KR20150049533A - 발광소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 발광소자 패키지는 캐비티를 형성하는 몸체; 상기 캐비티에 배치되는 발광소자; 상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 리드프레임; 상기 몸체의 상부에 배치되며, 투광성을 가지는 물질을 포함하는, 돔 형태의 렌즈; 및 상기 렌즈 내부에 배치되는 필러;를 포함한다.
Description
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 몸체 내에 발광소자와 리드프레임이 배치된 구조와 리드프레임 상에 발광소자를 배치하고 상부에 렌즈구조를 형성한 렌즈타입의 구조가 있다.
실시예는 렌즈에 필러를 포함시켜, 색감차이가 발생하는 현상을 최소화한 발광소자 패키지를 제공한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 캐비티를 형성하는 몸체; 상기 캐비티에 배치되는 발광소자; 상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 리드프레임; 상기 몸체의 상부에 배치되며, 투광성을 가지는 물질을 포함하는, 돔 형태의 렌즈; 및 상기 렌즈 내부에 배치되는 필러;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 렌즈에 필러를 혼합하여, 외부로 방출되는 빛의 색감이 차이가 발생하는 현상을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 필러의 위치를 조절하여, 색감차이가 발생하는 부분에만 필러를 집중시킬 수 있고, 그로 인하여, 색감차가 발생하는 부분의 색감차이를 개선하는 설계를 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 플립칩을 사용하는 경우 발생하는 색감차이를 줄일 수 있어, 플립칩 발광소자의 장점을 흡수하고, 단점을 개선할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도,
도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 발광소자를 도시한 도면,
도 3 및 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도,
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 색감차를 도시한 그래프,
도 7 은 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치의 분해 사시도,
도 8 은 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸 도면,
도 9 는 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 발광소자를 도시한 도면,
도 3 및 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도,
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 색감차를 도시한 그래프,
도 7 은 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치의 분해 사시도,
도 8 은 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸 도면,
도 9 는 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치의 분해 사시도이다.
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 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도이고, 도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 발광소자를 도시한 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 발광소자 패키지(100)는 캐비티를 형성하는 몸체(110), 캐비티에 배치되는 발광소자(120), 발광소자(120)와 전기적으로 연결되는 리드프레임(130), 몸체(110)의 상부에 배치되며, 투광성을 가지는 물질을 포함하는, 돔 형태의 렌즈(140) 및 렌즈(140) 내부에 배치되는 필러(150)를 포함할 수 있다
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 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 몸체(110)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
몸체(110)의 캐비티를 형성하는 내측면은 경사면이 형성될 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 발광소자(120)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
몸체(110)에 형성되는 캐비티를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 특히 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
발광소자(120)는 와이어 본딩(wire bonding) 방식, 플립 칩(flip chip) 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 리드프레임(130)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
발광소자(120)는 빛을 발광할 수 있다. 발광소자(120)는 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. 발광 소자(120)는 발광소자 패키지(100)에 한 개 이상 실장될 수 있다.
발광소자(120)는 그 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형 타입(Horizontal type)이거나, 또는 상, 하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type), 또는 플립 칩 모두에 적용 가능하다.
도 2a 를 참조하면, 발광소자(120)는 기판(10), 기판(10) 상에 배치되고, 제1 반도체층(32), 제2 반도체층(36) 및 제1 반도체층(32)과 제2 반도체층(36) 사이에 배치되는 활성층(34)을 포함하는 발광구조물(30), 제2 반도체층(36) 상에 배치되는 제2 전극(50)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(32)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 활성층(34)은 제1 반도체층(32) 상에 배치될 수 있다. 활성층(34)은 제2 반도체층(36)과 제1 반도체층(32)의 사이에 배치될 수 있다. 활성층(34)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 우물 구조 등으로 형성될 수 있다. 제2 반도체층(36)은 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 발광소자(120)가 수평형 발광다이오드인 경우, 제1 전극(40)은 제1 반도체층(32)의 일 영역에 배치될 수 있다. 제2 전극(50)은 제2 반도체층(36)의 일 영역에 배치될 수 있다.
