KR20120067781A - 발광소자 패키지 - Google Patents

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KR20120067781A
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강경모
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 수지물과 몸체 사이의 기밀성을 확보하기 용이한 구조를 갖도록, 실시 예는, 발광소자 및 상기 발광소자가 실장된 리드프레임 상에 캐비티가 형성된 몸체를 포함하고, 상기 몸체의 내측면에는, 홈(groove)이 형성되고, 상기 홈의 제1, 2 홈 내측면 중 적어도 하나에는, 패턴이 형성되는 발광소자 패키지를 제공한다.

Description

발광소자 패키지{Light-emitting element package}
실시 예는 발광소자 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수지물과 몸체 사이의 기밀성을 확보하기 용이한 구조를 갖는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광소자의 대표적인 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고, 점차 발광 다이오드의 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
이때, 발광소자 패키지는 격벽에 의해 형성된 캐비티를 밀봉하는 봉지재와 격벽 사이의 기밀성을 확보하여 병리현상을 방지하기 위한 연구가 최근들어 활발하게 진행 중이다.
실시 예의 목적은, 수지물과 몸체 사이의 기밀성을 확보하기 용이한 구조를 갖는 발광소자 패키지를 제공함에 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 발광소자 및 상기 발광소자가 실장된 리드프레임 상에 캐비티가 형성된 몸체를 포함하고, 상기 몸체의 내측면에는, 홈(groove)이 형성되고, 상기 홈의 제1, 2 홈 내측면 중 적어도 하나에는, 패턴이 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 몸체의 내측면에 홈이 형성되고, 홈의 제1, 2 홈 내측면 중 적어도 하나에 돌기 및 홈부 중 적어도 하나를 포함하는 패턴을 형성함에 따라 캐비티에 충진된 수지물과 몸체 사이의 접촉 면적을 확대하여 기밀성을 확보할 수 있고, 수지물과 몸체 사이의 병리 현상 및 복수의 수지물이 이중 몰딩 또는 다중 몰딩으로 충진되는 경우, 각각의 수지물 간의 계면 박리를 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 상면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지를 A-A 방향으로 절단한 절단면에 대한 제1 실시 예를 나타내는 단면도 및 'B' 블록에 대한 제1 실시 예를 나타낸 확대도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 'B' 블록에 대한 제2 실시 예를 나타낸 확대도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 'B'블록에 대한 제3 실시 예를 나타낸 확대도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지를 A-A 방향으로 절단한 절단면에 대한 제2 실시 예를 나타내는 단면도 및 'B' 블록에 대한 제1 실시 예를 나타낸 확대도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 'C' 블록에 대한 제2 실시 예를 나타낸 확대도이다.
도 7은 도 5에 나타낸 'C'블록에 대한 제3 실시 예를 나타낸 확대도이다.
도 8은 도 1에 나타낸 발광소자 패키지를 A-A 방향으로 절단한 절단면에 대한 제3 실시 예를 나타내는 단면도 및 'D' 블록을 나타낸 확대도이다.
도 9는 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 조명장치에 대한 E-E 단면을 나타낸 단면도이다.
도 11은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치에 대한 제1 실시 예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 12는 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치에 대한 제2 실시 예를 나타낸 분해 사시도이다.
실시 예에 대한 설명에 앞서, 실시 예에서 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, 실시 예에서 발광소자 패키지의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자 패키지를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 상면도이다.
도 1을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 리드프레임(10) 상에 캐비티(12)가 형성된 몸체(11) 및 캐비티(12) 내에서 리드프레임(10) 상에 실장된 발광소자(20)를 포함할 수 있다.
여기서, 리드프레임(10)은 발광소자(20)에서 발생하는 열을 외부로 직접 방열시키기 위해 금속 또는 도전성 재질로 형성되며, 인쇄회로기판(PCB), 연성회로기판(FPCB) 또는 메탈 기판과 같은 기판에 실장되며, 상기 기판에 형성되는 패턴을 통해 열을 방열하거나, 또는 대기에 접촉하여 발광소자(20)의 열을 외부로 방열한다.
