KR20110084830A - 발광 장치 패키지 프레임 - Google Patents

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Abstract

발광 장치용 패키지 프레임은 프레임 본체와 컵을 가진다. 상기 프레임 본체는 기부(base)와 상기 기부로부터 연장되는 복수의 연결 다리부(connection leg)를 가진다. 상기 연결 다리부가 노출되어 있는 상기 컵은 상기 프레임 본체에 장착되고 상기 기부가 노출되도록 상기 컵 내에 형성된 캐비티(cavity)를 가진다. 상기 캐비티는 복수의 경사면 세트로 구성된 반사면이 되는 내측벽을 가진다. 각각의 경사면 세트는 복수의 경사면을 포함한다. 따라서, 광이 상이한 높이에서 상이한 각도로 반사되어 발광 소자로부터 방출된 광에 대해 재분배 효과를 제공할 수 있어 발광 장치 패키지의 발광 효율을 향상시킨다.

Description

발광 장치 패키지 프레임 {LUMINOUS DEVICE PACKAGE FRAME}
본 발명은 패키지 프레임에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 발광 장치 패키지의 발광 효율을 향상시키는 복수의 경사면 세트를 갖는 발광 장치 패키지 프레임에 관한 것이다.
도 10을 참조하면, 종래의 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 패키지는 대개 본체(40) 및 본체(40)에 장착된 LED 칩(50)을 포함한다. 본체(40)는 LED 칩(50)의 반사 효율을 향상시키기 위해 LED 칩(50)에서 방출된 광을 반사하는 반사면(42)을 가진다.
그러나, 종래의 LED 패키지에 있어 본체(40)의 반사면(42)은 도 11에 도시된 바와 같이 단일의 매끈한 경사각을 가지는 표면이며, 이 종래의 경사면(42)은 광을 고정된 각도로만 반사할 수 있다. 따라서, 종래의 반사면(42)에 의해 제공되는 광의 집속 효과(focusing effect)는 충분하지 않아서, 종래의 LED 패키지로부터 방출된 광은 반사 광선의 상이한 반사 높이로 인해 분산될 것이어서 광을 약화시킨다.
명칭이 "Light Emitting Diode"인 대만 실용신안 제M318188호(이하 '188 실용신안이라 함)는 종래의 LED 패키지 구조를 개시하고 있다. 도 12를 참조하면, 상기 '188 실용신안의 종래 LED 패키지는 세 개의 경사면으로 구성된 반사면(62)을 가지는 본체(60)를 포함하며, 경사면들은 반사면(62)의 하부(bottom)에서 상부(top)로 점차 증가하거나 감소하는 경사각을 가진다. 그러나 세 개의 경사면을 가지는 종래의 반사면(62)은 여전히 충분한 발광 효율을 제공하지 못하므로, 종래의 LED 패키지는 더욱 개선되어야 한다.
이러한 단점을 극복하기 위하여, 본 발명은 전술한 문제점을 완화하거나 제거하는 패키지 프레임을 제공하는 데 이바지한다.
본 발명의 주요 목적은 발광 장치 패키지의 발광 효율을 향상시키기 위해 광을 상이한 각도로 반사하여 발광 소자로부터 방출된 광에 재분배 효과(redistribution effect)를 제공하는 복수의 경사면 세트를 가지는 발광 장치 패키지 프레임을 제공하는 것이다.
상기 패키지 프레임은 프레임 본체와 컵(cup을 가진다. 상기 프레임 본체는 기부(基部, base)와 상기 기부로부터 떨어져 있는 복수의 연결 다리부(connection leg)를 가진다. 상기 연결 다리부가 노출되어 있는 상기 컵은 상기 프레임 본체에 장착되고 상기 기부가 노출되도록 상기 컵 내에 형성된 캐비티(cavity)를 가진다. 상기 캐비티는 복수의 경사면 세트로 구성된 반사면이 되는 내측벽을 가진다. 각각의 경사면 세트는 복수의 경사면을 포함한다.
