KR20110125070A - 발광소자 패키지 - Google Patents

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KR20110125070A
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Abstract

실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 발광소자에서 방출되는 빛의 손실을 저하시킬 수 있는 구조를 갖도록, 실시 예는, 캐비티가 형성된 몸체, 상기 캐비티에 실장되는 발광소자 및 상기 캐비티를 밀봉하는 봉지재를 포함하고, 상기 봉지재는, 상기 발광소자 상에 적층되며, 상기 발광소자에서 방출되는 빛을 확산하는 광확산재가 포함된 제1 봉지재 및 상기 제1 봉지재 상에 적층되는 제2 봉지재를 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.

Description

발광소자 패키지{Light-emitting element package}
발광소자 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광소자에서 방출되는 빛의 손실을 저하시킬 수 있는 구조를 갖는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
실시 예는발광 다이오드(LED)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 생생하는 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 다이오드를 이용하는 발광 소자의 연색성, 및 확산성을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다.
실시 예의 목적은, 발광소자에서 방출되는 빛의 손실을 저하시킬 수 있는 구조를 갖는 발광소자 패키지를 제공함에 있다.
제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 캐비티가 형성된 몸체, 상기 캐비티에 실장되는 발광소자 및 상기 캐비티를 밀봉하는 봉지재를 포함하고, 상기 봉지재는, 상기 발광소자 상에 적층되며, 상기 발광소자에서 방출되는 빛을 확산하는 광확산재가 포함된 제1 봉지재 및 상기 제1 봉지재 상에 적층되는 제2 봉지재를 포함한다.
제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 제1, 2 캐비티를 구획하는 주격벽 및 보조격벽이 형성된 몸체, 상기 제1, 2 캐비티에 각각 실장되는 제1, 2 발광소자 및 상기 제1, 2 캐비티를 밀봉하는 봉지재를 포함하고, 상기 봉지재는, 상기 제1 캐비티를 밀봉하는 제1 봉지재 및 상기 제2 캐비티를 밀봉하는 제2 봉지재를 포함하고, 상기 제1, 2 봉지재 중 적어도 하나는, 광확산재를 포함한다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 발광소자 상에 적층되어 발광소자에서 방출되는 빛을 광확산재를 통하여 확산시킨 후, 확산된 빛에 의해 형광체를 발광시킴으로써, 빛의 손실을 저하시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지의 단면에 대한 제1 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 A에 대한 제1, 2 실시 예를 나타내는 확대도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지에 대한 제2 실시 예에 따른 단면을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 발광소자 패키지의 동작을 나타내는 상태 단면도이다.
도 7은 도 1에 나타낸 발광소자 패키지에 대한 제3 실시 예에 따른 단면을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7에 나타낸 발광소자 패키지의 동작을 나타내는 상태 단면도이다.
도 9는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지에 대한 제4 실시 예에 따른 단면을 나타내는 단면도이다.
도 10은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 10에 나타낸 조명장치의 A-A' 단면을 나타낸 단면도이다.
도 12는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트 장치에 대한 제1 실시 예를 나타낸 사시도이다.
도 13은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트 장치에 대한 제2 실시 예를 나타낸 사시도이다.
실시 에 대한 설명에 앞서, 본 명세서에서 언급하는 각 층(막), 영역, 패턴, 또는 구조물들의 기판, 각 층(막) 영역, 패드, 또는 패턴들의 "위(on)", "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와, "아래(under)"는 직접(directly)", 또는 "다른 층을 개재하여(indirectly)" 형성되는 모든것을 포함한다. 또한, 각 층의 위, 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서, 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의, 및 명확성을 위하여 과장되거나, 생략되거나, 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 발광소자 패키지의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 주 격벽(29)과 보조 격벽(28)에 의해 제1, 2 캐비티(22, 23)가 형성된 몸체(20), 제1 캐비티(22)에 형성되는 제1, 2 전극(31, 32) 및 제2 캐비티(23)에 형성되는 제3, 4 전극(33, 34)을 포함한다.
몸체(20)의 외측 일면에는 외부 전원을 공급받아 제1, 2 발광소자(11, 12)에 공급하기 위한 단자(24, 25)가 형성된다.
몸체(20)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), AlOx, 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 몸체(20)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
즉, 몸체(20)는 전도성을 갖는 금속 재질이므로, 몸체(20)의 표면에는 절연막(미도시)이 더 형성되어 몸체(20)가 제1 전극(31) 내지 제4 전극(34)과 전기적으로 쇼트(short) 되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
몸체(20)의 상면 형상은 발광 소자의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형, 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
제1, 2 캐비티(22, 23)의 단면 형상은 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 제1, 2 캐비티(22, 23)의 내 측면은 하부에 대해 수직한 측면이거나 경사진 측면이 될 수 있다.
또한, 제1, 2 캐비티(22, 23)의 전면 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
몸체(20)의 적어도 일 측면에는 러프니스(roughness, 21)가 형성될 수 있으며, 러프니스(21)는 발광 소자의 제조 공정, 구체적으로는 복수의 발광 소자를 개별 소자 단위로 분리하는 커팅(cutting) 공정에 의해 형성된다.
또한, 몸체(20)의 상측에는 캐소드 마크(cathode mark, 26)가 형성될 수 있다. 캐소드 마크(26)는 발광 소자의 제1 전극(31) 내지 제4 전극(32)의 극성을 구분하여, 제1 전극 내지 제4 전극(31 ∼ 34)을 전기적으로 연결할 때, 혼동을 방지하는데 이용된다.
제1, 2 전극(31, 32) 및 제3, 4 전극(33, 34)은 서로 전기적으로 분리되도록 이격되어 몸체(20)에 형성된다.
여기서, 제1 전극 내지 제4 전극(31 ~ 34)는 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제1 내지 제4 전극(31 ~ 34)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제1 전극(31) 내지 제4 전극(34)은 제1, 2 발광소자(11, 12)에 전기적으로 연결되며, 외부 전원(미도시)의 양(+)극과 음(-)극에 각각 연결될 때, 제1, 2 발광소자(11, 12)에 전원을 공급할 수 있다.