리드프레임(10)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), 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, 리드프레임(10)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
리드프레임(10)은 제1, 2 리드프레임(13, 14)를 포함하며, 제1, 2 리드프레임(13, 14) 사이에는 제1, 2 리드프레임(13, 14) 간의 전기적 쇼트를 방지하기 위한 절연막(15)이 형성된다.
즉, 제1, 2 리드프레임(13, 14)은 발광소자(20)에 전기적으로 연결되며, 외부 전원(미도시)의 양(+)극및 음(-)극에 각각 연결될 때, 발광소자(20)로 전원을 공급할 수 있다.
제1 리드프레임(13) 상에는 발광소자(20)가 실장되며, 발광소자(20)는 제1 리드프레임(13)과 다이본딩으로 연결되며, 제2 리드프레임(14)과 와이어본딩되어, 외부에서 제1, 2 리드프레임(13, 14)으로 공급되는 전원을 공급받는다.
여기서, 몸체(11)의 내측면은 경사각을 가지고 형성될 수 있으며, 상기 경사각에 따라 발광소자(20)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. 광의 지향각이 줄어들수록 발광소자(20)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하는 반면, 광의 지향각이 클수록 발광소자(20)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
캐비티(12)의 단면 형상은 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티(12)의 전면 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 특히 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정을 두지 않는다.
몸체(11)에는 캐소드 마크(cathode mark, 16)가 형성될 수 있다. 캐소드 마크(16)는 발광소자(20)의 극성, 즉 제1, 2 리드프레임(13, 14)의 극성을 구분하여, 제1, 2 리드프레임(13, 14)을 전기적으로 연결할 때, 혼동을 방지하는데 이용될 수 있을 것이다.
발광소자(20)는 발광 다이오드일 수 있다. 상기 발광 다이오드는 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 유색 발광 다이오드 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 다이오드일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 상기 발광 다이오드는 한개 이상 실장 될 수 있을 것이다.
여기서, 캐비티(12)를 형성하는 몸체(11)의 내측면에는 홈(30)이 형성될 수 있다. 홈(30)에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
그리고, 도 1에 나타내지 않았지만, 캐비티(12)에 충진된 수지물(미도시)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 수지물은 리드프레임(10)의 상부와 홈(30)의 상부 사이를 충진하는 제1 수지물(미도시) 및 상기 제1 수지물의 상부와 몸체(11)의 상부 사이를 충진하는 제2 수지물(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 수지물은 이중몰딩구조 또는 삼중몰딩구조를 갖을 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지를 A-A 방향으로 절단한 절단면에 대한 제1 실시 예를 나타내는 단면도 및 'B' 블록에 대한 제1 실시 예를 나타낸 확대도이다.
도 2를 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 몸체(11)에 의해 형성된 캐비티(12) 내부에 배치된 제1, 2 리드프레임(13, 14)을 포함하는 리드프레임(10), 몸체(11)의 내측면에 형성된 홈(30), 제1 리드프레임(13)에 실장된 발광소자(20) 및 캐비티(12)를 밀봉하는 수지물(40)을 포함할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 홈(30)은 몸체(11)의 내측면 상에 형성됨을 알 수 있다.
몸체(11)의 내측면은 수지물(40)과 접촉되며 홈(30)을 기준으로 분리된 제1, 2 내측면(p1, p2)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1, 2 내측면(p1, p2)은 제1 리드프레임(13)을 기준으로, 제1 리드프레임(13)과 이루는 경사각이 서로 동일하거나, 또는 서로 다를 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 2에서 제1, 2 내측면(p1, p2)는 제1 리드프레임(13)과 서로 다른 제1, 2 경사각(θ1, θ2)을 갖는 것으로 설명한다.
