KR20120013065A - 발광소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내습성을 향상시킨 발광소자 패키지에 관한 것이다. 상기 발광소자 패키지는, 패키지 몸체 상에 구비되는 발광 소자; 상기 패키지 몸체에 구비되고, 상기 발광 소자와 연결되는 전극층; 상기 발광 소자를 포위하는 충진재; 상기 충진재 상에 부착되는 렌즈; 상기 렌즈 위에 형성되고 내습성을 갖는 코팅층; 을 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 발광소자 패키지 내로 수분의 침투를 방지할 수 있는 내습성 및 신뢰성이 뛰어난 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 발광소자 패키지 내로 수분의 침투를 방지할 수 있는 내습성 및 신뢰성이 뛰어난 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 내습성을 향상시킨 발광소자 패키지에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광다이오드(Lighit Emitting Diode; LED)나 레이저 다이오드(Laser Diode; LD)와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
발광 소자가 패키지 몸체에 실장되어 전기적으로 연결된 형태로 된 발광소자 패키지는 표시 장치의 광원으로 많이 사용되고 있다.
발광 소자 위에는 형광체를 포함하는 수지층이 적층되어, 예를 들어 청색광을 발광하는 발광 소자로부터의 광이 황색의 형광체를 거치면서 백색광이 출사되도록 할 수 있다. 발광 소자로부터 출사된 광을 집광하기 위해 수지층 위에는 렌즈가 부착되기도 한다.
일반적으로 사용되는 렌즈의 재료는 실리콘젤과 같이 광학적 투과도가 우수한 유기화합물이다. 그러나, 이러한 렌즈는 내습성이 떨어져 렌즈를 통해 수분이 발광소자 패키지 내로 침투하게 된다.
수분은 수지층에 포함된 형광체를 변색시키고, 발광 소자의 동작, 신뢰성에 악영향을 주게 되는 문제점이 있다.
실시예는 내습성 및 신뢰성이 뛰어난 발광소자 패키지를 제공하고자 함에 목적이 있다.
실시예의 발광소자 패키지는, 패키지 몸체 상에 구비되는 발광 소자; 상기 패키지 몸체에 구비되고, 상기 발광 소자와 연결되는 전극층; 상기 발광 소자를 포위하는 충진재; 상기 충진재 상에 부착되는 렌즈; 상기 렌즈 위에 형성되고 내습성을 갖는 코팅층; 을 포함한다.
또한, 상기 코팅층은 불소계 합성수지로 형성된다.
또한, 상기 코팅층은 테프론 재질로 형성된다.
또한, 상기 패키지 몸체에는 캐비티가 형성되고, 상기 발광 소자는 상기 캐비티 내에 실장된다.
또한, 상기 캐비티는 경사지게 형성되고, 경사진 면에는 반사판이 부착된다.
또한, 상기 코팅층은 0.1 내지 200 ㎛의 두께를 갖는다.
또한, 상기 코팅층은 무반사 특성을 갖는다.
또한, 상기 충진재는 형광체를 함유한다.
또한, 상기 발광소자와 상기 충진재 사이에 형광체를 함유한다.
실시예의 발광소자 패키지는, 패키지 몸체 상에 구비되는 발광 소자; 상기 패키지 몸체에 구비되고, 상기 발광 소자와 연결되는 전극층; 상기 발광 소자를 포위하는 충진재; 상기 충진재 상에 부착되고, 내습성을 갖는 불소계 합성수지 성분이 함유된 렌즈; 를 포함한다.
또한, 상기 불소계 합성수지 성분은 테프론 성분을 포함한다.
실시예에 따르면, 발광소자 패키지 내로 수분의 침투를 방지할 수 있는 내습성 및 신뢰성이 뛰어난 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 발광소자 패키지에서 렌즈 위에 코팅층을 부착하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 발광소자 패키지에서 렌즈 위에 코팅층을 부착하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구성을 살펴보기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
발광소자 패키지(100)는 패키지 몸체(110), 제1 전극층(121), 제2 전극층(122), 발광 소자(130), 충진재(140), 렌즈(150) 및 코팅층(160)을 포함한다.
