KR20130022643A - 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광 소자는, 서로 대향되는 제1측면 및 제2측면과, 상기 제1측면 및 제2측면 사이에 제1 캐비티(cavity)를 갖는 몸체; 상기 제1캐비티의 제1영역에 배치되며 상기 제1캐비티의 바닥보다 더 낮은 깊이의 제2캐비티를 갖는 제1리드 프레임; 상기 제1 캐비티의 제2영역에 배치되며 상기 제1캐비티의 바닥보다 더 낮은 깊이의 제3캐비티를 갖는 제2리드 프레임; 상기 제2 캐비티에 배치된 제1 발광 칩; 및 상기 제3 캐비티에 배치된 제2 발광 칩을 포함하며, 상기 제2 캐비티 및 제3캐비티 중 적어도 하나는 적어도 한 측면이 상기 몸체의 제1측면과 제2측면의 중심을 지나는 제1센터 라인에 대해 예각의 각도로 형성된다.

Description

발광 소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광 소자에 관한 것이다.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)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 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시예는 새로운 구조의 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 몸체의 측면과 대응되는 캐비티의 측면들이 상기 몸체의 측면과 평행하지 않게 배치된 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 서로 대향되는 제1측면 및 제2측면과, 상기 제1측면 및 제2측면 사이에 제1 캐비티(cavity)를 갖는 몸체; 상기 제1캐비티의 제1영역에 배치되며 상기 제1캐비티의 바닥보다 더 낮은 깊이의 제2캐비티를 갖는 제1리드 프레임;상기 제1 캐비티의 제2영역에 배치되며 상기 제1캐비티의 바닥보다 더 낮은 깊이의 제3캐비티를 갖는 제2리드 프레임; 상기 제2 캐비티에 배치된 제1 발광 칩; 및 상기 제3 캐비티에 배치된 제2 발광 칩을 포함하며, 상기 제2 캐비티 및 제3캐비티 중 적어도 하나는 적어도 한 측면이 상기 몸체의 제1측면과 제2측면의 중심을 지나는 제1센터 라인에 대해 예각의 각도로 형성된다.
실시 예는 발광 소자의 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 발광 소자의 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 발광 소자의 AA' 방향으로의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 발광 소자의 BB' 방향으로의 단면도를 나타낸다.
도 5은 도 1에 도시된 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 6은 제2실시 예에 따른 발광 소자의 사시도를 나타낸다.
도 7은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 사시도를 나타낸다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명 장치의 사시도를 나타낸다.
이하, 실시예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광 소자를 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자의 사시도를 나타내며, 도 2는 도 1의 발광 소자의 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 발광 소자의 AA' 방향으로의 단면도를 나타내며, 도 4는 도 2에 도시된 발광 소자의 BB' 방향으로의 단면도를 나타내며, 도 5는 도 1에 도시된 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 발광 소자(100)는 제1캐비티(60)를 갖는 몸체(10), 제2캐비티(25)를 갖는 제1리드 프레임(21), 제3 캐비티(35)를 갖는 제2리드 프레임(31), 연결부(46), 발광 칩들(71,72), 보호 소자(78), 및 와이어들(73 내지 76, 79)을 포함한다.
몸체(10)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 바람직하게 몸체(10)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 이루어질 수 있다.
몸체(10)는 전도성을 갖는 도체로 형성될 수 있다. 몸체(10)가 전기 전도성을 갖는 재질로 형성되는 경우, 몸체(10)의 표면에는 절연막(미도시)이 더 형성되어 몸체(10)가 제2 캐비티(25), 제3 캐비티(35), 연결부(46)와 전기적으로 쇼트(short) 되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
몸체(10)의 상면 형상은 발광 소자(100)의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형, 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1리드 프레임(21) 및 제2리드 프레임(31)은 몸체(10)의 바닥에 배치되어 직하 타입으로 기판 상에 탑재될 수 있으며, 상기 몸체(10)의 측면에 배치되어 에지 타입으로 기판 상에 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
몸체(10)는 상부가 개방되고, 측면과 바닥으로 이루어진 제1캐비티(cavity)(60)를 갖는다. 상기 제1캐비티(60)은 상기 몸체(10)의 상면(15)으로부터 오목한 컵 구조 또는 리세스 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 제1캐비티(60)의 측면(61~68)은 바닥에 대해 수직하거나 경사질 수 있다.