제1 실시 예에 나타낸, 제1, 2 발광소자(11, 12)는 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 유색 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 제1, 2 발광소자(11, 12)는 와이어 본딩(wire bonding) 방식에 의해 제1 전극(31) 내지 제4 전극(34)과 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 제1, 2 발광소자(11, 12)가 수평형 발광소자일 경우는 제1 전극(31) 내지 제4 전극(34)과 금속 와이어(wire)를 통해 전기적으로 결선될 수 있다.
반면에, 제1, 2 발광소자(11, 12)가 수직형 발광소자일 경우, 제1 전극(31) 및 제3 전극(33)상에 실장되는 경우는, 제2 전극(32) 및 제4 전극(34)과 와이어 본딩 처리되고, 제1, 3 전극(31, 32)과는 와이어 본딩 처리되지 않는다.
이외에, 제1, 2 발광소자(11, 12)가 플립형 발광소자일 경우, 다이 본딩(die bonding) 방식 등으로 제1 전극 내지 제4 전극(31 ~ 34)과 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 도면에는 자세히 도시하지는 않았으나 제1, 2 캐비티(22, 23)에는 제1, 2 발광소자(11, 12)을 덮도록 봉지재(미도시)가 충진될 수 있다.
또한, 몸체(20)는 슬러그 타입, 즉 제1, 2 발광소자(11, 12)에서 발생되는 열이 방출하기 용이하기 때문이다.
또한, 제1, 2 발광소자(11, 12)의 하부에는 제1, 2 열전도부재(미도시)가 형성된다. 상기 제1, 2 열전도부재는 제1, 2 발광소자(11, 12)의 폭과 동일하거나, 또는 크게 형성될 수 있으며, 도 2에서 자세하게 기술하기로 한다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지의 단면에 대한 제1 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발광소자 패키지(100)는 제1, 2 캐비티(22, 23)가 형성된 몸체(20), 제1 캐비티(22)의 하부면에 형성된 제1 열전도부재(41), 제1 열전도부재(42) 상에 위치하는 제1 발광소자(11), 제2 캐비티(23)의 하부면에 형성된 제2 열전도부재(42), 제2 열전도부재(42) 상에 위치하는 제2 발광소자(12), 제1, 2 캐비티(22, 23)를 밀봉하는 제1, 2 봉지재(51, 52) 및 제1, 2 캐비티(22, 23) 이외의 영역을 밀봉하는 제3 봉지재(53)를 포함할 수 있다.
몸체(20)는 제1 높이(h1)를 갖는 주격벽(29) 및 제1 높이(h1)보다 낮은 제2 높이(h2)를 갖는 보조격벽(28)에 의해 제1, 2 캐비티(22, 23)가 구획된다.
여기서, 보조격벽(28)의 제2 높이(h2)는 제1, 2 발광소자(11, 12) 중 어느 하나의 높이(h3) 대비 1.2배 내지 2배인 것이 바람직하다. 이유인 즉, 보조격벽(28)의 높이가 2배 이상인 경우, 백색광 방출시 혼합 영역이 작아지게 되며 그에 따른 광의 지향각이 줄어들게 되기 때문이며, 보조격벽(28)의 높이가 1.2배 보다 작은 경우 백색광 방출시 혼합 영역이 과도하게 넓어져 색 혼색성에 불량확률이 높아져 백색광 구현의 어려움이 발생하게 된다.
이때, 주격벽(29) 및 보조격벽(28)은 경사면을 이루고 형성될 수 있으며, 상기 경사면에 따라 제1, 2 발광소자(11, 12)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절 할 수 있다.
여기서, 광의 지향각이 줄어들수록 제1, 2 발광소자(11, 12)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 제1, 2 발광소자(11, 12)에서 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
제1, 2 발광소자(11, 12) 각각은 적색(Rdd), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(Whit2) 등의 유색 빛을 방출하는 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광소자일 수 있다.
즉, 제1, 2 발광소자(11, 12)은 상이한 색상을 갖는 발광소자으로 형성될 수 있으며, 동일한 색상을 갖는 발광소자으로 형성될 수 있을 것이다.
일 예로, 발광소자(100)는 백색 광을 방출하고자 할때 적색(Rdd), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 세 가지의 색상이 혼합하여야 한다. 따라서, 제1, 2 발광소자(11, 12)를 밀봉하는 제1, 2 봉지재(51, 52) 각각에서 두 개의 색상을 방출할 때, 제3 봉지재(53)에서 나머지 하나의 색상을 방출한다.
즉, 제1, 2, 3 봉지재(51 ,52, 53)는 각각 상이한 색상을 방출하는 단일 형광체를 포함하는 경우에 대하여 먼저 설명한다.
제1, 2 봉지재(51, 52)는 제1, 2 캐비티(22, 23)를 밀봉하도록, 보조격벽(28)의 상부에서 제1, 2 캐비티(22, 23)의 하부면 사이에 형성된다.
제3 봉지재(53)는 제1, 2 봉지재(51, 52) 상에 밀봉하도록, 즉 보조격벽(28)의 상부면와 주격벽(29)의 상부면 사이를 밀봉한다.
여기서, 제1, 2 발광소자(11, 12)은 동일 칩이며, 청색(Blue) 칩인 것으로 설명하나, 이에 한정을 두지 않으며, 다른 색상의 발광소자일 수 도 있을 것이다.
즉, 제1, 2 발광소자(11, 12)가 청색(Blue) 칩이면, 제1, 2 봉지재(51, 52) 중 하나에는 적색 형광체를 포함하며 나머지 하나에는 녹색 또는 청색 형광체를 포함하며, 제3 봉지재(53)에는 황색 형광체가 포함되어, 백색 광을 방출하게 된다.
