KR20130073348A - 발광소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
실시 예는, 발광소자, 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 제1, 2 리드프레임을 포함하고, 상기 제1, 2 리드프레임 상에 캐비티가 형성된 몸체 및 상기 캐비티 내에 충진된 수지물을 포함하고, 상기 수지물은, 상기 발광소자를 감싸며 투광성 재질로 이루어진 제1 층, 상기 제1 층 상에 배치되며, 상기 투광성 재질 및 제1 함량의 제1 형광입자를 포함하는 제2 층 및 상기 제2 층 상에 배치되며, 상기 투광성 재질 및 상기 제1 함량과 다른 제2 함량의 제2 형광입자를 포함하는 제2 층을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
Description
실시 예는, 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광소자의 대표적인 예로, LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)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 LED의 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
보통, 소형화된 LED는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 표면실장소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면실장소자는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.
최근들어, 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지 개발시, 발광소자 패키지의 캐비티 내에 충진되는 수지물에 포함된 형광입자의 배치 균일도를 높이기 위한 연구가 진행 중에 있다.
실시 예는, 수지물에 포함된 형광 입자의 배치 균일도를 높여 반복된 색재현성을 높여 광도 및 색좌표의 정확성이 향상된 발광소자 패키지를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 발광소자, 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 제1, 2 리드프레임을 포함하고, 상기 제1, 2 리드프레임 상에 캐비티가 형성된 몸체 및 상기 캐비티 내에 충진된 수지물을 포함하고, 상기 수지물은, 상기 발광소자를 감싸며 투광성 재질로 이루어진 제1 층, 상기 제1 층 상에 배치되며, 상기 투광성 재질 및 제1 함량의 제1 형광입자를 포함하는 제2 층 및 상기 제2 층 상에 배치되며, 상기 투광성 재질 및 상기 제1 함량과 다른 제2 함량의 제2 형광입자를 포함하는 제2 층을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 투광성 재질로 이루어진 제1 층, 제1 층 상에 제2 함량의 제3 층 및 제1, 2 층 사이에 제2 함량보다 낮은 제1 함량의 형광입자를 포함하는 제2 층을 배치함으로써, 형광입자의 균일도를 향상시켜 색좌표의 정확도 및 광도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 2는 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 제3 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 제4 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 조명장치의 A-A` 단면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 제3 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 제4 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 조명장치의 A-A` 단면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
본 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
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 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 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 발광소자(10) 및 발광소자(10)가 배치된 몸체(20)를 포함할 수 있다.
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), 세라믹, 및 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
몸체(20)의 상면 형상은 발광소자(10)의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 몸체(20)는 발광소자(10)가 배치되는 캐비티(s)를 형성하며, 캐비티(s)의 단면 형상은 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티(s)를 이루는 캐비티 내측면(미도시)은 하부 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
그리고, 캐비티(s)의 평면 형상은 삼각형, 사각형, 다각형 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
몸체(20)의 하부면에는 제1, 2 리드프레임(13, 14)이 배치될 수 있으며, 제1, 2 리드프레임(13, 14)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) 및 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다.
그리고, 제1, 2 리드프레임(13, 14)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제1 리드프레임(13)은 발광소자(10)의 제1 전극(미도시)와 전기적으로 연결되며, 제2 리드프레임(14)은 발광소자(10)의 제2 전극(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 캐비티 내측면은 제1, 2 리드프레임(13, 14) 중 어느 하나를 기준으로 소정의 경사각을 가지고 경사지게 형성되며, 상기 경사각에 따라 발광소자(10)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. 광의 지향각이 줄어들수록 발광소자(10)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하는 반면, 광의 지향각이 클수록 발광소자(10)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
또한, 상기 캐비티 내측면은 복수의 경사각을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1, 2 리드프레임(13, 14)은 발광소자(10)의 상기 제1, 2 전극에 전기적으로 연결되며, 외부 전원(미도시)의 양(+)극 및 음(-)극에 각각 연결되어, 발광소자(10)로 전원을 공급할 수 있다.
실시 예에서, 제1 리드프레임(13) 상에는 발광소자(10)가 배치되며, 제2 리드프레임(14)은 제1 리드프레임(13)과 이격된 것으로 설명한다.
여기서, 제1, 2 리드프레임(13, 14) 사이에는 제1, 2 리드프레임(13, 14)의 전기적인 단락(쇼트)를 방지하기 위한 절연댐(15)이 형성될 수 있다.