제1캐비티(60)를 위에서 바라본 형상은 원형, 타원형, 다각형(예컨대, 사각형)일 수 있다. 제1캐비티(60)의 모서리는 곡면이거나, 평면일 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 제1캐비티(60)의 모서리 부분의 측면(65,66,67,68)은 다른 측면(61,62,63,64)의 너비 보다 작은 너비로 형성될 수 있다. 상기 제1캐비티(60)의 측면(61~68)은 그 바닥에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
상기 몸체(10)는 복수의 측면(11~14)을 포함하며, 상기 복수의 측면(11~14) 중 적어도 하나는 상기 몸체(10)의 하면에 대해 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다. 상기 몸체(10)의 측면은 제1 내지 제4측면(11~14)을 그 예로 설명하며, 제1측면(11)과 제2측면(12)은 서로 반대측 면이며, 상기 제3측면(13)과 상기 제4측면(14)은 서로 반대측 면이다. 상기 제1측면(11) 및 제2측면(12)의 너비 또는 길이는 제3측면(13) 및 제4측면(14)은 너비 또는 길이와 다를 수 있으며, 예컨대 상기 제1측면(11)과 상기 제2측면(12)의 길이(즉, 장변 길이)는 상기 제3측면(13) 및 상기 제4측면(14)의 길이(즉, 단변 길이)보다 더 길게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2측면(11,12)의 길이 방향은 제2 및 제3캐비티(25,35)의 중심을 지나는 방향일 수 있다.
도 1 내지 도 3과 같이, 상기 제1리드 프레임(21)은 상기 제1캐비티(60)의 제1영역에 배치되며, 상기 제1캐비티(60)의 바닥에 일부가 배치되고 그 중심부에 상기 제1캐비티(60)의 바닥보다 더 낮은 깊이를 갖도록 오목한 제2캐비티(25)가 배치된다. 상기 제2캐비티(25)는 상기 제1리드 프레임(21)의 상면으로부터 상기 몸체(10)의 하면 방향으로 오목한 형상, 예컨대, 컵(Cup) 구조 또는 리세스(recess) 형상을 포함한다.
상기 제2캐비티(25)의 측면(52)은 상기 제2캐비티(25)의 바닥으로부터 경사지거나 수직하게 절곡될 수 있다. 상기 제2캐비티(25)의 측면(52) 중에서 대향되는 두 측면은 동일한 각도로 경사지거나 서로 다른 각도로 경사질 수 있다.
상기 제2리드 프레임(31)은 상기 제1캐비티(60)의 제1영역과 이격되는 제2영역에 배치되며, 상기 제1캐비티(60)의 바닥에 일부가 배치되고, 그 중심부에는 상기 제1캐비티(60)의 바닥보다 더 낮은 깊이를 갖도록 오목한 제3캐비티(35)가 형성된다. 상기 제3캐비티(35)는 상기 제2리드 프레임(131)의 상면으로부터 상기 몸체(10)의 하면 방향으로 오목한 형상, 예컨대, 컵(Cup) 구조 또는 리세스(recess) 형상을 포함한다. 상기 제3캐비티(35)의 측면(56)은 상기 제3캐비티(35)의 바닥으로부터 경사지거나 수직하게 절곡될 수 있다. 상기 제3캐비티(35)의 측면(56) 중에서 대향되는 두 측면은 동일한 각도로 경사지거나 서로 다른 각도로 경사질 수 있다.
