KR20150109590A - 발광 소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 측면과 바닥으로 이루어지는 캐비티를 갖는 패키지 몸체, 상기 캐비티 내에 배치되는 발광 소자, 및 상기 캐비티의 측면 상에 배치되고, 백색 수지로 이루어지는 제1 코팅층을 포함하며, 상기 패키지 몸체는 흑색 수지로 이루어지며, 점등 및 소등 간에 높은 콘트라스트를 구현할 수 있고, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

발광 소자 패키지{A LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시 예는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)나 레이저 다이오드(Laser Diode:LD)와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비 전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL:Cold Cathode Fluorescenece Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
조명 장치나 표시 장치에는 발광 소자 패키지가 널리 사용되고 있다. 발광 소자 패키지는 일반적으로 몸체, 몸체 내에 위치하는 리드 프레임들, 및 리드 프레임들 중 어느 하나에 위치하는 발광 소자(예컨대, LED)를 포함할 수 있다.
실시 예는 점등 및 소등 간에 높은 콘트라스트를 구현하고, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 측면과 바닥으로 이루어지는 캐비티(cavity)를 갖는 패키지 몸체; 상기 캐비티 내에 배치되는 발광 소자; 및 상기 캐비티의 측면 상에 배치되고, 백색 수지로 이루어지는 제1 코팅층(coating layer)을 포함하며, 상기 패키지 몸체는 흑색 수지(black resin)로 이루어진다.
상기 패키지 몸체는 상기 캐비티를 둘러싸는 측벽을 포함하며, 상기 제1 코팅층의 두께는 상기 패키지 몸체의 측벽의 두께보다 얇을 수 있다.
상기 제1 코팅층의 두께는 25um ~ 100um일 수 있다.
상기 패키지 몸체는 카본 블랙이 혼합된 PPA(Polyphtalamide) 수지, 블랙 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지, 또는 블랙 실리콘(black silicon)로 이루어질 수 있다.
상기 제1 코팅층은 산화 티탄을 혼합한 PPA 수지, 화이트 EMC 수지, 또는 화이트 실리콘(white silicon)으로 이루어질 수 있다.
상기 발광 소자 패키지는 상기 몸체 상에 서로 이격하여 배치되고, 상기 캐비티에 의하여 상부면이 노출되는 제1 및 제2 리드 프레임들; 및 상기 캐비티 내에 채워지는 몰딩부를 더 포함하며, 상기 발광 소자는 상기 제1 리드 프레임의 상부면 상에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자 패키지는 상기 제1 및 제2 리드 프레임들의 상부면, 상기 캐비티의 바닥, 및 상기 발광 소자의 상면과 측면 상에 배치되는 제2 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자 패키지는 상기 발광 소자와 상기 제2 리드 프레임을 연결하는 와이어; 및 상기 제1 및 제2 리드 프레임들의 상부면, 상기 캐비티의 바닥, 상기 발광 소자의 상면과 측면, 및 상기 와이어 표면에 배치되는 제2 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 코팅층들은 실리콘(silicon), 및 확산제가 혼합된 형태이고, 상기 확산제는 TiO2, ZnO, CaCo3, Al2O3, 또는 BaSO4 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 코팅층들의 실리콘에 대한 상기 확산제의 중량비는 0.1 wt% ~ 10 wt%일 수 있다.
실시 예는 점등 및 소등 간에 높은 콘트라스트를 구현하고, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 평면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 패키지 몸체의 캐비티를 나타낸다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 평면도를 나타낸다.
도 6은 도 5에 도시된 발광 소자 패키지의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 7은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 해드 램프를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
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.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 평면도를 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100)의 AB 방향의 단면도를 나타내고, 도 4는 도 3에 도시된 패키지 몸체의 캐비티를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 소자 패키지(100)는 패키지 몸체(110), 적어도 하나의 제1 리드 프레임(122,124,126), 및 적어도 하나의 제2 리드 프레임(132,134,136), 적어도 하나의 발광 소자(142, 144, 159), 적어도 하나의 제너 다이오드(152, 154), 코팅층(150), 와이어들(161 내지 167), 및 몰딩부(170)를 포함한다.