여기서, 홈(30)은 제1 내측면(p1)과 동일한 제1 경사각(θ1)을 갖는 제1 홈 내측면(p11), 제1 홈 내측면(p11)과 서로 마주하는 제2 홈 내측면(p12) 및 제1, 2 홈 내측면(p11, p12) 사이에 홈 하부면(p13)을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 제1 홈 내측면(p11)과 제1 리드프레임(13) 사이의 제1 경사각(θ1)은 제1 내측면(p1)과 제1 리드프레임(13) 사이의 제1 경사각(θ1)과 동일한 것으로 설명하지만, 제1 홈 내측면(p11)과 제1 리드프레임(13) 사이의 경사각은 제1 내측면(p1)과 제1 리드프레임(13) 사이의 제1 경사각(θ1)보다 큰 경사각을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제2 홈 내측면(p12)은 홈(30)의 홈 하부면(p13)을 기준으로 제3 경사각(θ3)을 이룰 수 있으며, 실시 예에서는 수직인 것으로 설명하지만, 제3 경사각(θ3)은 제1 경사각(θ1)과 동일할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 제1, 2 홈 내측면(p11, p12)의 상부폭(Hd)은 제1, 2 홈 내측면(p11, p12)의 하부폭(Ld), 즉 홈 하부면(p13)의 폭 보다 넓게 형성될 수 있다.
이는, 제1 홈 내측면(p3)의 제1 경사각(θ1)은 홈(30)의 하부면과 이루는 각이 예각을 이룸으로써, 상부폭(Hd)이 하부폭(Ld)보다 넓게 형성된다.
여기서, 제1 홈 내측면(p3)에는 패턴(32)이 형성될 수 있다.
패턴(32)은 복수의 돌기(n1 ~ n5)를 포함할 수 있으며, 복수의 돌기(n1 ~ n5)에 대한 개수에 대하여 한정을 두지 않는다.
이때, 복수의 돌기(n1 ~ n5)는 제1 홈 내측면(p11)에 형성되는 것으로 설명하였으나, 제2 홈 내측면(p12) 및 홈 하부면(p13)에도 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 2에서 나타낸 복수의 돌기(n1 ~ n5)는 반원 형상을 가지며, 복수의 돌기(n1 ~ n5)는 서로 이격되어 형성될 수 있다.
이때, 복수의 돌기(n1 ~ n5) 사이는 제1 홈 내측면(p11) 임을 알 수 있다.
그리고, 수지물(40)은 캐비티(12)에 충진되는 제1, 2 수지물(42, 44)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 수지물(42)은 형광체를 포함할 수 있으며, 발광소자(20)에서 방출되는 광을 흡수하여 적색광, 녹색광, 청색광, 황색광 및 백색광 등과 같은 색상의 광을 외부로 방출되도록, 적어도 하나의 색상을 갖는 형광체를 선택할 수 있다.
즉, 제1 수지물(42)에 포함되어 있는 형광체는 발광소자(20)에서 방출되는 광의 파장에 따라 청색 발광 형광체, 청록색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체, 황녹색 발광 형광체, 황색 발광 형광체, 황적색 발광 형광체, 오렌지색 발광 형광체, 및 적색 발광 형광체중 하나가 적용될 수 있다.
예를 들면, 상기 형광체는 발광소자(20)에서 방출되는 제1 파장의 광을 여기하여 상기 제1 파장의 광보다 장파장인 제2 파장의 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 발광소자(20)가 청색 발광 다이오드이고 형광체가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기 되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 청색 발광 다이오드에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자 패키지(100)는 백색 빛을 제공할 수 있다.
이와 유사하게, 발광소자(20)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체를 혼용하는 경우, 발광소자(20)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.
이러한 형광체는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체일 수 있다.