상기 제2캐비티(25)와 상기 제3캐비티(35)는 동일한 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2캐비티(25)는 대향되는 2측면의 중심을 지나는 가상 선(X1)이 상기 몸체(10)의 제1측면(11)과 제3측면(13) 사이의 제2모서리 방향으로 형성되며, 상기 가상 선(X1)과 직교하는 다른 가성 선은 상기 몸체(10)의 제2측면(12)과 제3측면(13) 사이의 제3모서리 방향으로 형성된다. 여기서, 상기 제2캐비티(25)의 측면(52)은 상기 몸체(10)의 측면(11~14)과 틀어지게 배치되며, 예컨대 상기 제2캐비티(25)의 가상 선(X1)과 상기 몸체(10)의 제1측면(11) 사이의 각도(θ1)는 30~60°범위로서, 예컨대 45°의 각도로 형성될 수 있다. 상기 제2캐비티(25)는 대향되는 두 측면의 중심이 상기 제1캐비티(60) 내에서 상기 제1캐비티(60)의 모서리 방향으로 틀어져 배치된다.
상기 제3캐비티(35)는 대향되는 두 측면의 중심을 지나는 가상 선(X2)이 상기 몸체(10)의 제4측면(14)과 제1측면(11) 사이의 제1모서리 방향으로 형성되며, 상기 가상 선(X2)과 직교하는 다른 가상 선은 상기 몸체(10)의 제4측면(14)과 제2측면(12) 사이의 제4모서리 방향으로 형성된다. 여기서, 상기 제3캐비티(35)의 측면(56)은 상기 몸체(10)의 측면(11~14)과 틀어지게 배치되며, 예컨대 상기 제3캐비티(35)의 가상 선(X2)과 상기 몸체(10)의 제1측면(11) 사이의 각도(θ2)는 30~60°범위로서, 예컨대 45°의 각도로 형성될 수 있다. 상기 제3캐비티(35)는 대향되는 두 측면의 중심이 상기 제1캐비티(60) 내에서 상기 제1캐비티(60)의 모서리 방향으로 틀어져 배치된다.
상기 제2 및 제3캐비티(25,35)의 틀어진 각도(θ1, θ2)는 서로 동일한 각도이거나, 10°미만으로 틀어져 배치될 수 있다.
상기 제2캐비티(25)는 측면(52) 중 적어도 2측면의 중심이 상기 제1캐비티(60)의 서로 다른 모서리 측면(66,67)에 각각 대응되게 배치되며, 상기 제3캐비티(35)는 측면(56) 중 적어도 2측면의 중심이 제1캐비티(60)의 서로 다른 모서리 측면(68,65)에 대향되게 배치된다. 여기서, 상기 제1캐비티(60)의 모서리는 측면이 아닐 수도 있다.
도 2 및 도 5와 같이, 상기 제1캐비티(60)의 센터 라인을 중심으로 상기 제2캐비티(25)의 장변과 상기 제2캐비티(25)의 단변 사이의 각도(θ12)는 80~100°사이 예컨대, 90°의 각도로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 센터 라인은 상기 제2캐비티(25)와 상기 제3캐비티(35) 사이를 지나는 라인 또는 몸체의 서로 대향되는 장변의 중심을 서로 연결한 제1센터라인(즉, B-B 라인) 일 수 있다.
상기 제2캐비티(25) 및 제3캐비티(35) 중 적어도 하나는 적어도 한 측면(52,56)이 상기 몸체(10)의 제1측면(11)과 제2측면(12)의 중심을 지나는 제1센터 라인(B-B)에 대해 예각 범위인 약 15~80°범위 각도로 형성될 수 있으며, 예컨대 30~60°로 형성될 수 있다.
상기 제2캐비티(25) 및 제3캐비티(35) 중 적어도 하나는 적어도 한 측면(52,56)이 상기 몸체(10)의 제3측면(13)과 제4측면(14)의 중심을 지나는 제2센터 라인(A-A)에 대해 둔각 예컨대, 90° 를 초과하는 각도 예컨대, 95~170°범위 각도로 형성될 수 있다. 상기 제1센터 라인과 상기 제2센터 라인은 상기 제2 및 제3캐비티(25,35) 사이의 영역에서 서로 직교하게 된다.
