KR20110007633A - 엘이디 패키지 - Google Patents

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KR20110007633A
KR20110007633A KR1020090062669A KR20090062669A KR20110007633A KR 20110007633 A KR20110007633 A KR 20110007633A KR 1020090062669 A KR1020090062669 A KR 1020090062669A KR 20090062669 A KR20090062669 A KR 20090062669A KR 20110007633 A KR20110007633 A KR 20110007633A
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김현민
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(주) 아모엘이디
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Abstract

전방으로의 광의 직진성을 유지하면서도 인접한 엘이디 패키지간의 컬러 믹싱이 원활하게 이루어지도록 한 엘이디 패키지를 제시한다. 제시된 엘이디 패키지는 캐비티가 형성된 기판; 캐비티를 사이에 두고 기판의 상면에 상호 이격되게 설치된 복수의 반사판; 및 캐비티의 저면에 실장된 하나 이상의 발광소자를 포함한다. 발광소자로부터의 광이 전방 및 측방으로 방출될 수 있도록 반사판이 형성되므로, 일자의 바 형태에서 인접한 엘이디 패키지끼리 색이 잘 혼합되어 음영의 발생을 최소화시키게 된다. 이에 의해 LCD패널의 전체 밝기를 증가시킬 뿐만 아니라 LCD패널의 전체 영역에 균일한 밝기를 제공하게 된다.

Description

엘이디 패키지{LED package}
본 발명은 엘이디 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백라이트 유니트에 채용가능한 엘이디 패키지에 관한 것이다.
LED 패키지의 현재 응용(application) 동향은 전자기기의 단순 인디케이터(indicator)에서 모바일 폰의 플래쉬 램프를 거쳐 간접조명/LCD TV의 백라이트 유니트로 진행되고 있으며, 더 나아가서는 직접조명으로 진행될 가능성이 높다.
통상적으로, 평판형 표시장치 등에 채용되는 백라이트 유니트는 광원(램프)(예컨대, LED 패키지)의 위치에 따라 에지형(edge type방식 또는 side view방식이라고 함)과 직하형(direct type방식 또는 top view방식이라고 함)으로 크게 구분된다.
통상적으로, 에지형 백라이트 유니트는 도광판의 측면에 램프 유니트가 설치된다. 직하형 백라이트 유니트는 확산판의 하부면에 하나 이상의 램프 유니트를 일렬로 배열시켜 평판형 표시장치에 전면적으로 광을 조사한다.
평판형 표시장치에 직하형 백라이트 유니트를 직접 설치하는 경우에는 각각의 화소별로 하나씩의 엘이디 패키지를 설치해야 되므로, 매우 많은 수의 엘이디 패키지를 사용해야 된다는 문제가 있다.
그에 따라, 평판형 표시장치(예컨대, 노트북 등과 같은 휴대단말기)는 에지형 백라이트 유니트가 많이 사용된다.
도 1은 종래의 평판형 표시장치에 채용된 에지형 백라이트 유니트를 개략적으로 도시한 도면이다. LCD패널(10)을 중심으로 측방에 램프 유니트가 각각 설치된다. 각각의 램프 유니트는 LCD패널(10)의 길이방향을 따라 다수의 엘이디 패키지(12, 14)를 일자 형태로 배열시킨다.
그리고, 도광판(도시 생략)측으로 빛이 잘 직진할 수 있도록 하기 위해, 도 2에서와 같이 램프 유니트에 금속의 리플렉터(16)를 설치한다.
이와 같이 하게 되면, 엘이디 패키지(12, 14)에서 방출되는 광은 리플렉터(16)에 부딪혀 반사되어 도광판(도시 생략)측으로 전달된다.
도 2에서, 엘이디 패키지(12)의 캐비티는 어느 한 방향(전방)으로만 개구부가 형성된다. 캐비티의 저면에 발광소자(칩 형상의 엘이디)(12a)가 실장된다. 즉, 발광소자(12a)에서 방출되는 광은 전방으로만 나아가게 된다. 물론, 발광소자(12a)에서 방출된 광이 캐비티의 내측벽에도 부딪히지만, 캐비티의 내측벽에 부딪힌 광도 발광소자(12a)의 입장에서 보면 전방으로 나아가는 것이 된다. 본 명세서에서 전방이라는 용어는 후방과 상반되는 의미를 갖는다.