이때, 제 3 봉지재(53) 상부에는 투명한 실리콘 재질의 필름 또는 수지층(미도시)이 더 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 상기 적색 형광체는 나이트라이드계(Nitride)이며, 상기 녹색 또는 상기 청색 형광체는 실리케이트계(Silicate) 또는 나이트라이드계(Nitride)이며, 상기 황색 형광체는 YAG계인 것이 바람직하며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 다른 예로, 발광소자(100)는 백색 광을 방출하고자 할때 제1, 2 발광소자(11, 12)를 밀봉하는 제1, 2 봉지재(51, 53) 중 어느 하나가 적어도 2이상의 다른 색상을 방출하는 이종 형광체를 포함하고, 나머지 하나가 나머지 하나의 색상을 방출할때, 제3 봉지재(53)에는 형광체가 포함되지 않을 수 있다.
즉, 제1, 2 봉지재(51 ,52) 중 하나는 이종 형광체를 포함하고, 나머지 하나는 단일 형광체를 포함하는 경우에 대하여 설명한다.
제1, 2 봉지재(51, 52)는 제1, 2 캐비티(22, 23)를 밀봉하도록, 보조격벽(28)의 상부에서 제1, 2 캐비티(22, 23)의 하부면 사이에 형성된다.
제3 봉지재(53)는 제1, 2 봉지재(51, 52) 상에 밀봉하도록, 즉 보조격벽(28)의 상부와 주격벽(29)의 상부 사이에 형성된다.
여기서, 제1, 2 발광소자(11, 12)은 동일 칩이며, 청색(Blue) 칩인 것으로 설명하나, 이에 한정을 두지 않으며, 다른 색상의 발광소자일 수 도 있을 것이다.
즉, 제1, 2 발광소자(11, 12)가 청색(Blue) 칩이면, 제1, 2 봉지재(51, 52) 중 하나에는 적색 형광체를 포함하며 나머지 하나에는 녹색 및 청색 형광체를 포함하며, 제3 봉지재(53)에는 형광체가 포함되지 않는 투명한 실리콘 재질로 이루어진다.
이때, 제3 봉지재(53)는 필름 또는 수지로 이루어질 수 있을 것이며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 상기 적색 형광체는 나이트라이드계(Nitride)이며, 상기 녹색 및 상기 청색 형광체는 실리케이트계(Silicate) 또는 나이트라이드계(Nitride)이며, 이에 한정을 두지 않으며, 동일 계열로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
제1, 2 발광소자(11, 12)와 제1, 2 캐비티(22, 23)의 하부면 사이에 각각 형성되는 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 서로 독립적으로 제1, 2 캐비티(22, 23)의 하부면에 형성되며, 열전도도가 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다.
즉, 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 각각 제1, 2 발광소자(11, 12)에서 발생되는 열과 제1, 2 봉지재(51, 52) 각각에 포함된 형광체의 종류, 색상에 따라 열특성이 상이하므로, 제1, 2 발광소자(11, 12)의 하부를 통하여 발생된 열의 방출을 용이하게 한다.
여기서, 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 접착제 또는 접착시트일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
예를 들면, 제1, 2 발광소자(11, 12)가 동일한 청색(Blue) 칩인 경우, 제1 봉지재(51)에 포함된 형광체가 제2 봉지재(52)에 포함된 형광체에 비하여 열 특성이 낮은 경우, 제1 발광소자(11)의 하부에 형성된 제1 열전도부재(41)의 열전도도가 제2 발광소자(12)의 하부에 형성된 제2 열전도부재(42)의 열전도도가 크게 형성하여, 제1 봉지재(51)에 포함된 형광체의 휘도 저하를 방지할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 2의 A에 대한 제1, 2 실시 예를 나타내는 확대도이다.
도 3을 참조하면, 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 서로 동일한 폭(d1) 및 높이(h4)로 형성된다.
즉, 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 열전도도가 서로 다른 재질로 형성됨에 따라, 제1, 2 발광소자(11, 12)의 상부와 제1, 2 봉지재(51, 52)의 상부 사이의 이격높이가 서로 동일하게 형성하도록 한다.
여기서, 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 열전도도가 서로 다름으로써, 제1, 2 발광소자(11, 12) 중 열이 높게 발생되는 발광소자 하부에 열전도도가 높은 열전도부재를 형성하도록 하여, 몸체(20)를 통하여 열을 방출시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 동일한 높이(h4)이며, 서로 다른 제1, 2 폭(d1, d2)로 형성된다.
즉, 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 열전도도가 상이한 재질로 형성되지만, 제1 발광소자(11)에서 발생되는 열이 제2 발광소자(12)에서 발생되는 열보다 높은 경우 제1 열전도부재(41)의 폭(d1)을 크게 함으로써, 몸체(20)와의 접촉 면적을 증가시켜 열의 확산을 더 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 폭이 동일하며, 높이가 서로 상이할 수 도 있으며, 폭 및 높이 모두가 상이할 수 있을 것이며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 제1, 2 발광소자(11, 12)과 제1, 2 캐비티(22, 23)의 폭이 한정된 상태이므로, 그 한정된 폭에서 최대한의 열전도를 증가시키기 위하여, 폭 및 높이 중 적어도 하나를 가변시킬 수 있다.
도 2 내지 도 4에서 설명한 제1, 2 열전도부재(41, 42)는 서로 다른 열전도도를 갖는 것으로 설명하였으나, 열전도도가 서로 동일할 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
도 5는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지에 대한 제2 실시 예에 따른 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 제1, 2 캐비티(122, 123)가 형성된 몸체(120), 제1 캐비티(122)의 하부면에 형성된 제1 열전도부재(141), 제1 열전도부재(142)에 위치하는 제1 발광소자(111), 제2 캐비티(123)의 하부면에 형성된 제2 열전도부재(142), 제2 열전도부재(142)에 위치하는 제2 발광소자(112), 제1, 2 발광소자(111, 112) 상에 적층되어, 제1, 2 발광소자(111, 112) 각각에서 방출하는 빛을 확산하는 제1, 2 봉지재(151) 및 제1, 2 봉지재(151)의 상부면에 적층되어 상기 빛에 의해 발광하는 제3 봉지재(152)를 포함할 수 있다.