실시 예에서, 절연댐(15)은 상부가 평탄하게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
몸체(20)에는 캐소드 마크(cathode mark, 미도시)가 형성될 수 있다. 상기 캐소드 마크는 발광소자(10)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(10)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 한정을 두지 않으며, 또한 발광소자(10)는 복수 개 일 수 있으며, 발광소자(10)의 개수 및 배치위치에 대하여 한정을 두지 않는다.
몸체(20)는 캐비티(s)에 충진된 수지물(16)을 포함할 수 있다. 즉, 수지물(16)은 발광소자(10)를 감싸는 투광성 재질(21)로 이루어진 제1 층(17), 제1 층(17) 위에 배치되며, 투광성 재질(21)과 제1 함량의 제1 형광 입자(22)를 포함하는 제2 층(18) 및 제2 층(18) 위에 배치되며, 투광성 재질(21)과 상기 제1 함량과 다른 제2 함량의 제2 형광 입자(23)를 포함하는 제3 층(19)을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 수지물(16)은 삼중몰딩구조로 나타내었으나, 그 이상의 몰딩구조로 이루어질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 투광성 재질(21)은 에폭시 및 실리콘 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 발광소자(10)에서 방출되는 광에 대하여 투광성 특성을 가지며 광 손실을 최소화하도록 할 수 있다.
제1 층(17)은 제1 두께(d1)를 가지며 제2, 3 층(18, 19)에 포함된 제1, 2 형광 입자(22, 23)의 열화에 의한 발광소자(10)의 파손을 방지할 수 있으며, 발광소자(10)에서 방출되는 광의 손실을 최소화할 수 있는 투광성 재질(21)로 이루어질 수 있다.
즉, 제1 두께(d1)는 캐비티(s)의 깊이(d0) 대비 0.5배 내지 0.75배이거나, 30 ㎛ 내지 60 ㎛일 수 있으며, 제1 층(17)의 상면과 발광소자(10)의 상면 사이의 거리(b)는 10 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다.
여기서, 제1 두께(d1)는 캐비티(s)의 깊이(d0) 대비 0.5배 미만이거나, 30 ㎛ 및 발광소자(10)의 상면과의 거리(b)가 10 ㎛ 미만이면, 발광소자(10)에서 방출되는 광을 여기하는 제1, 2 형광 입자(22, 23)의 열화에 의해 발광소자(10)가 파손될 우려가 있으며, 캐비티(s)의 깊이(d0) 대비 0.75배 보다 두껍거나, 60 ㎛ 발광소자(10)의 상면과의 거리(b)가 30 ㎛ 보다 두꺼우면, 제1, 2 형광 입자(22, 23)의 상기 제1, 2 함량이 낮아져 색좌표가 균일하지 않아 색재현율이 낮아질 수 있어 광 효율이 낮아질 수 있다.
실시 예에서, 제2 층(18)은 제1 층(17)과 분리된 것으로 나타낸 것으로 예시하였으나, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제2 층(18)은 제1 층(17)에 제1 형광 입자(22)가 무게 또는 중력에 의해 투광성 재질(21)에 박힐 수 있으며, 제2 층(18)은 제1, 3 층(17, 19) 사이의 경계면을 구분하기 용이하지 않을 수 있다.
다만, 제2 층(18)은 제1 형광 입자(22)가 상기 제1 함량을 이루는 층이며, 이는 제3 층(19)의 제2 형광 입자(23)의 상기 제2 함량 대비 1% 내지 5% 정도로 매우 낮을 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제2 층(18)은 제1 층(17) 위에 배치되며, 제1 형광 입자(22)가 제1 층(17) 상에 불균일 또는 랜덤하게 배치될 수 있다.
이때, 제2 층(18)의 제2 두께(d2)는 캐비티(s)의 깊이(d0) 대비 0.01배 내지 0.1배이거나, 또는 1 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있다.
제3 층(19)은 제2 층(18) 위체 배치되며, 투광성 재질(21)과 제2 형광 입자(23)가 혼합(mixing)된 상태로 이루어질 수 있다.
실시 예에서, 제1, 2 형광 입자(22, 23)는 발광소자(10)에서 방출되는 광을 다른 파장의 광으로 여기하는 적어도 하나의 형광체를 포함할 수 있으며, 제1, 2 형광입자(22, 23)는 동일한 형광입자이며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제2 형광 입자(23)는 제3 층(19)을 이루는 투광성 재질(21)의 함량보다 많은 상기 제2 함량으로 혼합되어, 제3 층(19)의 경화 과정에서 제2 층(18)을 형성하는 투광성 재질(21) 내에 제2 형광 입자(23)가 배치될 수 있다.