제2 수지물(44)은 제1 수지물(42) 상부에서 캐비티(12)의 상부까지 충진되며, 제1 수지물(42)에 포함된 상기 형광체와 상이한 색상의 광을 방출하는 형광체 및 제1 수지물(42)에 포함된 상기 형광체에서 방출되는 광을 확산시키는 광확산재 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 형광체 및 상기 광확산재를 포함하지 않는 실리콘 재질을 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
예를 들어, 발광소자 패키지(100)가 백색광을 방출하는 경우, 제2 수지물(44)은 실리콘과 이산화티탄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 황산바륨(BaSO4), 탄산칼슘(CaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 클레이 등 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 제2 수지물(44) 상에는 렌즈(미도시)가 더 형성되어 발광소자 패키지(100)가 방출하는 빛의 배광을 조절할 수 있다. 뿐만 아니라, 발광소자 패키지(100)에는 내전압 향상을 위해 제너 다이오드(zener diode, 미도시) 등이 더 설치될 수도 있다.
이때, 제2 수지물(44)는 홈(30)에 의해 서로 계면 박리 현상을 방지할 수 있으며, 특히 복수의 돌기(n1 ~ n5)에 의해 그 특성이 향상될 수 있을 것이다.
즉, 복수의 돌기(n1 ~ n5)는 제2 수지물(44)이 충진된 경우, 제2 수지물(44)과 몸체(11)의 제1 내측면(p1) 및 홈(30)의 제1 홈 내측면(p12)과의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 기밀성을 확보하기 용이할 수 있다.
이와 같이, 복수의 돌기(n1 ~ n5)는 중심부가 제2 수지물(44)의 상부면 방향으로 향하도록 함으로써, 몸체(11)의 사출시 사출물과 사출틀 간의 분리가 용이하도록 할 수 있다.
복수의 돌기(n1 ~ n5)는 동일한 폭으로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 3은 도 2에 나타낸 'B' 블록에 대한 제2 실시 예를 나타낸 확대도이고, 도 4는 도 2에 나타낸 'B'블록에 대한 제3 실시 예를 나타낸 확대도이다.
도 3을 참조하면, 홈(30)은 복수의 돌기(n1 ~ n5) 및 복수의 돌기(n1 ~ n5)들 사이에 복수의 홈부(v1 ~ v4)를 포함하는 패턴(32)이 형성될 수 있다.
즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 돌기(n1 ~ n5)는 반원 형상이며, 복수의 홈부(v1 ~ v4)는 복수의 돌기(n1 ~ n5)와 동일한 반원 형상이며, 방향성이 다름을 알 수 있다.
또한, 복수의 돌기(n1 ~ n5) 및 복수의 홈부(v1 ~ v4) 각각은 크기가 동일한 것으로 설명하지만, 각각 상이할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이와 같이, 홈(30)은 제1 홈 내측면(p11)에 복수의 돌기(n1 ~ n5) 및 복수의 홈부(v1 ~ v4)를 포함하는 패턴(32)을 형성함에 따라, 도 2에서 보다 제2 수지물(44)과 몸체(11)의 제1 내측면(p1) 사이의 접촉 면적을 확대시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 2에 나타낸 바와 같이 홈(30)의 제1 홈 내측면(p11)에는 복수의 돌기(n1 ~ n5)를 포함하는 패턴(32)이 형성될 수 있다.
다만, 도 4에 나타낸 복수의 돌기(n1 ~ n5)는 삼각형 형상을 가지며, 삼각형 형상 이외에 사각형 및 다각형 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 복수의 돌기(n1 ~ n5)는 삼각형 형상으로 이루어짐에 따라, 삼각형 꼭지점은 제2 수지물(44)의 상부 방향으로 향하는 것이 바람직하며, 이는 몸체(11) 성형시 사출물과 사출틀 간이 분리를 용이하게 할 수 있다.