몸체(120)는 제1 높이(h11)를 갖는 주격벽(129) 및 제1 높이(h11)보다 낮은 제2 높이(h12)를 갖는 보조격벽(128)에 의해 제1, 2 캐비티(122, 123)가 구획된다.
여기서, 제1 높이(h11)는 제1, 2 캐비티(22, 23)의 하부면에서 제2 봉지재(152)의 상부면까지의 높이이며, 제2 높이(h12)는 제1, 2 캐비티(22, 23)의 하부면에서 제1, 2 봉지재(151)의 상부면까지의 높이이다.
보조격벽(128)의 제2 높이(h1)은 제1, 2 발광소자(111, 112) 중 어느 하나의 높이(h13) 대비 1.2배 내지 2배인 것이 바람직하다. 이유인 즉, 보조격벽(128)의 제2 높이(h12)가 제1, 2 발광소자(111, 112) 중 어느 하나의 높이 대비 2배보다 큰 경우 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 방출되는 빛이 보조격벽(128)의 상부 영역과 상부 영역을 제외한 영역에서의 휘도편차가 발생할 수 있으며, 이와 반대로 제1, 2 발광소자(111, 112) 중 어느 하나의 높이 대비 1.2배 보다 낮은 경우 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 방출되는 빛이 보조격벽(128)의 상부 영역과 상부 영역을 제외한 영역에서의 휘도편차가 줄어들 수 있으나, 제1, 2 봉지재(151)에 의한 확산이 낮아지게 되므로, 전체적인 휘도특성이 낮아지게 된다.
이와 같이, 보조격벽(128) 및 주격벽(129)은 경사면을 이루고 형성되는 것이 바람직하며, 이는 상기 경사면의 경사도에 따라 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 방출되는 빛의 지향각을 조절할 수 있다.
즉, 빛의 지향각이 줄어들수록 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
또한, 제1, 2 발광소자(111, 112) 각각은 적색(Rdd), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(Whit2) 등의 유색 빛을 방출하는 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광소자일 수 있다.
즉, 제1, 2 발광소자(111, 112)는 상이한 색상을 갖는 발광소자으로 형성될 수 있으며, 동일한 색상을 갖는 발광소자으로 형성될 수 있을 것이다.
여기서, 제1, 2 열 전도부재(141, 142)는 상이한 열전도도를 갖거나, 또는 동일한 열전도도를 갖고 독립적으로 형성된다.
즉, 제1, 2 열전도부재(141, 142)는 각각 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 발생되는 열과 제3 봉지재(152)에 포함된 형광체의 종류, 색상에 따라 열특성이 상이하므로, 제1, 2, 3 봉지재(151, 152)의 밀도 및 제1, 2 발광소자(111, 112)의 열 특성이 다를 수 있으므로, 제1, 2 발광소자(111, 112) 각각의 하부를 통하여 발생된 열의 방출을 용이하게 한다.
여기서, 제1, 2 열전도부재(141, 142)는 접착제 또는 접착시트일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1, 2 열전도부재(141, 142)는 폭 또는 높이 중 적어도 하나가 상이할 수 있으며, 폭 및 높이가 동일할 수 있을 것이며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제1, 2 열전도부재(141, 142)는 제1, 2 발광소자(111, 112) 중 어느 하나의 발광소자에 형성된 제1, 2 봉지재(151)의 밀도 및 제3 봉지재(152)의 색상에 따라 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 발생되는 열의 전도가 상이할 수 있으므로, 이 중 높은 열을 발생하는 발광소자 하부에 열 전도도가 높은 열 전도부재를 형성하여, 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 발생되는 열을 몸체(20)로 열 확산되도록 할 수 있으므로, 제3 봉지재(152)에 의해 방출되는 빛의 휘도의 손실을 최소화할 수 있다.
여기서, 제1, 2 봉지재(151)는 광확산재를 포함하며, 상기 광확산재는 백색 금속 산화물인, 이산화티탄(TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 어느 하나이거나, 또는 이산화티탄(TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 적어도 2이상이 혼합될 수 있다.
제1, 2 봉지재(151)는 보조격벽(128)의 제2 높이(h12) 만큼 제1, 2 발광소자(111, 112) 상에 적층되며, 제3 봉지재(152)는 제1 높이(h11)와 제2 높이(h12)의 차높이인 제4 높이(h14)로 제1 봉지재(151) 상에 적층된다.
제1, 2 봉지재(151)는 서로 동일한 적층구조를 갖으며, 상기 광확재를 포함하는 것으로 이루어진다.
또한, 제3 봉지재(152)는 단일 형광체를 포함하거나, 또는 이종 이상의 형광체를 포함할 수 있으며, 이는 발광소자에서 방출되는 빛의 색상에 따라 가변될 수 있다.
제3 봉지재(152)는 단일 형광체를 사용하는 경우, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 형광체 중 하나일 수 있으며, 이외에 다른 색상의 형광체를 포함할 수 있을 것이다.
여기서, 제1, 2 발광소자(111, 112)는 상부로 전체 빛의 양 대비 70% 이상의 빛이 방출되는 수직형 타입을 사용하는 것이 바람직하며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제1, 2 발광소자(111, 112)는 수평형, 플립형 타입일 수 있으며, 제1, 2 봉지재(151)가 제1, 2 발광소자(111, 112) 전체에 적층되기 때문이다.
제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자 상에 광확산재를 포함하는 제1, 2 봉지재가 적층되고, 제1, 2 봉지재 상에서 제1, 2 봉지재에 의해 확산된 빛에 따라 발광하는 단일 형광체를 포함하는 제3 봉지재가 적층됨에 따라, 단일 색상 구현시 제1, 2 봉지재의 사용 이전에 비하여 휘도 손실을 줄일 수 있는 있으며, 상이한 열전도도를 갖는 열전도부재에 발광소자에서 발생하는 열을 몸체로 확산시켜, 형광체의 휘도 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 6은 도 5에 나타낸 발광소자 패키지의 동작을 나타내는 상태 단면도이다.