이때, 제2 층(18)의 제1 형광 입자(22)는 제2 형광 입자(23)를 나타낼 수 있다.
즉, 제1, 2 형광 입자(22, 23)는 서로 다른 색상의 광을 여기하는 다른 형광체일 수 있으며, 예를 들어 발광소자 패키지(100)가 백색광을 방출하고 발광소자(10)가 청색 광을 방출하는 경우, 제1, 2 형광 입자(22, 23)가 적색 및 녹색 형광체가 투광성 재질(21)가 혼합될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 제3 층(19)은 상기 제2 함량의 제2 형광 입자(23) 및 투광성 재질(21)을 포함하며, 제3 층(19)의 제3 두께(d3)는 캐비티(s)의 깊이(d0) 대비 0.25배 내지 0.5배이거나, 또는 6 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다.
즉, 제3 층(19)은 제2 형광 입자(23)가 발광소자(10)에서 방출되는 광을 여기하는 주 형광체일때 제1 형광 입자(22)의 상기 제1 함량보다 많은 상기 제2 함량을 포함할 수 있으며, 제3 두께(d3)가 캐비티(s)의 깊이(d0) 대비 0.25배 또는 6 ㎛ 미만이면 제3 층(19)에 포함되는 제2 형광 입자(23)의 상기 제2 함량이 낮아져 색 균일도가 낮아지게 되며, 제3 두께(d3)가 캐비티(s)의 깊이(d0) 대비 0.5배 또는 30 ㎛ 보다 두꺼우면 색 균일성가 향상될 수 있으며 몸체(20) 외부로 흘러 내려 발광소자 패키지(100)의 신뢰성이 낮아질 수 있다.
실시 예에서, 제2, 3 층(18, 19)은 서로 경계가 일정하지 않을 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 2는 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1과 중복되는 구성에 대한 설명을 생략하거나, 간략하게 설명한다.
도 2를 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 발광소자(10) 및 발광소자(10)가 배치된 몸체(20)를 포함할 수 있다.
이하, 몸체(20)의 구성에 대한 설명은 도 1에서 설명한 바 생략하기로 한다.
여기서, 수지물(16)은 캐비티(s) 내에 충진되며, 중심부가 오목한 제1 내지 제3 층(17 ~ 19)을 포함할 수 있다.
제1 층(17)은 투광성 재질(21)로 이루어지며 제1 두께(d1)를 가지며, 제2 층(18)은 투광성 재질(21)과 제1 형광 입자(22)를 포함하며 제2 두께(d2)를 가지며, 제3 층(19)은 투광성 재질(21)과 제2 형광 입자(23)를 포함하며 제3 두께(d3)를 가질 수 있다.
여기서, 제1 내지 제3 두께(d1 ~ d3)는 오목한 중심부 상면에서 제1, 2 리드프레임(13, 14) 중 어느 하나의 상면까지의 두께이며, 도 1에 나타낸 제1 내지 제3 두께(d1 ~ d3)와 동일할 수 있다.
이때, 제2 층(18)은 발광소자(10)의 상면에 대응하는 제1 영역(미도시) 및 상기 제1 영역 이외의 제2 영역(미도시)을 포함하며, 상기 제1 영역의 두께, 즉 제2 두께(d2)는 상기 제2 영역의 두께, 즉 몸체(20)의 내측면에 인접한 부분에서의 두께와 동일하거나, 또는 두꺼울 수 있다.
즉, 제2 층(18)은 중력 또는 무게에 의해 중심부가 오목하게 형성될 수 있으며, 제2 두께(d2)가 상기 제2 영역의 두께와 동일하거나 두껍게 형성될 수 있다.
제3 층(19)은 제2 층(18)에 의해 제3 두께(d3)가 몸체(20)의 내측면에 인접한 부분에서의 두께와 동일하거나 또는 두꺼울 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 3은 제3 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1과 중복되는 구성에 대한 설명을 생략하거나, 간략하게 설명한다.
도 3을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 발광소자(10) 및 발광소자(10)가 배치된 몸체(20)를 포함할 수 있다.
여기서, 수지물(16)은 도 1과 동일하게 제1 층(17), 제2 층(18) 및 제3 층(19)을 포함할 수 있다.