또한, 도 4에 나타낸 패턴(32)은 복수의 돌기(n1 ~ n5) 사이에 복수의 홈부(미도시)가 형성될 수 있으며, 이때 상기 복수의 홈은 복수의 돌기(n1 ~ n5)의 형상과 동일하거나 상이할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 5는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지를 A-A 방향으로 절단한 절단면에 대한 제2 실시 예를 나타내는 단면도 및 'B' 블록에 대한 제1 실시 예를 나타낸 확대도이다.
도 5는 도 1 내지 도 2에서 중복되는 내용에 대한 설명을 생략하거나, 또는 간략하게 설명한다.
도 5를 참조하면, 발광소자 패키지(200)는 몸체(111)에 의해 형성된 캐비티(112) 내부에 배치된 제1, 2 리드프레임(113, 114)을 포함하는 리드프레임(110), 몸체(111)의 내측면에 형성된 홈(130), 제1 리드프레임(113)에 실장된 발광소자(120), 캐비티(112)에 충진된 제1, 2 수지물(142, 144)을 포함하는 수지물(140)을및 제1, 2 리드프레임(113, 114)을 절연하는 절연막(115)을 포함할 수 있다.
몸체(111)의 내측면은 홈(130)의 상부에 제1 내측면(p21), 홈(130)의 하부에 제2 내측면(p22) 및 제1, 2 내측면(p21, p22) 사이에 홈(130)이 형성된 제3 내측면(p23)을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 홈(130)은 제3 내측면(p23)의 중앙에서 제2 내측면(p22)이 시작되는 부분에 형성될 수 있다.
여기서, 제1, 2 내측면(p21, p22)은 제1 리드프레임(113)을 기준으로, 제1 리드프레임(113)과 이루는 경사각이 서로 동일하거나, 또는 서로 다를 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 5에서, 제1 내측면(p21)은 제1 리드프레임(113)과 제1 경사각(θ11)을 이루며, 제2 내측면(p22)은 제1 리드프레임(113)과 제1 경사각(θ11)과 다른 제2 경사각(θ12)을 이루는 것으로 설명한다.
이때, 제3 내측면(p23)과 제1 리드프레임(113)이 이루는 경사각은 0도 내지 5도인 것이 바람직할 것이며, 가장 바람직하게 제3 내측면(p23)은 제1 리드프레임(113)과 평행하게 형성될 수 있다.
실시 예에서는 제3 내측면(p23)은 제1 리드프레임(113)과 평행하게 형성된 것으로 설명한다.
홈(130)의 제1, 2 홈 내측면(p211, p212) 및 홈 하부면(p213) 중 적어도 하나에 패턴(132)이 형성될 수 있다.
이때, 제1, 2 홈 내측면(p211, p212)은 홈 하부면(p213)을 기준으로 서로 마주하며, 제1, 2 홈 내측면(p211, p212)은 제1 리드프레임(113)을 기준으로, 제1 리드프레임(113)과 수직인 제3 경사각(θ13)을 이룰 수 있다.
여기서, 제1, 2 홈 내측면(p211, p212) 사이의 상부폭(Hd1)은 제3 경사각(θ13)과 홈 하부면(p213)에 의하여 하부폭(Ld1)과 동일할 수 있다.
실시 예에서는, 제1 홈 내측면(p211)은 복수의 돌기(n11 ~ n15)를 포함하는 패턴(132)이 형성될 수 있으며, 복수의 돌기(n11 ~ n15)는 개수에 대하여 한정을 두지 않는다.
복수의 돌기(n11 ~ n15)는 서로 이격되거나, 연속적으로 형성될 수 있으며, 복수의 돌기(n11 ~ n15) 사이에는 복수의 홈부(미도시)가 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
실시 예에서 패턴(132)은 복수의 돌기(n11 ~ n15)만 형성된 것으로 설명한다.
도 6은 도 5에 나타낸 'C' 블록에 대한 제2 실시 예를 나타낸 확대도이고, 도 7은 도 5에 나타낸 'C'블록에 대한 제3 실시 예를 나타낸 확대도이다.