도 6은 도 5에서 설명된 내용과 중복되는 내용에 대하여 간략하게 설명하거나 생략한다.
도 6을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 제1, 2 발광소자(111, 112), 제1, 2 열전도부재(141, 142) 및 제1, 2, 3 봉지재(151, 152)를 포함한다.
여기서, 제1, 2 발광소자(111, 112)은 공급되는 전원에 의해 빛을 방출하게 된다.
이때, 제1, 2 봉지재(151)는 광확산재(q)를 포함함으로써, 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 방출되는 빛을 제3 봉지재(152) 방향 및 제1, 2 열전도부재(141, 142) 방향 즉, 전방향으로 확산 또는 산란시킨다.
여기서, 제3 봉지재(152)는 광확산재(q)에 의해 확산 또는 산란된 빛에 의해 발광하는 단일 색상의 형광체(a)를 포함한다.
즉, 제3 봉지재(152)는 형광체(a)에 의해 발광하여 단일 색상을 갖는 빛을 방출하게 된다.
여기서, 제1, 2, 3 봉지재(151, 152)는 중심부가 평탄한 것으로 설명하였으나, 중심부가 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
제1, 2, 3 봉지재(151, 152)는 중심부가 오목한 형상인 경우, 렌즈처럼 작용하여 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 방출되는 빛의 조사각을 줄여 방출되는 빛의 집중도를 높일 수도 있다.
또한, 제3 봉지재(152)는 색상이 다른 적어도 2이상의 형광체(미도시)가 포함될 수 있으며, 이는 발광소자 패키지(100)가 백색 광을 발생시키거나 적색, 녹색, 청색 외에 다른 색상을 구현하는 경우, 적색, 녹색, 청색, 황색 형광체 중 적어도 2이상이 혼합될 수 있을 것이다.
도 7은 도 1에 나타낸 발광소자 패키지에 대한 제3 실시 예에 따른 단면을 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 제1, 2 캐비티(222, 223)이 형성된 몸체(220), 제1 캐비티(222)의 하부면에 형성된 제1 열전도부재(241), 제1 열전도부재(241)에 위치하는 제1 발광소자(211), 제2 캐비티(223)의 하부면에 형성된 제2 열전도부재(242), 제2 열전도부재(242)에 위치하는 제2 발광소자(212), 제1, 2 발광소자(211, 212)상에 적층되는 제1, 2 봉지재(251) 및 제1, 2 봉지재(251) 상에 적층되는 제3 봉지재(252)를 포함할 수 있다.
몸체(220)는 제1 높이(h21)를 갖는 주격벽(229) 및 제1 높이(h21)보다 낮은 제2 높이(h22)를 갖는 보조격벽(228)에 의해 제1, 2 캐비티(222, 223)가 구획된다.
여기서, 제1 높이(h21)는 제1, 2 캐비티(222, 223)의 하부면에서 제3 봉지재(252)의 상부면까지 높이이며, 제2 높이(h22)는 제1, 2 캐비티(222, 223)의 하부면에서 제3 봉지재(252)의 하부면까지의 높이이다.
보조격벽(228)의 제2 높이(h22)는 제1, 2 발광소자(211, 212) 중 어느 하나의 높이(h23) 대비 1.2배 내지 2배인 것이 바람직하다. 이유인 즉, 보조격벽(228)의 제2 높이(h22)가 제1, 2 발광소자(211, 212) 중 어느 하나의 높이 대비 2배보다 큰 경우 제1, 2 발광소자(211, 212)에서 방출되는 빛이 보조격벽(228)의 상부 영역과 상부 영역을 제외한 영역에서의 휘도편차가 발생할 수 있으며, 이와 반대로 제1, 2 발광소자(211, 212) 중 어느 하나의 높이 대비 1.2배 보다 낮은 경우 제1, 2 발광소자(211, 212)에서 방출되는 빛이 보조격벽(228)의 상부 영역과 상부 영역을 제외한 영역에서의 휘도편차가 줄어들 수 있으나, 제1, 2 봉지재(251)에 의한 확산이 낮아지게 되므로, 전체적인 휘도특성이 낮아지게 된다.
이와 같이, 보조격벽(228) 및 주격벽(229)은 경사면을 이루고 형성되는 것이 바람직하며, 이는 상기 경사면의 경사도에 따라 제1, 2 발광소자(211, 212)에서 방출되는 빛의 지향각을 조절할 수 있다.
즉, 빛의 지향각이 줄어들수록 제1, 2 발광소자(211, 212)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 제1, 2 발광소자(211, 212)에서 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
그리고, 주격벽(229)는 단차가 형성되며, 상기 단차에 의해 제1, 2 경사면(s1, s2)이 형성된다. 이때, 제2 경사면(s2)의 높이는 보조격벽(228)의 제1 높이(h11)와 동일하게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제1, 2 경사면(s1, s2)의 기울기는 서로 상이할 수 있으며, 제1, 2 경사면(s1, s2) 중 적어도 하나의 기울기는 보조격벽(228)의 경사면 기울기와 서로 동일할 수 있을 것이며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1, 2 발광소자(211, 212) 각각은 적색(Rdd), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(Whit2) 등의 유색 빛을 방출하는 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광소자일 수 있다.
즉, 제1, 2 발광소자(211, 212)는 상이한 색상을 갖는 발광소자으로 형성될 수 있으며, 동일한 색상을 갖는 발광소자으로 형성될 수 있을 것이다.
여기서, 제1, 2 열 전도부재(241, 242)는 상이한 열전도도를 갖고 독립적으로 형성된다.
즉, 제1, 2 열 전도부재(241, 242)는 열전도도가 다른 재질로 형성된 접착제 또는 접착시트가 이용되며, 이외에 다른 재질이 사용될 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
다시 말하면, 제1, 2 열 전도부재(241, 242)는 동일한 폭 및 높이로 형성된다. 이는, 제1, 2 발광소자(211, 212)가 동일한 색상의 빛을 방출하거나 상이한 색상의 빛을 방출할때 모두 적용된다.