패키지 몸체(110)는 발광 소자(130), 예를 들어 LED칩을 고밀도로 실장할 수 있는 기판이면 어느 것이나 가능하다. 예를 들어, 이러한 패키지 몸체(110)로는 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-firedceramic) 등을 사용할 수 있다. 패키지 몸체(110)에는 발광 소자(130)가 실장되는 영역에 소정의 경사각으로 된 캐비티(cavity; C)가 형성될 수 있다. 이러한 캐비티(C)는 발광 소자로부터 출사되는 광이 출사면으로 집중될 수 있게 한다.
발광 소자(130)가 실장되는 영역에 인접하여 제1 전극층(121) 및 제2 전극층(122)이 형성될 수 있다. 제1 전극층(121)은 캐소드 전극이고, 제2 전극층(122)은 애노드 전극일 수 있다. 필요에 따라서는 제1 전극층(121)을 애노드 전극으로 하고, 제2 전극층(122)을 캐소드 전극으로 할 수도 있는데, 이 경우에는 구동전원 인가방식을 반대로 하면 된다.
제1 전극층(121)은 패키지 몸체(110) 상에서 제2 전극층(122)과의 전기적인 절연을 위해 제2 전극층(122)과 이격되게 형성된다.
제1 전극층(121)은 패키지 몸체(110)의 저면에도 형성된다. 패키지 몸체(110)의 저면에 형성된 제1 전극층(121)은 패키지 몸체(110)의 상면에 형성된 제1 전극층(121)이 연장되는 형태이어도 되고, 패키지 몸체(110)의 상면에 형성된 제1 전극층(121)과 분리되어 있지만 전기적으로 연결되는 형태이어도 된다.
제2 전극층(122)은 제1 전극층(121)과는 반대방향으로 형성된다. 그에 따라, 발광 소자(130)가 제1 전극층(121) 상에 실장되고, 와이어(135)를 통해 제1 전극층(121) 및 제2 전극층(122)과 전기적으로 연결될 수 있다.
발광 소자(130)는 열전도율이 우수한 절연성 접착제를 이용하여 제1 전극층(121) 상에 접착될 수 있다. 발광 소자(130)는 예를 들어, LED칩이 될 수 있다. 도면에는 수평구조의 발광 소자(130)가 도시되어 있지만, 수직구조의 발광 소자로 구성될 수도 있다.
충진재(140)는 발광 소자(130)를 포위하도록 캐비티(C) 내에 채워진다. 충진재(140)가 채워지는 캐비티(C)의 경사진 면에는 반사판(145)이 설치될 수 있다. 충진재(140)는 형광체를 함유하는 투광성 수지로 형성될 수 있다. 투광성 수지는 실리콘 또는 에폭시일 수 있다. 발광 소자(130)가 청색광을 출력하는 경우, 백색광을 구현하기 위해 형광체는 황색 형광물질을 포함하게 된다. 발광 소자(130)가 출력하는 광의 색상이 청색이 아니라면, 백색광을 구현하기 위해 형광체의 색상 역시 바뀌어야 한다. 충진재(140)가 형광체를 함유하지 않고, 형광체를 함유하는 형광체층이 발광 소자(130)와 충진재(140) 사이에 형성될 수도 있다.
렌즈(150)는 충진재(140) 상에 부착되고, 일반적으로 실리콘젤과 같이 광학적 투과도가 좋은 유기화합물로 형성된다. 렌즈(150)는 발광 소자(130)에서 방출된 광의 분포를 소정 영역으로 집광시켜 준다. 그러나, 이러한 렌즈(150)는 렌즈(150)의 표면을 통한 수분침투가 용이하여 내습성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 렌즈(150)는 표면 점착성으로 인해 외부 먼지 등이 용이하게 부착되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 렌즈(150) 위에 내습성을 갖는 투명한 코팅층(160)이 형성된다. 코팅층(160)은 불소계 합성수지 등의 유기화합물로 형성될 수 있고, 예를 들어 테프론(Teflon) 재질로 형성될 수 있다. 테프론은 내습성, 내화학성이 뛰어난 재질로, 250℃ 이상의 고온에서도 견딜 수 있어 렌즈(150) 위에 용이하게 부착될 수 있다. 코팅층(160)은 발광 소자(130)로부터의 광이 잘 발산될 수 있도록 무반사 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 코팅층(160)은 발광소자 패키지(100)의 바닥을 제외한 전체면 또는 상면에 도포될 수 있으며, 0.1 내지 200㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
이와 같이, 렌즈(150) 위에 코팅층(160)을 부착함으로써 렌즈(150) 내로 수분의 침투나 먼지 등의 부착을 방지하여, 발광소자 패키지의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
발광소자 패키지(200)는 패키지 몸체(210), 제1 전극층(221), 제2 전극층(222), 발광 소자(230), 충진재(240), 렌즈(250) 및 코팅층(260)을 포함한다.
