐비티(125,135)의 바닥 반대측 면은 상기 몸체(110)의 하면에 노출될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(121)은 제1리드부(123)를 포함하며, 상기 제1리드부(123)는 상기 몸체(110)의 제3측면부(13)로 돌출될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(131)은 제2리드부(133)를 포함하며, 상기 제2리드부(133)는 상기 몸체(110)의 제4측면부(14)로 돌출될 수 있다. 상기 제1리드부(123)는 하나 또는 복수개가 돌출될 수 있으며, 상기 제2리드부(133)는 하나 또는 복수개가 돌출될 수 있다. 상기 제1 및 제2리드부(123,133)는 오목부(160)를 기준으로 서로 반대측 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)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) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2리드 프레임(121,131)의 두께는 0.15mm 이상 예컨대, 0.18mm~1.5mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2리드 프레임(121,131)의 두께가 0.15mm 미만인 경우, 사출 성형에 어려움이 있다. 또한 상기 제1, 제2리드 프레임(121,131)의 두께가 1.5mm를 초과한 경우, 상기 발광 소자(100)의 두께(도 4의 t1)가 증가 및 사이즈가 증가될 수 있고, 재료비 상승의 원인이 될 수 있다. 또한 상기 제1, 제2리드 프레임(121,131)의 두께가 0.15mm 미만인 경우, 전기적인 특성 및 방열 특성이 저하될 수 있다.
상기 제1, 제2리드 프레임(121,131)의 두께는 동일한 두께로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)은 전원을 공급하는 리드 프레임으로 기능하게 된다. 상기 오목부(160) 내에는 제1,2리드 프레임(121,131) 이외에 방열을 위한 금속 프레임 또는 상기 제1,2리드 프레임(121,131) 사이에 전기적으로 연결을 위한 중간 프레임이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(121)의 제1캐비티(125) 내에는 제1발광 칩(171)이 배치되며, 예를 들어 상기 제1발광 칩(171)은 제1캐비티(125) 상에 접착제로 접착될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 상기 제2리드 프레임(131)의 제2캐비티(135) 내에는 제2발광 칩(172)이 배치되며, 예를 들어 상기 제2발광 칩(172)은 제2캐비티(135) 상에 접착제로 접착될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 상기 접착제는 절연성 접착제 또는 전도성 접착제일 수 있다. 상기 절연성 접착제는 에폭시 또는 실리콘과 같은 재질을 포함할 수 있으며, 상기 전도성 접착제는 솔더와 같은 본딩 재질을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2발광 칩(171,172)은 가시광선 대역부터 자외선 대역의 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 자외선 LED 칩, 레드 LED 칩, 블루 LED 칩, 그린 LED 칩, 엘로우 그린(yellow green) LED 칩, 백색 LED 칩 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1 및 제2발광 칩(171,172)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체와 II족-VI족 원소의 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함하는 LED 칩을 포함한다. 상기 제1 및 제2발광 칩(171,172)은 칩 내의 두 전극이 서로 인접하게 배치된 수평형 칩 구조이거나, 서로 반대측에 배치된 수직형 칩으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 칩(171,172)이 수평형 칩인 경우, 하부 절연 기판이 절연성 또는 전도성 접착제로 리드 프레임 상에 접착될 수 있다. 또는 상기 발광 칩(171,172)이 수직형 칩인 경우, 상기 수직형 칩의 하부 전극이 전도성 접착제로 리드 프레임과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 8을 참조하면, 상기 제1발광 칩(171)은 제1와이어(173)로 상기 오목부(160)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(121)과 연결되며, 제2와이어(174)로 제2리드 프레임(131)과 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2발광 칩(172)은 제3와이어(175)로 상기 제1리드 프레임(121)과 연결될 수 있으며, 제4와이어(176)로 상기 오목부(160)의 바닥에 배치된 제2리드 프레임(131)과 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 소자(100)는 보호 소자를 포함할 수 있다. 상기 보호 소자는 상기 제1리드 프레임(121) 또는 상기 제2리드 프레임(131)의 일부 상에 배치될 수 있다. 상기 보호 소자는 몸체(110) 내에 배치될 수 있다. 상기 보호 소자는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 제너 다이오드는 상기 발광 칩(171,172)을 ESD(electro static discharge)로 부터 보호하게 된다. 상기 보호 소자는 제1발광 칩(171) 및 제2발광 칩(172)의 연결 회로에 병렬로 연결될 수 있다.
상기 오목부(160), 제1캐비티(125) 및 상기 제2캐비티(135) 중 적어도 하나 또는 모두에는 몰딩 부재(181)가 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(181)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지층을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 몰딩 부재(181)의 표면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(181)는 형광체가 없는 층일 수 있다. 상기 몰딩 부재(181)는 형광체 이외의 확산제 또는 산란제를 포함할 수 있다. 상기 몰딩 부재(181)가 형광체를 갖는 경우, 상기 형광체가 발광 칩(171,172)에 인접하게 배치되게 되며, 이로 인해 발광 칩(171,172)으로부터 발생된 열에 의해 상기 형광체가 열화되는 문제가 있다. 이러한 형광체의 열화는 색 온도나 색 좌표를 변화시켜 줄 수 있어, 발광 소자(100)의 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 실시 예는 발광 칩(171,172)으로부터 이격된 광학 플레이트(300) 내에 형광체를 제공할 수 있다. 다른 예로서, 상기 발광 칩(171,172) 상의 몰딩 부재(181)는 제거될 수 있다. 상기 몰딩 부재(181)가 제거된 경우, 상기 오목부(160) 내에는 에어 갭이 존재할 수 있다.
상기 광학 플레이트(300)는 도 5 및 도 6과 같이, 오픈 영역(342)을 갖는 지지체(310), 상기 지지체(310) 내에 형광체층(340), 상기 지지체(310) 및 형광체층(340)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 배치된 투명 필름(320,330)을 포함한다.
상기 광학 플레이트(300)의 두께는 0.7mm 이상 예컨대, 0.75mm 내지 1.5mm 범위를 포함할 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)의 두께가 0.7mm 미만인 경우 형광체층(340)의 두께 확보가 어렵고 파장 변환 효율이 저하되는 문제가 있으며, 상기 1.5mm를 초과한 경우 조명 소자의 두께가 증가하게 되고, 투명 필름(320,330)의 두께 증가 시 광 손실이 발생될 수 있다. 여기서, 상기 형광체층(340)의 두께는 상기 지지체(310)의 두께보다 얇을 수 있으며, 1mm 미만 예컨대, 0.4mm 내지 0.7mm 사이의 범위가 될 수 있다. 상기 형광체층(340)의 두께가 상기 범위보다 얇은 경우 파장 변환 효율이 저하되며, 상기 범위보다 두꺼우면 조명 소자의 두께가 증가하게 되는 문제가 있다.
상기 지지체(310)는 내부에 오픈 영역(342)을 포함하며, 외 형상이 원형 또는 다각형 프레임 형상을 포함할 수 있다. 상기 지지체(310)는 상기 오픈 영역(342)의 외측 둘레에 프레임(frame) 형상을 포함할 수 있다. 상기 오픈 영역(342)은 원 형상 또는 다각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 오픈 영역(342)은 도 8 내지 도 10과 같이, 상기 발광 소자(100)의 오목부(160)의 형상과 대응되는 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지체(310)는 상기 형광체층(340)의 측면을 감싸게 형성될 수 있다. 상기 지지체(310)는 상기 형광체층(340)의 외측 둘레를 에워싸는 구조로 형성될 수 있다.
