KR20140094137A - 발광소자 패키지 및 백라이트 유닛 - Google Patents

발광소자 패키지 및 백라이트 유닛 Download PDF

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KR20140094137A
KR20140094137A KR1020130006436A KR20130006436A KR20140094137A KR 20140094137 A KR20140094137 A KR 20140094137A KR 1020130006436 A KR1020130006436 A KR 1020130006436A KR 20130006436 A KR20130006436 A KR 20130006436A KR 20140094137 A KR20140094137 A KR 20140094137A
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김병목
유이치로 탄다
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Abstract

실시예에 따른 발광소자 패키지는 몸체; 몸체의 일 영역에 배치되는 리드프레임; 리드프레임과 전기적으로 연결되는 발광소자; 리드프레임과 발광소자 사이에 배치되며, 전기절연성을 가지는 물질을 포함하고, 상면에 발광소자가 위치하도록, 제1 캐비티를 형성하는 서브마운트;를 포함한다.

Description

발광소자 패키지 및 백라이트 유닛{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND BACKLIGHT UNIT THEREOF}
본 발명의 실시예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 광의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모컨, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고 있으며, 점차 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
발광소자는 순방향전압 인가시 n층의 전자(electron)와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 에너지 갭에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 LED가 되는 것이다.
질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
발광소자 패키지는 발광소자를 기판 상에 제작하고, 절단(sawing)공정인 다이 분리(dieseparation)를 통해 발광소자 칩을 분리한 후, 발광소자 칩을 패키지 몸체(package body)에 다이 본딩(diebonding)하고 와이어 본딩(wire bonding), 몰딩(molding)을 진행 후 테스트를 진행할 수 있다.
발광소자 칩의 제조공정과 패키징 공정이 별도로 진행됨에 따라 여러 복잡한 공정 및 여러 기판 등이 소요되는 문제가 발생할 수 있다.
발광소자 패키지는 발광소자에서 방출하는 빛을 효율적으로 외부로 방출하는 것이 중요한 문제일 수 있다. 따라서, 발광소자에서 발생된 광의 대부분을 외부로 방출하기 위한 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예는 발광소자가 배치되는 서브마운트의 상부에 캐비티를 형성하여, 외부로 방출되는 광량을 높이는 발광소자 패키지를 제공한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 몸체; 몸체의 일 영역에 배치되는 리드프레임; 리드프레임과 전기적으로 연결되는 발광소자; 리드프레임과 발광소자 사이에 배치되며, 전기절연성을 가지는 물질을 포함하고, 상면에 발광소자가 위치하도록, 제1 캐비티를 형성하는 서브마운트;를 포함한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자가 덮개부와 가깝도록 배치되어, 외부로 방출되는 광량을 극대화할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 서브마운트의 상면이 함몰되어 제1 캐비티를 형성하고, 제1 캐비티에 발광소자를 배치하여, 광추출량을 개선할 수 있다.
도 1 은 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도,
도 2 는 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도,
도 3 은 도 2 에 도시된 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 A 부분을 도시한 단면도,
도 4a 는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도,
도 4b 는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 단면도,
도 5 는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함한 액정표시장치를 나타낸 개념도,
도 6 은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함한 액정표시장치를 나타낸 개념도이다.
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 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 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 동작시 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, 실시예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1 은 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 1 을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)는 몸체(110) 몸체(110)의 일 영역에 배치되는 리드프레임(150), 리드프레임(150)과 전기적으로 연결되는 발광소자(120), 리드프레임(150)과 발광소자(120) 사이에 배치되며, 전기절연성을 가지는 물질을 포함하고, 상면에 발광소자(120)가 위치하도록, 제1 캐비티(142)를 형성하는 서브마운트(140)를 포함할 수 있다.
몸체(110)는 내열성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몸체(110)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), 세라믹 또는 에폭시 수지(EMC, Epoxy Molding Compounds)중 적어도 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 몸체(110)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
몸체(110)는 상면이 함몰되어 제2 캐비티(112)를 형성할 수 있다. 몸체(110)는 리드프레임을 고정시킬 수 있다. 제2 캐비티(112)는 몸체(110)의 측벽을 경계로 형성될 수 있다. 제2 캐비티(112)에는 서브마운트(140) 및 발광소자(120)가 배치될 수 있다.