본 실시예에서 패키지 몸체(210)는 소정의 경사각을 갖는 캐비티를 형성하지 않고 상면이 편평하게 형성된다.
상기 제1 전극층(221), 제2 전극층(222), 발광 소자(230), 충진재(240), 렌즈(250)는 도 2에 도시된 실시예의 구성요소들과 동일 또는 유사하다.
렌즈(250) 위에는 내습성을 갖는 투명한 코팅층(260)이 형성된다. 코팅층(260)은 불소계 합성수지 등의 유기화합물로 형성될 수 있고, 예를 들어 테프론(Teflon) 재질로 형성될 수 있다. 테프론은 내습성, 내화학성이 뛰어난 재질로, 250℃ 이상의 고온에서도 견딜 수 있어 렌즈(250) 위에 용이하게 부착될 수 있다. 이러한 코팅층(260)은 발광소자 패키지(200)의 바닥을 제외한 전체면 또는 상면에 도포될 수 있으며, 0.1 내지 200㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
이와 같이, 렌즈(250) 위에 코팅층(260)을 부착함으로써 렌즈(250) 내로 수분의 침투나 먼지 등의 부착을 방지하여, 발광소자 패키지의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
렌즈(250) 위에 코팅층(260)을 형성하는 방법으로는 스프레이코팅(spray coating), 라미네이션(lamination), 증착(evaporation) 등이 있다.
발광소자 패키지(200)를 제작할 때는 일반적으로 다수의 발광소자 패키지가 일렬로 배열된 어레이를 제작하여 각각의 발광소자 패키지를 절단하는 방법을 사용한다. 본 발명의 발광소자 패키지(200)를 제작하기 위해서는 렌즈(250) 위에 코팅층(260)이 부착된 다수의 발광소자 패키지가 일렬로 배열된 어레이를 형성한 후, 각각의 발광소자 패키지를 절단할 수 있다. 이와 달리, 렌즈(250)까지만 부착된 다수의 발광소자 패키지가 일렬로 배열된 어레이를 형성하고, 각각의 발광소자 패키지로 절단한 후, 각각의 발광소자 패키지 위에 코팅층(260)을 부착하는 방법을 사용할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 발광소자 패키지에서 렌즈 위에 코팅층을 부착하는 다른 방법을 도시하는 도면이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 렌즈를 성형하기 위한 금형(310) 위에는 이형 필름(320)이 부착된다. 일반적으로, 이형 필름은 성형된 렌즈가 금형으로부터 잘 분리될 수 있도록 금형과 렌즈 사이에 삽입되는 것으로, 렌즈가 성형된 후에는 이형 필름(320)은 렌즈로부터 분리된다. 그러나, 본 실시예에서 이형 필름(320)은 렌즈(350)가 성형된 후에도 제거되지 않고 그대로 남아 도 2에 도시된 것과 같은 코팅층(260)을 형성하게 된다. 실시예에서 이형 필름(320)은 코팅층(260)의 재질과 마찬가지로 내습성이 우수한 재질로 형성된다. 이형 필름(320)은 불소계 합성수지 등의 유기화합물로 형성될 수 있고, 예를 들어, 테프론 재질로 형성될 수 있다.
도 3의 (b)를 참조하면, 이형 필름(320)이 부착된 금형(310) 내로 렌즈를 형성하기 위한 투명 수지가 부어진다.