상기 오픈 영역(342)의 하면 면적은 상기 몰딩 부재(160)의 상면 또는 광 출사면과 동일한 면적이거나 작거나 넓은 면적일 수 있다. 상기 오픈 영역(342)의 하면 면적은 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지체(310)는 반사성 재질일 수 있다. 상기 지지체(310)는 유리 재질 예컨대, 백색 유리 또는 반사율이 높은 유리 재질을 포함할 수 있다. 상기 백색 유리 또는 반사율이 높은 유리 재질은 투명한 유리 내에 백색 입자 또는/및 기포를 첨가하여 형성할 수 있다. 상기 지지체(310)의 반사율은 상기 투명 필름(320,330)의 반사율보다 높을 수 있다.
상기 지지체(310)는 다른 예로서, 수지 재질을 포함하며, 상기 수지 재질은 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 에폭시 또는 실리콘 재질을 포함할 수 있다. 상기 수지 재질 내에 금속 산화물 예컨대, TiO2, SiO2와 같은 금속 산화물 또는 백색 입자인 필러가 첨가될 수 있다. 상기 지지체(310)는 백색 수지로 이루어질 수 있다. 상기 지지체(310)는 세라믹 재질을 포함할 수 있다. 상기 지지체(310)는 콘트라스트(Contrast) 향상을 위해 어두운 색 또는 검은색으로 형성될 수도 있으며 이에 한정하지 않는다. 상기 지지체(310)가 반사성 재질인 경우, 입사된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 지지체(310)의 내측 면에는 미세한 요철 패턴이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지체(310)는 다른 예로서, 투광성 재질일 수 있으며, 예컨대 투명한 유리 재질이거나 투명한 수지 재질일 수 있다. 상기 지지체(310)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질일 수 있다. 상기 지지체(310)가 투광성 재질인 경우, 입사된 광을 측면을 통해 방출할 수 있다.
다른 예로서, 상기 지지체(310)의 내측면 또는 내측면/하면에는 금속 재질의 반사층이 더 배치될 수 있으며, 이러한 반사층은 입사된 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 이때 상기 지지체(310)의 재질은 투광성 재질이거나 반사성 재질일 수 있다.
상기 지지체(310)의 내 측면 및 외 측면 중 적어도 하나는 수직하거나 경사진 면으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 지지체(310)는 길이 방향에서 내측면과 외측면 사이의 간격(W1)은 0.4mm 이상 예컨대, 0.45mm 내지 0.6mm 범위일 수 있으며, 이러한 범위보다 작은 경우 상기 지지체(310)의 강성 확보가 어렵고 상기 범위보다 큰 경우 재료 낭비가 초래될 수 있다. 상기 간격(W1)은 지지체(310)의 오픈 영역(342)의 외측 프레임의 너비일 수 있다.
상기 지지체(310)는 너비 방향에서 내측면과 외측면 사이의 간격(W2)는 상기 간격(W1)보다는 작을 수 있으며, 상기 발광 소자의 오목부 사이즈에 따라 달라질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지체(310)의 내측면 예컨대, 상기 형광체층(340)과 접촉되는 면은 상기 제1투명 필름(320)의 하면에 대해 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다. 상기 지지체(310)의 내 측면이 경사진 경우, 상기 형광체층(340)의 상면 너비 또는 상면 면적은 하면 너비 또는 하면 면적보다 클 수 있다.
상기 형광체층(340)은 투명한 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질 내에 형광체가 첨가될 수 있다. 상기 형광체층(340)은 상기 발광 칩(171,172)으로부터 방출된 광의 파장을 변환하게 된다. 상기 형광체층(340)은 적색, 녹색, 황색, 청색 형광체 중 적어도 하나 또는 서로 다른 종류를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 방출되는 광의 일부를 여기시켜 다른 파장의 광으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 형광체층(340)은 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있다. 상기 양자점은 II-VI 화합물, 또는 III-V족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, 적색, 녹색, 황색, 적색 양자점 중 적어도 하나 또는 서로 다른 종류를 포함할 수 있다.
상기 양자점은 예컨대, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, In,Sb, AlS, AlP, AlAs, PbS, PbSe, Ge, Si, CuInS2, CuInSe2 등과 같은 것들 및 이들의 조합이 될 수 있다. 이러한 양자점의 경우 온도에 따른 발광 효율의 변화가 크게 되므로, 실시 예와 같이 발광 칩(171,172)으로부터 이격시켜 주어 발광 효율의 변화를 줄여줄 수 있다.
상기 형광체층(340)의 아래 및 위 중 적어도 하나 또는 모두에 투명 필름(320,330)이 배치될 수 있다. 상기 투명 필름(320,330)은 예컨대, 상기 형광체층(340)의 아래에 배치되는 제1투명 필름(320) 및 상기 형광체층(340) 위에 배치되는 제2투명 필름(330)을 포함할 수 있다. 상기 투명 필름(320,330)은 형광체층(340)의 입사면 또는/및 출사면에 배치될 수 있다. 이러한 광학 플레이트(300)는 제1 및 제2투명 필름(320,330) 중 어느 하나는 제거될 수 있으며, 예컨대 제1 또는 제2투명 필름(320, 330)은 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이는 상기 광학 플레이트(300)의 제조시 상기 투명 필름(320,330) 중 어느 하나는 상기 형광체층(340)의 디스펜싱 과정 시 지지하는 베이스 필름이 될 수 있다.
상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 유리, 또는 투명한 수지 필름을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 지지체(310) 상에 접착되어 상기 형광체층(340)을 보호하게 된다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 몰딩 부재(181)의 굴절률과 동일하거나 낮은 굴절률을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 몰딩 부재(181)의 굴절률의 차이가 0.2 이하인 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 몰딩 부재(181) 및 상기 형광체층(340)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)의 소정 영역에는 오픈 영역이 배치될 수 있으며, 상기 오픈 영역에는 상기 형광체층(340)의 일부가 돌출될 수 있다. 이때 상기 돌출된 형광체층(340)의 일부는 상기 몰딩 부재(181)에 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 오픈 영역은 발광 칩(171,172)와 중첩되지 않는 영역에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다.
다른 예로서, 상기 몰딩 부재(181)가 제거된 경우, 상기 발광 소자(100)의 오목부(160) 내에 에어 갭(Air gap)이 존재할 수 있으며, 상기 에어 갭 상에 상기 제1투명 필름(320)이 배치될 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)은 상기 지지체(310)의 하면 및 상기 형광체층(340)의 하면에 부착될 수 있다. 상기 제2투명 필름(330)은 상기 지지체(310)의 상면 및 상기 형광체층(340)의 상면에 부착될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)의 하면은 상기 몰딩 부재(181) 상에 접착될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 하면은 상기 몰딩 부재(181)의 표면에 접착될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)이 상기 몰딩 부재(181)의 경화 전에 접착됨으로써, 상기 제1투명 필름(320)과 상기 몰딩 부재(181) 사이의 계면에서의 광 손실을 줄여줄 수 있다.
상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 두께는 0.3mm 이하이고 0.05mm 이상 예컨대, 0.08mm 내지 0.2mm 범위일 수 있다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 두께가 0.05mm 미만인 경우 핸들링(handling)이 어렵고 강성에 문제가 발생될 수 있으며, 상기 0.2mm를 초과한 경우 광학 플레이트(300)의 두께가 두꺼워지고 광 투과율이 저하될 수 있다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 두께는 서로 동일한 두께이거나 서로 다른 두께일 수 있다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 두께가 서로 다른 경우, 상기 제1투명 필름(320)이 제2투명 필름(330)의 두께보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 이는 제1투명 필름(320)의 두께가 제2투명 필름(330)의 두께보다 두껍기 때문에 발광 소자(100)와 안정적으로 접착될 수 있다.
상기 형광체층(340)의 두께는 제1투명 필름(320) 또는 제2투명 필름(330)의 두께보다 두껍고, 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 두께의 합보다 두꺼울 수 있다. 또한 상기 형광체층(340)의 두께는 상기 제1투명 필름(320)의 두께의 5배내지 7배의 두께를 가질 수 있다.