도 3과 같이, 상기 제1리드 프레임(21)의 하면 및 상기 제2리드 프레임(31)의 하면은 상기 몸체(10)의 하면으로 노출되거나, 상기 몸체(10)의 하면과 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(21)의 제1리드부(23)는 상기 몸체(10)의 하면에 배치되고 상기 몸체(10)의 제3측면(13)으로 돌출될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(31)의 제2리드부(33)는 상기 몸체(10)의 하면에 배치되고 상기 몸체(10)의 제4측면(14)으로 돌출될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(21) 및 제2리드 프레임(31)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) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단일 금속층 또는 다층 금속층으로 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2리드 프레임(21,31)의 두께는 동일한 두께로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2캐비티(25) 및 상기 제3캐비티(35)의 바닥 형상은 직사각형, 정 사각형 또는 곡면을 갖는 원 또는 타원 형상일 수 있다.
상기 제1캐비티(60)의 바닥에는 연결부(46)가 배치되며, 상기 연결부(46)는 상기 제2캐비티(25) 및 상기 제3캐비티(35)의 사이의 영역과 상기 몸체(10)의 제1측면 사이에 배치되며, 상기 몸체(10)의 제1측면(11)으로 노출된 돌출부(47)를 구비하게 된다. 상기 연결부(46)는 상기 제1리드 프레임(21)과 상기 제2리드 프레임(31)의 사이에 배치되어, 중간 연결 단자로 사용된다.
상기 제1리드 프레임(21)의 제2캐비티(25) 내에는 제1발광 칩(71)이 배치되며, 상기 제2리드 프레임(31)의 제3캐비티(35) 내에는 제2발광 칩(72)이 배치될 수 있다.
상기 발광 칩(71,72)는 가시광선 대역부터 자외선 대역의 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 레드 LED 칩, 블루 LED 칩, 그린 LED 칩, 엘로우 그린(yellow green) LED 칩 중에서 선택될 수 있다. 상기 발광 칩(71,72)은 III족 내지 V족 원소의 화합물 반도체 발광소자를 포함한다.
상기 몸체(10)의 제1캐비티(60), 상기 제2캐비티(25) 및 제3캐비티(35) 중 적어도 한 영역에는 몰딩 부재가 배치되며, 상기 몰딩 부재는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지층을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재 또는 상기 발광 칩(71,72) 상에는 방출되는 빛의 파장을 변화하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 발광 칩(71,72)에서 방출되는 빛의 일부를 여기시켜 다른 파장의 빛으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몰딩 부재의 표면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(10)의 상부에는 렌즈가 더 형성될 수 있으며, 상기 렌즈는 오목 또는/및 볼록 렌즈의 구조를 포함할 수 있으며, 발광 소자(100)가 방출하는 빛의 배광(light distribution)을 조절할 수 있다.
상기 제1발광 칩(71)은 다각형 형상일 때, 각 측면이 상기 제2캐비티(25)의 측면(52)과 대향되도록 배치될 수 있다. 상기 제2발광 칩(72)은 다각형 형상일 때, 각 측면이 상기 제3캐비티(35)의 측면(56)과 대향되도록 배치된다. 즉, 상기 제1 및 제2발광 칩(71,72)은 상기 제1캐비티(60)의 서로 대향되는 측면들에 대해 틀어져 배치된다. 상기 제1 및 제2발광 칩(71,72)의 양 측면은 상기 몸체(10)의 제1 및 제2측면(11,12)과 평행하지 않게 배치된다.
상기 제2캐비티(25) 및 제3캐비티(35)는 상기 제1캐비티(60)의 센터 라인을 기준으로 형상 및 크기에 있어서, 서로 대칭적일 수 있다. 또한 상기 제1캐비티(60)의 센터 라인에는 상기 제2캐비티(25) 및 제3캐비티(35)의 측면보다는 모서리 부분이 더 근접하게 배치된다.