몸체(110)를 위에서 바라보면 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상으로 상면이 함몰될 수 있으며, 함몰된 형상은 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
몸체(110)는 캐비티를 형성하는 내측면(114)에 반사층(미도시)을 구비할 수 있다. 몸체(110)는 캐비티를 형성하는 내측면(114) 또는 바닥면이 반사도 높은 물질로 도포될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
상기 반사층(미도시)은 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au) 또는 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 그 물질에 한정하지 아니한다. 반사층(미도시)은 발광소자(120)에서 발생된 빛을 반사시켜 발광소자 패키지(100)의 외부로 방출시킬 수 있다.
리드프레임(150)은 몸체(110)의 일 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 몸체(110)는 리드프레임(150)의 일 영역을 감싸듯 형성되어 리드프레임(150)을 고정할 수 있다.
리드프레임(150)은 발광소자(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 리드 프레임(150)은 일 영역이 몸체(110)의 제2 캐비티 내의 경계를 형성할 수 있다. 리드프레임(150)은 전기적인 극성이 서로 다른 두 개의 전극부를 포함할 수 있다. 전기적 극성이 서로 다른 두 개의 리드프레임(150)은 발광소자(120)의 두 개의 전극과 각각 연결될 수 있다. 리드프레임(150)은 발광소자(120)에 전원을 공급할 수 있다.
리드프레임(150)은 발광소자(120)에서 발생된 빛을 반사시켜 광효율을 증가시킬 수 있다. 리드프레임(150)은 발광소자(120)에서 발생된 열을 흡수할 수 있다. 전기적 극성이 서로 다른 두 개의 리드프레임(150)은 서로 이격될 수 있다.
리드프레임(150)은 전기전도성이 있는 물질을 포함할 수 있다. 리드프레임(150)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. 리드프레임(150)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광소자(120)는 몸체(110)가 형성하는 제2 캐비티(112) 내에 배치되어 리드프레임(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 발광소자(120)는 서브마운트(140) 상에 배치된 서브전극부(미도시)와 와이어 본딩(wire bonding) 방식, 플립 칩(flip chip) 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
발광소자(120)는 리드프레임(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 발광소자(120)는 리드프레임(150) 상에 배치될 수 있으며, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 발광 소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광소자(120)는 빛을 발생시킬 수 있다. 발광소자(120)는 빛을 몸체(110)의 캐비티를 형성하는 내측면(114)에 조사(照射)할 수 있다. 발광소자(120)는 빛을 전후좌우로 발산시킬 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 발광소자(120)는 빛을 방출하고, 방출된 광은 발광소자 패키지(100)의 상부로 방출될 수 있다.
발광소자(120)는 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형 타입(Horizontal type), 상하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type), 또는 플립 칩 중의 하나일 수 있다.
발광소자(120)은 제1 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제2 반도체층(미도시)을 포함할 수 있고, 제1 반도체층(미도시)과 제2 반도체층(미도시) 사이에 활성층(미도시)이 개재되어 형성될 수 있다.
제1 반도체층(미도시) 및 제2 반도체층(미도시) 중 적어도 하나는 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층으로 구현될 수 있으며, 다른 하나는 n 형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 제1 반도체층(미도시)이 p 형 반도체층일 경우 제2 반도체층(미도시)은 n 형 반도체층일 수 있으며, 그 역도 가능하다.
p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN(Gallium nitride), AlN(Aluminium nitride), AlGaN(Aluminium gallium nitride), InGaN(Indium gallium nitride), InN(Indium nitride), InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
n형 반도체층은 예컨데, InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN(Gallium nitride), AlN(Aluminium nitride), AlGaN(Aluminium gallium nitride), InGaN(Indium gallium nitride), InN(Indium nitride), InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, 예를 들어, 규소(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 셀레늄(Se), 텔루늄(Te)과 같은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제1 반도체층(미도시)과 제2 반도체층(미도시) 사이에는 활성층(미도시)이 개재될 수 있다. 활성층(미도시)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.