즉, 제1, 2 발광소자(211, 212) 중 어느 하나의 발광소자에 형성된 제1, 2 봉지재(251)의 밀도 및 제3 봉지재(252)의 색상에 따라 제1, 2 발광소자(211, 212)에서 발생되는 열의 전도가 상이할 수 있으므로, 이 중 높은 열을 발생하는 발광소자 하부에 열 전도도가 높은 열 전도부재를 형성하여, 제1, 2 발광소자(211, 212)에서 발생되는 열을 몸체(20)로 열이 확산되도록 할 수 있으므로, 제3 봉지재(252)에 의해 방출되는 빛의 휘도의 손실을 최소화할 수 있다.
여기서, 제1, 2 봉지재(251)는 광확산재를 포함하며, 상기 광확산재는 백색 금속 산화물인, 이산화티탄(TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 어느 하나이거나, 또는 이산화티탄(TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 적어도 2이상이 혼합될 수 있다.
제1, 2 봉지재(251)는 보조격벽(228)의 제2 높이(h22) 보다 낮은 제4 높이(h24)만큼 제1, 2 발광소자(211, 212) 상에 적층되며, 제3 봉지재(252)는 제5 높이(h25)로 보조격벽(228)의 상부면과 제1, 2 봉지재(251) 상에 적층되는 제1 봉지층(252_1) 및 제1 봉지층(252_1) 상에 제6 높이(h26)로 적층되는 제2 봉지층(252_2)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1, 2 봉지층(252_1, 252_2) 각각은 서로 다른 색상을 갖는 형광체를 포함할 수 있다.
즉, 제1, 2 봉지층(252_1, 252_2) 각각은 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나이며, 이외에 다른 색상의 형광체를 포함 할 수 있다.
제2 봉지층(252_1)은 제1 봉지층(252_1)에 포함된 형과체에서 발광하는 빛에 의해 발광이 가능한 형광체를 포함하며, 제2 봉지층(252_1)에 녹색 또는 청색 형광체가 포함되는 경우 적색 형광체가 포함되는 것이 바람직할 것이다.
여기서, 적색 형광체는 녹색 또는 청색 형광체에 의해 발광되는 빛에 의해 발광이 가능하기 때문이다.
제1, 2 발광소자(211, 212)은 상부로 전체 빛의 양 대비 70% 이상의 빛이 방출되는 수직형 타입을 사용하는 것이 바람직하며, 이에 한정을 두지 않는다. 또한, 제1, 2 발광소자(211, 212)은 수평형, 플립형 타입일 수 있을 것이다.
도 8은 도 7에 나타낸 발광소자 패키지의 동작을 나타내는 상태 단면도이다.
도 8은 도 7에서 설명된 내용과 중복되는 내용에 대하여 간략하게 설명하거나 생략한다.
도 8을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 제1, 2 발광소자(211, 212), 제1, 2 열전도부재(241, 242) 및 제1, 2, 3 봉지재(251, 252)를 포함한다.
여기서, 제1, 2 발광소자(211, 212)은 공급되는 전원에 의해 빛을 방출하게 된다.
이때, 제1, 2 봉지재(251)는 광확산재(a1)를 포함함으로써, 제1, 2 발광소자(211, 212)에서 방출되는 빛을 제3 봉지재(252) 방향 및 제1, 2 열전도부재(241, 242) 방향 즉, 전방향으로 확산 또는 산란시킨다.
여기서, 제3 봉지재(152)는 광확산재(a1)에 의해 확산 또는 산란된 빛에 의해 발광하는 제1 형광체(b1)을 포함하는 제1 봉지층(252_1) 및 제1 형광체(b1)에서 발광하는 빛으로 발광하는 제2 형광체(b2)를 포함하는 제2 봉지층(252_2)를 포함할 수 있다.
즉, 제1, 2 형광체(b1, b2)는 서로 색상이 다른 단일 형광체이다.
여기서, 제1, 2, 3 봉지재(251, 252)는 중심부가 평탄한 것으로 설명하였으나, 중심부가 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
제1, 2, 3 봉지재(251, 252)는 중심부가 오목한 형상인 경우, 렌즈처럼 작용하여 제1, 2 발광소자(211, 212)에서 방출되는 빛의 조사각을 줄여 방출되는 빛의 집중도를 높일 수도 있다.
여기서, 제1, 2 열전도부재(241, 242)는 서로 동일한 폭 및 두께를 가지는 것으로 나타내었으나, 폭 및 두께 중 적어도 하나가 상이할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 9는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지에 대한 제4 실시 예에 따른 단면을 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 제1, 2 캐비티(322, 323)이 형성된 몸체(320), 제1 캐비티(322)의 바닥면에 형성된 제1 열전도부재(341), 제1 열전도부재(341)에 위치하는 제1 발광소자(311), 제2 캐비티(323)의 바닥면에 형성된 제2 열전도부재(342), 제2 열전도부재(342)에 위치하는 제2 발광소자(312), 제1, 2 발광소자(311, 312)상에 적층되는 제1, 2 봉지재(351) 및 제1, 2 봉지재(351) 상에 적층되는 제3 봉지재(352)를 포함한다.
몸체(320)는 제1 높이(h31)를 갖는 주격벽(329) 및 제1 높이(h31)보다 낮은 제2 높이(h32)를 갖는 보조격벽(328)에 의해 제1, 2 캐비티(322, 323)가 구획된다.
여기서, 제1 높이(h31)는 제1, 2 캐비티(322, 323)의 하부면에서 제3 봉지재(352)의 상부면까지 높이이며, 제2 높이(h32)는 제1, 2 캐비티(322, 323)의 하부면에서 제3 봉지재(352)의 하부면까지의 높이이다.
보조격벽(328)의 제2 높이(h32)는 제1, 2 발광소자(311, 312) 중 어느 하나의 높이(h33) 대비 1.2배 내지 2배인 것이 바람직하다.
