KR20120131712A - 발광소자 패키지 - Google Patents

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KR20120131712A
KR20120131712A KR1020110050074A KR20110050074A KR20120131712A KR 20120131712 A KR20120131712 A KR 20120131712A KR 1020110050074 A KR1020110050074 A KR 1020110050074A KR 20110050074 A KR20110050074 A KR 20110050074A KR 20120131712 A KR20120131712 A KR 20120131712A
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Abstract

실시예에 따른 발광소자 패키지는 봉지부가 봉지재, 형광체 및 유기입자를 포함하여서, 유기입자의 우수한 열적특성으로 인해 발광소자 패키지의 방열특성 및 신뢰성이 향상되고, 유기입자는 봉지부 내에서 광분산 효과를 일으켜 발광소자 패키지의 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

발광소자 패키지{Light emitting package}
실시예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
형광등은 흑점 현상, 짧은 수명 등으로 잦은 교체와 형광물질 사용으로 친환경을 지향하는 미래 조명시장의 흐름에 반하므로 점차 타 광원으로 대치되고 있는 추세이다.
이에 타 광원으로 가장 주목받고 있는 것은 LED(Light Emitting Diode)로써, 반도체의 빠른 처리 속도와 낮은 전력 소모 등의 장점과 함께, 환경 친화적이면서도 에너지 절약 효과가 높아서 차세대 광원으로 꼽히고 있다. 따라서, 기존의 형광등을 대체하기 위한 LED의 활용은 활발히 진행 중에 있다.
현재, LED와 같은 반도체 발광 소자는 텔레비전, 모니터, 노트북, 휴대폰, 및 기타 디스플레이장치를 구비하는 다양한 장치에 적용되고 있으며, 특히 기존의 CCFL을 대체하여 백 라이트 유닛으로도 널리 사용되고 있다.
최근에는 발광소자를 조명광원으로 이용하기 위해서 고휘도화가 요구되고 있으며, 이러한 고휘도화를 달성하기 위하여 전류를 균일하게 확산시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있는 발광소자를 제작하기 위한 연구가 진행 중에 있다.
또한, 이러한 발광소자가 실장되는 발광소자 패키지는 광추출 효율과 방열특성을 증대시키기 위한 연구가 진행 중이다.
실시예는, 광추출 효율이 향상된 발광소자 패키지를 제공한다.
실시예는, 방열특성 및 신뢰성이 우수한 발광소자 패키지를 제공한다.
실시예에 따른 발광소자패키지는, 광원부, 상기 광원부가 실장되고, 상기 광원부와 전기적으로 연결된 리드프레임 및 상기 광원부를 감싸는 봉지부를 포함하고, 상기 봉지부는 봉지재, 형광체 및 유기입자를 포함한다.
여기서, 상기 발광소자패키지는 상기 광원부가 실장되도록 캐비티가 형성된 몸체를 더 포함하며, 상기 봉지부는 상기 캐비티에 충진될 수 있다.
유기입자는 봉지부 내에서 광분산 효과를 일으켜 발광소자 패키지의 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
유기입자는 일반 봉지재의 재질보다 열전도도가 우수하여서 유기입자가 첨가된 봉지부는 발광소자패키지의 방열특성을 향상시키고, 이는 발광소자패키지의 신뢰성도 향상시키는 효과를 갖는다.
도 1a은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 발광소자 패키지의 A-B선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 유기입자의 형상을 도시한 개략도이다.
도 3은 실시예에 따른 유기입자의 결합형상을 도시한 개략도이다.
도 4는 종래기술과 실시예의 발광소자패키지의 광도를 비교한 참고도이다.
도 5는 종래기술과 실시예의 발광소자패키지의 사용시간에 따른 광도변화를 비교한 참고도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 9a는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 9b는 도 9a의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 10은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 11은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 12는 실시예의 발광소자 패키지가 장착된 이동통신 단말기를 도시한 평면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 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 1a은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 발광소자 패키지의 A-B선을 따라 절단한 단면도이며, 도 2는 실시예에 따른 유기입자의 형상을 도시한 개략도이고, 도 3은 실시예에 따른 유기입자의 결합형상을 도시한 개략도이며, 도 4는 종래기술과 실시예의 발광소자패키지의 광도를 비교한 참고도이고, 도 5는 종래기술과 실시예의 발광소자패키지의 사용시간에 따른 광도변화를 비교한 참고도이다.