활성층(미도시)이 양자우물구조로 형성된 경우, 예컨데, InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1 -a- bN (0=a=1, 0=b=1, 0=a+b=1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 갖을 수 있다. 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(미도시)의 위 또는/및 아래에는 도전성 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전성 클래드층(미도시)은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(미도시)의 밴드 갭보다는 큰 밴드 갭을 가질 수 있다.
서브마운트(140)는 발광소자(120)와 리드프레임(150)의 사이에 배치될 수 있다. 서브마운트(140)는 전기절연성을 가지는 절연물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서브마운트(140)는 실리콘(Si), SiC(실리콘카바이드), AlN(질화알루미늄) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
서브마운트(140)는 높이를 조절하여 발광소자 패키지(100)의 광출량을 조절할 수 있다. 서브마운트(140)는 발광소자(120)의 위치를 높여, 발광소자(120)와 발광소자 패키지(100)의 외부공간과의 거리를 줄임으로서, 빛이 통과하는 경로를 최소화할 수 있다.
서브마운트(140)는 상면의 일 영역이 함몰될 수 있다. 예를 들어, 서브마운트(140)는 상면의 일 영역이 함몰되고, 함몰된 바닥면에 발광소자(120)를 구비할 수 있다. 서브마운트(140)는 상면의 일 영역이 함몰되어 제1 캐비티(142)를 형성할 수 있다.
서브마운트(140)은 제1 캐비티(142)를 형성하는 내측면이 발광소자(120)가 배치되는 서브마운트(140)의 상면과 경사각을 이룰 수 있다.
서브마운트(140)를 상면에서 바라보았을 때 제1 캐비티(142)의 형태는 원형, 타원형 또는 다각형 등 일 수 있으나, 그 형태에 한정하지 아니한다.
서브마운트(140)는 리드프레임(150)상에 접착될 수 있으나, 그 배치방법에는 한정하지 아니한다.
몸체(110)가 형성하는 제2 캐비티(112)는 봉지재(미도시)로 충진될 수 있다. 봉지재(미도시)는 발광소자(120)를 감싸도록 몸체(110)가 형성하는 캐비티에 충진될 수 있다. 봉지재(미도시)는 광투과 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 요소수지, 아크릴 수지 또는 광투과 실리콘 수지 중에서 하나 또는 복수로 형성될 수 있다. 봉지재(미도시)는 캐비티 내에 충진된 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다. 봉지재(미도시)는 형광체를 포함할 수 있다.
형광체(미도시)는 발광소자(120)에서 방출되는 광의 파장에 따라 종류가 선택되어 발광소자 패키지(100)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
봉지재(미도시)에 포함되어 있는 형광체(미도시)는 발광소자(120)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 형광체 중 하나 이상일 수 있다.
형광체(미도시)는 발광소자(120)가 발출하는 제1 빛에 여기되어, 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(120)가 발생시킨 빛이 형광체의 색과 혼색됨에 따라 발광소자 패키지(100)는 백색 빛을 제공할 수 있다.
발광소자(120)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체(미도시)를 혼용하고, 발광소자(120)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan 형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하여, 발광소자 패키지(100)가 백색빛을 방출하도록 할 수 있다.
형광체(미도시)는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 것일 수 있다.
도 2 는 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도이고, 도 3 는 도 2 에 도시된 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 A 부분을 도시한 단면도이다.
도 2 를 참조하면, 몸체(110)는 제2 캐비티(112)를 형성하는 내측면(114)이 경사면을 가질 수 있다. 몸체(110)는 제2 캐비티(112)를 형성하는 내측면(114)의 경사각에 따라 발광소자(120)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
몸체(110)의 상부에는 덮개부(130)가 배치될 수 있다. 덮개부(130)는 빛을 통과시키는 투광성 재질로 형성될 수 있다. 몸체(110)는 덮개부(130)가 배치되는 상면의 일부가 함몰되어, 덮개부(130)를 고정할 수 있다.
