KR102450123B1 - 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, 몸체, 상기 몸체 내에 배치된 복수의 리드 프레임, 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩을 갖는 발광 소자; 및 상기 발광 소자 상에 배치되며 상기 발광 소자로부터 방출된 일부 광의 파장을 변환하는 광학 플레이트를 포함하며, 상기 광학 플레이트는, 형광체층; 상기 형광체층 아래에 배치되며 광이 입사되는 제1투명 필름; 및 상기 형광체층이 배치된 오픈 영역을 갖고 상기 형광체층의 측면 둘레에 배치된 반사체를 포함하며, 상기 반사체는 상기 제1투명 필름의 외측 둘레에 배치된다.

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 발광 소자 및 광학 플레이트를 갖는 조명 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 소자와 광학 플레이트 사이의 영역을 통해 누설되는 광을 차단하는 조명 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 소자 상에 입사 광을 확산 및 파장 변환하는 광학 플레이트 및 이를 구비한 조명 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 광학 플레이트는, 형광체층; 상기 형광체층 아래에 배치되며 광이 입사되는 제1투명 필름; 상기 형광체층 위에 배치되며 광이 출사되는 제2투명 필름; 및 상기 형광체층이 배치된 오픈 영역을 갖고 상기 형광체층의 측면 둘레에 배치된 반사체를 포함하며, 상기 반사체는 상기 제1투명 필름의 외측 둘레에 배치된다.
실시 예에 따른 조명 소자는, 몸체, 상기 몸체 내에 배치된 복수의 리드 프레임, 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩을 갖는 발광 소자; 및 상기 발광 소자 상에 배치되며 상기 발광 소자로부터 방출된 일부 광의 파장을 변환하는 광학 플레이트를 포함하며, 상기 광학 플레이트는, 형광체층; 상기 형광체층 아래에 배치되며 광이 입사되는 제1투명 필름; 및 상기 형광체층이 배치된 오픈 영역을 갖고 상기 형광체층의 측면 둘레에 배치된 반사체를 포함하며, 상기 반사체는 상기 제1투명 필름의 외측 둘레에 배치된다.
실시 예에 따른 광원 모듈은 상기 광학 플레이트 또는 조명 소자를 포함한다.
실시 예는 광학 플레이트를 발광 칩으로부터 이격시켜 주어 형광체의 수명을 늘려줄 수 있다.
실시 예는 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 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 12는 제2실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 일 단면도이다.
도 13는 도 12의 A 부분 확대도이다.
도 14는 제2실시 예에 따른 조명 소자의 다른 단면도이다.
도 15는 도 12의 광학 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 16은 도 14의 광학 플레이트의 측 단면도이다.
도 17은 도 12의 광학 플레이트의 제1변형 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 도 12의 광학 플레이트의 제2변형 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 도 12의 광학 플레이트의 제3변형 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 도 12의 광학 플레이트의 제4변형 예를 나타낸 도면이다.
도 21은 도 12의 광학 플레이트의 제5변형 예를 나타낸 도면이다.
도 22 내지 도 25는 제2실시 예에 따른 발광 소자 상에 광학 플레이트를 제조하는 과정을 설명한 도면이다.
도 26은 제3실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 27은 제4실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 도면이다.
도 28은 도 27의 조명 소자의 다른 측 단면도이다.
도 29는 제5실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 도면이다.
도 30은 제6실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 도면이다.
도 31은 실시 예에 따른 발광 소자 상에 반투과 미러를 배치한 조명 소자의 예이다.
도 32은 실시 예에 따른 발광 소자 상에 반 투과 미러를 배치한 조명 소자의 다른 예이다.
도 33 내지 도 35는 실시 예별 광 추출 효율을 비교한 그래프이다.
도 36은 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 37은 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 38은 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 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 암색 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 구조, 또는 리세스 구조와 같은 형태로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 오목부(160)의 측벽은 바닥에 대해 수직하거나 경사질 수 있으며, 2개 이상의 측벽이 경사를 동일한 각도 또는 서로 다른 각도로 배치될 수 있다. 상기 오목부(160)의 표면에는 반사층이 더 배치될 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 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.
상기 발광 소자(100)는 길이 방향의 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 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 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 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 오목부162)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 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. 다른 예로서, 상기 보호 소자는 상기 몸체(110) 내부에 배치될 수도 있으며, 이에 한정하지 않는다.
상기 오목부(160), 제1캐비티(125) 및 상기 제2캐비티(135)에는 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 광학 플레이트(300)는 도 5 및 도 6과 같이, 오픈 영역(342)을 갖는 프레임(frame) 형상의 반사체(310), 상기 반사체(310) 내에 형광체층(340), 상기 반사체(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, 0.7.5mm 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 반사체(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 반사체(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 도 8 내지 도 10과 같이, 상기 발광 소자(100)의 오목부(160)의 형상과 대응되는 형상을 가지고, 상기 오목부(160)를 통해 출사된 광이 입사될 수 있다. 이러한 반사체(310)는 상기 형광체층(340)의 측면을 감싸게 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 반사체(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 반사체(310)의 반사율은 상기 투명 필름(320,330)의 반사율보다 높을 수 있다.