특히, 금속의 리플렉터(16)의 설치로 인해 엘이디 패키지(12)에서 방출되는 광은 더욱 직진성이 좋게 되므로, 도 1에 표시한 영역(A1, A2)에서는 빛이 잘 혼합되지 않게 된다. 그리고, 엘이디 패키지(12, 14)에서 방출되는 광은 리플렉터(16) 에 의해 더욱 직진성이 좋게 되어 멀리까지 퍼져 나가서 LCD패널(10)의 거의 모든 영역을 비추게 된다.
그런데, 영역(A1, A2)은 엘이디 패키지(12, 14)에서 방출된 광(즉, 백색광)이 막 진입한 영역이다. 그에 따라, 그 부분에서의 각각의 백색광의 휘도는 LCD패널(10)의 중앙부에서의 휘도에 비해 상대적으로 높을 뿐만 아니라, 인접한 엘이디 패키지의 백색광간의 컬러 믹싱이 잘 되지 않은 상태이다.
이와 같은 이유로 인해, LCD패널(10)에게로 광이 처음으로 입사되는 부분(A1, A2)에서는 음영이 발생한다. 즉, 직진성이 좋은 상태의 광이 LCD패널(10)로 입사됨에 따라 광이 처음으로 입사되는 부분(A1, A2)에서는 핫 스팟(hot spot)이 발생된다. 이는 제품의 신뢰성을 떨어뜨리는 작용을 하게 될 뿐만 아니라, 영역 A1, A2에서의 음영 발생으로 인해 LCD패널의 전체 밝기를 다소 감소시킬 뿐만 아니라 LCD패널의 전체 영역에 불균일한 밝기를 제공하게 된다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 전방으로의 광의 직진성을 유지하면서도 인접한 엘이디 패키지간의 컬러 믹싱이 원활하게 이루어지도록 한 엘이디 패키지를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 엘이디 패키지는, 캐비티가 형성된 기판; 캐비티를 사이에 두고 기판의 상면에 상호 이격되게 설치된 복수의 반사판; 및 캐비티의 저면에 실장된 하나 이상의 발광소자를 포함한다.
복수의 반사판은 캐비티의 길이에 비해 긴 길이를 갖는다. 이 경우, 기판은 캐비티의 길이에 비해 긴 길이를 갖는다.
복수의 반사판은 상호 이격된 2개의 반사판으로 구성된다.
복수의 반사판의 각각은 캐비티의 인접한 외곽 형상과 동일한 형상으로 비스듬하게 형성된 경사부를 포함한다.
하나 이상의 발광소자가 실장된 캐비티에는 형광체층이 충진된다.
복수의 반사판은 캐비티의 길이와 동일한 길이를 갖는다. 이 경우, 기판은 캐비티의 길이와 동일한 길이를 갖는다.
하나 이상의 발광소자가 실장된 캐비티에는 적어도 하나 이상의 발광소자를 덮는 형광체 블럭이 설치된다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 발광소자로부터의 광이 전방 및 측방으로 방출될 수 있도록 반사판이 형성되므로, 일자의 바 형태에서 인접한 엘이디 패키지끼리 색이 잘 혼합되어 음영의 발생을 최소화시키게 된다. 이에 의해 LCD패널의 전체 밝기를 증가시킬 뿐만 아니라 LCD패널의 전체 영역에 균일한 밝기를 제공하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 패키지에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
(제 1실시예)
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 엘이디 패키지의 분해사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 제 1실시예에 따른 엘이디 패키지의 결합상태도이다.
제 1실시예의 엘이디 패키지는, 소정 형상의 캐비티(22)가 형성된 기판(20); 캐비티(22)를 사이에 두고 기판(20)의 상면에 상호 이격되게 설치된 제 1반사 판(24) 및 제 2반사판(26); 및 캐비티(22)의 저면에 실장된 제 1발광소자(28a) 및 제 2발광소자(28b)를 포함한다.
기판(20)의 재질로는 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride), LTCC(low temperature co-fired ceramic), 플라스틱, 금속 등을 들 수 있다.