따라서, 상이한 경사각의 경사면들의 구성에 의해, 광의 상이한 반사 높이로 인해 광이 집속될 수 있도록, 광이 상이한 각도로 반사될 수 있다. 반사광은 상이한 경로로 재분배 및 중첩될 수 있으므로 발광 장치 패키지의 발광 효율을 향상시킨다.
본 발명의 다른 목적들, 이점들 및 새로운 특징은 첨부도면과 함께 할 때 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 발광 장치용 패키지 프레임의 제1 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1의 선 2-2에 따른 패키 프레임의 부분 측단면도이다.
도 3은 도 2의 패키지 프레임을 확대 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패키지 프레임의 제2 실시예의 확대 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 패키지 프레임의 제3 실시예의 사시도이다.
도 6은 도 5의 패키지 프레임의 부분 측단면도이다.
도 7은 도 5의 패키지 프레임의 다른 부분 측단면도이다.
도 8은 도 2의 패키지 프레임의 동작상의 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 패키지 프레임의 제4 실시예의 부분 절개 사시도이다.
도 10은 종래기술에 따른 종래의 제1 LED 패키지의 부분 절개 사시도이다.
도 11은 도 10의 종래의 제1 LED 패키지의 동작상의 부분 측단면도이다.
도 12는 종래의 '188 실용신안의 LED 패키지의 동작상의 부분 측단면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발광 장치용 패키지 프레임은 프레임 본체(20) 및 컵(10)을 포함한다. 프레임 본체(20)는 기부(22) 및 기부(22)와 전기적으로 연결되고 떨어져 있는 복수의 연결 다리부(24)를 포함한다. 바람직하게는, 연결 다리부(24)는 기부(22)에 일체로 연결되거나 기부(22)와는 별개의 부품일 수 있다. 컵(10)은 프레임 본체(20)에 상에 장착되고 컵(10) 내에는 캐비티(11)가 형성되어 이 캐비티(11)로부터 기부(22)가 노출되게 하여 기부(22) 상에 칩 장착면(222)을 형성한다. 연결 다리부(24)는 컵(10)으로부터 노출되어 있다. 또, 캐비티(11)는 칩 장착면(222) 주위에 장착된 반사면(12)이 되는 내측벽을 가진다. 반사면(12)은 복수의 경사면 세트로 이루어지고, 각 경사면 세트는 발광 소자(30)로부터 방출된 광을 반사하는 복수의 경사면(13, 14)을 포함한다. 제1 실시예에서, 각 반사면 세트는 상이한 반사각의 두 개의 경사면(13, 14)을 포함한다.
또, 패키지 프레임은 하나 이상의 발광 소자(30) 및 봉지재(encapsulant)를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 발광 소자(30)는 프레임 본체(20)의 기부(22) 상에 장착되고 와이어(wire)에 의해 기부(22) 및 연결 다리부(24)에 전기적으로 연결된다. 각각의 발광 소자(30)는 LED 칩일 수 있다. 봉지재는 컵(10)의 캐비티(11) 내에 채워져 하나 이상의 발광 소자(30) 및 와이어(23)를 캡슐화하여 발광 장치 패키지를 형성한다.
도 3을 더 참조하면, 반사면(12)은 기부(22) 상의 칩 장착면(222)의 형상을 따른 하나 이상의 반사 세그먼트(reflecting segment)로 구현된다. 예를 들면, 칩 장착면(222)이 원형인 경우, 반사면(12)은 환형의 반사 세그먼트(222)으로 구현된다. 칩 장착면(222)이 도 1에 도시된 바와 같이 직사각형 또는 정사각형과 같은 사변형(quadrilateral)인 경우, 반사면(12)은 칩 장착면(222)을 둘러싸는 네 개의 반사 세그먼트(122)으로 구현된다. 각 반사 세그먼트(122)은 서로 여러차례 쌓이는 복수의 경사면 세트로 이루어진다. 각 경사면 세트는 서로 연결되어 있고 상이한 경사각을 가지는 두 개의 경사면(13, 14)을 포함할 수 있다. 경사면(13, 14)의 경사각은 서로 다르고 경사면 세트의 하부에서 상부로 점차 증가한다. 즉, 상부 경사면(14)은 동일 경사면 세트의 하부 경사면(13)보다 경사각이 크다. 경사각은 경사면(13, 14)과 칩 장착면(222)에 수직인 면 사이의 협각(included ange) α, β로 정해진다.