상기 형광체층(340)은 상기 지지체(310)의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있으며, 이 경우 상기 지지체(310)의 상면 및 하면의 일부 또는 전 영역에는 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)이 접촉될 수 있다.
다른 예로서, 상기 형광체층(340)은 상기 지지체(310)의 두께보다 얇은 두께를 가질 수 있다. 상기 형광체층(340)은 상면이 평평하거나 볼록 또는 오목하게 형성될 수도 있다. 이는 지지체(310)가 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 외측 둘레로 돌출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 따른 광학 플레이트(300)는 발광 소자(100)의 두께(도 4의 t1)보다 얇은 두께로 제공되어, 발광 소자(100) 상의 조명 플레이트 또는 형광 플레이트로 기능할 수 있다. 상기 조명 소자(101)는 광학 플레이트(300)와 상기 발광 소자(100)의 두께 합이 2mm 이하의 두께로 제공될 수 있으며, 이러한 조명 소자의 두께가 상기 2mm를 초과할 경우, 조명 소자의 두께가 증가하게 되고, 이를 구비한 라이트 유닛의 두께도 증가하게 되는 문제가 있다.
상기한 광학 플레이트의 제조 과정은, 제1투명 필름(320) 상에 지지체(310)를 형성한 다음, 상기 지지체(310)의 오픈 영역(342)에 형광체층(340)을 디스펜싱하게 된다. 그리고 상기 형광체층(340)이 경화되기 전에 상기 형광체층(340) 및 지지체(320) 상에 제2투명 필름(330)을 적층하며, 이후 소정 크기로 커팅하여 원하는 크기의 광학 플레이트(300)를 제공할 수 있다.
그리고, 광학 플레이트(300)를 발광 소자 상에 부착한 과정은, 발광 소자(100) 내에 몰딩 부재(181)를 몰딩한 후, 상기 몰딩 부재(181)의 경화 전에 제1투명 필름(320)을 상기 몰딩 부재(181) 상에 부착할 수 있다.
상기 광학 플레이트(300)는 발광 소자(100) 상에 도 7 내지 도 10과 같이 결합될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)는 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면에 부착될 수 있다. 도 9와 같이, 상기 광학 플레이트(300)는 상기 발광 칩(171,172)과 소정 간격(G1)으로 이격될 수 있다. 상기 간격(G1)은 0.4mm 이상 1.4mm 이하, 예컨대, 0.4mm 내지 0.7mm 범위일 수 있다. 상기 발광 칩(171,172)과 제1투명 필름(320) 간의 간격(G1)이 상기 범위보다 작은 경우 몸체(110)의 두께가 얇아져 강성 확보가 어렵고 형광체 열화 문제가 발생될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 발광 소자(100)가 두꺼워지는 문제가 존재할 수 있고 광 확산 효과가 미미할 수 있다.
상기 광학 플레이트(300)의 제1축 방향의 길이(D2)는 상기 발광 소자(100)의 제1축 방향의 최대 길이(Y2)보다 짧을 수 있으며, 몸체(110)의 길이(Y1)와 같거나 다르게 형성될 수 있다. 상기 몸체(110)의 길이(Y1)는 몸체(110)의 하부 길이일 수 있으며 몸체(110)의 최대 길이일 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)의 제1축 방향의 길이(D2)는 도 3과 같은 몸체(110)의 상부 길이(Y4)와 동일하거나 크거나 작을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 플레이트(300)는 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면(15)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 광학 플레이트(300)의 하면 면적은 상기 몸체(110)의 상면 면적과 동일하거나 더 크거나 작을 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)의 하면 길이는 상기 몸체(110)의 상면 길이(도 3의 Y4)와 동일하거나 다를 수 있다. 상기 형광체층(340)의 길이는 상기 몸체(110)의 상면 길이(도 3의 Y4)보다 짧을 수 있다.
도 10과 같이, 또한 상기 광학 플레이트(300)의 제2축 방향의 너비(D3)는 상기 발광 소자(100)의 제2축 방향의 너비(X4)보다 좁게 형성되어, 상기 발광 소자(100)의 몸체 상면(15)에 배치될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)의 지지체(310)는 상기 몸체(110)의 상면(15)과 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)은 상기 몸체(110)의 상면에 배치될 수 있으며, 예컨대 상기 제1투명 필름(320)의 하면 외측 둘레는 상기 몸체(110)의 상면에 접착제로 접착될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레는 상기 오목부(160) 또는 상기 몰딩 부재(181)의 영역 보다 외측에 배치될 수 있다. 상기 지지체(310) 및 상기 제1투명 필름(320) 중 적어도 하나 또는 모두는 상기 몸체(110)의 상면과 접착제로 접착될 수 있다. 상기 지지체(310)의 일부는 상기 몸체(110)의 상면과 수직 방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
이러한 광학 플레이트(300)의 하면과 상기 몸체의 상면(15)과의 접착 면적이 커질 경우, 상기 광학 플레이트(300)의 수평 방향의 유동을 줄여줄 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)의 외측 하면은 상기 몸체(110)의 상면에 접착체로 접착될 수 있다.
도 8 및 도 9와 같이, 상기 광학 플레이트(300)는 상기 발광 소자(100)의 오목부(160)와 대응되는 영역에 상기 형광체층(340)이 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 오목부(160)을 통해 방출되는 광은 상기 제1투명 필름(320)을 거쳐 상기 형광체층(340)으로 입사된 후 파장 변환되어 제2투명 필름(330)으로 방출될 수 있다.
상기 몰딩 부재(181)는 상기 제1투명 필름(320) 아래에 배치될 수 있다. 상기 몰딩 부재(181)는 상기 제1투명 필름(320)의 하면에 접촉될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 하면은 상기 몸체(110)의 상면보다 위에 배치되거나 상기 몰딩 부재(181)의 상면보다 위에 배치될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)은 상기 몰딩 부재(181)와 상기 형광체층(340) 사이에 배치될 수 있다.
도 9 및 도 10과 같이, 상기 형광체층(340)의 제1축 방향의 길이(D1)는 상기 오목부(160)의 제1축 방향의 길이(Y3)와 동일하거나 작을 수 있다. 상기 형광체층(340)의 제2축 방향의 너비(D4)는 상기 오목부(160)의 제2축 방향의 너비(X2)와 동일하거나 작을 수 있다. 상기 형광체층(340)의 제1축 방향의 길이(D1)는 제2축 방향의 너비(D4)보다 클 수 있다. 상기 형광체층(340)은 상기 오목부(160)와 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 이에 따라 상기 형광체층(340)은 상기 발광 소자(100)의 오목부(160)를 통해 방출되는 광을 효과적으로 파장 변환할 수 있다.
상기 발광 칩(171,172)의 길이(E1)는 상기 발광 칩(171,172)의 너비(E2)와 동일하거나 더 길게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 11은 도 8의 광학 플레이트의 다른 예이다.
도 11을 참조하면, 광학 플레이트(300)는 실시 예에 개시된 발광 소자(100) 상에 배치된 오픈 영역(342)을 갖는 지지체(310), 제1투명 필름(320), 제2투명 필름(330) 및 상기 오픈 영역(342)에 형광체층(340)을 포함한다.
상기 지지체(310)의 오픈 영역(342)의 길이(D1)는 상기 발광 소자(100)의 오목부(160)의 상부 길이(Y3) 또는 상기 몰딩 부재(181)의 상면 길이와 동일하거나 더 길게 형성될 수 있다. 상기 형광체층(340)의 길이는 상기 오목부(160)의 상부 길이(Y3) 또는 상기 몰딩 부재(181)의 상면 길이와 동일하거나 더 길게 형성될 수 있다.