도 1a 및 도 1b을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자패키지(100)는 광원부(130), 광원부(130)가 실장되는 리드프레임(140, 142) 및 광원부(130)를 감싸는 봉지부를 포함한다.
또한, 발광소자패키지(100)는 광원부(130)가 실장되도록 캐비티가 형성된 몸체(110, 120)를 더 포함하며, 봉지부는 캐비티에 충진될 수 있다.
광원부(130)는 리드프레임(140, 142)과 전기적으로 연결되며, 광원부(130)는 일 예로 발광 다이오드일 수 있다.
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, 발광 다이오드는 한 개 이상 실장될 수 있다.
또한, 발광 다이오드는 그 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형 타입(Horizontal type)이거나, 또는 상, 하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type), 또는 플립 칩(flip chip) 모두에 적용 가능하다.
리드프레임(140, 142)은 도 1b에서 서로 이격되어 형성된 2개의 리드프레임(140, 142)을 도시하고 있으나, 하나로 형성될 수 도 있고, 이에 대해 한정하지는 않는다.
각각의 리드프레임(140, 142)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(140, 142)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
각각의 리드프레임(140, 142)은 제1 리드프레임(140) 및 제2 리드프레임(142)으로 구성된다. 제1 리드프레임(140) 및 제2 리드프레임(142)은 서로 이격되어 서로 전기적으로 분리된다. 제1 리드프레임(140)은 광원부(130)와 직접 접촉하거나 또는 전도성을 갖는 재료를 통해서 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 리드프레임(142)은 와이어 본딩(150)에 의해서 광원부(130)에 전기적으로 연결된다. 따라서 각각의 리드프레임(140, 142)에 전원이 연결되면 광원부(130)에 전원이 인가될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 광원부(130)가 제2 리드프레임(142)에 실장되고, 제1 리드 프레임(120) 및 제2 리드프레임(142)과 전기적으로 연결될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다.
봉지부는 광원부(130)를 감싸게 형성되고, 그 형상은 제한이 없고 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 봉지부는 봉지재(160), 및 유기입자(161)를 포함할 수 있다. 이에 대해서는 자세히 후술한다.
광원부(130)가 실장되도록 캐비티가 형성된 몸체(110,120)를 포함할 수 있다. 캐비티에는 봉지부가 충진된다. 그리고, 몸체(110,120)는 리드프레임(140, 142)의 일부를 수용하도록 형성될 수 있다.
몸체(110,120)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 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(110,120)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
몸체(110,120)의 내면은 경사면이 형성될 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 광원부(130)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
광의 지향각이 줄어들수록 광원부(130)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 광원부(130)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
한편, 몸체(110,120)에 형성되는 캐비티를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 몸체(110,120)는 바닥을 형성하는 바닥부(110)와 바닥부(110) 상에 형성되어 캐비티를 형성하는 벽부(120)를 포함할 수 있다. 벽부(120)의 형상은 캐비티의 형상에 대응되게 형성될 수 있다.
그리고, 캐비티의 측벽에는 반사층을 포함할 수 있다. 다시 설명하면, 벽부(120)의 내측면에 반사층이 형성된다. 반사층은 광반사도가 높은 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 또는 Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또는, 상기 금속 또는 합금과 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 구체적으로는, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni, Ag/Cu, Ag/Pd/Cu로 형성될 수 있다. 즉, 굴절율이 다른 다수의 층을 적층하여 광원부(130)에서 발생한 빛의 대부분을 발광소자패키지(100)의 상부로 전반사 시키므로 광추출 효율을 증가시킬 수 있다.
다시 도 1b를 참조하면, 봉지부는 광원부(130)의 보호 등을 위해 봉지재(160)를 사용한다. 봉지부가 충진되는 경우는 외부의 이물질이나 습기 등에 의해 광원부(130)의 단락 등을 방지할 수 있다. 또한, 봉지부는 봉지재(160)와 유기입자(161)를 포함할 수 있다.
봉지재(160)는 실리콘, 에폭시 또는 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 캐비티 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다. 봉지재(160)는 투명색을 가질 수도 있다. 이에 한정되는 않는다.
또한, 봉지부는 형광체를 더 포함할 수 있는데, 이에 대해서는 후술한다.
