KR20140061857A - 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 따른 발광 소자는, 발광 칩; 상기 발광 칩 위에 제1굴절률을 갖는 실리콘계 제1수지층; 및 상기 제1실리콘계 수지층 위에 상기 제1굴절률보다 높은 제2굴절률을 갖는 실리콘계 제2수지층을 포함한다.
Description
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 생성하는 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 실내 및 실외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 서로 다른 실리콘계 수지층이 적층된 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 저 굴절률의 실리콘계 제1수지층 상에 고 굴절률의 실리콘계 제2수지층을 적층하여, 광 추출 효율의 개선과 습기에 강한 발광 소자를 제공할 수 있다.
실시 예는 전기적 및 광학적 신뢰성이 개선된 발광 소자를 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 발광 칩; 상기 발광 칩 위에 제1굴절률을 갖는 실리콘계 제1수지층; 및 상기 제1실리콘계 수지층 위에 상기 제1굴절률보다 높은 제2굴절률을 갖는 실리콘계 제2수지층을 포함한다.
실시 예는 발광 소자 내에 배치된 서로 다른 실리콘계 수지층들에 의해 발광 칩을 보호할 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 광학적 및 전기적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도를 나타낸다.
도 2는 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 3은 실시 예에 따른 실리콘계 제1수지층의 화학식의 예를 나타낸다.
도 4는 실시 예에 따른 실리콘계 제2수지층의 화학식의 예를 나타낸다.
도 5는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 사시도를 나타낸다.
도 6은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 7은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 2는 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 3은 실시 예에 따른 실리콘계 제1수지층의 화학식의 예를 나타낸다.
도 4는 실시 예에 따른 실리콘계 제2수지층의 화학식의 예를 나타낸다.
도 5는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 사시도를 나타낸다.
도 6은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 7은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 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 실시 예에 따른 발광 소자를 설명한다.
도 1은 제1실시예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 1을 참조하면, 발광 소자(100)는 캐비티(112)를 갖는 몸체(111), 상기 캐비티(112)의 바닥에 배치된 복수의 리드 프레임(121,123), 상기 복수의 리드 프레임(121,123) 중 적어도 하나의 위에 발광 칩(151), 상기 캐비티(112)에 몰딩 부재(141)을 포함한다.
상기 몸체(111)는 투광성 재질, 반사성 재질, 절연성 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 몸체(111)는 상기 발광 칩(151)으로부터 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(111)는 반사율이 70% 이상인 경우, 비 투광성의 재질로 정의될 수 있다. 상기 몸체(111)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), 에폭시 또는 실리콘 재질과 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 몸체(111)는 실리콘, 또는 에폭시 수지, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기의 실리콘은 백색 계열의 수지를 포함한다. 또한 상기 몸체(111) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. 함유하고 있다. 상기 몸체(111)는 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해 성형될 수 있다. 예를 들면, 트리글리시딜이소시아누레이트, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜에테르 등으로 이루어지는 에폭시 수지와, 헥사히드로 무수 프탈산, 3-메틸헥사히드로 무수 프탈산4-메틸헥사히드로 무수프탈산 등으로 이루어지는 산무수물을, 에폭시 수지에 경화 촉진제로서 DBU(1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecene-7), 조촉매로서 에틸렌 그리콜, 산화티탄 안료, 글래스 섬유를 첨가하고, 가열에 의해 부분적으로 경화 반응시켜 B 스테이지화한 고형상 에폭시 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한 상기 몸체(111) 내에 차광성 물질 또는 확산제를 혼합하여 투과하는 광을 저감시켜 줄 수 있다. 또한 상기 몸체(111)는 소정의 기능을 갖게 하기 위해서, 열 경화성수지에 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질, 차광성 물질, 광 안정제, 윤활제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 적절히 혼합하여도 된다.
상기 몸체(111)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지 재질에 금속 산화물이 첨가될 수 있으며, 상기 금속 산화물은 TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함하며, 상기 몸체(111) 내에 3wt% 이상의 비율로 첨가될 수 있다.