또한 상기 광학 플레이트(300)의 외 측면은 상기 발광 소자(100)의 영역보다 외측으로 돌출될 수 있다. 이에 따라 광학 플레이트(300)는 상기 발광 소자(100)의 상면 면적보다 더 넓은 면적으로 접착될 수 있어, 발광 소자(100) 상에 안정적으로 부착될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 외측은 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 보다 외측으로 돌출될 수 있다. 이에 따라 상기 제1투명 필름(320)의 입사 면적을 증가시켜 줄 수 있다 상기 제1투명 필름(320)의 하면 면적은 상기 오목부(160)의 상면 면적 또는 상기 몰딩 부재(181)의 상면 면적보다 넓을 수 있다.
상기 지지체(310)의 외측은 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 보다 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 제2투명 필름(330)의 외측은 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 보다 외측으로 돌출될 수 있다. 이러한 광학 플레이트(300)의 길이(D2)는 상기 발광 소자(100)의 길이(Y1)보다 크게 제공함으로써, 형광체층(340)의 길이나 면적을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)는 상기 발광 소자(100) 상에 안정적으로 배치될 수 있다. 이러한 광학 플레이트(300)는 상기 오목부(181)의 상부 면적에 상응되는 형광체층(340)의 입사 면적을 제공할 수 있어, 광 입사 면적이 증가하여 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 12은 및 도 13은 제2실시 예에 따른 조명 소자의 발광 소자의 측 단면도이다. 상기한 제2실시 예를 설명함에 있어서, 상기 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 하고, 중복 설명은 생략할 수 있다.
도 12 및 도 13를 참조하면, 조명 소자는 발광 소자(100A) 및 상기 발광 소자(100A) 상에 광학 플레이트(300)를 포함한다. 상기의 광학 플레이트(300)는 상기에 개시된 실시 예가 적용될 수 있다.
상기 발광 소자(100A)는 오목부(162)를 갖는 몸체(110A), 상기 오목부(162) 내에 복수의 리드 프레임(122,132), 상기 오목부(162) 내에 복수의 발광 칩(171,172)을 포함한다.
상기 광학 플레이트(300)는 발광 소자(100A)의 발광 칩(171,172)과 소정 간격(G2)으로 이격될 수 있다. 상기 간격(G2)는 0.4mm 이상 1.4mm 이하 예컨대, 0.4mm 내지 0.7mm 범위일 수 있다. 상기 발광 칩(171,172)과 광학 플레이트(300)의 제1투명 필름(320) 간의 간격(G2)이 상기 범위보다 작은 경우 몸체(110)의 두께가 얇아져 강성 확보가 어렵고 형광체 열화 문제가 발생될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 발광 소자(100A)가 두꺼워지는 문제가 존재할 수 있고 광 확산 효과가 미미할 수 있다. 이러한 발광 소자(100A)와 광학 플레이트(300)의 두께의 합은 2mm 이하로 제공되어, 백라이트 유닛과 같은 조명 장치의 두께를 증가시키는 것을 방지할 수 있다.
상기 복수의 리드 프레임(122,132) 중 적어도 하나 또는 모두는 상면이 수평한 면으로 형성될 수 있다. 즉, 도 8과 같은 각 리드 프레임(121,131)에 캐비티를 형성하지 않고, 상면이 플랫한 리드 프레임을 제공할 수 있다.
상기 복수의 리드 프레임(122,132)은 제1리드 프레임(122) 및 상기 제1리드 프레임(122)로부터 이격된 제2리드 프레임(132)을 포함한다.
상기 제1리드 프레임(122)의 상면 너비는 하면 너비보다 넓을 수 있고, 그 상면 면적은 하면 면적보다 넓을 수 있다. 상기 제2리드 프레임(132)의 상면 너비는 하면 너비보다 넓을 수 있고, 그 상면 면적은 하면 면적보다 넓을 수 있다. 이에 따라 제1 및 제2리드 프레임(122,132)의 표면적이 증가될 수 있어, 몸체(110A)와의 접착력이 개선될 수 있고, 방열 효율이 증가될 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(122,132)은 서로 마주하는 영역에 단차 구조(22,32)를 가질 수 있다. 상기 단차 구조(22,32)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(122,132) 사이에 배치된 간극부(119)와의 접착 면적이 증가될 수 있다. 상기 단차 구조(22,32)는 계단 형태로 형성되거나 기울기를 가지며 형성될 수도 있으며 이에 한정하지 않는다.
상기 간극부(119)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(122,132) 사이의 영역에 배치되거나, 일부가 상기 제1 및 제2리드 프레임(122,132)의 상면 상에 배치될 수 있다. 상기 간극부(119)는 상기 몸체(110A)와 동일한 재질이거나 다른 절연 재질일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(122,132)은 홀(23,33)을 포함하며 상기 홀(22,33)에는 몸체(110A)의 일부(116,117)가 결합될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(122)의 홀(23)은 하나 또는 복수개가 상기 몸체(110A)와 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(132)의 홀(33)은 하나 또는 복수개가 상기 몸체(110A)와 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 상기 홀(23,33) 각각은 하부의 너비가 상부의 너비보다 더 크게 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 이에 따라 몸체(110A)와 리드 프레임(122,132)의 홀(23,33)과의 접착력은 증가될 수 있어, 습기 침투를 방지할 수 있다.
도 14은 실시 예에 따른 반투과 미러를 갖는 광학 플레이트 및 발광 소자를 갖는 조명 소자를 나타낸 도면이고, 도 15는 도 14의 발광 소자의 다른 예이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 광학 플레이트(300)는 하면에 반투과 미러(351)를 포함할 수 있다. 상기 반투과 미러(351)는 실시 예에 개시된 발광 소자(100,100A)의 발광 칩(171,172)과 대면하게 배치할 수 있다. 상기 반투과 미러(351)는 발광소자(100,100A)의 발광 칩(171,172)과 수직방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 상기 반투과 미러(351)는 상기 광학 플레이트(300)의 제1투명 필름(320)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 반투과 미러(351)는 상기 발광 소자가 몰딩 부재(181)를 구비한 경우, 상기 몰딩 부재(181)에 접촉될 수 있다. 상기 반투과 미러(351)의 하면은 상기 몰딩 부재(181)의 상면보다 낮게 배치될 수 있다.
상기 반투과 미러(351)는 상기 발광 칩(171,172)과 제1투명 필름(320) 사이에 배치될 수 있다. 상기 반투과 미러(351)는 상기 발광 칩(171,172)과 형광체층(340) 사이에 배치될 수 있다.
상기 반투과 미러(351)는 상기 발광 칩(171,172)으로부터 입사된 광을 투과하고 일부 광을 반사하게 된다. 상기 반투과 미러(351)는 투과율보다 반사율이 더 높을 수 있다.
상기 반투과 미러(351)는 하면 면적이 상기 발광 칩(171,172)의 상면 면적보다 크게 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 반투과 미러(351)는 상대적으로 높은 입사 광에 대해 투과 및 반사하게 된다. 상기 반투과 미러(351)의 너비(E4)는 상기 발광 칩(171,172)의 너비보다 넓을 수 있다.
상기 반투과 미러(351)는 발광 칩이 복수개인 경우, 복수개가 각 발광 칩(171,172) 상에 각각 대면하게 배치될 수 있다. 이러한 반투과 미러(351)는 탑뷰 형상이 원 형, 다각형 또는 타원 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이러한 반투과 미러(351)는 입사된 광을 확산시켜 주게 되므로, 상기 광학 플레이트(300)의 형광체층(340)으로 균일한 광 분포로 입사될 수 있다.