도 2b 를 참조하면, 발광소자(120)는 제1 반도체층(3), 제2 반도체층(5) 및 제1 반도체층(3)과 제2 반도체층(5) 사이에 배치되는 활성층(4)을 포함하고, 제1 반도체층(3)과 전기적으로 연결되는 제1 전극층(7)과 상기 제2 반도체층(5)과 전기적으로 연결되는 제2 전극층(8)이 리드프레임(130)과 접하도록 배치될 수 있다.
플립칩 발광소자(120)는 수평형 발광소자와 같이 기판(1) 상에 발광구조물(6)이 배치된 형태일 수 있고, 제2 반도체층(5) 및 활성층(4)의 일부가 제거될 수 있다.
플립칩 발광소자(120)는 기판(1)이 상부에 배치되어 제2 반도체층(5)과 리드프레임(미도시)이 대향하도록 배치될 수 있다. 플립칩 발광소자(120)는 범프 볼(7, 8)을 이용하여 리드프레임(미도시)과 연결될 수 있다. 플립칩 발광소자(120)는 솔더(solder)를 볼 형태로 하여 리드프레임(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
기판은(1)은 열전도성이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 기판(1)은 전도성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(1)은 금속 물질 또는 전도성 세라믹을 이용하여 형성할 수 있다. 기판(1)은 단일층으로 형성될 수 있고, 이중 구조 또는 그 이상의 다중 구조로 형성될 수 있다.
기판(1)은 금속일 수 있다. 예를 들어, 기판(1)은 Au, Ni, W, Mo, Cu, Al, Ta, Ag, Pt, Cr중에서 선택된 어느 하나로 형성하거나 둘 이상의 합금으로 형성할 수 있으며, 서로 다른 둘 이상의 물질을 적층하여 형성할 수 있다. 또한 기판은 Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, GaN, Ga2O3 와 같은 캐리어 웨이퍼로 구현될 수 있다.
또는, 기판(1)은 광 투과적 성질을 가지는 재질, 예를 들어 사파이어(Al2O3), 질화갈륨(GaN), 산화아연(ZnO), 산화알루미늄(AlO) 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 기판(1)은 사파이어(Al2O3) 에 비해 열전도성이 큰 탄화규소(SiC) 일 수 있다. 기판(1)의 굴절율은 광 추출 효율을 위해 제1 반도체층의 굴절율보다 작은 것이 바람직하다.
기판(1)과 발광구조물 사이에는 버퍼층(2)이 배치될 수 있다. 버퍼층(2)은 기판(1)과 발광구조물의 격자상수 차이를 정합할 수 있다.
제2 반도체층(5) 및 활성층(4)의 일부를 제거하는 방법은 소정의 식각방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 마스크 패턴(Mask Pattern)을 이용한 부분 에칭 공정 등의 방법이 이용될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
제1 전극층(7) 및 제2 전극층(8)은 전도성 물질, 예를 들어 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi 중에서 선택된 금속을 포함할 수 있으며, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
플립칩 발광소자(120)는 기판(1)을 투광성 재질로 형성하여 기판이 배치된 방향으로 빛을 방출할 수 있을 뿐만 아니라 측방으로도 빛을 방출할 수 있다.
다른 실시예에 따른, 수직형 타입의 발광소자(미도시)는 전극층(미도시)이 수직적으로 배치된 형태이다. 수직형 타입의 발광소자(120)는 기판(미도시) 상에 제1 전극층(미도시)이 배치되고, 제1 전극층(미도시) 상에 발광구조물(미도시)이 형성되며 발광구조물(미도시) 상단에 제2 전극층(미도시)이 배치되는 형태일 수 있다.
다시, 도 1 을 참조하면, 발광소자(120)는 리드프레임(130) 상에 배치될 수 있다. 리드프레임(130)은 서로 극성이 다른 제1 전극(132) 및 제2 전극(134)을 포함할 수 있다.
발광소자(120)는 제1 반도체층(미도시) 또는 제2 반도체층(미도시) 각각이 제1 전극(132) 또는 제2 전극(134)과 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 반도체층(미도시)과 제2 반도체층(미도시)은 서로 극성이 다른 전기에너지를 리드프레임(130)으로부터 전달받을 수 있다.