주격벽(329)는 단차가 형성되며, 상기 단차에 의해 제1, 2 경사면(s21, s22)이 형성된다. 이때, 제2 경사면(s22)의 높이는 보조격벽(328)의 제2 높이(h32)와 동일하게 형성된다.
제1, 2 발광소자(311, 312) 각각은 적색(Rdd), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(Whit2) 등의 유색 빛을 방출하는 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광소자일 수 있다.
여기서, 제1, 2 열전도부재(341, 342)는 상이한 열전도도를 갖고 독립적으로 형성되며, 제1, 2 열 전도부재(341, 342)는 열전도도가 동일한 재질로 형성된 접착제 또는 접착시트가 이용되며, 이외에 다른 재질이 사용될 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
제1, 2 봉지재(351)는 광확산재를 포함하며, 상기 광확산재는 백색 금속 산화물인, 이산화티탄(TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 어느 하나이거나, 또는 이산화티탄(TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 적어도 2이상이 혼합될 수 있다.
제1, 2 봉지재(351)는 보조격벽(328)의 제2 높이(h32) 보다 낮은 제4 높이(h34)만큼 제1, 2 발광소자(311, 312) 상에 적층되며, 제3 봉지재(352)는 제1 캐비티(322)에 적층된 제1 봉지재(351) 상에 제5 높이(h35)로 적층되는 제1 봉지층(352_1), 제2 캐비티(323)에 적층된 제2 봉지재(351) 상에 제5 높이(h35)로 적층되는 제2 봉지층(352_2) 및 제1, 2 봉지층(352_1, 352_2) 상에 제6 높이(h36)로 적층되는 제3 봉지층(352_3)을 포함한다.
제1, 2 봉지층(352_1, 352_2)은 각각 색상이 서로 다른 단일 형광체를 포함하는 경우, 녹색, 청색 형광체 중 하나의 형광체를 포함하며, 이외에 다른 색상의 형광체를 포함할 수 있을 것이다.
제3 봉지층(352_3)는 제1, 2 봉지층(352_1, 352_2)에 포함된 형광체에서 발광하는 빛에 의해 발광이 가능한 형광체를 포함하며, 적색 형광체인 것이 바람직할 것이다.
일 예로, 발광소자(100)는 백색 광을 방출하고자 할때, 적색, 녹색및 청색 세 가지의 색상이 혼합하여야 한다. 따라서, 제1, 2 발광소자(311, 312)상에 적층되는 제3 봉지재(252_1, 252_2) 각각은 서로 상이한 두 개의 색상을 방출하때, 제3 봉지재(253)에서 나머지 하나의 색상을 방출한다.
즉, 제1, 2 봉지층(352_1, 352_2)은 각각 상이한 색상을 방출하는 단일 형광체를 포함하는 경우에 대하여 먼저 설명한다.
제1, 2 발광소자(311, 312)이 청색(Blue) 칩이면, 제1, 2 봉지층(352_1, 352_2) 중 하나에는 녹색 형광체를 포함하고, 다른 하나에는 청색 형광체를 포함하며, 제3 봉지층(352_3)은 적색 형광체를 포함하여, 백색 광을 방출하게 된다.
이때, 제3 봉지층(352_3) 상부에는 투명한 실리콘 재질의 필름 또는 수지층(미도시)이 더 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 상기 적색 형광체는 나이트라이드계(Nitride)이며, 상기 녹색 또는 상기 청색 형광체는 실리케이트계(Silicate) 또는 나이트라이드계(Nitride)인 것이 바람직하며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 10은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 나타낸 사시도이며, 도 11은 도 10에 나타낸 조명장치의 A-A' 단면을 나타낸 단면도이다.
한편, 실시 예에 따른 조명장치의 형상을 보다 상세히 설명하기 위해, 조명장치의 길이방향(Z)과, 길이방향(Z)과 수직인 수평방향(Y), 그리고 길이방향(Z) 및 수평방향(Y)과 수직인 높이방향(X)으로 설명하기로 한다.
즉, 도 11은 도 10의 조명장치(400)를 길이방향(Z)과 높이방향(X)의 면으로 자르고, 수평방향(Y)으로 바라본 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 조명장치(400)는 몸체(410), 몸체(410)와 체결되는 커버(430) 및 몸체(410)의 양단에 위치하는 마감캡(450)을 포함할 수 있다.
몸체(410)의 하부면에는 발광소자모듈(440)이 체결되며, 몸체(410)는 발광소자 패키지(444)에서 발생된 열이 몸체(410)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.
발광소자 패키지(444)는 PCB(442) 상에 다색, 다열로 실장될 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 또한, 효과적인 방열을 위해 인쇄회로기판(442)는 금속(Metal)기판일 수 있다.
한편, 발광소자 패키지(444)는 인쇄회로기판(442) 상에 다색, 다열로 실장 될 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라 다양한 이격 거리를 가지고 실장 될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 또한, 효과적인 방열을 위해 인쇄회로기판(442)은 금속(Metal) 기판일 수 있다.
커버(430)는 몸체(410)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
커버(430)는 내부의 발광소자모듈(440)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(430)는 후술하는 바와 같이 발광소자(444)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(430)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있으며, 커버(430)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
한편, 발광소자 패키지(444)에서 발생한 광은 커버(430)를 통해 외부로 방출되므로 커버(430)는 광투과율이 우수하여야하며, 발광소자 패키지(444)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(430)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
마감캡(450)은 몸체(410)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(450)에는 전원핀(452)이 형성되어 있어, 본 발명에 따른 조명장치(400)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 12는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트 장치에 대한 제1 실시 예를 나타낸 사시도이다.
도 12는 수직형 백라이트 장치를 나타내며, 도 12를 참조하면 백라이트 장치는 하부 수납 부재(550), 반사판(520), 복수의 발광소자모듈(540) 및 다수의 광학 시트(530)를 포함할 수 있다.
이때, 발광소자모듈(540)은 복수의 발광소자 패키지(544)와 복수의 발광소자 패키지(544)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 인쇄회로기판(542)을 포함할 수 있다.