도 14와 같이, 상기 발광 칩(171,172)으로부터 방출된 일부 광은 상기 반투과 미러(351)를 투과되고, 일부 광은 상기 반투과 미러(351)에 의해 반사되어 상기 캐비티 바닥의 리드 프레임(121,131)의 표면에서 재 반사될 수 있다.
도 15와 같이, 상기 발광 칩(171,172)으로부터 방출된 일부 광은 상기 반투과 미러(351)를 투과되고, 일부 광은 상기 반투과 미러(351)에 의해 반사되어 플랫한 리드 프레임(121,131)의 표면에 의해 재 반사될 수 있다. 상기 반투과 미러(351)는 도 1 내지 도 13의 실시 예에 개시된 광학 플레이트에 적용될 수 있다. 또한 후술되는 실시 예의 조명 소자의 광학 플레이트에 상기한 반투과 미러가 적용될 수 있다.
상기한 실시 예의 광학 플레이트(300)는 제1투명 필름(320)으로 입사된 광의 일부가 상기 제1투명 필름(320)을 따라 상기 발광 소자(100,100A)의 몸체 상면과 지지체 사이의 영역을 통해 외측으로 누설될 수 있다. 즉, 제1투명 필름(320)의 외측 둘레를 통한 빛샘 문제가 발생될 수 있다. 이러한 빛샘 문제는 상기 광학 플레이트(300)의 제2투명 필름(330)을 통해 추출되는 광속을 저하시킬 수 있다. 이하, 다른 실시 예는 상기한 빛샘 문제를 줄여줄 수 있는 구조를 갖는 반사성 재질의 플레이트 커버를 제공할 수 있다.
도 16은 제3실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 도면이며, 도 17은 도 16의 조명 소자에서 광학 및 플레이트 커버의 결합 평면도이고, 도 18는 도 17의 광학 및 플레이트 커버의 결합 측 단면도이고, 도 19는 도 17의 광학 및 플레이트 커버의 다른 측 단면도이며, 도 20은 도 16의 조명 소자의 결합 측 단면도이고, 도 21은 도 16의 조명 소자의 다른 측 단면도이다.
도 16 내지 도 21을 참조하면, 조명 소자는 발광 소자(100), 상기 발광 소자(100) 상에 광학 플레이트(300), 및 상기 광학 플레이트(300) 상에 플레이트 커버(360)를 포함한다. 상기 발광 소자(100) 및 광학 플레이트(300)는 상기에 개시된 설명을 참조하기로 하며, 동일 구성의 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 플레이트 커버(360)는 개구부(365)를 갖고 측면 커버부(361) 및 탑 커버부(362)를 포함한다. 상기 측면 커버부(361)는 상기 광학 플레이트(300)의 측면 외측에 배치되며, 상기 광학 플레이트(300)의 측면을 통해 누설되는 광을 반사시켜 줄 수 있다. 이러한 측면 커버부(361)는 조명 소자의 지향각 분포나 광 분포에 영향을 줄 수 있는 누설 광을 차단할 수 있다.
상기 플레이트 커버(360)의 내부에는 상기 광학 플레이트(300)가 삽입될 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)의 탑 커버부(362)는 상기 광학 플레이트(300)의 상면 둘레에 배치될 수 있다. 상기 탑 커버부(362)는 상기 광학 플레이트(300)의 상면 외측을 눌러줄 수 있다. 상기 탑 커버부(362) 및 상기 측면 커버부(361)는 상기 플레이트 커버(360)가 유동하는 것을 최소화시켜 줄 수 있다.
상기 플레이트 커버(360)는 금속 또는 비금속 재질일 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)가 금속인 경우, 예컨대, 철(Fe), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 또는 은(Ag)와 같은 금속 재질이거나 합금일 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)가 비금속인 경우 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)은 반사율이 높은 재질일 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)의 표면에는 고 반사 재질 예컨대, 은(Ag), Ag 합금, 알루미늄(Al), Al-합금 중 적어도 하나가 도금이나 코팅될 수 있다. 이러한 플레이트 커버(360)는 표면으로 입사된 광을 반사시켜 주어, 광량이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 17과 같이, 상기 플레이트 커버(360)는 길이(D5)는 너비(D6)의 2배 이상 예컨대, 3배 이상일 수 있다. 이러한 플레이트 커버(360)의 길이(D5) 및 너비(D6) 간의 비율은 도 9 및 도 10에 도시된 몸체(110)의 길이(Y1) 및 너비(X4)의 비율에 따라 달라질 수 있으며, 상기 길이 D5≥Y1의 조건을 만족하고, 상기 너비 D6≥X4의 조건을 만족할 수 있다.
도 18와 같이, 상기 플레이트 커버(360)는 상기 광학 플레이트(300)의 상면 외측부터 상기 발광 소자(100)의 상부 외측 둘레까지 연장될 수 있다. 이러한 플레이트 커버(360)의 측면 높이는 상기 광학 플레이트(300)의 두께보다 크게 배치될 수 있다.
상기 플레이트 커버(360)는 상기 광학 플레이트(300)의 제1 및 제2투명 필름(320,330) 중 적어도 하나 또는 모두의 측면을 통해 진행하는 누설된 광을 반사할 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)는 상기 광학 플레이트(300)의 지지체(310)가 투광성 재질인 경우, 상기 지지체(310)를 통해 외부로 방출된 광을 반사할 수 있다.
도 18 및 도 19와 같이, 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)는 상기 광학 플레이트(300)의 외 측면과 대면할 수 있으며, 상기 광학 플레이트(300)의 외 측면으로부터 이격될 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)의 측벽 커버부(361) 간의 길이 방향의 제1간격(D7)은 광학 플레이트(300)의 길이(D2)보다 길거나 동일하게 배치될 수 있고, 너비 방향의 제2간격은 상기 광학 플레이트(300)의 너비(D3)와 동일하거나 더 넓게 배치될 수 있다.
이러한 플레이트 커버(360)는 도 20 및 도 21과 같이, 상기 발광 소자(100) 및 광학 플레이트(300) 상에 결합될 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)는 상기 광학 플레이트(300)의 하면보다 소정 길이(P1)로 하 방향으로 돌출될 수 있다. 이를 통해 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)가 광학 플레이트(300)의 외측부터 상기 발광 소자(100)의 외측 상부까지 연장되어, 상기 제1투명 필름(320)의 측면을 통해 누설되는 광을 차단할 수 있다. 또한 상기 측면 커버부(361)는 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 측면을 통해 누설되는 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)는 상기 광학 플레이트(300) 하면보다 돌출된 부분을 형성하지 않을 수도 있으며 이에 한정하지 않는다.
여기서, 도 16, 도 20 및 도 21과 같이, 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 측면부(11,12,13,14) 상에는 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)가 배치될 수 있다. 상기 몸체(110)의 측면부(11,12,13,14) 중 적어도 하나 또는 2개, 또는 모두에는 단차 구조(43)가 배치되며, 상기 단차 구조(43)에는 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)가 대응될 수 있다.
상기 몸체(110)의 단차 구조(43)는 수직 방향으로 상기 광학 플레이트(360)의 제1투명 필름(320)의 하면 외측과 수직 방향으로 오버랩되거나, 지지체(310)와 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)는 상기 단차 구조(43) 상에 배치되거나 인접한 위치에 배치될 수 있다.