패키지 몸체(110)는 상부가 개방되고 바닥(101) 및 측면(102)으로 이루어지는 캐비티(cavity, 105) 갖는다.
패키지 몸체(110)의 캐비티(105)는 단면의 형상이 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티(105)의 측면(102)은 캐비티(105)의 바닥(101)에 대해 수직하거나 경사질 수 있다.
패키지 몸체(110)의 캐비티(105)를 위에서 바라본 형상은 원형, 타원형, 다각형(예컨대, 사각형)일 수 있으며, 다각형인 패키지 몸체(110)의 캐비티(105)의 모서리 부분은 곡면일 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.
패키지 몸체(110)는 발광 소자(142, 144, 159)의 점등 및 소등 간의 콘트라스트(contrast)를 높이기 위하여 빛을 흡수하거나, 광 반사율이 낮은 부재, 예컨대, 흑색 수지(black resin)로 이루어질 수 있으며, 사출 성형을 통하여 형성될 수 있다.
예컨대, 패키지 몸체(110)는 카본 블랙이 혼합된 폴리프탈아미드(Polyphtalamide, PPA) 수지, 블랙 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지, 또는 블랙 실리콘(black silicon)으로 이루어질 수 있다.
패키지 몸체(110)는 하부 몸체(112), 및 하부 몸체(112) 상에 위치하며 캐비티(105)를 둘러싸는 측벽(115)을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 제1 리드 프레임(122, 124,126)과 적어도 하나의 제2 리드 프레임(132,134,136)은 서로 전기적으로 분리되도록 패키지 몸체의 표면에 배치될 수 있다. 또한 제1 리드 프레임(122,124,126)의 수는 복수 개일 수 있고, 제2 리드 프레임(132,134,136)의 수는 복수 개일 수 있다.
도 1 내지 도 3에서 제1 리드 프레임(122,124,126)의 수는 3개일 수 있고, 제2 리드 프레임(132,134,136)의 수는 3개일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 리드 프레임들(122, 124,126)은 서로 전기적으로 분리되도록 패키지 몸체(110)의 표면에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 리드 프레임들(122, 124,126)은 하부 몸체(112) 상에 서로 이격하여 배치될 수 있으며, 제1 리드 프레임들(122, 124,126) 사이에는 하부 몸체(112)의 일부가 배치될 수 있다.
제1 리드 프레임들(122,124,126) 각각의 일단은 패키지 몸체(110)의 밖으로 노출될 수 있다. 예컨대, 제1 리드 프레임들(122,124,126) 각각의 일단은 하부 몸체(112)의 제1 측면을 통과하여 하부 몸체(112)의 하면 상에 배치되도록 연장될 수 있다.
제2 리드 프레임들(132,134,136)은 서로 전기적으로 분리되도록 패키지 몸체(110)의 표면에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 리드 프레임들(132,134,136)은 하부 몸체(112) 상에 서로 이격하여 배치될 수 있으며, 제2 리드 프레임들(132, 134,136) 사이에는 하부 몸체(112)의 다른 일부가 배치될 수 있다.
또한 제2 리드 프레임들(132,134,136)은 제1 리드 프레임들(122,124,126)과 서로 이격하여 하부 몸체(112) 상에 배치될 수 있으며, 제1 리드 프레임들(122,124,126)과 제2 리드 프레임들 (132,134,136) 사이에는 하부 몸체(112)의 또 다른 일부가 배치될 수 있다.