유기입자(161)는 예를 들면, PTFE(Poly-tetrafluoroethylene), PSTm, Phenolic Resin, PMMA(Poly methyl methacrylate), PVC 및 Styrene-copolymer 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있거나, PTFE(Poly-tetrafluoroethylene), PSTm, Phenolic Resin, PMMA(Poly methyl methacrylate), PVC 및 Styrene-copolymer 중 적어도 하나 이상을 50wt% 이상 포함할 수 있다. 즉, 유기입자(161)는 단일물 또는 합성물로 존재할 수 있다. 다만, 이에 한정되지는 않는다.
유기입자(161)는 일반 봉지재(160)의 재질보다 열전도도가 우수하여서 유기입자(161)가 첨가된 봉지부는 발광소자패키지(100)의 방열특성을 향상시킨다. 이는 발광소자패키지(100)의 신뢰성도 향상시킨다. 도 5를 참조하면, 도 5는 유기입자(161)를 사용하지 않은 종래 발광소자패키지와 실시예의 발광소자패키지(100)의 비교실험 데이터이다. 종래기술에 의한 발광소자 패키지는 사용시간에 따라 광속 변화율이 큰 반면에 실시예의 발광소자패키지(100)들은 사용시간에 따라 광속 변화율이 종래기술에 비해 미약하다. 따라서 실시예의 발광소자패키지(100)는 사용시간에 따라 광도가 저하되는 현상이 개선되어서 신뢰성 면에서 우수하다.
유기입자(161)는 봉지부에 봉지재(160)와 혼합되어서 분산되나, 바람직하게는 봉지부내에서 균일하게 분산될 수 있다. 다만 이에 한정되지는 않는다. 유기입자(161)가 균일하게 분산되는 것이 광학적 특성이 우수하게 된다.
그리고, 도 2를 참고하면, 유기입자(161)의 형상은 제한이 없고, 예를 들면 구, 정육면체, 원기둥 및 정다면체 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
또는, 유기입자(161)는 구, 정육면체, 원기둥 및 정다면체 중 둘 이상이 결합되어 형성될 수 있다. 도 3에서는 유기입자(161)의 결합형상을 도시하고 있으나, 이는 일 예에 지나지 않고 이에 한정되지는 않는다.
유기입자(161)는 봉지부내에서 단일 형상이 분산되어 존재할 수 있고, 둘 이상의 형상이 혼합되어 존재할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 유기입자(161)는 유기입자(161)와 굴절율이 다른 물질로 코팅될 수 있고, 바람직하게는 유기입자(161)보다 굴절율이 큰 물질로 코팅될 수 있다. 또한, 도 2b 에서 도시하는 바와 같이, 유기입자(161) 중공을 포함할 수 있다. 여기서, 중공은 빈 공간으로 공기로 차있다.
스넬의 법칙에 의하면, 전반사는 굴절율이 큰 물질로부터 굴절율이 작은 물질로 광이 진행할 때, 입사되는 광의 각도가 임계각보다 큰 경우, 굴절율이 서로 다른 두 물질의 계면에서 전부 반사되는 현상을 의미한다.
따라서, 유기입자(161)를 코팅하는 물질이 유기입자(161) 보다 굴절률이 큰 경우는 유기입자(161)와 유기입자(161)를 코팅하는 물질의 계면에서 전반사가 발생하게 된다. 이는 광이 유기입자(161)를 통과하거나 유기입자(161) 내부에서 손실되는 현상을 억제하게 되므로 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 유기입자(161)의 내부에 중공을 가지는 경우도, 중공은 공기이고, 공기의 굴절률은 1이므로, 결과적으로 중공은 유기입자(161)에 비해 굴절률이 작아서 유기입자(161)와 중공의 계면에서 전반사가 발생하게 된다. 그리고 상기와 같이 광추출 효율이 향상되게 된다.
또한, 유기입자(161)의 굴절률은 바람직하게는 1.4 내지 2.0 일 수 있으나, 더욱 바람직하게는 1.6 내지 1.7일 수 있다. 봉지부의 전체 굴절률은 봉지재(160)와 유기입자(161)의 가중평균으로 형성되게 된다. 따라서, 유기입자(161)의 wt%를 조정하여서 봉지부 전체의 굴절률을 미세하게 조정할 수 있게 된다. 봉지부의 굴절률을 다양하고 미세하게 조정할 수 있으므로, 다양한 발광소자 패키지(100)에 활용이 가능한 장점을 가지고 있다. 바람직하게는 유기입자(161)는 봉지재(160) 대비 0.5wt% 내지 30wt% 로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 1wt% 내지 20wt% 일수 있다.도 4를 참조하면, 도 4에서는 유기입자(161)를 포함하지 않은 봉지부를 사용한 종래기술과, 실시예에 따른 발광소자패키지(100)의 광도 실험에서 실시예의 발광소자패키지(100)의 광도가 평균 5%정도 우수함을 알 수 있다.