상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)는 상기 제1투명 필름(320)의 측면에 밀착되거나 조립 오차 범위로 배치될 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)는 도 21과 같이, 상기 제1투명 필름(320)의 너비 방향의 측면과의 간격이 도 20과 같이, 상기 제1투명 필름(320)의 길이 방향의 측면과의 간격보다 더 작을 수 있다. 예컨대, 상기 제1투명 필름(320)의 길이가 너비보다 큰 경우, 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)와 상기 제1투명 필름(320)의 너비 방향의 측면 사이의 간격을 더 작게 하여 빛샘 문제를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 몸체(110)의 측면부(11,12,13,14)의 상부에 단차 구조(43)를 포함할 수 있으며, 상기 단차 구조(43)는 몸체(110)의 상면(15)보다 낮은 상면을 갖는 높이로 단차지게 형성될 수 있다. 이러한 단차 구조(43)에는 도 20 및 21과 같이 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)가 연장될 수 있다. 이에 따라 상기 플레이트 커버(360)는 측면 커버부(361)가 상기 몸체(110)의 측면부(11,12,13,14)까지 연장되고, 단차 구조(43)에 밀착되거나 단차 구조(43) 상에 놓일 수 있다. 상기 단차 구조(43)의 깊이(도 21의 P2)는 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)가 상기 광학 플레이트(300)의 하면보다 돌출된 길이(P1)보다 더 깊게 형성되어, 상기 측면 커버부(361)의 삽입을 가이드할 수 있다. 또한 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)가 상기 제1투명 필름(320)을 통해 진행하는 광을 반사시켜 줄 수 있다.
표 1의 예1,2,3은 실시 예에 따른 광학 플레이트에 플레이트 커버의 결합 여부에 의한 광학 플레이트의 광도를 비교한 표이다. 여기서, 예1는 도 8과 같은 조명 소자이고, 예 2는 도금층이 없는 플레이트 커버를 갖는 조명 소자이며, 예3은 도금층(예: Ag 도금)을 갖는 플레이트 커버를 갖는 조명 소자이다.
예1 예2 예3
광도 100% (기준) 99.4% 101%
제1투명 필름의 누설 광 0% 0% 0%
제2투명 필름의 누설 광 2.9% 0% 0%
상기한 표와 같이, 플레이트 커버가 없는 경우, 제1투명 필름의 측면을 통해 누설된 광이 2.9% 정도 발생됨으로써, 이러한 누설 광에 의해 조명 소자의 배광 특성이나 색 지향 특성이 변경될 수 있다. 실시 예는 상기한 제1투명 필름의 측면을 통한 누설 광을 플레이트 커버(360)으로 차단할 수 있다.
상기 플레이트 커버(300)의 측면 커버부(361)는 상기 단차 구조(43)에 인접하게 배치되므로, 상기 광학 플레이트(300)와 상기 몸체(110) 사이의 영역을 통해 몰딩 부재(181)가 누설되더라도, 상기 누설된 몰딩 부재(181)는 상기 단차 구조(43)에 놓일 수 있어, 상기 몰딩 부재(181)가 외관을 해치는 것을 방지할 수 있다.
상기 플레이트 커버(360)는 상기 광학 플레이트(300)를 상기 발광 소자(100) 상에 밀착시켜 줄 수 있고, 상기 광학 플레이트(300)의 유동을 방지할 수 있다. 또한 상기 플레이트 커버(360)는 금속 재질로 형성된 경우, 상기 발광 소자(100) 및 광학 플레이트(300)로부터 발생된 열을 방열할 수 있다.
상기 플레이트 커버(360)의 개구부(365)는 상기 형광체층(340)의 상면면적보다 큰 면적으로 배치되므로, 상기 형광체층(340)으로부터 방출된 광에 간섭을 주지 않을 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)의 개구부(365)는 상기 발광 소자(100)의 오목부(160)과 대면할 수 있다.
상기 플레이트 커버(360)의 탑 커버부(362)는 상기 개구부(365)의 길이 방향의 양측에 배치될 수 있다. 상기 플레이트 커버(360)의 탑 커버부(362)는 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면과 대면할 수 있다. 다른 예로서, 상기 플레이트 커버(360)의 탑 커버부(362)는 상기 개구부(365)의 너비 방향의 양측에 배치되거나, 상기 개구부(365)의 둘레에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 탑 커버부(362)는 내측 코너에 복수의 리세스(363)를 구비할 수 있으며, 상기 리세스(363)는 플레이트 커버(360)의 탑 커버부(362)의 강성을 강화시켜 줄 수 있다.
도 22 및 23은 도 12 및 도 13의 조명 소자에 플레이트 커버가 적용된 예이다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 조명 소자는, 발광 소자(100A), 상기 발광 소자(100A) 상에 광학 플레이트(300), 및 상기 광학 플레이트(300) 상에 플레이트 커버(360)를 포함한다. 상기 발광 소자(100A)는 도 12 및 도 13의 설명을 참조하기로 하며, 상기 광학 플레이트(300)는 도 5 내지 도 7의 광학 플레이트의 설명을 참조하기로 한다.
상기 발광 소자(100A)의 몸체(110A)의 외측에는 단차 구조(43)가 배치되며, 상기 단차 구조(43)는 상기 몸체(110A)의 측면부(11,12,13,14)의 상부를 따라 몸체(110A)의 상면(15)보다 낮은 깊이로 형성될 수 있다. 이러한 단차 구조(43)에는 상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)가 배치될 수 있다.
상기 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)는 상기 광학 플레이트(300)의 제1투명 필름(320)의 측면을 통해 누설된 광을 반사시켜 줄 수 있다.
도 24는 제4실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 24는 참조하면, 조명 소자는 발광 소자(400) 및 상기 발광 소자(400) 상에 실시 예에 개시된 광학 플레이트(300) 및 플레이트 커버(360)를 포함한다. 상기 광학 플레이트(300) 및 플레이트 커버(360)는 상기에 개시된 실시 예(들)의 설명을 참조하기로 한다.
상기 발광 소자(400)는 몸체(410)와, 상기 몸체(410)에 배치된 제1 리드 프레임(423) 및 제2 리드 프레임(421)과, 상기 몸체(410) 상에 배치되고 상기 제1 리드 프레임(423) 및 제2 리드 프레임(421)과 전기적으로 연결되는 발광 칩(470)을 포함한다.
상기 몸체(410)는 절연 재질, 또는 전도성 재질을 포함할 수 있다. 상기 몸체(410)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(410)는 폴리프탈아미드(PPA), 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지 재질로 이루어질 수 있다. 상기 몸체(410)로 사용되는 에폭시 또는 실리콘 재질 내에는 반사 효율을 높이기 위해 TiO2, SiO2와 같은 금속 산화물인 필러(filler)가 첨가될 수 있다. 상기 몸체(410)는 세라믹 재질을 포함할 수 있다.
상기 몸체(410)는 상기 발광 칩(470)의 주위에 경사면을 갖는 오목부(425)을 제공할 수 있다. 상기 오목부(425)에 몰딩 부재(440)가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 오목부(425)의 경사면은 하나 또는 2개 이상의 각을 가지고 형성될 수 있고 경사면 상에 별도의 반사부재가 더 배치될 수도 있으며 이에 한정하지는 않는다.
상기 몸체(410)의 외측 상부에는 단차 구조(43)가 배치되며, 상기 단차 구조(43)에는 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)가 연장되어, 상기 측면 커버부(361)는 광학 플레이트(360)의 측면을 통해 누설된 광을 반사시켜 줄 수 있다.
상기 제1 리드 프레임(421) 및 제2 리드 프레임(423)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 칩(470)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 리드 프레임(421) 및 제2 리드 프레임(423)은 상기 오목부(425)의 바닥에 배치될 수 있으며, 상기 발광 칩(470)로부터 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 칩(470)로부터 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(421,423) 사이에 분리부가 배치되며, 상기 분리부는 상기 제1 및 제2리드 프레임(421,423)을 분리시켜 줄 수 있다. 이러한 분리부는 상기 몸체(410)의 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(470)은 상기 제1 리드 프레임(421) 상에 배치되고 상기 제1리드 프레임(423)과 와이어(443)로 연결될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(421)은 상기 발광 칩(470)이 배치된 영역이 함몰된 캐비티로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 발광 칩(470)은 플립 칩 방식으로 배치될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 플레이트(300)는 발광 칩(470)과 대면하게 배치될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)는 내부에 형광체를 포함하며, 상기 몸체(410)의 상면 상에 배치될 수 있다.