한편, 발광소자 패키지(544)의 바닥면에는 다수의 돌기 등이 형성될 수도 있어, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 색 혼합효과를 향상시킬 수 있다.
반사판(520)은 높은 광 반사율을 갖는 플레이트를 사용하여 광손실을 줄일 수 있다. 광학 시트(530)는 휘도 향상 시트(532), 프리즘 시트(534) 및 확산시트(536) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
확산 시트(536)는 발광소자 패키지(544)로부터 입사된 광을 액정 표시 패널(미도시)의 정면으로 향하게 하고, 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 액정 표시 패널(미도시)에 조사할 수 있다. 프리즘 시트(534)는 프리즘 시트(534)로 입사되는 광들 중에서 경사지게 입사되는 광을 수직으로 출사되게 변화시키는 역할을 한다. 즉, 확산 시트(536)로부터 출사되는 광을 수직으로 변환시키기 위해 적어도 하나의 프리즘 시트(534)를 액정 표시 패널(미도시) 하부에 배치시킬 수 있다. 휘도 향상 시트(532)는 자신의 투과축과 나란한 광은 투과시키고 투과축에 수직한 광은 반사시킨다.
도 13은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트 장치에 대한 제2 실시 예를 나타낸 사시도이다.
도 13은 엣지형 백라이트 장치을 도시하며, 도 13을 참조하면 백라이트 장치는 하부 수납 부재(600), 빛을 출력하는 발광소자모듈(610), 발광소자모듈(610)에 인접 배치된 도광판(620) 및 다수의 광학 시트(미도시)를 포함할 수 있다. 다수의 광학 시트(미도시)는 도광판(620) 상에 위치할 수 있으며, 이는 도 12에서 나타내고 설명한 다수의 광학 시트(530)와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
발광소자모듈(610)은 복수의 발광소자 패키지(614)가 인쇄회로기판(612)상에 실장되어 어레이를 이룰 수 있다. 이러한 인쇄회로기판(612)으로는 MCPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB를 사용할 수 있다. 또한 인쇄회로기판(612)은 사각 판 형태뿐만 아니라 백라이트 어셈블리의 구조에 따라 다양한 형태로의 제작이 가능하다.
도광판(620)은 발광소자 패키지(614)에서 출력한 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(미도시)로 제공하며, 도광판(620)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 만들고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 광학 필름(미도시) 및 도광판(620)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(620)으로 반사시키는 반사 시트(미도시)가 도광판(620)의 배면에 위치할 수 있다.
한편, 도 12에서 나타내고 설명한 수직형 백라이트 장치의 구조와 도 13에서 나타내고 설명한 엣지형 백라이트 장치의 구조는 혼합하여 사용이 가능함할 것이다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (21)

  1. 캐비티가 형성된 몸체;
    상기 캐비티에 실장되는 발광소자; 및
    상기 캐비티를 밀봉하는 봉지재;를 포함하고,
    상기 봉지재는,
    상기 발광소자 상에 적층되며, 상기 발광소자에서 방출되는 빛을 확산하는 광확산재가 포함된 제1 봉지재; 및
    상기 제1 봉지재 상에 적층되는 제2 봉지재;를 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 봉지재의 높이는,
    상기 제2 봉지재의 높이보다 낮은 발광소자 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 봉지재의 높이는,
    상기 발광소자의 높이 대비 1.2배 내지 2배인 발광소자 패키지.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광확산재는,
    백색 금속 산화물인 발광소자 패키지.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광확산재는,
    이산화티탄(TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 봉지재는,
    적어도 1이상의 형광체를 포함하는 발광소자 패키지.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 봉지재는,
    상기 제1 봉지재 상에 적층되며 제1 형광체를 포함하는 제1 봉지층; 및
    상기 제1 봉지층 상에 적층되며 제2 형광체를 포함하는 제2 봉지층;을 포함하는 발광소자 패키지.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1, 2 형광체는,
    서로 다른 색상의 형광체인 발광소자 패키지.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 형광체는,
    녹색, 청색 형광체 중 어느 하나인 발광소자 패키지.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제2 형광체는,
    적색 형광체인 발광소자 패키지.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제2 형광체는,
    적색 및 황색 형광체인 발광소자 패키지.
  12. 제1, 2 캐비티를 구획하는 주격벽 및 보조격벽이 형성된 몸체;
    상기 제1, 2 캐비티에 각각 실장되는 제1, 2 발광소자; 및
    상기 제1, 2 캐비티를 밀봉하는 봉지재;를 포함하고,
    상기 봉지재는,
    상기 제1 캐비티를 밀봉하는 제1 봉지재; 및 상기 제2 캐비티를 밀봉하는 제2 봉지재를 포함하고,
    상기 제1, 2 봉지재 중 적어도 하나는,
    광확산재를 포함하는 발광소자 패키지.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1, 2 봉지재 중 적어도 하나는,
    형광체를 포함하는 발광소자 패키지.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 봉지재는,
    상기 제1, 2 봉지재 각각의 상부면과 상기 주격벽의 상부면 사이를 밀봉하는 제3 봉지재;를 더 포함하는 발광소자 패키지.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제3 봉지재는,
    상기 제1, 2 봉지재 중 적어도 하나에 포함된 형광체와 다른 색상의 형광체를 포함하는 발광소자 패키지.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 제3 봉지재는,
    형광체를 포함하지 않는 투명 실리콘 재질인 발광소자 패키지.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1, 2 봉지재 및 상기 제3 봉지재 중 적어도 하나는,
    중심부가 오목한 발광소자 패키지.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 발광소자의 하부면에 형성된 제1 열전도부재; 및
    상기 제2 발광소자의 하부면에 형성된 제2 열전도부재;를 더 포함하는 발광소자 패키지.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1, 2 열전도부재는, 열전도도가 서로 상이하며,
    상기 제1, 2 열전도부재는,
    폭 또는 두께 중 적어도 하나가 서로 다른 발광소자 패키지.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치.
  21. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트 장치.
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