상기 몸체(111)는 전도성을 갖는 도체로 형성될 수 있다. 상기 몸체(111)가 전기 전도성 재질이면, 그 표면에는 절연막(미도시)이 형성되고, 상기 절연막 위에 리드 프레임과 같은 역할을 하는 금속층이 형성될 수 있다.
상기 몸체(111)의 캐비티(112)는 상기 몸체(111)의 상면으로부터 오목한 컵 구조 또는 리세스 구조를 포함할 수 있으며, 상기 캐비티(112)의 측벽은 상기 캐비티(112)의 바닥 또는 제1 및 제2리드 프레임(121,123)의 상면에 대해 경사하거나 수직하게 형성될 수 있다.
상기 캐비티(112)의 바닥에는 복수의 리드 프레임(121,123)이 배치될 수 있으며, 예를 들면 제1 및 제2리드 프레임(121,123)이 배치된 구조로 설명하기로 한다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,123)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), 철(Fe), 주석(Sn), 아연(Zn), 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단일 금속층 또는 다층 금속층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,123)은 0.15mm 이상의 두께 예컨대, 0.25~0.35mm 범위로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(121,123)는 상기 캐비티(112)의 바닥의 간극부(115)로부터 서로 분리된다. 상기 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(123)은 기판(PCB) 상에 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 간극부(115)는 제1리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(123) 사이에 배치되며, 절연 물질로 형성될 수 있다. 상기 간극부(115)의 물질은 상기 몸체(111)와 동일한 물질이거나 서로 다른 물질일 수 있다. 상기 간극부(116)는 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(123)의 계면으로의 습기 침투를 억제하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 간극부(115)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,123)의 상면 위로 돌출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(121)의 하면, 상기 간극부(115)의 하면, 상기 제2리드 프레임(123)의 하면 및 상기 몸체(111)의 하면은 서로 동일 평면 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 즉, 실시 예의 발광 소자는 제1 및 제2리드 프레임(121,123)이 상기 캐비티(112)의 바닥보다 낮은 높이를 갖는 수평한 금속 프레임 형상으로 설명하고 있으나, 발광 칩이 탑재될 수 있도록 소정 깊이를 갖는 오목부를 구비하거나, 몸체와의 결합을 위해 리세스된 홈을 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(112) 내에는 발광 칩(151)이 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,123) 중 적어도 하나의 위에 배치될 수 있다. 상기 발광 칩(151)이 복수개인 경우, 서로 다른 리드 프레임 또는 동일한 리드 프레임 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(151)은 제1리드 프레임(121) 상에 접착부재(153)로 접착되며, 상기 제2리드 프레임(123)과 와이어(155)로 연결된다. 상기 접착부재(153)는 솔더와 같은 전도성 접착제를 포함한다. 상기 발광 칩(151)은 하부에 전극을 구비하여, 제1리드 프레임(121)과 직접 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(151)은 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, UV(Ultraviolet) LED 칩, 백색 LED 칩 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(151)은 II족-VI족 또는/및 III족-V족 원소의 화합물 반도체로 이루어진 발광소자를 포함한다.
상기 몸체(111)의 캐비티(112) 내에는 몰딩 부재(141)가 배치되며, 상기 몰딩 부재(141)는 서로 다른 실리콘계 재질의 수지층(143,145)을 포함한다. 상기 몰딩 부재(141)는 실리콘계 제1수지층(143)과, 상기 실리콘계 제1수지층(143) 위에 실리콘계 제2수지층(145)을 포함한다. 상기 제1 및 제2수지층(143,145)은 실리콘 조성물로서, 상기 발광 칩(151) 위에 적층되며, 각각의 두께(T1,T2)는 서로 다를 수 있다. 여기서, 상기 제1수지층(143)의 두께(T1)는 상기 와이어(155)의 고점보다 높거나 낮을 수 있으며, 이는 열 팽창 차이를 갖는 두 수지층(143,145)의 계면 위치는 와이어(155)의 고점 높이에 따라 변경할 수 있다.