상기 제1발광 칩(72)은 제1와이어(73)로 상기 제1캐비티(60)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(21)과 연결되며, 제2와이어(74)로 상기 연결부(46)와 연결된다. 여기서, 상기 제1발광 칩(72)이 연결부(46)에 더 근접하도록 틀어져 배치됨으로써, 제2와이어(74)의 길이가 줄어들 수 있다. 상기 연결부(46)는 제1 발광 칩(71)과 제2 발광 칩(72)을 전기적으로 안정하게 직렬 연결할 수 있어 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 상기와 같이 발광 칩(71,72)과 리드 프레임(21,31) 또는 연결부(46)과 사이의 거리가 짧아지게 됨으로써, 와이어에 가해지는 외부 힘이 더 줄어들 수 있어, 와이어의 본딩 불량을 방지할 수 있다.
도 2 및 도 4와 같이, 상기 제2발광 칩(73)은 제3와이어(75)로 상기 제1연결부(46)와 연결되며, 제4와이어(76)로 상기 제1캐비티(60)의 바닥에 배치된 제2리드 프레임(31)과 연결된다. 상기 연결부(46)는 상기 제1발광 칩(71)과 상기 제2발광 칩(72)을 전기적으로 연결해 준다.
보호 소자(78)은 제1캐비티(60)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(21) 상에 탑재되며, 상기 제1캐비티(60)의 바닥에 배치된 제2리드 프레임(31)과 제5와이어(79)로 연결된다. 상기 보호 소자(78)은 상기 제2 및 제3캐비티(25,35)로부터 이격됨으로써, 상기 발광 칩(71,72)으로부터 방출된 광의 손실을 줄일 수 있다. 상기 보호 소자(78)는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 제너 다이오드는 상기 발광 칩을 ESD(electro static discharge)로 부터 보호하게 된다.
상기 제1발광 칩(71)과 상기 제2발광 칩(72)이 상기 제2캐비티(25) 및 제3캐비티(35)에 의해 상기 제1캐비티(60)의 측면들(61,62,63,64)과 엇갈리게 배치됨으로써, 상기 제1캐비티(60)의 측면들(61,62,63,64)에 상기 제1 및 제2발광 칩(71,72)으로부터 방출된 광의 입사 각도가 달라지게 되어, 광의 반사 광량을 증가시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 또한 발광 소자 패키지의 배광 분포도 센터 빔보다는 사이드 빔 방향으로 더 넓어질 수 있다.
도 4와 같이, 상기 몸체(10)의 하부에는 주입 홈(40)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 5를 참조하면, 상기 제1리드 프레임(21) 및 상기 제2리드 프레임(31) 사이의 거리(D1)는 이격되며, 그 거리는 적어도 100㎛ 이상의 간격을 갖도록 한다.
또한 발광 칩들(71,72) 간의 광 간섭을 효과적으로 차단하고, 반사 효율을 높이기 위하여 제1 발광 칩(71)은 제2 캐비티(25)의 측면(52)으로부터 일정 거리 이격하여 제2 캐비티(25)의 바닥에 배치되며, 제2 발광 칩(72)은 제3 캐비티(35)의 측면(56)으로부터 일정 거리 이격하여 제3 캐비티(35)의 바닥에 배치된다. 예컨대, 제1 발광 칩(71)은 제2 캐비티(25)의 바닥 중앙에 마운트(mount)될 수 있고, 제2 발광 칩(72)은 제3 캐비티(35)의 바닥 중앙에 마운트될 수 있다.
상기 제2 캐비티(25) 내에서 서로 대향되는 제1측면(즉, 단변)과 제1 발광 칩(71)까지의 이격 거리(D2)는 200㎛±50이고, 서로 대향되는 제2측면(즉, 장변)과 제1 발광 칩(71)까지의 이격 거리(D3)는 500㎛±100일 수 있다.
도 6은 제2실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이다.