제1, 3 층(17, 19)은 도 1에 나타낸 제1, 3 층(17, 19)와 동일한 것으로 나타내며, 도 2에 나타낸 제1, 3 층(17, 19)과 동일한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 제2 층(18)은 제1 층(17)의 상면에 배치되는 필름(24) 및 필름(24) 위에 코팅된 제1 형광 입자(22)를 포함할 수 있다.
제1 형광 입자(22)는 제3 층(19)에 포함되는 제2 형광 입자(23)와 동일한 형광체 또는 다른 형광체일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제1 형광 입자(22)는 필름(24)의 표면에 균일하게 코팅되거나, 또는 랜덤하게 코팅될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 필름(24)은 제1, 2 형광 입자(22, 23)가 제1 층(17)으로 가라앉는 것을 방지할 수 있다.
필름(24)은 투광성 재질로 이루어지도록 함으로써, 발광소자(10)에서 방출되는 광을 투과하여 제1, 2 형광 입자(22, 23)로 공급할 수 있다.
여기서, 몸체(20)의 내측면은 필름(24)이 배치되도록 단차(미도시)가 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1 내지 제3 실시 예에 나타낸 발광소자 패키지(100)는 수지물(16)의 제2 층(17)을 형성함으로써, 제1, 2 형광 입자(22, 23)가 제1 층(17)으로 가라앉는 것을 방지할 수 있어, 제1, 2 형광 입자(22, 23)의 열화에 의한 발광소자(10)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 층(17 ~ 19) 중 적어도 하나의 층에는 광확산재 및 광분산재 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 발광소자(10)에서 방출되는 광 또는 제1, 2 형광 입자(22, 23)에서 여기된 광을 확산 및 분산시킬 수 있어, 광 효율 및 색 균일도를 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 내지 제3 실시 예에 나타낸 발광소자 패키지(100)는 하나의 발광소자(10)가 배치된 것으로 나타내었으나, 적어도 2 이상의 발광소자가 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제1 내지 제3 실시 예에 나타낸 발광소자 패키지(100)는 수지물(16)이 볼록한 렌즈 형상일 수 있으며, 캐비티(s)가 발광소자의 개수와 동일하거나, 그 이상의 개수를 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 4는 제4 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 발광소자 패키지(200)는 제1, 2 발광소자(111, 112) 및 제1, 2 발광소자(111, 112)가 배치된 몸체(120)를 포함할 수 있다.
실시 예에서, 제1, 2 발광소자(111, 112)는 수평형 타입의 발광소자인 것으로 나타내며, 수직형 타입일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 몸체(120)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), 세라믹, 및 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
몸체(120)의 상면 형상은 제1, 2 발광소자(111, 112)의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 몸체(120)는 제1, 2 발광소자(111, 112)가 배치되는 캐비티(s0)를 형성하며, 캐비티(s0)의 단면 형상은 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티(s0)를 이루는 캐비티 내측면(미도시)은 하부 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
그리고, 캐비티(s0)의 평면 형상은 삼각형, 사각형, 다각형 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
캐비티(s0)는 제1 발광소자(111)가 배치된 제1 캐비티(s1), 제2 발광소자(112)가 배치된 제2 캐비티(s2) 및 제1, 2 캐비티(s1, s2) 상에 제3 캐비티(s3)를 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
몸체(120)의 하부면에는 제1, 2 리드프레임(113, 114)이 배치될 수 있으며, 제1, 2 리드프레임(113, 114)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) 및 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다.
그리고, 제1, 2 리드프레임(113, 114)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
상기 캐비티 내측면은 제1, 2 리드프레임(113, 114) 중 어느 하나를 기준으로 소정의 경사각을 가지고 경사지게 형성되며, 상기 경사각에 따라 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. 광의 지향각이 줄어들수록 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하는 반면, 광의 지향각이 클수록 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
또한, 상기 캐비티 내측면은 복수의 경사각을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1, 2 리드프레임(113, 114)은 제1, 2 발광소자(111, 112)의 제1, 2 전극(미도시)에 전기적으로 연결되며, 외부 전원(미도시)의 양(+)극 및 음(-)극에 각각 연결되어, 제1, 2 발광소자(111, 112)로 전원을 공급할 수 있다.
실시 예에서, 제1 리드프레임(113) 상에는 제1 발광소자(111)가 배치되며, 제2 리드프레임(114)은 제2 발광소자(112)가 배치된 것으로 설명한다.