상기 반사체(310)은 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 반사체(310)는 백색 수지로 이루어질 수 있다. 상기 반사체(310)은 세라믹 재질을 포함할 수 있다. 상기 반사체(310)는 콘트라스트(Contrast) 향상을 위해 암색 또는 검은색으로 형성될 수도 있으며 이에 한정하지 않는다.
상기 반사체(310)의 내 측면 및 외 측면 중 적어도 하나는 수직하거나 경사진 면으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
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 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 반사체(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.
다른 예로서, 상기 몰딩 부재(181)이 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 반사체(310)의 하면 및 상기 형광체층(340)의 하면에 부착될 수 있다. 상기 제2투명 필름(330)은 상기 반사체(310)의 상면 및 상기 형광체층(340)의 상면에 부착될 수 있다.
상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 두께는 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)은 상기 반사체(310)의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있으며, 이 경우 상기 반사체(310)의 상면 및 하면의 일부 또는 전 영역에는 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)이 접촉될 수 있다.
상기 형광체층(340)은 상기 반사체(310)의 두께보다 얇은 두께를 가질 수 있다. 상기 형광체층(340)은 상면이 평평하거나 볼록 또는 오목하게 형성될 수도 있다. 이는 반사체(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 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 예컨대, 0.4mm 내지 1.4mm 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. 이러한 광학 플레이트(300)는 상기 발광 소자(100)의 몸체 상면(15)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 광학 플레이트(300)의 하면 면적은 상기 몸체(110)의 상면 면적과 동일하거나 다를 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)의 하면 길이는 상기 몸체(110)의 상면 길이와 동일하거나 다를 수 있다. 상기 형광체층(340)의 길이는 상기 몸체(110)의 상면 길이보다 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 반사체(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 반사체(310) 및 상기 제1투명 필름(320) 중 적어도 하나 또는 모두는 상기 몸체(110)의 상면과 접착제로 접착될 수 있다.
이러한 광학 플레이트(300)의 하면과 상기 몸체의 상면(15)과의 접착 면적을 극대화하여 상기 광학 플레이트(300)의 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 클수 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 반사체(310), 제1투명 필름(320), 제2투명 필름(330) 및 상기 오픈 영역(342)에 형광체층(340)을 포함한다.
상기 반사체(310)의 오픈 영역(342)의 너비(D1)는 상기 발광 소자(100)의 오목부(160)의 상부 너비 또는 상기 몰딩 부재(181)의 상면 너비(Y1)와 동일하거나 더 넓을 수 있다. 상기 형광체층(340)의 너비는 상기 오목부(160)의 상부 너비 또는 상기 몰딩 부재(181)의 상면 너비(Y1)와 동일하거나 더 넓을 수 있다.
또한 상기 광학 플레이트(300)의 외측은 상기 발광 소자(100)의 영역보다 외측으로 돌출될 수 있다. 이에 따라 광학 플레이트(300)은 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 반사체(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.
상기한 실시 예의 광학 플레이트(300)는 제1투명 필름(320)으로 입사된 광의 일부가 상기 제1투명 필름(320)을 따라 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)과 상기 반사체(310) 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 광학 플레이트(300)를 제공할 수 있다. 이에 따라 도 33 내지 도 35에 도시된 실험 그래프들은, 예1과 같이 광 출사 효율이 후술되는 실시 예의 광학 플레이트의 구조에 비해 낮을 수 있다.
도 12는 제2실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 측 단면도이고, 도 13은 도 12의 A 부분 확대도이고, 도 14는 도 12의 조명 소자의 다른 측 단면도이며, 도 15는 도 12의 광학 플레이트의 사시도이고, 도 16은 도 15의 광학 플레이트의 측 단면도이다.
도 12 내지 도 16을 참조하면, 광학 플레이트(300)는 발광 소자(100)의 몸체(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)는 오픈 영역(342)을 갖는 반사체(310), 제1투명 필름(320), 제2투명 필름(330) 및 형광체층(340)을 포함한다.
상기 반사체(310)는 하면 영역 중에서 외측 영역이 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)에 배치될 수 있고, 내측 영역이 단차진 구조를 갖는다. 상기 반사체(310)의 내측 하부의 단차진 구조는 제1단차부(311)로 정의할 수 있다. 상기 반사체(310)의 내측 영역은 상기 형광체층(340)에 인접한 영역이며, 상기 외측 영역은 상기 내측 영역 보다 바깥에 배치된 영역일 수 있다.
상기 반사체(310)의 제1단차부(311)는 상기 오픈 영역(342)의 둘레 및 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)를 따라 배치될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)은 외측 둘레(322)가 상기 제1단차부(311) 내부에 배치되며, 상기 반사체(310)의 외측 영역은 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(311)의 외 측면을 커버하게 된다.