상기 실리콘계 제1수지층(143)과 제2수지층(145)은 실록산 결합(Si-O)을 갖는 조성물을 포함한다. 상기 실리콘계 제1수지층(143)은 예컨대, 메틸기(methyl, CH3)를 포함하며, 상기 실리콘계 제2수지층(145)은 예컨대, 페닐기(phenyl, C6H5)이거나 페닐기와 메틸기가 결합된 조성물을 포함한다.
상기 실리콘계 제1수지층(143)과 제2수지층(145)은 서로 다른 굴절률(Refractive index)을 가질 수 있다. 상기 실리콘계 제1수지층(143)은 제1굴절률을 갖고, 상기 실리콘계 제2수지층(145)은 상기 제1굴절률보다 높은 제2굴절률을 갖는다. 상기 제1굴절률은 상기 제2굴절률보다 0.12 또는 이상으로 낮을 수 있다. 예를 들면, 상기 제1수지층(143)은 1.41의 굴절률을 가지며, 상기 제2수지층(145)은 1.53 초과(>1.53)으로 형성될 수 있다. 상기 제1수지층(143)과 상기 제2수지층(145)은 2 이하의 굴절률을 갖고 서로 다른 굴절률을 갖기 때문에, 상기 발광 칩(151)으로부터 방출된 광을 효과적으로 방출할 수 있다. 또한 상기 제1수지층(143)이 상기 제2수지층(145)에 비해 저 굴절률로 배치되고, 상기 제2수지층(145)이 공기와 같은 매질과 상기 제1수지층(143) 사이에 배치됨으로써, 상기 제2수지층(145)에 의해 광을 확산시켜 주어, 광도가 개선될 수 있다.
상기 제1수지층(143)은 상기 제2수지층(145)의 열 팽창계수(CTE: Coefficient of thermal expansion)보다 높은 열 팽창계수를 갖게 된다. 상기 제2수지층(145)의 열 팽창계수가 상기 제1수지층(143)의 열 팽창계수보다 낮기 때문에 상기 제1수지층(143)의 열 팽창을 완화시켜 줄 수 있다.
상기 제2수지층(145)은 상기 제1수지층(143)의 점도(viscosity)보다 높은 점도를 갖은 물질로 형성된다. 상기 제2수지층(145)이 상기 제1수지층(143)의 점도보다 높은 점도를 갖기 때문에, 상기 캐비티(112)의 측벽과의 점착이 개선되고, 상기 제1수지층(143)의 상면과 견고하게 점착된다. 이에 따라 상기 제2수지층(145)과 상기 캐비티(112)의 측벽 사이로 침투하는 습기를 효과적으로 차단할 수 있다.
상기 제1수지층(143)은 상기 제2수지층(145)의 삼투성보다 높은 삼투성을 갖게 된다. 상기 제2수지층(145)이 상기 제1수지층(143)보다 삼투성이 낮은 물질로 형성되기 때문에, 외부에서의 침투를 방지할 수 있다.
표 1은 실리콘계 수지 종류(M1-M6)로서, 메틸기의 종류(M5,M6)와 페닐기의 종류(M1-M4)에 따른 점도, 전단 강도(shear strength), 삼투성, 굴절률, 경화 조건, 열 팽창계수를 비교한 도면이다.