이때, 제1, 2 리드프레임(113, 114)은 제1, 2 캐비티(s1, s2)를 형성할 수 있다. 즉, 제1, 2 리드프레임(113, 114)은 서로 절곡된 부분을 가짐으로써, 제1, 2 캐비티(s1, s2)를 형성할 수 있다.
여기서, 제1, 2 리드프레임(113, 114) 사이에는 제1, 2 리드프레임(113, 114)의 전기적인 단락(쇼트)를 방지하기 위한 절연댐(115)이 형성될 수 있다.
실시 예에서, 절연댐(115)은 상부가 평탄하게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
몸체(120)에는 캐소드 마크(cathode mark, 미도시)가 형성될 수 있다. 상기 캐소드 마크는 제1, 2 리드프레임(113, 114)의 극성을 구분하여, 제1, 2 리드프레임(113, 114)을 전기적으로 연결할 때, 혼동을 방지하는데 이용될 수 있을 것이다.
이때, 몸체(120)에 형성된 캐비티(s0)에는 수지물(116)이 충진될 수 있다.
수지물(116)은 제1, 2 캐비티(s1, s2) 및 제3 캐비티(s3)의 일부분까지 충진되며 투광성 재질(미도시)의 제1 층(117), 제1 층(117) 상에 상기 투광성 재질 및 제1 함량의 제1 형광입자(미도시)를 포함하는 제2 층(118) 및 제2 층(118) 상에 상기 투광성 재질 및 제2 함량의 제2 형광입자(미도시)를 포함하는 제3 층(119)을 포함할 수 있다.
실시 예에서 나타낸 투광성 재질 및 제1, 2 형광입자는 도 1 내지 도 3에서 기술한 투광성 재질(21) 및 제1, 2 형광입자(22, 23)와 동일하므로, 설명을 생략한다.
여기서, 도 4를 참조하면, 제1 층(117)은 제1 두께(d11)를 가지며 제2, 3 층(118, 119)에 포함된 상기 제1, 2 형광 입자의 열화에 의한 제1, 2 발광소자(111, 112)의 파손을 방지할 수 있으며, 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 방출되는 광의 손실을 최소화할 수 있는 상기 투광성 재질로 이루어질 수 있다.
즉, 제1 두께(d11)는 캐비티(s0)의 깊이(d10) 대비 0.5배 내지 0.75배이거나, 30 ㎛ 내지 60 ㎛일 수 있으며, 제1 층(117)의 상면과 제1, 2 발광소자(111, 112)의 상면 사이의 거리(b11)는 10 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다.
여기서, 제1 두께(d11)는 캐비티(s0)의 깊이(d10) 대비 0.5배 미만이거나, 30 ㎛ 및 제1, 2 발광소자(111, 112)의 상면과의 거리(b11)가 10 ㎛ 미만이면, 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 방출되는 광을 여기하는 상기 제1, 2 형광 입자의 열화에 의해 제1, 2 발광소자(111, 112)가 파손될 우려가 있으며, 캐비티(s0)의 깊이(d10) 대비 0.75배 보다 두껍거나 60 ㎛ 보다 크거나, 제1, 2 발광소자(111, 112)의 상면과의 거리(b11)가 30 ㎛ 보다 두꺼우면, 상기 제1, 2 형광 입자의 상기 제1, 2 함량이 낮아져 색좌표가 균일하지 않아 색재현율이 낮아질 수 있어 광 효율이 낮아질 수 있다.
실시 예에서, 제2 층(118)은 제1 층(117)과 분리된 것으로 나타낸 것으로 예시하였으나, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제2 층(118)은 제1 층(117)에 상기 제1 형광 입자가 무게 또는 중력에 의해 상기 투광성 재질에 박힐 수 있으며, 제2 층(118)은 제1, 3 층(117, 119) 사이의 경계면을 구분하기 용이하지 않을 수 있다.
다만, 제2 층(118)은 상기 제1 형광 입자가 상기 제1 함량을 이루는 층이며, 이는 제3 층(119)의 상기 제2 형광 입자의 상기 제2 함량 대비 1% 내지 5% 정도로 매우 낮을 수 있다.
다시 도 4을 참조하면, 제2 층(118)은 제1 층(117) 위에 배치되며, 상기 제1 형광 입자가 제1 층(117) 상에 불균일 또는 랜덤하게 배치될 수 있다.