도 15 및 도 16과 같이, 상기 제1투명 필름(320)의 제1축 방향의 길이(D8)는 상기 오픈 영역(342) 및 상기 형광체층(340)의 제1축 방향의 길이(D1)보다 넓을 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 제1축 방향의 길이(D8)는 도 12의 발광 소자(100)의 오목부(160)의 제1축 방향의 길이(Y3) 보다 길게 배치될 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)의 길이(D8)는 상기 반사체(310)의 제1축 방향의 길이(D21)보다 짧을 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 길이(D8)는 상기 발광 소자(100)의 오목부(160)의 길이(Y3)와 같거나 더 길게 배치될 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)의 제2축 방향의 너비(D9)는 상기 형광체층(340)의 제2축 방향의 너비(D4)보다 넓고 상기 반사체(310)의 너비(D31)보다는 짧을 수 있다.
상기 반사체(310)의 제1단차부(311)는 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면(15)과 수직 방향으로 오버랩된 구간(R2)을 구비할 수 있다. 이에 따라 상기 제1단차부(311)에 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)가 배치되므로, 상기 제1투명 필름(320)의 외측을 통한 빛샘 문제를 해결할 수 있다. 상기 제1단차부(311)는 노치 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사체(310)의 하면의 외측 영역 중에서 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면(15)과 대면하는 구간(R3)은 R3>0을 만족하며, 상기 구간(R2)는 R2>0을 만족할 수 있다. 상기 제1단차부(311)의 너비(R1)는 구간(R2)과 동일하거나 더 크거나 작을 수 있으며, 이는 상기 반사체(310)의 내 측면의 위치에 따라 달라질 수 있다.
또한 상기 반사체(310)의 하면은 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면(15)에 부착될 수 있다. 상기 반사체(310)의 하면과 상기 몸체(110)의 상면(15) 사이에는 접착제가 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 반사체(310)의 하면과 상기 몸체(110)의 상면(15) 사이를 통해 발광 소자(100)의 측 방향으로 누설되는 빛샘 문제를 해결할 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)의 하면 외측은 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면(15)에 접촉되거나 접착제로 부착될 수 있다. 이에 따라 상기 제1투명 필름(320)의 하면과 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면(15) 사이를 통해 빛이 새는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)의 하면 면적은 상기 형광체층(340)의 하면 면적보다 클 수 있다. 이에 따라 상기 제1투명 필름(320)으로 입사된 광은 상기 형광체층(340)의 하면 전 영역으로 균일하게 입사될 수 있다.
상기 반사체(310)는 상면 영역 중에서 외측 영역이 상기 제2투명 필름(330)의 외측 둘레(332)의 외측을 따라 배치될 수 있고, 내측 상부가 상기 외측 영역으로부터 단차진 구조를 갖는다. 상기 반사체(310)의 내측 상부의 단차진 구조는 제2단차부(312)로 정의할 수 있다.
상기 반사체(310)의 제2단차부(312)는 상기 오픈 영역(342)의 둘레 및 상기 제2투명 필름(330)의 외측 둘레(332)의 외측을 따라 배치될 수 있다. 상기 제2투명 필름(330)은 외측 둘레(332)가 상기 제2단차부(312) 내부에 배치되며, 상기 반사체(310)의 외측 영역은 상기 제2투명 필름(330)의 외측 둘레(332)의 외 측면을 커버하게 된다.
상기 제2투명 필름(330)의 길이는 상기 제1투명 필름(320)의 길이(D8)와 동일할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2투명 필름(330)의 너비는 상기 제1투명 필름(330)의 너비(D9)와 동일할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2투명 필름(330)은 광 추출 면으로서, 상기 제1투명 필름(320)의 길이(D8) 및 너비(D9)와 다를 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2투명 필름(330)의 상면 면적은 상기 형광체층(340)의 상면 면적보다 클 수 있다. 이에 따라 상기 제2투명 필름(330)은 상기 형광체층(340)을 통해 출사된 광을 전 영역으로 방출할 수 있다.
도 16과 같이 상기 형광체층(340)의 두께(T3)는 상기 반사체(310)의 두께(T2)보다 얇을 수 있으며, 1mm 미만 예컨대, 0.4mm 내지 0.7mm 사이의 범위가 될 수 있다. 상기 형광체층(340)의 두께(T3)가 상기 범위보다 얇은 경우 파장 변환 효율이 저하되며, 상기 범위보다 두꺼우면 파장 변환 효율의 개선이 미미할 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)의 하면과 상기 제2투명 필름(330)의 상면 사이의 간격은 상기 반사체(310)의 두께(T2)와 동일하거나 더 작을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1투명 필름(320)의 하면은 상기 반사체(310)의 하면과 동일 수평 면에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사체(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 반사체(310)의 강성 확보가 어렵고 상기 범위보다 큰 경우 재료 낭비가 초래될 수 있다. 상기 간격(W1)은 반사체(310)의 오픈 영역(342)의 외측 프레임의 너비일 수 있다. 상기 반사체(310)의 내측면 예컨대, 상기 형광체층(340)과 접촉되는 면은 상기 제1투명 필름(320)의 하면에 대해 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다. 상기 반사체(310)의 내 측면이 경사진 경우, 상기 형광체층(340)의 상면 너비 또는 상면 면적은 하면 너비 또는 하면 면적보다 클 수 있다. 상기 반사체(310)는 너비 방향에서 내측면과 외측면 사이의 간격(W2)는 상기 간격(W1)과 같거나 작을 수 있으며, 상기 발광 소자의 오목부 사이즈에 따라 달라질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 17은 도 12의 광학 플레이트의 제1변형 예이다.