도 6을 참조하면, 발광 소자에서 제2캐비티(25A)는 대향되는 두 측면의 중심을 지나는 가상 선(X3)과 상기 몸체(10)의 제2측면(12) 사이의 각도(θ3)는 30~60° 범위로 상기 제1캐비티(60) 내에서 틀어져 배치되며, 제3캐비티(35A)는 대향되는 두 측면의 중심을 지나는 가상 선(X4)과 상기 몸체(10)의 제2측면(12) 사이의 각도(θ4)는 30~60° 범위로 상기 제1캐비티(60) 내에서 틀어져 배치된다. 상기 제2 및 제3캐비티(25A,35A)의 틀어진 각도(θ3, θ4)는 동일한 각도일 수 있으며, 예컨대 45°일 수 있으며, 도는 서로 다른 각도 예컨대 10°미만의 각도 정도로 틀어져 배치될 수 있다. 상기 제2캐비티(25A) 및 제3캐비티(35A) 중 적어도 하나는 제1실시 예에 비해 90° 각도로 틀어져 배치된다.
상기 제1캐비티(60)의 센터 라인을 중심으로 상기 제2캐비티(25A)의 장변과 상기 제3캐비티(25A)의 장변 사이의 각도는 80~100°사이 예컨대, 90°의 각도로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 센터 라인은 상기 제2캐비티(25A)와 상기 제3캐비티(35A) 사이를 지나는 라인이거나, 상기 몸체(10)의 제1측면(11)과 제2측면(12)의 중심을 지나도록 연결한 라인일 수 있다.
상기의 실시 예는 각 발광 칩(71,72)에 복수의 와이어를 배치한 수평형 전극 구조를 갖는 LED 칩을 배치하였으나, 각 발광 칩(71,72)에 하나의 와이어로 연결하고, 각 리드 프레임(21,31)에 직접 본딩되어 전기적으로 연결된 수직형 전극을 갖는 LED 칩을 배치할 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 복수의 발광 소자 패키지가 어레이된 구조를 포함하며, 도 7 및 도 8에 도시된 표시 장치, 도 9에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판, 지시등과 같은 유닛에 적용될 수 있다.
도 7은 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 모듈(1031)과, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 발광 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 상기 발광 모듈(1031)로부터 제공된 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 배치되어 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈(1031)은 상기 바텀 커버 내에 적어도 하나가 배치되며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)를 포함하며, 상기 발광 소자 패키지(100)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 상기 기판은 인쇄회로기판(printed circuit board)일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다. 또한 상기 기판(1033)은 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자 패키지(100)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다. 따라서, 발광 소자 패키지(100)에서 발생된 열은 방열 플레이트를 경유하여 바텀 커버(1011)로 방출될 수 있다.
상기 복수의 발광 소자 패키지(100)는 상기 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자 패키지(100)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 상기 표시 패널(1061)로 공급함으로써, 상기 표시 패널(1061)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 발광모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버(미도시)와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 상기 발광 모듈(1031)로부터 제공된 광을 투과 또는 차단시켜 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비전과 같은 영상 표시 장치에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장 이상의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트(diffusion sheet), 수평 및 수직 프리즘 시트(horizontal/vertical prism sheet), 및 휘도 강화 시트(brightness enhanced sheet) 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1061)로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자 패키지(100)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자 패키지(100)는 발광 모듈(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 발광 모듈(1060), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(미도시)으로 정의될 수 있다.
상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1155)으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 발광 모듈(1060) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 9는 실시 예에 따른 조명 장치의 사시도이다.
도 9를 참조하면, 조명 장치(1500)는 케이스(1510)와, 상기 케이스(1510)에 설치된 발광모듈(1530)과, 상기 케이스(1510)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1520)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(1510)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(1530)은 기판(1532)과, 상기 기판(1532)에 탑재되는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)는 복수개가 매트릭스 형태 또는 소정 간격으로 이격되어 어레이될 수 있다.
상기 기판(1532)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(1532)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등의 코팅층될 수 있다.
상기 기판(1532) 상에는 적어도 하나의 발광 소자 패키지(100)가 탑재될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100) 각각은 적어도 하나의 LED(LED: Light Emitting Diode) 칩을 포함할 수 있다. 상기 LED 칩은 적색, 녹색, 청색 또는 백색 등과 같은 가시 광선 대역의 발광 다이오드 또는 자외선(UV, Ultra Violet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1530)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 소자 패키지(100)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.