캐비티(22)는 기판(20)의 중앙에 기판(20)의 길이방향으로 길게 형성된다. 캐비티(22)는 세 개의 원형이 각각 일부가 서로 겹쳐진 형상으로 이루어진다.
제 1반사판(24)은 기판(20)의 상면 일측에 형성되고, 제 2반사판(26)은 기판(20)의 상면 타측에 형성된다. 제 1반사판(24)의 면중에서 캐비티(22)에 인접한 면에는 캐비티(22)의 외곽 형상과 동일한 형상으로 비스듬하게 형성된 경사부(24a)가 형성된다. 제 2반사판(26)의 면중에서 캐비티(22)에 인접한 면에는 캐비티(22)의 외곽 형상과 동일한 형상으로 비스듬하게 형성된 경사부(26a)가 형성된다. 제 1반사판(24)의 경사부(24a)와 제 2반사판(26)의 경사부(26a)는 서로 대향된다. 제 1 및 제 2반사판(24, 26)은 기판(20)과 동일한 재질로 함이 바람직하다. 물론, 필요에 따라서는 기판(20)과 다른 재질로 하여도 무방하다.
캐비티(22)의 길이는 기판(20)의 길이에 비해 짧으며, 제 1 및 제 2반사판(24, 26)은 캐비티(22)의 길이에 비해 긴 길이를 갖는다.
제 1 및 제 2발광소자(28a, 28b)는 칩 형상의 엘이디로 구성된다. 제 1 및 제 2발광소자(28a, 28b)를 발광소자(28)로 통칭한다. 제 1실시예에서는 2개의 발광소자(28a, 28b)가 실장되는 것으로 하였으나, 필요에 따라서 그 수는 가감될 수 있다.
발광소자(28)가 실장된 캐비티(22)에는 형광체층(실리콘(또는 에폭시) + 형광체)(30)이 충진된다. 실장된 발광소자(28)는 와이어(도시 생략)를 통해 캐비티(22) 저면의 패턴 전극(도시 생략)과 전기적으로 접속된다. 이러한 와이어 본딩은 통상적으로 익히 알려져 있는 방식에 의해 가능하다.
기존의 엘이디 패키지는 반사판이 캐비티의 둘레를 모두 감싸고 전방으로만 광이 진행되도록 하였으나, 제 1실시예에서는 추가적으로 반사판의 일부를 대향되게 개구시킴에 따라 전방으로의 광 진행 뿐만 아니라 측방으로의 광 진행이 이루어지게 한다. 이에 의해, 인접한 엘이디 패키지와의 색 혼합이 잘 이루어진다.
제 1실시예의 경우, 제 1 및 제 2반사판(24, 26)의 경사부(24a, 26a)의 경사각을 조정하는 정도에 따라 전방(X축이라고 가정)으로는 대략 30° ~ 90°정도의 지향각을 얻는다. 그리고, 측방(즉, 트인 부분; Y축이라고 가정)으로는 대략 110° ~120°정도의 지향각을 얻는다.
다시 말해서, 기존의 엘이디 패키지는 전방 및 측방으로 대략 30° ~ 90°정도의 지향각을 가지게 되지만, 제 1실시예의 엘이디 패키지는 전방(X축)으로 대략 30° ~ 90°정도의 지향각을 가지고 측방(즉, 트인 부분)(Y축)으로 대략 110° ~120°정도의 지향각을 가진다.
이에 의해, 기존에는 영역 A1, A2에서 인접한 엘이디 패키지간의 컬러 믹싱이 제대로 되지 않아 핫 스팟 및 음영이 발생하였으나, 제 1실시예에서는 측방으로 보다 넓은 지향각을 가지게 되어 영역 A1, A2에서 인접한 엘이디 패키지간의 컬러 믹싱이 제대로 이루어진다.
또한, 제 1실시예는 기존 대비 LCD패널의 전체 밝기를 그대로 유지하면서도 LCD패널의 전체 영역에 균일한 밝기를 제공하게 된다.
(제 2실시예)
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 엘이디 패키지의 분해사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 본 발명의 제 1실시예에 따른 엘이디 패키지의 결합상태도이다.
제 2실시예의 구성은 상술한 제 1실시예의 구성과 그리 차이가 없다. 다만, 캐비티의 형상, 경사부의 형상, 및 발광소자의 수에서 차이난다.