봉지재(160)의 굴절률이 외기의 굴절률보다 크기 때문에 스넬의 법칙에 의하면, 광원부(130)에서 외기로 광이 진행할 때, 입사되는 광의 각도가 임계각보다 큰 경우 전반사가 일어나게 되고, 광의 일부는 봉지부 내부에서 소실되게 된다. 그러나, 봉지부 내에 균일하게 분포된 유기입자(161)에 의해 다시 전반사가 일어나면, 광의 일부가 봉지부에서 외기로 진행할 수 있기 때문에 발광소자패키지(100)의 광추출효율이 향상되게 된다.
그리고, 유기입자(161)의 크기는 발광소자패키지(100)의 크기에 따라 다양하게 형성될 수 있고, 제한은 없으나, 바람직하게는 1nm 내지 80000nm 의 크기를 가질 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 다른 실시예의 발광소자패키지(200)는 도 1 의 실시예와 비교하여 봉지부가 형광체(263)을 더 포함할 수 있다. 다른 구성요소는 도 1의 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
형광체(263)는 광원부(230)에서 방출되는 광의 파장에 따라 그 종류가 선택되어 발광소자 패키지(200)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
이러한 형광체(263)는 광원부(230)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.
즉, 형광체(263)는 광원부(230)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 광원부(230)가 청색 발광 다이오드이고 형광체(263)가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 청색 발광 다이오드에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자 패키지(200)는 백색 빛을 제공할 수 있다.
이와 유사하게, 광원부(230)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체를 혼용하는 경우, 광원부(230)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.
이러한 형광체(263)는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체일 수 있다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(300)를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자패키지(300)는 도 1의 실시예와 비교하여 캐비티를 커버하도록 몸체(310, 320) 상에 위치하는 시트(370)를 포함할 수 있다.
시트(370)는 이산화티탄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 황산바륨(BASO4), 탄산칼슘(CaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 클레이 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 시트(370)는 발광소자패키지(300)에 전원이 인가되지 않는 경우라도, 발광부의 외관을 흰색으로 유지할 수 있게 되어, 발광소자패키지(300)가 장착되는 외부환경과 조화를 이룰 수 있다.
이러한 시트(370)는 매트릭스 형태의 수지층으로 형성될 수 있는데, 매트릭스 형태의 수지층은 광투과성, 내열성 등이 우수한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 및 실리콘 수지 등과 같은 열경화성 수지로 형성될 수 있다.
즉, 이와 같은 수지에 이산화규소(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황산바륨(BASO4), 탄산칼슘(CaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 클레이 등의 입자를 골고루 분산시킨 후 UV경화 또는 열경화를 함으로써 시트(370)를 제조할 수 있다.
또한, 상술한 수지층 내에는 경화제, 분산제 등이 더 포함될 수 있는바, 경화제는 액상의 열경화성 수지를 경화하는 용도로 사용되며, 분산제는 상술한 이산화티탄(TiO2)등의 입자를 액상의 열경화성 수지 내부에 고르게 분산하기 위하여 사용된다.
이와 같은 시트(370)는 발광소자패키지(300)의 발광부의 외관을 흰색으로 유지시킬 뿐 아니라, 외부의 이물질이 캐비티 내로 침투하지 못하도록 몸체의 벽부(320) 상단과 부착될 수 있다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 8에 도시된 발광소자패키지(400)는 몸체의 바닥부(410)에 홀(413)이 형성되고 홀(413)은 광원부(430)의 하부에 위치할 수 있다.
홀(413)은 광원부(430)에서 발생된 열을 외부로 방열하기 위한 히트싱크의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 홀(413)은 하부에서 금속재질의 방열판(미도시)과 연결되어 형성될 수 있다. 이와 같이 홀(413)에 방열특성이 우수한 금속재질의 방열판이 연결됨으로써 방열특성은 더욱 우수해질 수 있다.