일 실시예의 발광소자 패키지(100)는 몸체(110)가 형성하는 제2 캐비티(112)와 외부를 분리하도록, 몸체(110)의 상부에 배치되는 덮개부(130)를 더 포함할 수 있다. 덮개부(130)는 제2 캐비티(112)를 진공상태로 유지할 수 있다.
제1 캐비티(142)를 형성하는 서브마운트(140)의 내측벽은 발광소자(120)가 배치되는 서브마운트(140)의 상면과 기울기를 이룰 수 있다.
도 3 은 도 2 의 A 부분 내의 발광소자(120), 서브마운트(140) 및 리드프레임(150)의 일부를 도시한 확대도이다.
도 3 을 참조하면, 발광소자(120)는 제1 캐비티(142)에 배치될 수 있다.
제1 캐비티(142)에는 서브전극부(160)가 배치될 수 있다. 서브전극부는 전기적 극성이 서로 다른 두 개일 수 있다. 서브전극부(160)는 제1 캐비티(142)를 형성하는 서브마운트(140)의 측벽의 상면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 서브전극부(160)는 제1 캐비티(142) 내에서 서브마운트(140)의 측벽의 상면으로 연장될 수 있다.
서브전극부(160)는 발광소자(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 서브전극부(160)는 리드프레임(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 서브전극부(160)는 발광소자(120)와 서브마운트(140) 사이에 배치될 수 있다.
서브전극부(160)와 리드프레임(150)은 와이어 본딩(wire bonding) 방식으로 연결될 수 있다. 와이어(170)는 서브전극부(160)와 리드프레임(150)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 와이어(170)는 도전성 물질로 형성될 수 있다.
발광소자 패키지(100)는 플립칩 형태의 발광소자(120)를 포함할 수 있다. 발광소자는 복수개의 반도체층 및 상기 복수개의 반도체층과 연결되는 복수개의 전극을 포함할 수 있다.
플립칩 형태의 발광소자(120)는 복수개의 반도체층과 연결되는 전극들이 리드프레임(150)과 대향할 수 있다. 발광소자(120)는 서브전극부(160)과 연결될 수 있다. 발광소자(120)의 전극과 서브전극부(160)은 범프볼로 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
다른 실시예의 발광소자 패키지(100)는 수직형 형태의 발광소자(120)를 포함할 수 있다. 수직형 형태의 발광소자(120)는 서로 다른 전기적 극성을 가지는 전극이 발광소자(120)의 상단과 하단에 각각 배치될 수 있다. 발광소자(120)의 하단의 전극은 리드프레임(150)과 직접 접촉할 수 있고, 발광소자(120)의 상단의 전극은 다른 전기적 극성을 가지는 리드프레임(150)와 와이어로 연결될 수 있으나, 그 연결방법에 한정하지 아니한다.
도 4a 는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이고, 도 4b 는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b 를 참고하면, 조명장치(600)는 몸체(610), 몸체(610)와 체결되는 커버(630) 및 몸체(610)의 양단에 위치하는 마감캡(650)을 포함할 수 있다. 도 4b 는 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다
몸체(610)의 하부면에는 발광소자 패키지(644)와 인쇄회로기판(642)을 포함하는 발광소자 모듈(640)이 배치되며, 몸체(610)는 발광소자 패키지(644)에서 발생된 열이 몸체(610)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 재질로 형성될 수 있으며 예를 들어, 금속으로 형성될 수 있다.
발광소자 패키지(644)는 인쇄회로기판(642) 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 인쇄회로기판(642)으로 MCPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.
발광소자 패키지(644)는 봉지재가 연색지수가 높은 형광체를 포함하여 백색광의 구현이 향상될 수 있어, 발광소자 패키지(644) 및 발광소자 패키지(644)를 포함하는 조명장치(600)의 해상도가 향상될 수 있다.