이때, 제2 층(118)의 제2 두께(d12)는 캐비티(s0)의 깊이(d10) 대비 0.01배 내지 0.1배이거나, 또는 1 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있다.
제3 층(119)은 제2 층(118) 위에 배치되며, 상기 투광성 재질과 상기 제2 형광 입자가 혼합(mixing)된 상태로 이루어질 수 있다.
이때, 제3 층(119)은 상기 제2 함량의 상기 제2 형광 입자 및 상기 투광성 재질을 포함할 수 있으며, 제3 층(119)의 제3 두께(d13)는 캐비티(s0)의 깊이(d10) 대비 0.25배 내지 0.5배이거나, 또는 6 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다.
즉, 제3 층(119)은 상기 제2 형광 입자가 제1, 2 발광소자(111, 112)에서 방출되는 광을 여기하는 주 형광체일때 상기 제1 형광 입자의 상기 제1 함량보다 많은 상기 제2 함량을 포함할 수 있으며, 제3 두께(d13)가 캐비티(s0)의 깊이(d10) 대비 0.25배 또는 6 ㎛ 미만이면 제3 층(119)에 포함되는 상기 제2 형광 입자의 상기 제2 함량이 낮아져 색 균일도가 낮아지게 되며, 제3 두께(d13)가 캐비티(s0)의 깊이(d10) 대비 0.5배 또는 30 ㎛ 보다 두꺼우면 색 균일성가 향상될 수 있으며 몸체(120) 외부로 흘러 내려 발광소자 패키지(200)의 신뢰성이 낮아질 수 있다.
실시 예에서, 제2, 3 층(118, 119)은 서로 경계가 일정하지 않을 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
실시 예에서, 도 4에 나타낸 수지물(116)은 플랫(flat)한 면을 가지는 것으로 나타내었으나, 도 2 내지 도 3과 동일하게 제1 내지 제3 층(117 ~ 119) 중 적어도 하나의 층은 중심부가 오목하게 형성될 수 있으며, 제2 층(118)은 투광성 재질의 필름 상에 상기 제1 형광입자가 코팅되어 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제2 층(118)은 중심부가 오목하게 형성되는 경우, 제1, 3 층(117, 119) 사이에 배치될 수 있으며, 이때 제1, 3 층(117, 119)은 적어도 일부분이 접촉될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 5는 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이며, 도 6은 도 5에 나타낸 조명장치의 A-A` 단면을 나타낸 단면도이다.
이하에서는, 실시 예에 따른 조명장치(300)의 형상을 보다 상세히 설명하기 위해, 조명장치(300)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 6은 도 5의 조명장치(300)를 길이방향(Z)과 높이방향(X)의 면으로 자르고, 수평방향(Y)으로 바라본 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 조명장치(300)는 몸체(310), 몸체(310)와 체결되는 커버(330) 및 몸체(310)의 양단에 위치하는 마감캡(350)을 포함할 수 있다.
몸체(310)의 하부면에는 발광소자모듈(340)이 체결되며, 몸체(310)는 발광소자패키지(344)에서 발생된 열이 몸체(310)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.
여기서, 발광소자모듈(340)은 발광소자패키지(344) 및 인쇄회로기판(342)을 포함하는 발광소자 어레이(미도시)를 포함할 수 있다.
발광소자패키지(344)는 PCB(342) 상에 다색, 다열로 실장되어 어레이를 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 이러한 PCB(342)로는 MCPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.
커버(330)는 몸체(310)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
커버(330)는 내부의 발광소자모듈(340)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(330)는 발광소자패키지(344)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(330)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(330)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
한편, 발광소자패키지(344)에서 발생한 광은 커버(330)를 통해 외부로 방출되므로 커버(330)는 광투과율이 우수하여야하며, 발광소자패키지(344)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(330)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
마감캡(350)은 몸체(310)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(350)에는 전원핀(352)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명장치(300)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 7은 에지-라이트 방식으로, 액정 표시 장치(400)는 액정표시패널(410)과 액정표시패널(410)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(470)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(410)은 백라이트유닛(470)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(410)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(412) 및 박막 트랜지스터 기판(414)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(412)은 액정표시패널(410)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(414)은 구동 필름(417)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로기판(418)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(414)은 인쇄회로기판(418)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로기판(418)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(414)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(470)은 빛을 출력하는 발광소자모듈(420), 발광소자모듈(420)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(410)로 제공하는 도광판(430), 도광판(430)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(450, 464, 466) 및 도광판(430)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(430)으로 반사시키는 반사 시트(447)로 구성된다.