상기 연결 단자(1520)는 상기 발광모듈(1530)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 상기 연결 단자(1520)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1520)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
60: 제1캐비티 10: 몸체,
21,31: 리드 프레임 25: 제2 캐비티
35: 제3 캐비티 46: 연결부
71: 제1 발광 칩 72: 제2 발광 칩
78: 보호 소자

Claims (17)

  1. 서로 대향되는 제1측면 및 제2측면과, 상기 제1측면 및 제2측면 사이에 제1 캐비티(cavity)를 갖는 몸체;
    상기 제1캐비티의 제1영역에 배치되며 상기 제1캐비티의 바닥보다 더 낮은 깊이의 제2캐비티를 갖는 제1리드 프레임;
    상기 제1 캐비티의 제2영역에 배치되며 상기 제1캐비티의 바닥보다 더 낮은 깊이의 제3캐비티를 갖는 제2리드 프레임;
    상기 제2 캐비티에 배치된 제1 발광 칩; 및
    상기 제3 캐비티에 배치된 제2 발광 칩을 포함하며,
    상기 제2 캐비티 및 제3캐비티 중 적어도 하나는 적어도 한 측면이 상기 몸체의 제1측면과 제2측면의 중심을 지나는 제1센터 라인에 대해 예각의 각도로 형성되는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 제1측면 및 제2측면에 인접하고 서로 대응되는 제3측면 및 제4측면을 포함하며,
    상기 제2캐비티 및 제3캐비티 중 적어도 하나는 적어도 한 측면이 상기 몸체의 제3측면과 상기 제4측면의 중심을 지나는 제2센터 라인에 대해 둔각의 각도로 형성되는 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1센터 라인과 상기 제2센터 라인은 상기 제2 및 제3캐비티 사이의 영역에서 서로 직교하는 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2캐비티 및 상기 제3캐비티의 서로 대응되는 측면들은 상기 몸체의 제 1내지 제4측면과 평행하지 않는 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 캐비티 및 상기 제3 캐비티는 상기 몸체의 제1센터 라인을 기준으로 서로 대칭되게 배치되는 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2캐비티 및 제3캐비티 중 적어도 하나는 상기 제1센터 라인을 기준으로 45~60°로 어긋나 배치되는 발광 소자.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2 캐비티 및 상기 제3 캐비티 사이의 내각은 상기 몸체의 제2센터 라인을 기준으로 85~95°범위의 각도로 배치되는 발광 소자.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 몸체의 제1측면과 상기 제2측면은 상기 제3측면 및 상기 제4측면의 길이보다 더 긴 길이를 갖는 발광 소자.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 캐비티 및 상기 제3 캐비티는 동일한 형상을 갖는 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 제1캐비티는 각 모서리 영역에 경사진 측면을 포함하는 발광 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1발광 칩은 각 측면들이 상기 제2캐비티의 측면들과 대응되게 배치되는 발광 소자.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제2 발광 칩은 각 측면들이 상기 제3캐비티의 측면들과 대응되게 배치되는 발광 소자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2캐비티에 배치된 제1 리드 프레임 및 상기 제3캐비티에 배치된 상기 제2리드 프레임의 하면은 상기 몸체의 하면에 노출되는 발광 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1캐비티의 바닥에 배치되고 상기 제1 및 제2캐비티의 사이와 상기 몸체의 제1측면 사이에 배치된 연결부를 포함하며,
    상기 연결부는 상기 제1 및 제2발광 칩과 전기적으로 연결되는 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2발광 칩은 상기 제1리드 프레임, 상기 제2리드 프레임 및 상기 연결부에 와이어로 연결되는 발광 소자.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 배치된 보호 소자를 포함하는 발광 소자.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3캐비티 중 적어도 하나에 몰딩 부재를 포함하는 발광 소자.
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