도 4를 참조하면, 다르게는 굴곡면(inflecting surface)(12A)의 각 경사면 세트인 경사면(13A, 14A)의 경사각은 경사면 세트의 하부에서 상부로 점차 감소하고 있다. 즉, 상부 경사면(14A)은 동일한 경사면 세트의 하부 경사면(13A)의 경사각 α'보다 작은 경사각 β'을 가진다.
각 경사면 세트의 인접한 경사면의 각 쌍(13, 14/13A, 14A)은 1 내지 5 범위의 각도 차 비(angular difference ratio)를 가지며, 각도 차는 인접한 경사면의 쌍(13, 14/13A, 14A)의 경사각들 사이에서 배수로 정해진다. 또, 반사 세그먼트(122)들 사이의 경사면(13, 14/13A, 14A)의 경사각은 서로 다를 수 있다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 칩 장착면(222)은 직사각형이고, 굴곡면(12B)의 장변(long side) 반사 세그먼트(122B)의 각 경사면 세트는 각각 경사각 2° 내지 7°인 두 경사면(131B, 141B)을 가지는 칩 장착면(222)의 장변에 대응한다. 이때, 인접한 경사면(131B, 141B)들 사이의 각도 차는 7/2=3.5이다. 단변(short side) 반사 세그먼트(123B)의 각 경사면 세트는 각각 경사각 7° 내지 28°인 두 경사면(13B, 14B)을 가지는 칩 장착면(222)의 단변에 대응하고, 인접한 경사면(13B, 14B)들 사이의 각도 차는 28/7=4이다.
또, 각 경사면 세트는 세 개 이상의 경사면을 포함할 수 있다. 세 개의 경사면을 예로 들면, 각 경사면 세트는 인접한 제1 경사면과 제2 경사면을 나눗셈하여 얻은 배수와 인접한 제2 경사면과 제3 경사면을 나눗셈하여 얻은 배수로 각각 정해진 두 개의 각도 차를 가진다.
본 발명에 따른 반사면(12)의 반사 세그먼트(122)들은 반사면(12) 주위에 완전히 연속하여 배치되는 것으로 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 반사 세그먼트(122B, 123B)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 반사면(12B) 주위에 완전히 연속하여 배치될 수 있다. 다르게는, 도 9를 참조하면, 반사면(12C)은 서로 이격된 복수의 세그먼트(122C, 123C)를 가져서 복수의 경사면 없는 매끈한 표면이고 인접한 반사 세그먼트(122C, 123C)의 각 쌍 사이에 형성되는 별개의 세그먼트(124)를 구성할 수 있다. 다른 실시예에서, 반사면(12C)은 칩 장착면(222)의 장변에 대응하는 한 쌍의 장변 반사면(122C) 또는 칩 장착면(222)의 단변에 대응하는 한 쌍의 단면 반사 세그먼트(123C)를 포함할 수 있다. 본 발명은 반사면(12)이 광의 에너지 분포 및 발광 효율을 증가시키는 복수의 경사면(13, 14)으로 구성되기만 한다면 반사면의 타입 또는 형상은 한정하지 않는다.