도 6을 참조하면, 홈(130)은 몸체(111)의 제3 내측면(p23) 중앙 부분에 형성될 수 있다.
즉, 홈(130)은 제3 내측면(p23)의 중앙부분에 형성됨으로써, 제1, 2 수지물(142, 144)과의 경계면을 확보하기 용이할 수 있다.
다시 말하면, 제1 수지물(142)은 제2 내측면(p22) 하부에서 제3 내측면(p23) 상부까지 충진되며, 제2 수지물(144)은 제3 내측면(p23) 상부에서 제1 내측면(p21) 상부까지 충진되어, 제1, 2 수지물(142, 144)이 제3 내측면(p23)을 경계면으로 하여 충진될 수 있다.
도 7을 참조하면, 홈(130)은 몸체(111)의 제3 내측면(p23) 중앙부분에 형성될 수 있으며, 홈(130)의 제1 홈 내측면(p211)과 제1 리드프레임(113) 사이의 경사각은 제1 내측면(p21)과 제1 리드프레임(113) 사이의 제1 경사각(θ11)과 동일할 수 있으며, 제1 홈 내측면(p211)과 마주하는 제2 홈 내측면(p212)과 제1 리드프레임(113) 사이의 제2 경사각(θ12)과 상이할 수 있다.
즉, 제1 경사각(θ11)은 수직인 제2 경사각(θ12)보다 작으며, 몸체(111)의 제1 내측면(p21) 및 제2 내측면(p22)과 제1 리드프레임(113) 사이의 경사각과 상이할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 제1 홈 내측면(p211)은 경사지게 형성됨에 따라 제2 수지물(144) 충진시 접촉 면적을 확대할 수 있다.
도 8은 도 1에 나타낸 발광소자 패키지를 A-A 방향으로 절단한 절단면에 대한 제3 실시 예를 나타내는 단면도 및 'D' 블록을 나타낸 확대도이다.
도 8은 도 1 내지 도 2에서 중복되는 내용에 대한 설명을 생략하거나, 또는 간략하게 설명한다.
도 8을 참조하면, 발광소자 패키지(300)는 몸체(211)에 의해 형성된 캐비티(212) 내부에 배치된 제1, 2 리드프레임(213, 214)을 포함하는 리드프레임(미도시), 몸체(211)의 내측면에 형성된 홈(230), 제1 리드프레임(213)에 실장된 발광소자(220), 캐비티(212)에 충진된 제1, 2 수지물(242, 244)을 포함하는 수지물(240) 및 제1, 2 리드프레임(213, 214)를 절연하는 절연막(215)을 포함할 수 있다.
몸체(211)의 내측면은 홈(230)의 상부에 제1 내측면(p31) 및 홈(230)의 하부에 제2 내측면(p32)을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 제1, 2 내측면(p31, p32)의 연장선은 서로 동일하게 형성될 수 있다.
여기서, 제1, 2 내측면(p31, p32)과 제1 리드프레임(213) 사이의 경사각은 서로 동일한 제1 경사각(θ21)으로 형성될 수 있다.
홈(230)은 제1, 2 홈 내측면(p311, p312) 및 홈 하부면(p313)을 포함할 수 있으며, 제1 홈 내측면(p311)에는 패턴(232)이 형성될 수 있으며, 패턴(232)은 복수의 돌기(n21 ~ n25)를 포함할 수 있으며, 복수의 돌기(n21 ~ n25) 사이에 복수의 홈부(미도시)가 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 제1 홈 내측면(p311)은 제2 홈 내측면(p312) 보다 높게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 9는 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 나타낸 사시도이며, 도 10은 도 9의 조명장치에 대한 E-E 단면을 나타낸 단면도이다.
이하에서는, 실시예에 따른 조명장치(400)의 형상을 보다 상세히 설명하기 위해, 조명장치(400)의 길이방향(Z)과, 길이방향(Z)과 수직인 수평방향(Y), 그리고 길이방향(Z) 및 수평방향(Y)과 수직인 높이방향(X)으로 설명하기로 한다.