도 17을 참조하면, 광학 플레이트(300)는 발광 소자(100) 위에 배치된다. 상기 광학 플레이트(300)는 반사체(310), 제1투명 필름(320), 제2투명 필름(330) 및 형광체층(340)을 포함한다.
상기 제2투명 필름(330)은 상기 제1투명 필름(320)의 길이보다 긴 길이를 갖고, 상기 제1투명 필름(320)의 하면 면적보다 큰 상면 면적을 가질 수 있다. 이러한 제2투명 필름(330)의 길이는 상기 제1투명 필름(320)의 길이와 다른 길이를 가질 수 있다. 상기 제2투명 필름(330)은 상기 반사체(310)의 길이(D21) 및 너비와 동일한 길이 및 너비를 가질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2투명 필름(330)의 길이는 상기 반사체(310)의 상면의 외측까지 형성될 수 있어, 상기 반사체(310)의 상면에 별도의 단차부를 형성하지 않아도 된다.
도 18은 도 12의 조명 소자의 광학 플레이트의 제2변형 예이다.
도 18을 참조하면, 광학 플레이트(300)는 실시 예에 개시된 발광 소자(100) 위에 배치된다. 상기 광학 플레이트(300)는 오픈 영역(342)을 갖는 반사체(310), 제1투명 필름(320), 제2투명 필름(330) 및 상기 오픈 영역(342)에 형광체층(340)을 포함한다.
상기 형광체층(340)은 상기 반사체(310)의 오픈 영역(342)에 배치된다. 상기 오픈 영역(342)은 상기 발광 소자(100)의 오목부(160)의 길이(Y3)와 동일한 길이(D1)를 가질 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)의 길이는 상기 오픈 영역(342) 또는 상기 형광체층(340)의 길이(D1)와 동일할 수 있다. 상기 제2투명 필름(330)의 길이는 상기 오픈 영역(342) 또는 상기 형광체층(340)의 길이(D1)와 동일할 수 있다.
실시 예는 반사체(310)의 상면 및 하면에 별도의 단차부를 구비하지 않고, 상기 제1투명 필름(320)과 제2투명 필름(330) 사이에 형광체층(340)을 배치할 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 하면은 상기 발광 소자(100)의 몰딩 부재(181)에 접촉될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 하면 면적은 상기 몰딩 부재(181)의 상면 면적과 같거나 작을 수 있다. 이에 따라 상기 제1투명 필름(320)을 상기 몰딩 부재(181) 상에 부착한 후, 상기 반사체(310)를 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 상에 부착하고, 상기 제1투명 필름(320) 상에 형광체층(340) 및 상기 제2투명 필름(330)의 순서로 적층할 수 있다.
여기서, 상기 제1투명 필름(320)은 상기 몰딩 부재(181)의 상면 면적과 동일하거나 작은 면적으로 제공되므로, 상기 반사체(310)는 상기 몸체(110) 상에 부착될 수 있다. 이에 따라 상기 반사체(310)와 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 사이의 계면을 통한 빛샘 문제를 차단할 수 있다.
도 19는 도 12의 조명 소자의 광학 플레이트의 제3변형 예이다.
도 19를 참조하면, 광학 플레이트(300)는 실시 예에 개시된 발광 소자(100) 위에 배치될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)는 오픈 영역(342)을 갖는 반사체(310), 제1투명 필름(320), 제2투명 필름(330) 및 상기 오픈 영역(342)에 배치된 형광체층(340)을 포함한다.
상기 반사체(310)는 하면 내측의 둘레에 제1단차부(311)를 포함할 수 있으며, 상기 제1단차부(311)에 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)가 배치될 수 있다. 상기 반사체(310)의 하면은 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 상에 부착될 수 있고, 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)를 커버하게 된다. 상기 반사체(310)가 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)를 커버함으로써, 상기 반사체(310)와 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 사이를 통해 빛이 새는 것을 방지할 수 있다.
상기 오픈 영역(342)의 길이(D1)는 상기 몰딩 부재(181)의 상면 길이 또는 상기 오목부(160)의 상면 길이(Y3)보다 작을 수 있다.