따라서, 도 8을 참조하면, 발광 소자(30)로부터 방출된 광은 반사면(12)의 상이한 경사각을 가지는 경사면(13, 14)에 의해 상이한 각도로 반사될 수 있다. 상이한 높이에서 상이한 각도로 반사되는 광 및 상이한 경로로 재분배되고 중첩되는 반사광에 기인하여 광은 집속될 수 있다. 따라서, 발광 장치 패키지의 발광 효율이 향상될 수 있다. 본 발명의 발명자가 수행한 실험에 따르면, 발광 장치 패키지의 조도는 7.6% 증가될 수 있고, 발광 장치 패키지의 광 강도이 최대값은 6.6% 증가될 수 있다. 종래의 LED 산업계에서의 3 내지 5%의 휘도 또는 광 강도의 증가에 비해, 본 발명은 광 효율에 있어 탁월한 향상을 제공한다.
또, 복수의 경사면(13, 14)을 포함하는 반사면(12)은 단일의 발광 장치 패키지에 적용할 수 있을 뿐 아니라 LED 조명관(lignting tube) 또는 백라이트 모듈에 적용할 수 있어, 본 발명의 실용성을 증대시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 많은 특징 및 이점을 본 발명의 구성 및 기능에 대한 세부 사항과 함께 설명하였지만, 개시 내용은 단지 예일 뿐이며, 첨부된 청구항들이 표현되는 용어들의 넓고 일반적인 의미가 가리키는 전범위에서 본 발명의 원리 내에서 세부 사항, 특히 부품의 형상, 크기 및 배치에 있어 변경을 가할 수 있다.

Claims (11)

  1. 기부(base)와 상기 기부로부터 떨어져 있는 복수의 연결 다리부(connection leg)를 포함하는 프레임 본체; 및
    상기 프레임 본체에 장착되고, 캐비티를 가지며, 상기 연결 다리부가 노출되어 있는 컵
    을 포함하고
    상기 캐비티는, 상기 기부가 노출되도록 상기 컵 내에 형성되고 내측벽을 가지며, 상기 캐비티의 내측벽은 복수의 경사면 세트로 구성된 반사면이고, 각 경사면 세트는 다수의 경사면을 포함하는,
    발광 장치용 패키지 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사면은 하나 이상의 반사 세그먼트로 구현되고, 상기 하나 이상의 반사 세그먼트 각각은 복수의 경사면 세트로 구성되는, 발광 장치용 패키지 프레임.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 경사면 세트 각각은 상이한 경사각을 가지는 두 개의 경사면을 포함하는, 발광 장치용 패키지 프레임.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각 경사면 세트의 경사면들의 경사각은 상기 경사면 세트의 하부에서 상부로 점차 증가하는, 발광 장치용 패키지 프레임.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 각 경사면 세트의 경사면들의 경사각은 상기 경사면 세트의 하부에서 상부로 점차 감소하는, 발광 장치용 패키지 프레임.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 반사 세그먼트 각각의 상기 경사면들의 경사각은 서로 다른, 발광 장치용 패키지 프레임.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 반사 세그먼트의 경사면들은 상기 반사면 주위에 완전하게 배치되어 있는, 발광 장치용 패키지 프레임.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 반사면은 서로 이격된 복수의 반사 세그먼트를 가져서, 매끈한 표면이고 인접하는 반사 세그먼트의 각 쌍 사이에 형성되는 개별 세그먼트를 구성하는, 발광 장치용 패키지 프레임.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 경사면 세트의 인접한 경사면의 각 쌍은 상기 인접한 경사면의 쌍의 경사각들 사이에서 배수로 정해지는 각도 차를 가지고, 상기 각도 차는 1 내지 5 범위인, 발광 장치용 패키지 프레임.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임 본체의 기부 상에 장착되고 상기 연결 다리부와 전기적으로 연결된 하나 이상의 발광 소자; 및
    상기 컵의 캐비티 내에 충진되어 상기 하나 이상의 발광 소자를 캡슐화하는 봉지재를 더 포함하는 발광 장치용 패키지 프레임.
  11. 제10항에 있어서,
    각 경사면 세트의 인접한 경사면의 각 쌍은 상기 인접한 경사면의 쌍의 경사각들 사이에서 배수로 정해지는 각도 차를 가지고, 상기 각도 차는 1 내지 5 범위인, 발광 장치용 패키지 프레임.
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