실험 재료 | M1 | M2 | M3 | M4 | M5 | M6 | |
Type | Phenyl | Phenyl | Phenyl | Phenyl | Methyl | Methyl | |
Viscosity | Cps | 2500 | 7100 | 7500 | 4400 | 3500 | 5600 |
Shear strength | N/m2_Al | 470 | 400 | 380 | 850 | 760 | 710 |
Permeability_O2 | Cm3/m2/24h/atm | 630 | 880 | 730 | 508 | >20000 | |
Permeability_H2O | G/m2/24h | 14.5 | 22 | 16.6 | 13.7 | 95 | |
Refractive index | >1.53 | >1.53 | >1.53 | >1.53 | 1.41 | 1.41 | |
Tg | ℃ | 34 | 10 | 32 | 37 | >-120 | >-120 |
CTE | Ppm/℃, a1/a2 | 100/210 | 88/216 | 100/210 | 110/210 | /288 | /288 |
표 1에 도시된 바와 같이, 제1수지층은 메틸 기의 재질(M5, M6)의 점도가 제2수지층의 점도에 비해 낮은 재질을 이용하고, 삼투성(H2O)은 페닐기에 비해 높고, 굴절률은 페닐기에 비해 낮고, 열 팽창계수는 페닐기에 비해 높게 나타남을 알 수 있다.
따라서, 실시 예는 실리콘계 제1수지층(143)은 메틸기 재질로 형성하고 제2수지층(145)은 페닐기 재질로 형성할 수 있어, 내습에 강하고 광 추출 효율이 개선된 발광 소자를 제공할 수 있다.
도 3은 실리콘계 제1수지층인 메틸기 실리콘 재질의 화학식을 나타내고 있으며, 도 4는 실리콘계 제2수지층은 페닐기 실리콘 재질의 화학식을 나타내고 있다. 도 3 및 도 4와 같이, 메틸기 및 페닐기의 실리콘 재질은 실록산 결합(Si-O)을 갖는다.
상기 몰딩 부재(141)는 상기 발광 칩(151) 상에는 방출되는 빛의 파장을 변화하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 다른 확산제나 산란제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 형광체는 상기 실리콘계 제1수지층 또는/및 제2수지층에 첨가될 수 있으며, 바람직하게 열에 안정적인 제2수지층에 첨가될 수 있다.
상기 형광체는 발광 칩(151)에서 방출되는 빛의 일부를 여기시켜 다른 파장의 빛으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 질화물계 형광체·산질화물계 형광체·사이어론계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이금속계의 원소에 의해 주로 활성화되는 알칼리 토류 할로겐 아파타이트 형광체, 알칼리 토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리 토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리 토류 규산염, 알칼리 토류 황화물, 알칼리 토류 티오갈레이트, 알칼리 토류 질화규소, 게르마늄산염, 또는, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 유기 및 유기 착체 등으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기의 형광체를 사용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
상기 몰딩 부재(141)의 상면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 예컨대, 제2수지층의 상면이 플랫하거나, 오목하거나, 볼록한 면을 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(141)의 상부에는 광학 렌즈(미도시)가 형성될 수 있으며, 상기 광학 렌즈는 오목 또는/및 볼록 렌즈의 구조를 포함할 수 있으며, 발광 소자(100)가 방출하는 빛의 배광(light distribution)을 조절할 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 내부에 보호 칩을 포함할 수 있으며, 상기 보호 칩은 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 제너 다이오드는 ESD(electro static discharge)로부터 발광 칩(151)을 보호하게 된다.
도 2는 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 2를 참조하면, 발광 소자는 기판(161) 상에 복수의 광원(171)이 배치되며, 상기 복수의 광원(171) 상에 몰딩 부재(181)이 배치된다. 상기 몰딩 부재(181)는 실시 예에 따른 실리콘계 제1수지층(183)과 실리콘계 제2수지층(185)을 포함한다.
상기 기판(161)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 수지 재질의 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board), 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB), 세라믹 재질 중 어느 하나를 포함하며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(161) 상에는 복수의 광원(171)을 전기적으로 연결하기 위한 회로 패턴을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 광원(171)은 LED 칩이거나, LED 칩이 수지물에 의해 몰딩된 패키지를 포함하며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(181)는 실리콘계 제1수지층(183)과 실리콘계 제2수지층(185)을 포함하며, 실리콘계 제1수지층(183)은 상기 기판(161)의 상면을 덮고 상기 복수의 광원(171)을 커버하게 된다. 상기 실리콘계 제2수지층(185)은 상기 제1수지층(183)에 부착되며, 이물질의 침투를 방지하고, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 실리콘계 제1 및 제2수지층(183,185)에 대해서는 상기에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
상기 제1 및 제2수지층(183,185) 중 적어도 하나에 형광체가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 상기 제2수지층(185) 상에 광학 렌즈가 배치될 수 있다.