이러한 홀(413)은 도 8 이외에도, 상술한 도 1 내지 도 7에서 도시하고 설명한 실시 예 전반에 걸쳐 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 도 8에 도시된 발광소자패키지(400)는 도 1의 실시예의 비교하여 리드 프레임(440,442)의 형상에 차이가 있다.
각각의 리드 프레임(440,442)은 몸체(410, 420)의 내부에 위치하는 내부 단자 및 몸체(410, 420)의 외부로 노출되는 외부 단자로 구성된다.
각각의 내부 단자의 일 영역은 몸체(410,420)에 형성된 캐비티의 저면의 일 영역을 형성하며, 각각의 벽부(420)의 하부에 각각의 내부 단자의 단부가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 외부로 노출된 각각의 외부 단자는 각각의 내부 단자와 연속적으로 형성되며, 몸체(410,420)의 외부로 노출될 수 있다. 발광소자 패키지(400)의 전극을 형성하기 위해서, 각각의 외부 단자는 벤딩되어 몸체(410,420)와 접촉할 수 있다. 바람직하게는 몸체(410,420)의 바닥부(410) 쪽으로 벤딩될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9a는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이고, 도 9b는 도 9a의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
이하에서는, 실시예에 따른 조명장치(500)의 형상을 보다 상세히 설명하기 위해, 조명장치(500)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 9b는 도 9a의 조명장치(500)를 길이방향(Z)과 높이방향(X)의 면으로 자르고, 수평방향(Y)으로 바라본 단면도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 조명장치(500)는 몸체(510), 몸체(510)와 체결되는 커버(530) 및 몸체(510)의 양단에 위치하는 마감캡(550)을 포함할 수 있다.
몸체(510)의 하부면에는 발광소자 모듈(540)이 체결되며, 몸체(510)는 발광소자 패키지(544)에서 발생된 열이 몸체(510)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.
발광소자 패키지(544)는 PCB(542) 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(542)로 MPPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.
특히, 실시예에 따른 발광소자 패키지(544)는 발광 효율이 증가하고, 동작전압은 낮아진 발광소자(미도시)를 포함하며, 발광 휘도가 증가하며, 발광 효율이 향상된 발광소자 모듈(540)을 구현할 수 있게 된다.
커버(530)는 몸체(510)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
커버(530)는 내부의 발광소자 모듈(540)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(530)는 발광소자 패키지(544)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(530)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(530)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
한편, 발광소자 패키지(544)에서 발생한 광은 커버(530)를 통해 외부로 방출되므로 커버(530)는 광 투과율이 우수하여야 하며, 발광소자 패키지(544)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(530)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
마감캡(550)은 몸체(510)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(550)에는 전원핀(552)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명장치(500)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
따라서, 유기입자를 포함하는 봉지부를 사용하여서 방열특성 및 신뢰성을 향상된 조명장치를 제공할 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 10은 에지-라이트 방식으로, 액정 표시 장치(600)는 액정 표시 패널(610)과 액정 표시 패널(610)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(670)을 포함할 수 있다.
액정 표시 패널(610)은 백라이트 유닛(670)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정 표시 패널(610)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(612) 및 박막 트랜지스터 기판(614)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(612)은 액정 표시 패널(610)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(614)은 구동 필름(617)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로 기판(618)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(614)은 인쇄회로 기판(618)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로 기판(618)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(614)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(670)은 빛을 출력하는 발광소자 모듈(620), 발광소자 모듈(620)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정 표시 패널(610)로 제공하는 도광판(630), 도광판(630)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(650, 666, 664) 및 도광판(630)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(630)으로 반사시키는 반사 시트(640)로 구성된다.
발광소자 모듈(620)은 복수의 발광소자 패키지(624)와 복수의 발광소자 패키지(624)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(622)을 포함할 수 있다.
특히, 실시예에 따른 발광소자 패키지(624)는 발광효율이 향상되고, 동작전압이 낮아진 발광소자(미도시)를 포함하며, 발광 휘도가 증가하며, 발광 효율이 향상된 백라이트 유닛(670)을 구현할 수 있게 된다.
한편, 백라이트 유닛(670)은 도광판(630)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(610) 방향으로 확산시키는 확산필름(666)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘 필름(650)으로 구성될 수 있으며, 프리즘 필름(650)를 보호하기 위한 보호 필름(664)을 포함할 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 10에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 11은 직하 방식으로, 액정 표시 장치(700)는 액정 표시 패널(710)과 액정표시패널(710)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(770)을 포함할 수 있다.