도 3의 (c)를 참조하면, 코팅층을 형성하기 위한 이형 필름(320)이 부착된 상태로 절단된 렌즈(350)가 도시된다.
이러한 방법으로 렌즈(350)를 성형함으로써, 별도로 렌즈(350) 위에 코팅층을 부착하지 않고, 렌즈(350)의 성형과정에 필수적으로 형성되는 이형 필름(320)을 제거하지 않고 그대로 남겨둠으로써 이형 필름(320)이 코팅층을 역할을 하도록 할 수 있다. 따라서, 간단한 방법으로 렌즈(350) 위에 코팅층을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
발광소자 패키지(400)는 패키지 몸체(410), 제1 전극층(421), 제2 전극층(422), 발광 소자(430), 충진재(440), 렌즈(450)를 포함한다.
패키지 몸체(410), 제1 전극층(421), 제2 전극층(422), 발광 소자(430), 충진재(440)는 도 3에 도시된 실시예의 구성요소들과 동일 또는 유사하다.
본 실시예에서는 렌즈(450) 위에 별도의 코팅층을 포함하지 않고, 렌즈(450)에는 내습성을 갖는 불소계 합성수지 성분(451)이 함유된다. 이러한 불소계 합성수지 성분(451)은 예를 들어, 테프론일 수 있다. 테프론은 내습성, 내화학성이 뛰어난 재질로서, 렌즈(450) 내에 이러한 성분이 함유됨으로써 수분이 렌즈(450) 하부의 충진재(440)로 침투하는 것을 방지하여 발광소자 패키지의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 복수개가 기판 상에 배열되며, 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
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 여러 가지의 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.
100 : 발광소자 패키지
110 : 패키지 몸체
121 : 제1 전극층
122 : 제2 전극층
130 : 발광 소자
140 : 충진재
150 : 렌즈
160 : 코팅층
310 : 금형
320 : 이형 필름
350 : 렌즈
451 : 불소계 합성수지 성분
110 : 패키지 몸체
121 : 제1 전극층
122 : 제2 전극층
130 : 발광 소자
140 : 충진재
150 : 렌즈
160 : 코팅층
310 : 금형
320 : 이형 필름
350 : 렌즈
451 : 불소계 합성수지 성분
Claims (11)
- 패키지 몸체 상에 구비되는 발광 소자;
상기 패키지 몸체에 구비되고, 상기 발광 소자와 연결되는 전극층;
상기 발광 소자를 포위하는 충진재;
상기 충진재 상에 부착되는 렌즈;
상기 렌즈 위에 형성되고 내습성을 갖는 코팅층;
을 포함하는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 코팅층은 불소계 합성수지로 형성되는 발광소자 패키지. - 제2항에 있어서,
상기 코팅층은 테프론 재질로 형성되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 패키지 몸체에는 캐비티가 형성되고, 상기 발광 소자는 상기 캐비티 내에 실장되는 발광소자 패키지. - 제4항에 있어서,
상기 캐비티는 경사지게 형성되고, 경사진 면에는 반사판이 부착되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 코팅층은 0.1 내지 200 ㎛의 두께를 갖는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 코팅층은 무반사 특성을 갖는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 충진재는 형광체를 함유하는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 발광소자와 상기 충진재 사이에 형광체를 함유하는 형광체층이 형성되는 발광소자 패키지. - 패키지 몸체 상에 구비되는 발광 소자;
상기 패키지 몸체에 구비되고, 상기 발광 소자와 연결되는 전극층;
상기 발광 소자를 포위하는 충진재;
상기 충진재 상에 부착되고, 내습성을 갖는 불소계 합성수지 성분이 함유된 렌즈;
를 포함하는 발광소자 패키지. - 제10항에 있어서,
상기 불소계 합성수지 성분은 테프론 성분을 포함하는 발광소자 패키지.
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR101679758B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104347779A (zh) * | 2013-07-31 | 2015-02-11 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 发光二极管的制造方法 |
| CN112086547A (zh) * | 2019-06-13 | 2020-12-15 | 光宝光电(常州)有限公司 | 发光二极管封装结构 |
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2010
- 2010-08-04 KR KR1020100075225A patent/KR101679758B1/ko active IP Right Grant
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