커버(630)는 몸체(610)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
커버(630)는 내부의 발광소자 모듈(640)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(630)는 발광소자 패키지(644)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(630)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(630)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
한편, 발광소자 패키지(644)에서 발생한 광은 커버(630)를 통해 외부로 방출되므로 커버(630)는 광 투과율이 우수하여야 하며, 발광소자 패키지(644)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(630)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
마감캡(650)은 몸체(610)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(650)에는 전원핀(652)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명장치(600)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 5 는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함한 액정표시장치를 나타낸 개념도이고, 도 6 은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함한 액정표시장치를 나타낸 개념도이다.
도 5 에 도시된 백라이트 유닛(770)은 에지-라이트 방식으로, 액정표시장치(700)는 액정표시패널(710)과 액정표시패널(710)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(770)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(710)은 백라이트 유닛(770)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(710)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(712) 및 박막 트랜지스터 기판(714)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(712)은 액정표시패널(710)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(714)은 구동 필름(717)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로 기판(718)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(714)은 인쇄회로 기판(718)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로 기판(718)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(714)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(770)은 빛을 출력하는 발광소자 모듈(720), 발광소자 모듈(720)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(710)로 제공하는 도광판(730), 도광판(730)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(750, 766, 764) 및 도광판(730)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(730)으로 반사시키는 반사 시트(740)로 구성된다.
발광소자 모듈(720)은 복수의 발광소자 패키지(724)와 복수의 발광소자 패키지(724)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 인쇄회로기판(722)을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(770)은 도광판(730)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(710) 방향으로 확산시키는 확산필름(766)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(750)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(750)를 보호하기 위한 보호필름(764)을 포함할 수 있다.
도 6 은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 5 에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 6 에 도시된 백라이트 유닛(870)은 직하 방식으로, 액정표시장치(800)는 액정표시패널(810)과 액정표시패널(810)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(870)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(810)은 도 5 에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트 유닛(870)은 복수의 발광소자 모듈(823), 반사시트(824), 발광소자 모듈(823)과 반사시트(824)가 수납되는 하부 섀시(830), 발광소자 모듈(823)의 상부에 배치되는 확산판(840) 및 다수의 광학필름(860)을 포함할 수 있다.
발광소자 모듈(823)은 복수의 발광소자 패키지(822)와 복수의 발광소자 패키지(822)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 인쇄회로기판(821)을 포함할 수 있다.
반사 시트(824)는 발광소자 패키지(822)에서 발생한 빛을 액정표시패널(810)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자 모듈(823)에서 발생한 빛은 확산판(840)에 입사하며, 확산판(840)의 상에는 광학 필름(860)이 배치된다. 광학 필름(860)은 확산 필름(866), 프리즘필름(850) 및 보호필름(864)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 실시예에 따른 발광소자는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 몸체
120 : 발광소자
140 : 서브마운트
150 : 리드프레임

Claims (10)

  1. 몸체;
    상기 몸체의 일 영역에 배치되는 리드프레임;
    상기 리드프레임과 전기적으로 연결되는 발광소자;
    상기 리드프레임과 상기 발광소자 사이에 배치되며, 전기절연성을 가지는 물질을 포함하고, 상면에 상기 발광소자가 위치하도록, 제1 캐비티를 형성하는 서브마운트;를 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 서브마운트가 배치되는 제2 캐비티를 형성하는 발광소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몸체의 제2 캐비티를 형성하는 내측면은 상기 리드프레임과 경사각을 형성하는 발광소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서브마운트는 상면에 배치되며, 상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 서브전극부를 포함하는 발광소자 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서브 전극부는 상기 제1 캐비티를 형성하는 상기 서브마운트의 측벽의 상면에 배치되는 발광소자 패키지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 서브전극부는 상기 리드프레임과 전기적으로 연결되는 발광소자 패키지.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 서브전극부는 상기 발광소자와 상기 서브마운트 사이에 배치되는 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 몸체가 형성하는 제2 캐비티와 외부를 분리하도록, 상기 몸체의 상부에 배치되는 덮개부;를 더 포함하는 발광소자 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 캐비티는 진공상태인 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 캐비티를 형성하는 상기 서브마운트의 내측벽은 상기 발광소자가배치되는 상기 서브마운트의 상면과 기울기를 이루는 발광소자 패키지.
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