상기 반사체(310)의 길이(D21)는 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 길이보다 길거나 동일할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사체(310)의 상면 내측에는 제2단차부(312)를 구비하며, 상기 제2투명 필름(330)은 상기 제2단차부(312) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 제2투명 필름(330)의 측 방향으로 누설된 광을 차단할 수 있어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제2투명 필름(330)의 길이는 상기 제1투명 필름(320)의 길이와 동일할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 반사체(310)의 상면에는 제2단차부를 구비하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
변형 예들은 광학 플레이트(300)의 제2투명 필름(330)의 크기를 상기 발광 소자(100)의 몰딩 부재(181)의 크기와 동일하거나 다르게 조절할 수 있어, 광학 플레이트(300)를 통해 광 출사면의 크기를 조절할 수 있다.
도 20은 도 12의 조명 소자의 광학 플레이트의 제4변형 예이다.
도 20을 참조하면, 광학 플레이트(300)는 실시 예에 개시된 발광 소자(100) 위에 배치될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)는 오픈 영역(342)을 갖는 반사체(310), 제1투명 필름(320), 제2투명 필름(330) 및 상기 오픈 영역(342)에 배치된 형광체층(340)을 포함한다.
상기 반사체(310)는 하면 내측에 제1단차부(311)를 구비할 수 있다. 상기 제1단차부(311)는 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 상면과 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 제1단차부(311)는 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 상면 에지의 영역 위까지 연장될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)은 형광체층(340) 아래에 배치되고 그 외측 둘레(322)는 상기 제1단차부(311) 상에 배치될 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)은 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면(15)에 부착될 수 있고, 상기 몸체(110)의 상면(15)의 외측 에지까지 연장될 수 있다. 상기 반사체(310)의 외측에는 상기 발광 소자(100)의 측면으로 대면하는 돌출부(314)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(314)는 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)의 외 측면을 커버하게 되므로, 상기 제1투명 필름(320)의 외측을 통한 빛샘 현상을 제거할 수 있다. 상기 돌출부(314)의 하면은 상기 제1투명 필름(320)의 하면보다 아래로 연장되어 광을 차단할 수 있다.
상기 반사체(310)는 상면 내측에 제2단차부(312)를 구비할 수 있다. 상기 제2단차부(312)에는 상기 제2투명 필름(330)의 외측 둘레(332)가 배치될 수 있다. 상기 제2단차부(312)는 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 상면과 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제2단차부는 형성하지 않을 수 있으며, 상기 제2투명 필름(330)은 상기 형광체층(340) 상에 배치되거나, 상기 형광체층(340) 및 상기 반사체(310) 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 21은 도 12의 조명 소자의 광학 플레이트의 제5변형 예이다.
도 21을 참조하면, 광학 플레이트(300)는 실시 예에 개시된 발광 소자(100) 위에 배치될 수 있다. 상기 광학 플레이트(300)는 오픈 영역(342)을 갖는 반사체(310), 제1투명 필름(320), 제2투명 필름(330) 및 상기 오픈 영역(342)에 배치된 형광체층(340)을 포함한다.
상기 반사체(310)의 외측부는 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)와 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 상기 반사체(310)는 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)보다 외측에 배치될 수 있다. 상기 반사체(310)의 오픈 영역(342)은 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면 외곽 형상과 동일한 형상이거나 상기 오픈 영역(342)의 하면 면적이 상기 오목부(160)의 상면 면적보다 크게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사체(310)의 오픈 영역(342) 및 형광체층(340)의 길이(D1)는 몰딩 부재(181) 및 오목부(160)의 길이(Y3)보다 길게 배치될 수 있다. 상기 형광체층(340)의 하면 면적은 상기 몰딩 부재(181)의 상면 면적보다 클 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)은 상기 몰딩 부재(181)의 상면 및 상기 몸체(110)의 상면(15)에 부착될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)는 상기 몸체(110)의 측면보다 더 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 제1투명 필름(320)의 길이는 상기 발광 소자(100)의 상면 길이보다 길게 배치될 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)은 상기 반사체(310)의 제1단차부(311) 내부에 배치되고, 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 상에 부착될 수 있다. 상기 반사체(310)는 외측 영역이 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)에 배치되어, 누설되는 빛을 반사하게 되므로, 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)를 통한 빛샘 현상을 줄여줄 수 있다. 또한 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레(322)를 통해 빛이 새더라도, 상기 발광 소자(100)의 하 방향으로 진행토록 함으로써, 광 손실에 의한 광 간섭 문제를 줄여줄 수 있다.
상기 제2투명 필름(330)은 상기 제1투명 필름(320)과 동일한 길이를 가질 수 있다. 상기 반사체(310)는 상면 내측에 제2단차부(312)를 구비할 수 있으며, 상기 제2단차부(312) 상에 상기 제2투명 필름(330)의 외측 둘레(332)가 배치될 수 있다.
도 22 내지 도 25는 도 12의 조명 소자에서 광학 플레이트의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 22를 참조하면, 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 부착하게 된다.