즉, 도 10은 도 9의 조명장치(400)를 길이방향(Z)과 높이방향(X)의 면으로 자르고, 수평방향(Y)으로 바라본 단면도이다.
도 9 및 도 10을 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 발광소자 모듈(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 각각의 리드 프레임(미도시)에 러프니스(미도시)가 형성되어 본딩의 신뢰성 및 발광 효율이 향상될 수 있고, 슬림하고 소형인 디스플레이장치를 설계하는데 유리하다.
발광소자 패키지(444)는 PCB(442) 상에 다색, 다열로 실장되어 어레이를 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라서 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 이러한 PCB(442)로 MPPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.
커버(430)는 몸체(410)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
커버(430)는 내부의 발광소자 모듈(440)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(430)는 발광소자 패키지(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 있다. 또한 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 광 투과율이 우수하여야 하며, 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, 실시예에 따른 조명장치(400)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 11은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치에 대한 제1 실시 예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 11은 에지-라이트 방식으로, 액정 표시 장치(500)는 액정표시패널(510)과 액정표시패널(510)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(570)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(510)은 백라이트 유닛(570)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(510)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(512) 및 박막 트랜지스터 기판(514)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(512)은 액정표시패널(510)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(514)은 구동 필름(517)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로 기판(518)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(514)은 인쇄회로 기판(518)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로 기판(518)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(514)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(570)은 빛을 출력하는 발광소자 모듈(520), 발광소자 모듈(520)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(510)로 제공하는 도광판(530), 도광판(530)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(550, 566, 564) 및 도광판(530)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(530)으로 반사시키는 반사 시트(540)로 구성된다.
발광소자 모듈(520)은 복수의 발광소자 패키지(524)와 복수의 발광소자 패키지(524)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(522)을 포함할 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(570)은 도광판(530)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(510) 방향으로 확산시키는 확산필름(566)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(550)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(550)를 보호하기 위한 보호필름(564)을 포함할 수 있다.
도 12는 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치에 대한 제2 실시 예를 나타낸 분해 사시도이다.
다만, 도 12는 도 11에서 나타내고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 12는 직하 방식으로, 액정표시장치(600)는 액정표시패널(610)과 액정표시패널(610)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(670)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(610)은 도 11에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트 유닛(670)은 복수의 발광소자 모듈(623), 반사시트(624), 발광소자 모듈(623)과 반사시트(624)가 수납되는 하부 섀시(630), 발광소자 모듈(623)의 상부에 배치되는 확산판(640) 및 다수의 광학필름(660)을 포함할 수 있다.
발광소자 모듈(623) 복수의 발광소자 패키지(622)와 복수의 발광소자 패키지(622)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(621)을 포함할 수 있다.
특히, 발광소자 패키지(622)는 각각의 리드 프레임(140, 142)에 광원부(130)와 와이어(150)에 의해 와이어 본딩되는 영역에 러프니스(Roughness)(170)가 형성되어 본딩의 신뢰성을 향상시키고, 슬림하고 소형이며 보다 신뢰성 있는 백라이트 유닛(670)의 구현이 가능해진다.
반사 시트(624)는 발광소자 패키지(622)에서 발생한 빛을 액정표시패널(610)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자 모듈(623)에서 발생한 빛은 확산판(640)에 입사하며, 확산판(640)의 상부에는 광학 필름(660)이 배치된다. 광학 필름(660)은 확산 필름(666), 프리즘필름(650) 및 보호필름(664)를 포함하여 구성된다.