제 2실시예의 기판(40)은 제 1실시예의 기판(20)에 대응되고, 제 2실시예의 제 1반사판(44)은 제 1실시예의 제 1반사판(24)에 대응된다. 제 2실시예의 제 2반사판(46)은 제 1실시예의 제 2반사판(26)에 대응된다.
제 2실시예에서는 기판(40)의 캐비티(42)를 원형으로 형성시켰다. 캐비티(42)의 형상은 원형 이외로 사각형, 직사각형 등도 가능하다. 그에 따라, 제 1반사판(44)의 면중에서 캐비티(42)에 인접한 면에는 캐비티(42)의 외곽 형상과 동일한 형상으로 비스듬하게 형성된 경사부(44a)가 형성된다. 제 2반사판(46)의 면중에서 캐비티(42)에 인접한 면에는 캐비티(42)의 외곽 형상과 동일한 형상으로 비스듬 하게 형성된 경사부(46a)가 형성된다. 제 1반사판(44)의 경사부(44a)와 제 2반사판(46)의 경사부(46a)는 서로 대향된다.
제 2실시예에서는 1개의 발광소자(48)가 캐비티(42)에 실장되는 것으로 하였으나, 필요에 따라서 그 수는 증가될 수 있다.
발광소자(48)가 실장된 캐비티(42)에는 형광체층(실리콘(또는 에폭시) + 형광체)(50)이 충진된다.
제 2실시예는 제 1실시예와 마찬가지로 추가적으로 반사판의 일부를 대향되게 개구시킴에 따라 전방으로의 광 진행 뿐만 아니라 측방으로의 광 진행이 이루어지게 한다. 이에 의해, 인접한 엘이디 패키지와의 색 혼합이 잘 이루어진다.
제 2실시예의 경우, 제 1 및 제 2반사판(44, 46)의 경사부(44a, 46a)의 경사각을 조정하는 정도에 따라 전방(X축)으로는 대략 30° ~ 90°정도의 지향각을 얻는다. 그리고, 측방(즉, 트인 부분)(Y축)으로는 대략 110° ~120°정도의 지향각을 얻는다.
다시 말해서, 기존의 엘이디 패키지는 전방(X축) 및 측방(Y축)으로 대략 30° ~ 90°정도의 지향각을 가지게 되지만, 제 2실시예의 엘이디 패키지는 전방으로 대략 30° ~ 90°정도의 지향각을 가지고 측방(즉, 트인 부분)으로 대략 110° ~120°정도의 지향각을 가진다.
이에 의해, 기존에는 영역 A1, A2에서 인접한 엘이디 패키지간의 컬러 믹싱이 제대로 되지 않아 핫 스팟 및 음영이 발생하였으나, 제 2실시예에서는 측방으로 보다 넓은 지향각을 가지게 되어 영역 A1, A2에서 인접한 엘이디 패키지간의 컬러 믹싱이 제대로 이루어진다.
또한, 제 2실시예는 제 1실시예와 마찬가지로, LCD패널의 전체 밝기를 그대로 유지하면서도 LCD패널의 전체 영역에 균일한 밝기를 제공하게 된다.
(제 3실시예)
도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 엘이디 패키지의 분해사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 제 3실시예에 따른 엘이디 패키지의 결합상태도이다.
제 3실시예는 상술한 제 1실시예와 비교하여 볼때, 캐비티의 설치 형태 및 캐비티에 설치되는 형광체 블럭에서 차이난다.
제 3실시예의 기판(60)은 제 1실시예의 기판(20)에 대응되고, 제 3실시예의 제 1반사판(64)은 제 1실시예의 제 1반사판(24)에 대응된다. 제 3실시예의 제 2반사판(66)은 제 1실시예의 제 2반사판(26)에 대응된다.
기판(60)의 캐비티(62)는 기판(60)의 중앙부에 소정의 폭으로 기판(60)의 길이방향으로 형성되되, 캐비티(62)의 길이는 반사판(64, 66) 및 기판(60)의 길이와 동일하다.