도 23을 참조하면, 제1단차부(311) 또는/및 제2단차부(312)를 갖는 반사체(310)를 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 상면(15)에 부착한다. 이때 상기 제1단차부(311) 상에 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레가 배치될 수 있다. 상기 반사체(310)는 내부에 오픈 영역(342)을 구비하며, 상기 오픈 영역(342)은 상기 몰딩 부재(181) 및 제1투명 필름(320) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 반사체(310)의 하면이 상기 발광 소자(100)의 몸체(110) 상면에 부착되므로, 상기 제1투명 필름(320)의 외측 둘레를 커버할 수 있다.
도 24를 참조하면, 상기 반사체(310)의 오픈 영역(342)에 형광체층(340)을 몰딩하게 된다. 상기 형광체층(340)은 상기 제1투명 필름(320) 상에 디스펜싱되어 상기 오픈 영역(342)에 채워지게 된다.
도 25를 참조하면, 상기 형광체층(340)이 경화되기 전에 제2투명 필름(330)을 상기 형광체층(340) 상에 부착하게 된다. 상기 제2투명 필름(330)의 외측 둘레는 상기 반사체(310)의 제2단차부(312) 상에 배치될 수 있다.
도 26은 제3실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 26을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 소자는 광학 플레이트(300)의 외측에 반사 플레이트(30)을 더 포함할 수 있다. 상기 반사 플레이트(30)는 상기 광학 플레이트(30)의 외측 둘레를 따라 배치된 반사부(31)을 더 포함한다.
상기 반사 플레이트(30)의 반사부(31)는 상기 광학 플레이트(30)의 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 외측 둘레를 따라 배치되어, 누설되는 광을 반사시켜 줄 수 있다.
상기 반사 플레이트(30)는 백색 수지 재료이거나, 플라스틱 재질이거나, 금속 재질일 수 있다. 상기 반사 플레이트(30)의 일부는 상기 광학 플레이트(300)의 상면 외측에 배치되거나 일부가 상기 광학 플레이트(300)의 상면에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.
상기 반사 플레이트(30)는 상기 광학 플레이트(30)의 외측 둘레부터 상기 발광 소자(100)의 몸체(110)의 외측 둘레에 연장될 수 있다. 상기 반사 플레이트(30)는 상기 몸체(110)의 외 측면 예컨대, 제3,4측면부(13,14)에 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 플레이트(30)는 상기 리드 프레임(121,131)의 리드부(123,133)로부터 이격될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 27은 및 도 28은 실시 예에 따른 조명 소자의 발광 소자를 변형한 예로서, 발광 소자의 측 단면도들이다.
도 27 및 도 28를 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 있으며, 예컨대 도 8, 도 12 내지 도 21에 개시된 광학 플레이트(300)가 적용될 수 있다.
상기 발광 소자(100A)는 오목부(160)를 갖는 몸체(110A), 상기 오목부(160) 내에 복수의 리드 프레임(122,132), 상기 오목부(160) 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 예컨대, 0.4mm 내지 1.4mm 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(100)가 두꺼워지는 문제가 존재할 수 있고 광 확산 효과가 미미할 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 29은 제4실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 29을 참조하면, 조명 소자는 발광 소자(400) 및 상기 발광 소자(400) 상에 실시 예에 개시된 광학 플레이트(300)를 포함한다. 상기 광학 플레이트(300)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 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 발광 칩(470)의 상기 제1 리드 프레임(421) 위에 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 프레임(frame) 형상의 반사체(310), 상기 반사체(310) 내에 형광체층(340), 상기 반사체(310) 및 형광체층(340) 아래 및 위 중 적어도 하나에 투명 필름(320,330)을 포함한다.
상기 반사체(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(425)의 형상과 대응되는 형상을 가지고, 상기 오목부(425)를 통해 출사된 광이 입사될 수 있다. 이러한 반사체(310)는 상기 형광체층(340)의 측면을 감싸게 형성될 수 있다.
상기 반사체(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 반사체(310)의 반사율은 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 반사율보다 높을 수 있다.
상기 반사체(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 반사체(310)는 백색 수지로 이루어질 수 있다. 상기 반사체(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 반사체(310) 상에 접착되어 상기 형광체층(340)을 보호하게 된다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 몰딩 부재(181) 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(181)의 굴절률의 차이가 0.2 이하인 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)은 상기 반사체(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 반사체(310)의 상면 및 상기 형광체층(340)의 상면에 접착될 수 있다.
상기 형광체층(340)은 상기 반사체(310)의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있으며, 이 경우 상기 반사체(310)의 상면 및 하면의 일부 또는 전 영역에는 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)이 접촉될 수 있다. 상기 반사체(310)의 하면은 상기 발광 소자(400)의 몸체(410)의 상면에 부착될 수 있고, 상기 제1투명 필름(320)의 둘레에 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 광학 플레이트(300)는 발광 소자(100)의 두께보다 얇은 두께로 제공되어, 발광 소자(100) 상의 조명 플레이트 또는 형광 플레이트로 기능할 수 있다.