여기서, 조명장치(400) 및 액정표시장치(500, 600)는 조명시스템에 포함될 수 있으며, 이 외에도 발광소자 패키지를 포함하며 조명을 목적으로 하는 장치 등도 조명시스템에 포함될 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 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 (20)

  1. 발광소자; 및
    상기 발광소자가 실장된 리드프레임 상에 캐비티가 형성된 몸체; 및
    상기 캐비티에 충진된 수지물;을 포함하고,
    상기 몸체의 내측면에는,
    상기 수지물이 충진된 홈(groove)이 형성되고,
    상기 홈의 제1, 2 홈 내측면 중 적어도 하나에는,
    패턴이 형성된 발광소자 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측면은, 상기 홈을 기준으로 분리된 제1, 2 내측면;을 포함하고,
    상기 제1 홈 내측면과 상기 리드프레임 사이의 경사각은,
    상기 제1 내측면과 상기 리드프레임 사이의 경사각과 동일하거나,
    또는 상기 제1 내측면과 상기 리드프레임 사이의 경사각보다 큰 발광소자 패키지.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 내측면과 상기 리드프레임 사이의 경사각은,
    상기 제2 내측면과 상기 리드프레임 사이의 경사각과 동일하거나,
    또는 상기 제2 내측면과 상기 리드프레임 사이의 경사각보다 큰 발광소자 패키지.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 홈 내측면과 상기 리드프레임 사이의 경사각은,
    상기 제1 홈 내측면과 상기 리드프레임 사이의 경사각과 동일하거나,
    또는 상기 제1 홈 내측면과 상기 리드프레임 사이의 경사각 보다 큰 발광소자 패키지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측면은, 상기 홈의 상부에 제1 내측면, 상기 홈의 하부에 제2 내측면 및 상기 제1, 2 내측면 사이에 상기 홈이 형성된 제3 내측면을 포함하고,
    상기 홈은,
    상기 제3 내측면의 일부 영역에 형성된 발광소자 패키지.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제3 내측면과 상기 리드프레임 사이의 경사각은,
    0도 내지 5도인 발광소자 패키지.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 홈 내측면의 수직높이는,
    상기 제2 홈 내측면의 수직높이와 동일한 발광소자 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 홈의 상부폭은,
    상기 홈의 하부폭과 동일하거나,
    또는 상기 홈의 하부폭 보다 넓게 형성된 발광소자 패키지.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴은,
    적어도 하나의 돌기를 포함하는 발광소자 패키지.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 돌기는,
    반원형 또는 다각형 형상인 발광소자 패키지.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 돌기는, 서로 인접한 제1, 2 돌기;를 포함하고,
    상기 제1, 2 돌기는,
    서로 이격 배치된 발광소자 패키지.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 패턴은,
    상기 제1, 2 돌기 사이에 홈부;를 포함하는 발광소자 패키지.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 홈부는,
    반원형 또는 다각형 형상인 발광소자 패키지.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 홈부는,
    상기 돌기와 서로 동일한 형상을 가지는 발광소자 패키지.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 수지물은,
    형광체를 포함하는 발광소자 패키지.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 내측면은, 상기 홈을 기준으로 분리된 제1, 2 내측면;을 포함하고,
    상기 수지물은,
    상기 리드프레임의 상부에서 상기 제2 내측면의 상부까지 충진된 제1 수지물; 및
    상기 제1 수지물의 상부에서 상기 제1 내측면의 상부까지 충진된 제2 수지물;을 포함하는 발광소자 패키지.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 수지물은, 상기 형광체를 포함하고,
    상기 제2 수지물은,
    상기 광확산재를 포함하는 발광소자 패키지.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 수지물은, 상기 형광체를 포함하고,
    상기 제2 수지물은, 상기 형광체와 다른 형광체 및 광확산재 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자 패키지.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 제1, 2 수지물 중 적어도 하나는,
    중심부가 오목하거나,
    또는 중심부가 볼록한 발광소자 패키지.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지를 포함하는 조명시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023088942A1 (de) * 2021-11-18 2023-05-25 Ams-Osram International Gmbh Elektronische vorrichtung und verfahren zur herstellung einer elektronischen vorrichtung

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