상기 광학 플레이트(300)는 오픈 영역(342)을 갖는 지지체(310), 상기 지지체(310) 내에 형광체층(340), 상기 지지체(310) 및 형광체층(340) 아래 및 위 중 적어도 하나에 투명 필름(320,330)을 포함한다.
상기 지지체(310)는 내부에 오픈 영역(342)을 포함하며, 외 형상이 원형 또는 다각형 프레임 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 오픈 영역(342)은 원 형상 또는 다각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 오픈 영역(342)은 상기 발광 소자의 오목부(425)의 형상과 대응되는 형상을 가지고, 상기 오목부(425)를 통해 출사된 광이 입사될 수 있다. 이러한 지지체(310)는 상기 형광체층(340)의 측면을 감싸게 형성될 수 있다.
상기 지지체(310)는 유리 재질 예컨대, 백색 유리 또는 반사율이 높은 유리 재질을 포함할 수 있다. 상기 백색 유리 또는 반사율이 높은 유리 재질은 투명한 유리 내에 백색 입자 또는/및 기포를 첨가하여 형성할 수 있다. 상기 지지체(310)의 반사율은 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 반사율보다 높을 수 있다.
상기 지지체(310)의 다른 예로서, 수지 재질을 포함하며, 상기 수지 재질은 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 에폭시 또는 실리콘 재질을 포함할 수 있다. 상기 수지 재질 내에 금속 산화물 예컨대, TiO2, SiO2와 같은 금속 산화물인 필러가 첨가될 수 있다. 상기 지지체(310)는 백색 수지로 이루어질 수 있다. 상기 지지체(310)는 세라믹 재질을 포함할 수 있다.
상기 형광체층(340)은 투명한 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질 내에 형광체가 첨가될 수 있다. 상기 형광체층(340)은 상기 발광 칩(470)으로부터 방출된 광의 파장을 변환하게 된다. 상기 형광체층(340)은 적색, 녹색, 황색, 청색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 방출되는 광의 일부를 여기시켜 다른 파장의 광으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나 또는 서로 다른 종류를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 형광체층(340)은 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있다. 상기 양자점은 II-VI 화합물, 또는 III-V족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, 적색, 녹색, 황색, 적색 양자점 중 적어도 하나 또는 서로 다른 종류를 발광할 수 있다.
상기 양자점은 예컨대, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, In,Sb, AlS, AlP, AlAs, PbS, PbSe, Ge, Si, CuInS2, CuInSe2 등과 같은 것들 및 이들의 조합이 될 수 있다. 이러한 양자점의 경우 온도에 따른 발광 효율의 변화가 크게 되므로, 실시 예와 같이 발광 칩(470)으로부터 이격시켜 주어 발광 효율의 변화를 줄여줄 수 있다.
상기 형광체층(340)의 아래 및 위 중 적어도 하나 또는 모두에 투명 필름(320,330)이 배치될 수 있다. 상기 투명 필름(320,330)은 상기 형광체층(340)의 아래에 배치되는 제1투명 필름(320) 및 상기 형광체층(340) 위에 배치되는 제2투명 필름(330)을 포함할 수 있다. 상기 투명 필름(320,330)은 형광체층(340)의 입사면 또는/및 출사면에 배치될 수 있다. 이러한 광학 플레이트(300)는 제1 및 제2투명 필름(320,330) 중 어느 하나는 제거될 수 있으며, 예컨대 제2투명 필름(330)은 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 유리, 또는 투명한 수지 필름을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 지지체(310) 상에 접착되어 상기 형광체층(340)을 보호하게 된다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 몰딩 부재(440) 또는/및 형광체층(340)의 굴절률과 동일하거나 낮은 굴절률을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 몰딩 부재(440)의 굴절률의 차이가 0.2 이하인 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)은 상기 지지체(310)의 하면 및 상기 형광체층(340)의 하면에 접착될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 하면 외측은 상기 몸체(410) 상에 접착될 수 있다. 상기 제2투명 필름(330)은 상기 지지체(310)의 상면 및 상기 형광체층(340)의 상면에 접착될 수 있다.
상기 형광체층(340)은 상기 지지체(310)의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있으며, 이 경우 상기 지지체(310)의 상면 및 하면의 일부 또는 전 영역에는 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)이 접촉될 수 있다. 상기 지지체(310)의 하면은 상기 발광 소자(400)의 몸체(410)의 상면에 부착될 수 있고, 상기 제1투명 필름(320)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)의 하면은 상기 몰딩 부재(440) 상에 접착될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 하면은 상기 몰딩 부재(440)의 표면에 접착될 수 있다.
실시 예에 따른 광학 플레이트(300)는 발광 소자(400)의 두께보다 얇은 두께로 제공되어, 발광 소자(400) 상의 조명 플레이트 또는 형광 플레이트로 기능할 수 있다.
도 25는 제5실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 25를 참조하면, 조명 소자는 발광 소자(500) 및 상기 발광 소자(500) 상에 광학 플레이트(300)이 배치된다. 상기 광학 플레이트(300)는 실시 예에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
상기 발광 소자(500)는 몸체(510)와, 상기 몸체(510)에 배치된 제1 리드 프레임(521) 및 제2리드 프레임(523)과, 상기 몸체(510)에 배치되어 상기 제1리드 프레임(521) 및 제2리드 프레임(523)과 전기적으로 연결되는 발광 칩(570)와, 상기 발광 칩(570) 상에 몰딩 부재(531)를 포함한다.
상기 몸체(510)는 상부가 개방된 오목부(517)을 갖는 반사부(513)와 상기 반사부(513)를 지지하는 지지부(511)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(510)의 오목부(517) 내에는 리드 프레임(521,523) 및 상기 발광 칩(570)이 배치되며, 상기 발광 칩(570)은 제2리드 프레임(523) 상에 배치되고 와이어(503)로 제1리드 프레임(521)과 연결될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(523)은 함몰된 캐비티를 구비할 수 있으며, 상기 캐비티 내에 발광 칩(570)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1리드 프레임(521) 및 제2리드 프레임(523)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 칩(570)에 전원을 제공한다.
상기 몸체(510)의 외측 상부에는 단차 구조(43)가 배치된다. 상기 단차 구조(43)는 상기 몸체(410)의 반사부(513)의 상부 외측 둘레에 배치될 수 있다. 상기 단차 구조(43)에는 플레이트 커버(360)의 측면 커버부(361)가 연장되어, 상기 측면 커버부(361)는 광학 플레이트(360)의 측면을 통해 누설된 광을 반사시켜 줄 수 있다.
상기 제1리드 프레임(521) 및 제2 리드 프레임(523)은 상기 발광 칩(570)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있다. 이를 위해 상기 제1리드 프레임(521) 및 제2 리드 프레임(523)상에 별도의 반사층이 더 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 또한, 상기 제1,2 리드 프레임(521,523)은 상기 발광 칩(570)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다. 상기 제1리드 프레임(521)의 리드부(522) 및 상기 제2리드 프레임(523)의 리드부(524)는 몸체(510)의 하면에 배치될 수 있다.
상기 몰딩 부재(531)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함하며, 상기 발광 칩(570)를 포위하여 상기 발광 칩(570)를 보호할 수 있다. 상기 몰딩 부재(531)은 상면이 플랫하거나 오목 또는 볼록한 형상으로 형성할 수 있다. 상기 몰딩 부재(531)는 제거되어 상기 오목부(517)에 에어 영역이 채워질 수 있다.