도 30은 실시 예에 따른 조명 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 30을 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)는 제2리드 프레임(523) 상에 배치되고 와이어(503)로 제1리드 프레임(521)과 연결될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(523)은 발광 칩(570)이 배치된 캐비티를 구비할 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 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 반사체(310), 상기 반사체(310) 내에 형광체층(340), 상기 반사체(310) 및 형광체층(340) 아래에 제1투명 필름(320), 상기 반사체(310) 및 형광체층(340) 위에 제2투명 필름(330)을 포함한다.
상기 반사체(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 반사체(310)는 상기 형광체층(340)의 측면을 감싸게 형성될 수 있다.
상기 반사체(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 반사체(310)의 반사율은 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)의 반사율보다 높을 수 있다.
상기 반사체(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 반사체(310)는 백색 수지로 이루어질 수 있다. 상기 반사체(310)은 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(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 반사체(310) 상에 접착되어 상기 형광체층(340)을 보호하게 된다. 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)은 상기 몰딩 부재(181) 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(181)의 굴절률의 차이가 0.2 이하인 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1투명 필름(320)은 상기 반사체(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 반사체(310)의 상면 및 상기 형광체층(340)의 상면에 접착될 수 있다.
상기 형광체층(340)은 상기 반사체(310)의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있으며, 이 경우 상기 반사체(310)의 상면 및 하면의 일부 또는 전 영역에는 상기 제1 및 제2투명 필름(320,330)이 접촉될 수 있다. 상기 반사체(310)의 하면은 상기 발광 소자(500)의 몸체(510)의 상면에 부착될 수 있고, 상기 제1투명 필름(320)의 둘레에 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 광학 플레이트(300)는 발광 소자(100)의 두께보다 얇은 두께로 제공되어, 발광 소자(100) 상의 조명 플레이트 또는 형광 플레이트로 기능할 수 있다.
도 31은 실시 예에 따른 반투과 미러를 갖는 광학 플레이트 및 발광 소자를 갖는 조명 소자를 나타낸 도면이고, 도 32은 도 31의 발광 소자의 다른 예이다.
도 31 및 도 32를 참조하면, 상기 광학 플레이트(300)는 하면에 반투과 미러(351)를 포함할 수 있다. 상기 반투과 미러(351)는 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 소자(100,100A)가 몰딩 부재(181)를 구비한 경우, 상기 몰딩 부재에 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 31과 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 32와 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.
실시 예에 따른 광학 플레이트(300)의 광 출사 효율은 도 33 내지 도 35와 같이 비교할 수 있다. 도 33의 광학 플레이트의 오픈 영역은 도 11 및 도 12의 광학 플레이트의 오픈 영역(342)으로서, 길이가 너비의 3배 이상 4배 이하로서, 예컨대 길이×너비가 6.0mm×1.6mm 인 경우이다.
도 33는 도 11과 도 12의 조명 소자에서 광학 플레이트에 의한 출사 효율을 비교한 그래프이다. 도 33에서 예 1는 도 11의 조명 소자에서 광학 플레이트의 출사 효율을 나타낸 것이며, 예 2는 도 12의 조명 소자에서 광학 플레이트의 출사 효율을 상기 제1단차부의 너비에 따라 나타낸 것이다.
예 1의 광학 플레이트는 78% 이상의 광 출사 효율을 나타내고 있으며, 예2의 광학 플레이트는 제1단차부의 너비가 0mm부터 0.4mm까지 84% 이상의 광 출사 효율을 가지며, 0mm부터 0.2mm까지는 86% 이상의 광 출사 효율을 가지게 된다. 이러한 예2는 제1단차부를 가지게 됨으로써, 측면 빛샘을 방지하여 광 출사 효율은 증가될 수 있다. 상기 도 12에서 제1단차부의 너비는 도 33와 같이 0.4mm 이하일 수 있다. 상기 제1단차부의 너비가 상기 범위를 벗어날 경우 광 추출 효율이 개선되지 않음을 알 수 있다. 도 33에서 제1단차부의 너비가 0mm인 경우 도 18과 같은 광학 플레이트일 수 있다.
도 34은 도 11과 도 19의 조명 소자에서 광학 플레이트에 의한 출사 효율을 비교한 그래프이다. 도 34에서 예 1는 도 11의 조명 소자에서 광학 플레이트의 출사 효율을 나타낸 것이며, 예 3은 도 19의 조명 소자에서 광학 플레이트의 출사 효율을 상기 제1단차부의 너비에 따라 나타낸 것이다. 도 34의 광학 플레이트의 오픈 영역은 도 11 및 도 19의 광학 플레이트의 오픈 영역(342)으로서, 길이가 너비의 5배 이상 6배 이하로서, 예컨대 길이×너비가 5.5mm×1.0mm 인 경우이다.