<조명 시스템>
실시예에 따른 발광 소자는 실리콘계 제1 및 제2수지층을 포함하며 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 5 및 도 6에 도시된 표시 장치, 도 7에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 5는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031)와, 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), 광원 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 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl methacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphtha late) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 광원 모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 발광 소자(1035)를 포함하며, 상기 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
상기 기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 발광 소자(1035)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(1035)는 상기 도광판(1041)의 일측 면인 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 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트 유닛(1050)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), 광원 모듈(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 커버와 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 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 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 표시 영역으로 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.
여기서, 상기 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 6은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기의 광원 모듈(1160)은 기판(1120) 및 상기 기판(1120) 위에 배열된 복수의 발광 소자(1124)를 포함한다.
여기서, 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 methyl 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 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 7은 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
상기 커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 광원부(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
상기 부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 돌출부(2670)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 돌출부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 돌출부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 실시 예들에 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.
100: 발광 소자 111: 몸체
112: 캐비티 121,123: 리드 프레임
141,181: 몰딩 부재 151: 발광 칩
143,183: 실리콘계 제1수지층
145,185: 실리콘계 제2수지층
112: 캐비티 121,123: 리드 프레임
141,181: 몰딩 부재 151: 발광 칩
143,183: 실리콘계 제1수지층
145,185: 실리콘계 제2수지층
Claims (11)
- 발광 칩;
상기 발광 칩 위에 제1굴절률을 갖는 실리콘계 제1수지층;
상기 제1실리콘계 수지층 위에 상기 제1굴절률보다 높은 제2굴절률을 갖는 실리콘계 제2수지층을 포함하는 발광 소자. - 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2수지층은 실록산 결합을 포함하는 발광 소자.
- 제2항에 있어서, 상기 제1수지층은 메틸기(methyl)를 포함하는 발광 소자.
- 제3항에 있어서, 상기 제2수지층은 페닐기(phenyl)를 포함하는 발광소자.
- 제3항에 있어서, 상기 제2수지층은 페닐기와 메틸기를 포함하는 발광 소자.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1수지층은 상기 제2수지층의 열 팽창계수보다 높은 열 팽창계수를 갖는 발광 소자.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2수지층은 상기 제1수지층의 삼투성보다 낮은 삼투성을 갖는 발광 소자.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2수지층은 상기 제1수지층의 점도보다 높은 점도를 갖는 발광 소자.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2굴절률은 상기 제1굴절률보다 0.12 이상 높은 발광 소자.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 칩이 배치된 캐비티를 갖는 몸체; 및
상기 캐비티의 바닥에 배치되며 상기 발광 칩과 전기적으로 연결된 복수의 리드 프레임을 포함하며,
상기 캐비티에는 상기 발광 칩 위에 제1수지층과 제2수지층이 배치되는 발광 소자. - 제10항에 있어서, 상기 실리콘계 제2수지층 내에 형광체가 첨가된 발광 소자.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120128984A KR20140061857A (ko) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | 발광 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020120128984A KR20140061857A (ko) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | 발광 소자 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20140061857A true KR20140061857A (ko) | 2014-05-22 |
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ID=50890481
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KR1020120128984A KR20140061857A (ko) | 2012-11-14 | 2012-11-14 | 발광 소자 |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20140061857A (ko) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9691954B2 (en) | 2015-07-30 | 2017-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light-emitting diode (LED) package |
US11482653B2 (en) | 2018-06-05 | 2022-10-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light emitting diode apparatus |
-
2012
- 2012-11-14 KR KR1020120128984A patent/KR20140061857A/ko not_active Application Discontinuation
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