발광소자(68a, 68b)가 실장된 캐비티(62)에는 형광체 블럭(70)이 설치된다. 형광체 블럭(70)은 실리콘(또는 에폭시) 및 형광체 등을 혼합하여 제조한다. 형광체 블럭(70)은 발광소자(68a, 68b) 및 캐비티(62)의 상면을 모두 덮도록 설치된다. 물론, 필요에 따라서 발광소자(68a, 68b)는 모두 덮되 캐비티(62)의 상면의 일부만 을 덮도록 하여도 된다. 형광체 블럭(70)의 길이를 캐비티(62)의 길이와 동일하게 하는 것이 제조공정상 편리하다.
상술한 제 1 및 제 2실시예에서는 캐비티가 기판의 양 측면으로 노출되지 않게 하였으나, 제 3실시예에서는 캐비티(62)가 기판(60)의 양 측면으로 노출된다. 제 3실시예는 제 1 및 제 2실시예와 마찬가지로 추가적으로 반사판의 일부를 대향되게 개구시킴에 따라 전방으로의 광 진행 뿐만 아니라 측방으로의 광 진행이 이루어지게 한다. 이에 의해, 인접한 엘이디 패키지와의 색 혼합이 잘 이루어진다.
제 3실시예는 제 1실시예 및 제 2실시예에 비해 캐비티(62)가 기판(60)의 양 측면으로 노출되었기 때문에 지향각에서 차이난다. 제 3실시예의 경우, 제 1 및 제 2반사판(64, 66)의 경사부(64a, 66a)의 경사각을 조정하는 정도에 따라 전방(X축)으로는 대략 30° ~ 90°정도의 지향각을 얻는다. 그리고, 측방(즉, 트인 부분)(Y축)으로는 대략 140° ~160°정도의 지향각을 얻는다.
다시 말해서, 제 3실시예는 제 1 및 제 2실시예에 비해 측방(Y축)으로의 지향각이 보다 넓다. 그에 따라, 제 3실시예는 제 1 및 제 2실시예에서와 같이 LCD패널의 전체 밝기를 그대로 유지하면서도 LCD패널의 전체 영역에 균일한 밝기를 제공할 뿐만 아니라, 특히 제 1 및 제 2실시예에 비해 영역 A1, A2에서 인접한 엘이디 패키지간의 컬러 믹싱이 보다 잘 이루어지게 되어 핫 스팟 및 음영의 발생을 제거한다.
수요자의 필요에 의해 제 1 내지 제 3실시예의 엘이디 패키지중에서 어느 한 패키지가 선택될 것이다. 물론, 발광소자의 광이 엘이디 패키지의 전방 및 측방으로 진행될 수만 있다면 캐비티의 형상, 반사판의 형상 등이 어떻게 변형되어도 상술한 제 1 내지 제 3실시예의 엘이디 패키지와 동일한 개념의 엘이디 패키지가 된다.
본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1 및 도 2는 종래의 백라이트 유니트용 엘이디 패키지에서의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 엘이디 패키지의 분해사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 제 1실시예에 따른 엘이디 패키지의 결합상태도이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 엘이디 패키지의 분해사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 본 발명의 제 1실시예에 따른 엘이디 패키지의 결합상태도이다.
도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 엘이디 패키지의 분해사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 제 3실시예에 따른 엘이디 패키지의 결합상태도이다.

Claims (11)

  1. 캐비티가 형성된 기판;
    상기 캐비티를 사이에 두고 상기 기판의 상면에 상호 이격되게 설치된 복수의 반사판; 및
    상기 캐비티의 저면에 실장된 하나 이상의 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 반사판은 상기 캐비티의 길이에 비해 긴 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판은 상기 캐비티의 길이에 비해 긴 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 반사판은 상호 이격된 2개의 반사판으로 구성된 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 반사판의 각각은 상기 캐비티의 인접한 외곽 형상과 동일한 형상으로 비스듬하게 형성된 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 발광소자가 실장된 캐비티에는 형광체층이 충진된 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 반사판은 상기 캐비티의 길이와 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 기판은 상기 캐비티의 길이와 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 반사판은 상호 이격된 2개의 반사판으로 구성된 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  10. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 반사판의 각각은 비스듬하게 형성된 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  11. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 하나 이상의 발광소자가 실장된 캐비티에는 적어도 상기 하나 이상의 발광소자를 덮는 형광체 블럭이 설치된 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
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