도 34에 도시된, 예 1의 광학 플레이트는 60% 이상의 광 출사 효율을 나타내고 있으며, 예3의 광학 플레이트는 제1단차부의 너비가 0.1mm부터 0.4mm까지 68% 이상의 광 출사 효율을 가지게 된다. 이러한 예 3는 제1단차부를 가지게 됨으로써, 예1에 비해 측면 빛샘을 방지하여 광 출사 효율은 증가될 수 있다. 상기 도 19에서 제1단차부의 너비는 도 34과 같이 0mm 초과 0.4mm 이하일 수 있다. 상기 제1단차부의 너비가 상기 범위를 벗어날 경우 광 추출 효율이 개선되지 않음을 알 수 있다. 도 33에서 제1단차부의 너비가 0mm인 경우 도 18과 같은 광학 플레이트일 수 있다.
도 35는 도 11과 도 21의 조명 소자에서 광학 플레이트에 의한 출사 효율을 비교한 그래프이다. 도 35에서 예 1는 도 11의 조명 소자에서 광학 플레이트의 출사 효율을 나타낸 것이며, 예 3은 도 21의 조명 소자에서 광학 플레이트의 출사 효율을 상기 제1단차부의 너비에 따라 나타낸 것이다. 도 35의 광학 플레이트의 오픈 영역은 도 11 및 도 21의 광학 플레이트의 오픈 영역(342)으로서, 길이가 너비의 3배 이상 4배 이하로서, 예컨대 길이×너비가 6.5mm×2.0mm 인 경우이다.
도 35에 도시된, 예 1의 광학 플레이트는 84% 이상의 광 출사 효율을 나타내고 있으며, 예4의 광학 플레이트는 제1단차부의 너비가 0mm부터 0.4mm까지 90% 이상의 광 출사 효율을 가지게 된다. 이러한 예 4는 제1단차부를 가지게 됨으로써, 예1에 비해 측면 빛샘을 방지하여 광 출사 효율은 증가될 수 있다. 도 21에서 제1단차부의 너비는 도 35와 같이 0mm 초과 0.4mm 이하일 수 있다. 상기 제1단차부의 너비가 상기 범위를 벗어날 경우 광 추출 효율이 개선되지 않음을 알 수 있다. 도 35에서 제1단차부의 너비가 0mm인 경우 도 18과 같은 광학 플레이트일 수 있으며, 광 출사 효율은 90% 초과일 수 있다.
도 33 내지 도 35에서 예2의 광학 플레이트의 오픈 영역은 예3의 광학 플레이트의 오픈 영역보다는 크고 예4의 광학 플레이트의 오픈 영역보다는 작을 수 있다. 이러한 오픈 영역의 크기에 따라 상기 단차부의 너비를 0mm 내지 0.4mm 범위까지 변경한 경우, 광 출사 효율이 달라짐을 알 수 있고, 예1과 같이 제1투명 필름(320)의 외측 둘레를 통한 빛샘에 의해 광 출사 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한 상기 예2 내지 예4의 광학 플레이트의 광속은 광 출사 효율에 따라 예 1에 비해 광속도 증가될 수 있다.
실시예에 따른 조명 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 36 및 도 37에 도시된 표시 장치, 도 38에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 36는 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 36을 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 37은 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 37을 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 38은 실시 예에 따른 조명 소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 38을 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, 400, 500: 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: 광학 플레이트
310: 반사체
320,330: 투명 필름
340: 형광체층
351: 반투과 미러

Claims (20)

  1. 발광 칩;
    상기 발광 칩 위에 배치되며 상기 발광 칩으로부터 이격된 제1투명 필름;
    상기 제1투명 필름 위에 형광체층;
    상기 형광체층 위에 배치된 제2투명 필름; 및
    상기 형광체층의 측면들을 감싸는 반사체를 포함하며,
    상기 반사체는 상기 형광체층이 배치된 오픈 영역, 상기 제1투명 필름과 상기 제2투명 필름 사이에 배치된 내측부 및 상기 제1투명 필름과 상기 제2투명 필름의 외측 둘레에 배치된 외측부를 포함하는 조명 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2투명 필름의 제1축 방향의 길이는 상기 형광체층의 제1축 방향의 길이 이상이며,
    상기 제1 및 제2투명 필름의 제2축 방향의 너비는 상기 형광체층의 제2축 방향의 너비 이상이며,
    상기 반사체의 외측부 두께는 상기 형광체층의 두께보다 두꺼운, 조명 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1투명 필름 상에 부착되며, 상기 발광 칩과 대면하며 입사된 광을 반사 및 투과하는 반투과 미러를 포함하며,
    상기 반투과 미러는 상기 형광체층의 하면 면적보다 작은 하면 면적을 갖는 조명 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반사체 및 상기 제1, 2투명 필름은 유리 재질을 포함하는 조명 소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체, 상기 몸체 내에 배치된 복수의 리드 프레임, 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 상기 발광 칩이 배치된 발광 소자를 포함하며,
    상기 발광 소자는 상기 몸체의 내부에 상기 발광 칩이 배치된 캐비티 및 상기 캐비티에 몰딩 부재를 포함하는, 조명 소자.
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