플립칩 발광소자(120)의 경우 범프 볼을 이용하여 제1 전극(미도시) 및 제2 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
렌즈(140)는 실리콘(Silicone) 또는 에폭시(Epoxy)와 같은 투명 수지로 형성될 수 있다. 렌즈(140)는 돔 형상을 가질 수 있다. 렌즈(140)는 돔 형상의 굴곡정도를 조절하여 발광소자(120) 패키지의 휘도를 조절할 수 있다.
렌즈(140)는 발광소자(120)에서 생성된 빛이 외부로 최대한 발산되도록 할 수 있다. 스넬의 법칙에 의하면, 전반사는 굴절율이 큰 물질로부터 굴절율이 작은 물질로 광이 진행할 경우, 입사되는 광의 각도가 임계각보다 큰 경우, 굴절율이 서로 다른 두 물질의 계면에서 전부 반사되는 현상을 말한다.
렌즈(140)는 발광소자(120)에서 생성된 빛이 외부로 발산되도록 렌즈(140)의 표면에서의 임계각의 크기를 크게 할 수 있다.
렌즈(140)는 발광소자(120)에서 외부로 진행하는 광의 전반사를 줄일 수 있으므로, 결과적으로 발광소자 패키지(100)의 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 렌즈(140)의 돔 형태는 발광소자(120)에서 발생된 빛의 진행 경로를 균일하게 함으로써, 빛의 색상 소절을 용이하게 할 수 있다.
필러(150)는 렌즈(140)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(140)는 에폭시 수지에 무기계 필러를 혼합한 필러계 복합체로 형성될 수 있으나, 그 공정에 한정하지 아니한다. 필러(150)는 산화 알루미늄(Al2O3), TiO2, Y2O3 와 같은 필러를 사용할 수 있으나, 이 종류에 한정하지 아니한다.
필러(150)의 부피는 렌즈(140)의 부피의 25 내지 60% 이하일 수 있다. 필러(150)의 부피가 렌즈(140)의 부피의 25% 미만인 경우, 발광소자 패키지(100)의 상부에서 발생하는 빛의 색감차 형상을 줄이기 위한 산란의 정도가 적어질 수 있고, 필러(150)의 부피가 렌즈(140)의 부피의 60% 를 초과하는 경우, 빛의 산란의 정도가 너무 심하여서, 광추출효율이 떨어질 수 있다.
필러(150)는 렌즈(140)의 발광소자(120)와 수직적으로 중첩하는 영역으로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 플립칩 발광소자를 이용하는 경우, 발광소자 패키지의 수직 상부보다 주변부로 갈수록 색감차이가 심해질 수 있다. 따라서, 필러(150)를 발광소자(120)와 수직적으로 중첩하는 영역으로부터 이격시켜 배치하는 경우, 발광소자 패키지(100) 상부의 빛의 색감차 발생현상을 완화할 수 있다.
봉지재(160)는 캐비티에 충진될 수 있으며, 형광체(미도시)를 포함할 수 있다. 봉지재(160)는 투명한 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있다. 봉지재(160)는 캐비티 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.
형광체(미도시)는 발광소자(120)에서 방출되는 광의 파장에 따라 종류가 선택되어 발광소자 패키지(100)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
봉지재(160)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 형광체중 하나가 적용될 수 있다.
형광체(미도시)는 발광소자(120)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(120)가 청색 발광 다이오드이고 형광체(미도시)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(100)는 백색 빛을 제공할 수 있다.
발광소자(120)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체(미도시)를 혼용하는 경우, 발광소자(120)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.
형광체(미도시)는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 것일 수 있다.
도 3 내지 도 5 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 3 을 참조하면, 필러(150)는 렌즈(140)의 돔 표면에 인접하도록 배치될 수 있다. 필러(150)는 렌즈(140)의 표면과 인접하는 영역에 집중되도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 필러(150)는 렌즈(140)의 중심으로부터, 렌즈(140)의 반경(A)보다 작은 제1 반경(B)이 형성하는 구 바깥쪽에 분포할 수 있다.