액정 표시 패널(710)은 도 10에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트 유닛(770)은 복수의 발광소자 모듈(723), 반사시트(724), 발광소자 모듈(723)과 반사시트(724)가 수납되는 하부 섀시(730), 발광소자 모듈(723)의 상부에 배치되는 확산판(740) 및 다수의 광학필름(760)을 포함할 수 있다.
발광소자 모듈(723) 복수의 발광소자 패키지(722)와 복수의 발광소자 패키지(722)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(721)을 포함할 수 있다.
특히, 실시예에 따른 발광소자 패키지(722)는 발광 효율이 향상되고, 동작전압이 감소한 발광소자(미도시)를 포함하며, 발광 휘도가 증가하며, 발열이 적은 백라이트 유닛(770)을 구현할 수 있게 된다.
반사 시트(724)는 발광소자 패키지(722)에서 발생한 빛을 액정 표시 패널(710)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자 모듈(723)에서 발생한 빛은 확산판(740)에 입사하며, 확산판(740)의 상부에는 광학 필름(760)이 배치된다. 광학 필름(760)은 확산 필름(766), 프리즘 필름(750) 및 보호 필름(764)를 포함하여 구성된다.
도 12는 실시예의 발광소자패키지가 장착된 이동통신 단말기를 도시한 도이다.
도 12를 참조하면, 발광소자패키지(820)를 구비한 이동통신 단말기의 일 예로, 이동통신 단말기(800)를 도시하나, 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이동통신 단말기(800)는 전면에 통화 상대방의 음성신호 등이 출력되는 수화부(880)와, 표시장치로 사용될 수 있는 화면(860)과, 통화 및 통화 종료 등을 위한 조작 스위치(870), 영상통화 또는 사진 등을 촬영하기 위한 카메라(810) 등을 구비할 수 있다. 또한 화면(860)은 터치패널 등을 구비하여 표시장치뿐 아니라 입력장치로도 사용될 수 있다.
한편, 이동통신 단말기(800)의 케이스(850)는 플라스틱 재질 등으로 형성되며 흰색 등의 특정 색을 가지고 있다. 따라서, 방열특성과 신뢰성이 우수한 발광소재패키지를 포함하는 이동통신 단말기를 제공할 수 있다.
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: 바닥부
120: 벽부 130: 광원부
140, 142: 리드프레임 150: 와이어 본딩
160: 봉지재 161: 유기입자

Claims (13)

  1. 광원부;
    상기 광원부가 실장되고, 상기 광원부와 전기적으로 연결된 리드프레임; 및
    상기 광원부를 감싸는 봉지부를 포함하고,
    상기 봉지부는 봉지재, 형광체 및 유기입자를 포함하는 발광소자패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원부가 실장되도록 캐비티가 형성된 몸체를 더 포함하며, 상기 봉지부는 상기 캐비티에 충진되는 발광소자패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기입자는,
    상기 봉지부에 균일하게 분산되는 발광소자패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유기입자는 PTFE(Poly-tetrafluoroethylene), PSTm, Phenolic Resin, PMMA(Poly methyl methacrylate), PVC 및 Styrene-copolymer 중 적어도 하나 이상을 포함하는 발광소자패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유기입자는,
    1.4 내지 2.0 범위를 굴절율을 가지는 발광소자패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유기입자는,
    구, 정육면체, 원기둥 및 정다면체 중 어느 하나 또는 둘 이상이 결합되는 형상을 가지는 발광소자패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유기입자는,
    1nm 내지 80000nm 의 크기를 가지는 발광소자패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유기입자는 상기 유기입자와 굴절율이 다른 물질로 코팅되는 발광소자패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유기입자는, 중공을 포함하는 발광소자패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유기입자는, 상기 봉지재 대비 0.5wt% 내지 30wt% 인 발광소자패키지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티의 측벽에는 반사층이 더 포함되는 발광소자패키지.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 몸체의 바닥에는 홀이 형성되고 상기 홀은 상기 광원부의 하부에 위치하는 발광소자패키지.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 캐비티를 커버하도록 상기 몸체 상에 위치하는 시트를 포함하고,
    상기 시트는 이산화티탄(TiO2), 이산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 황산바륨(BASO4), 탄산칼슘(CaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 클레이 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 발광소자패키지.
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