발광소자모듈(420)은 복수의 발광소자패키지(424)와 복수의 발광소자패키지(424)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(422)을 포함할 수 있다.
한편, 백라이트유닛(470)은 도광판(430)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(410) 방향으로 확산시키는 확산필름(466)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(450)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(450)을 보호하기 위한 보호필름(464)을 포함할 수 있다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
다만, 도 7에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 8은 직하 방식으로, 액정 표시 장치(500)는 액정표시패널(510)과 액정표시패널(510)로 빛을 제공하기 위한 백라이트유닛(570)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(510)은 도7에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트유닛(570)은 복수의 발광소자모듈(523), 반사시트(524), 발광소자모듈(523)과 반사시트(524)가 수납되는 하부 섀시(530), 발광소자모듈(523)의 상부에 배치되는 확산판(540) 및 다수의 광학필름(560)을 포함할 수 있다.
발광소자모듈(523)은 복수의 발광소자패키지(522)와 복수의 발광소자패키지(522)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(521)을 포함할 수 있다.
반사시트(524)는 발광소자패키지(522)에서 발생한 빛을 액정표시패널(510)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자모듈(523)에서 발생한 빛은 확산판(540)에 입사하며, 확산판(540)의 상부에는 광학필름(560)이 배치된다. 광학필름(560)은 확산필름(566), 프리즘필름(550) 및 보호필름(564)를 포함할 수 있다.
여기서, 조명장치(300) 및 액정표시장치(400, 500)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 (16)
- 발광소자;
상기 발광소자와 전기적으로 연결된 제1, 2 리드프레임을 포함하고, 상기 제1, 2 리드프레임 상에 캐비티가 형성된 몸체; 및
상기 캐비티 내에 충진된 수지물;을 포함하고,
상기 수지물은,
상기 발광소자를 감싸며 투광성 재질로 이루어진 제1 층;
상기 제1 층 상에 배치되며, 상기 투광성 재질 및 제1 함량의 제1 형광입자를 포함하는 제2 층; 및
상기 제2 층 상에 배치되며, 상기 투광성 재질 및 상기 제1 함량과 다른 제2 함량의 제2 형광입자를 포함하는 제2 층;을 포함하는 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제1 층의 두께는,
상기 캐비티의 깊이 대비 0.5배 내지 0.57배인 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제1 층의 두께는,
30 ㎛ 내지 60 ㎛인 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제1 층의 두께는,
상기 발광소자의 상면에 대응하는 위치에서 10 ㎛ 내지 30 ㎛인 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 투광성 재질은,
에폭시 및 실리콘 재질 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제2 층의 두께는,
상기 제1, 2 층의 두께보다 얇은 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제2 층의 두께는,
1 ㎛ 내지 5 ㎛인 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제3 층의 두께는,
6 ㎛ 내지 30 ㎛인 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제1 함량은,
상기 제2 함량보다 낮은 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제1, 2 형광입자는,
상기 발광소자에서 방출되는 광을 다른 파장의 광으로 여기하는 적어도 하나의 형광체인 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제1, 2 형광입자 중 적어도 하나는,
적색(Red), 황색(Yellow), 청색(Blue) 및 녹색(Green) 형광체 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제1 형광입자는,
상기 제2 형광입자와 동일 색상의 광으로 여기하는 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제2 층은,
상기 투광성 재질과 상기 제1 형광입자가 혼합(mixing)되거나,
또는 상기 투광성 재질의 필름에 상기 형광입자가 코팅된 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서, 상기 제1, 2, 3 층 중 적어도 하나의 층은,
중심부가 오목한 발광소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1, 2, 3 층 중 적어도 하나의 층은,
광확산재 및 광분산재 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자 패키지. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지를 포함하는 조명 시스템.
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| KR1020110141146A KR101904262B1 (ko) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | 발광소자 패키지 |
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| KR1020110141146A KR101904262B1 (ko) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | 발광소자 패키지 |
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| KR20130073348A true KR20130073348A (ko) | 2013-07-03 |
| KR101904262B1 KR101904262B1 (ko) | 2018-11-13 |
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| KR (1) | KR101904262B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110444653A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-12 | 厦门多彩光电子科技有限公司 | 一种led封装方法及其封装结构 |
-
2011
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