상기 광학 플레이트(300)는 발광 칩(570)과 대면하게 배치될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)는 내부에 형광체를 포함하며, 상기 몸체(510)의 상면 상에 배치될 수 있다.
상기 광학 플레이트(300)는 오픈 영역(342)을 갖는 프레임 형상의 지지체(310), 상기 지지체(310) 내에 형광체층(340), 상기 지지체(310) 및 형광체층(340) 아래에 제1투명 필름(320), 상기 지지체(310) 및 형광체층(340) 위에 제2투명 필름(330)을 포함한다.
상기 지지체(310)는 내부에 오픈 영역(342)을 포함하며, 외 형상이 원형 또는 다각형 프레임 형상을 포함할 수 있다. 상기 오픈 영역(342)은 원 형상 또는 다각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 오픈 영역(342)은 상기 발광 소자의 오목부(517)의 형상과 대응되는 형상을 가지고, 상기 오목부(517)를 통해 출사된 광이 입사될 수 있다. 이러한 지지체(310)는 상기 형광체층(340)의 측면을 감싸게 형성될 수 있다.
상기 지지체(310)는 반사성 재질 또는 투광성 재질을 포함할 수 있다. 상기 지지체(310)는 유리 재질 예컨대, 백색 유리 또는 반사율이 높은 유리 재질을 포함할 수 있다. 상기 백색 유리 또는 반사율이 높은 유리 재질은 투명한 유리 내에 백색 입자 또는/및 기포를 첨가하여 형성할 수 있다. 상기 지지체(310)의 반사율은 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 반사율보다 높을 수 있다.
상기 지지체(310)는 다른 예로서, 수지 재질을 포함하며, 상기 수지 재질은 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 에폭시 또는 실리콘 재질을 포함할 수 있다. 상기 수지 재질 내에 금속 산화물 예컨대, TiO2, SiO2와 같은 금속 산화물인 필러가 첨가될 수 있다. 상기 지지체(310)는 백색 수지로 이루어질 수 있다. 상기 지지체(310)는 세라믹 재질을 포함할 수 있다.
상기 지지체(310)는 투광성 재질로서, 유리 또는 투명한 실리콘이나 에폭시와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다.
상기 형광체층(340)은 투명한 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질 내에 형광체가 첨가될 수 있다. 상기 형광체층(340)은 상기 발광 칩(570)으로부터 방출된 광의 파장을 변환하게 된다. 상기 형광체층(340)은 적색, 녹색, 황색, 청색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 방출되는 광의 일부를 여기시켜 다른 파장의 광으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 형광체층(340)은 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있다. 상기 양자점은 II-VI 화합물, 또는 III-V족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, 적색, 녹색, 황색, 적색 양자점 중 적어도 하나를 발광할 수 있다.
상기 양자점은 예컨대, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, In,Sb, AlS, AlP, AlAs, PbS, PbSe, Ge, Si, CuInS2, CuInSe2 등과 같은 것들 및 이들의 조합이 될 수 있다. 이러한 양자점의 경우 온도에 따른 발광 효율의 변화가 크게 되므로, 실시 예와 같이 발광 칩(570)으로부터 이격시켜 주어 발광 효율의 변화를 줄여줄 수 있다.
상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 유리, 또는 투명한 수지 필름을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 지지체(310) 상에 접착되어 상기 형광체층(340)을 보호하게 된다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 몰딩 부재(531) 또는/및 형광체층(340)의 굴절률과 동일하거나 낮은 굴절률을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 몰딩 부재(531)의 굴절률의 차이가 0.2 이하인 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)은 상기 지지체(310)의 하면 및 상기 형광체층(340)의 하면에 접착될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 하면 외측은 상기 몸체(510) 상에 접착될 수 있다. 상기 제2투명 필름(330)은 상기 지지체(310)의 상면 및 상기 형광체층(340)의 상면에 접착될 수 있다.
상기 형광체층(340)은 상기 지지체(310)의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있으며, 이 경우 상기 지지체(310)의 상면 및 하면의 일부 또는 전 영역에는 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)이 접촉될 수 있다. 상기 지지체(310)의 하면은 상기 발광 소자(500)의 몸체(510)의 상면에 부착될 수 있고, 상기 제1투명 필름(320)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)의 하면은 상기 몰딩 부재(440) 상에 접착될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 하면은 상기 몰딩 부재(440)의 표면에 접착될 수 있다.
실시 예에 따른 광학 플레이트(300)는 발광 소자(500)의 두께보다 얇은 두께로 제공되어, 발광 소자(500) 상의 조명 플레이트 또는 형광 플레이트로 기능할 수 있다.
실시예에 따른 조명 소자 또는 발광 소자(이하 조명 소자라 함)는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 조명 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 26 및 도 27에 도시된 표시 장치, 도 28에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 26은 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 26을 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031)과, 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 상기 바텀 커버(1011) 내에 적어도 하나가 배치되며, 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 조명 소자(1035)를 포함하며, 상기 조명 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 조명 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 조명 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 조명 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 27은 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 27을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 조명 소자(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 조명 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 조명 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 28은 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 28을 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 조명 소자를 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 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 광원부(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. 몰딩부는몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100, 100A, 100B, 100C, 400, 400A, 500, 500A: 발광 소자
101: 조명 소자
110, 110A, 410, 510: 몸체
121,131,122,132,421,423, 521,523: 리드 프레임
125, 135: 캐비티
160, 425, 517: 오목부
171, 172, 470, 570: 발광 칩
181, 440, 531: 몰딩 부재
300,301: 광학 플레이트
310: 지지체
320,330: 투명 필름
340: 형광체층
351: 반투과 미러

Claims (14)

  1. 오목부를 갖는 몸체, 상기 몸체의 오목부에 배치된 복수의 리드 프레임, 및 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 발광 칩을 갖는 발광 소자;
    상기 발광 소자 상에 배치된 광학 플레이트; 및
    상기 광학 플레이트의 상측이 노출된 개구부를 갖고, 상기 광학 플레이트의 상면 외측에서 상기 발광 소자의 외측으로 연장된 플레이트 커버를 포함하며,
    상기 광학 플레이트는,
    상기 발광 소자 상에 제1투명 필름;
    상기 제1투명 필름 상에 형광체층;
    상기 형광체층 상에 제2투명 필름; 및
    상기 형광체층의 외측 둘레에 배치된 지지체를 포함하며,
    상기 플레이트 커버의 내부에는 상기 광학 플레이트가 배치되고,
    상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나는 상기 발광 칩이 배치되는 오목한 캐비티를 포함하는 조명 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트 커버는 상기 광학 플레이트의 상면 외측에 배치된 탑 커버부, 및 상기 광학 플레이트의 측면들에 배치된 측면 커버부를 포함하며,
    상기 개구부의 면적은 상기 형광체층의 상면 면적보다 크며,
    상기 플레이트 커버의 측면 커버부는 상기 몸체의 외측으로 연장되는 조명 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몸체의 외측 상부에는 상기 몸체의 상면보다 낮은 깊이를 갖는 단차 구조를 포함하며,
    상기 플레이트 커버의 측면 커버부는 상기 단차 구조에 연장되는 조명 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부에 몰딩 부재를 포함하며,
    상기 광학 플레이트와 상기 몰딩 부재 사이의 영역 중에서, 상기 발광 칩과 대면하는 영역에 입사된 광을 반사 및 투과하는 반투과 미러를 포함하며,
    상기 반투과 미러는 상기 형광체층의 하면 면적보다 작은 하면 면적을 갖는 조명 소자.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트 커버는 금속 재질이며,
    상기 제1투명 필름은 유리 재질이며,
    상기 지지체는 투광성 재질 또는 반사성 재질을 포함하는 조명 소자.
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