도 4 를 참조하면, 필러(150)는 렌즈(140)의 하면으로부터 제1 높이(E), 제1 높이(E)보다 높은 제2 높이(D) 사이(F)에 배치될 수 있다.
다른 실시예의 경우, 필러(150)는 렌즈(140)의 하면으로부터 제1 높이(E), 제1 높이(E)보다 높은 제2 높이(D) 사이(F)에 배치되는 제1 필러와 제2 높이(D) 위에 배치되는 제2 필러를 포함할 수 있다. 제1 필러와 제2 필러는 서로 다른 종류일 수 있다.
도 5 를 참조하면, 필러(150)는 렌즈(140)의 발광소자(120)와 수직적으로 중첩하는 영역으로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 필러(150)는 렌즈(140)의 하면으로부터 제1 높이(E), 제1 높이(E)보다 높은 제2 높이(D) 사이(F)에 배치될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 색감차를 도시한 그래프이다.
도 6 을 참조하면, 렌즈에 필러를 혼합한 발광소자 패키지의 색감차이가, 렌즈만 구비하고 있는 발광소자 패키지에 비하여 현저하게 색감차 현상이 줄어든 것을 확인할 수 있다.
도 7 은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 7 을 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 라이트유닛(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(polymethylmethacrylate)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 라이트유닛(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 8 은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 8 을 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 라이트유닛(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(polymethyl 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 9 는 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 9 를 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, 폴리카보네이트는내광성, 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 발광소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광소자(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 발광소자(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.
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.
사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
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.
100 : 발광소자 패키지
110 : 몸체
120 : 발광소자
130 : 리드프레임
140 : 렌즈
150 : 필러
160 : 봉지재
110 : 몸체
120 : 발광소자
130 : 리드프레임
140 : 렌즈
150 : 필러
160 : 봉지재
Claims (9)
- 캐비티를 형성하는 몸체;
상기 캐비티에 배치되는 발광소자;
상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 리드프레임;
상기 몸체의 상부에 배치되며, 투광성을 가지는 물질을 포함하는, 돔 형태의 렌즈; 및
상기 렌즈 내부에 배치되는 필러;를 포함하고,
상기 필러의 부피는 상기 렌즈의 부피의 25 내지 60% 이하인 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 필러는, 상기 렌즈의 상기 발광소자와 수직적으로 중첩하는 영역으로부터 이격되도록 배치되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 필러는 상기 렌즈의 하면으로부터 제1 높이, 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이 사이에 배치되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 필러는 상기 렌즈의 하면으로부터 제1 높이, 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이 사이에 배치되는 제1 필러와 상기 제2 높이 위에 배치되는 제2 필러를 포함하는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 필러는 상기 렌즈의 표면과 인접하는 영역에 집중되도록 배치되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 필러는 상기 렌즈의 중심으로부터, 상기 렌즈의 반경보다 작은 제1 반경이 형성하는 구 바깥쪽에 분포하는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 발광소자는,
제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하고,
상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극층과 상기 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극층이 상기 리드프레임과 접하도록 배치되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 캐비티에 충진되는 봉지재를 더 포함하는 발광소자 패키지. - 제8항에 있어서,
상기 봉지재는 상기 발광소자가 방출한 빛의 파장을 변환하는 형광체를 포함하는 발광소자 패키지.
Priority Applications (1)
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| KR1020130130220A KR102098848B1 (ko) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | 발광소자 패키지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020130130220A KR102098848B1 (ko) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | 발광소자 패키지 |
Publications (2)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR102098848B1 (ko) |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006179520A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-07-06 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体装置 |
| KR20120056068A (ko) * | 2010-11-24 | 2012-06-01 | 삼성엘이디 주식회사 | 발광 다이오드 패키지 및 그의 제조 방법 |
| KR20120097477A (ko) * | 2009-07-06 | 2012-09-04 | 크리 인코포레이티드 | 산란 입자 영역을 갖는 발광 다이오드 패키지 |
-
2013
- 2013-10-30 KR KR1020130130220A patent/KR102098848B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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