제2 리드 프레임들(132,134,136) 각각의 일단은 패키지 몸체(110)의 밖으로 노출될 수 있다. 예컨대, 제2 리드 프레임들(132,134,136) 각각의 일단은 하부 몸체(112)의 제2 측면을 통과하여 하부 몸체(112)의 하면 상에 배치되도록 연장될 수 있다. 이때 하부 몸체(112)의 제1 측면과 제2 측면은 서로 마주볼 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 리드 프레임들(122,124,126) 각각의 상부면 및 제2 리드 프레임들(132,134,136) 각각의 상부면은 캐비티(105)에 의하여 노출될 수 있다.
측벽(115)과 접하는 제1 리드 프레임들(122,124,126)의 상부면에는 제1 홈(301)이 마련될 수 있고, 하부 몸체(112)와 접하는 제1 리드 프레임들(122,124,126)의 하부면에는 제2 홈(302)이 마련될 수 있다.
또한 측벽(115)과 접하는 제2 리드 프레임들(132,134,136)의 상부면에는 제3 홈(303)이 마련될 수 있고, 하부 몸체(112)와 접하는 제2 리드 프레임들(132,134,136)의 하부면에는 제4 홈(304)이 마련될 수 있다.
제1 내지 제4 홈들(301 내지 304) 내에는 패키지 몸체(110)가 채워질 수 있다. 제1 내지 제4 홈들(301 내지 304)은 수분 또는 공기 등의 침투 경로를 길게 함으로써, 기밀성을 향상시킬 수 있다.
또한 제1 내지 제4 홈들(301 내지 304)은 패키지 몸체(110)와의 접촉 면적을 넓혀 패키지 몸체(110)와 제1 및 제2 리드 프레임들(122,124,126,132,134,136) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
적어도 하나의 발광 소자(142,144,159)는 캐비티(105) 내에 배치되며, 적어도 하나의 제1 리드 프레임 및 적어도 하나의 제2 리드 프레임 중 어느 하나의 상부면 상에 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 발광 소자(142)는 캐비티(105)에 의하여 노출되는 제1 리드 프레임(122)의 상부면 상에 배치될 수 있으며, 제2 발광 소자(144)는 캐비티(105)에 의하여 노출되는 제1 리드 프레임(126)의 상부면 상에 배치될 수 있고, 제3 발광 소자(159)는 캐비티(105)에 의하여 노출되는 제2 리드 프레임(134) 상에 배치될 수 있다.
적어도 하나의 제1 리드 프레임(122, 126) 및 적어도 하나의 제2 리드 프레임(132, 136)과 전기적으로 연결될 수 있다.
적어도 하나의 발광 소자(142,144,159)는 다이 본딩(die bonding) 또는 와이어 본딩(wire bonding) 중 적어도 하나에 의하여 적어도 하나의 제1 리드 프레임(122,124,126) 및 적어도 하나의 제2 리드 프레임(132,134,136)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 와이어들(161 내지 164, 166)에 의하여 적어도 하나의 발광 소자(142, 144,159)는 제1 리드 프레임(122,126) 및 제2 리드 프레임(132,136)과 전기적으로 연결될 수 있다.
적어도 하나의 발광 소자(142,144,159)는 수직형, 수평형, 또는 플립칩형의 발광 소자일 수 있으며, 적색광, 청색광, 또는 황색광 중 적어도 하나를 발생할 수 있다. 예컨대, 발광 소자(142,144)는 청색광을 발생하는 블루 LED 칩일 수 있고, 발광 소자(159)는 적색광을 발생하는 적색 LED 칩일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에서는 3개의 발광 소자들이 캐비티(105) 내에 배치되는 것을 도시하지만, 실시 예는 이에 한정되는 것은 아니며, 캐비티(105) 내에 배치되는 발광 소자의 수는 1개 이상일 수 있다.
적어도 하나의 제너 다이오드(152, 154)는 캐비티(105) 내에 배치되며, 적어도 하나의 제1 리드 프레임(122,124,126) 및 적어도 하나의 제2 리드 프레임(132,134,136) 중 어느 하나의 상부면 상에 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 제너 다이오드(152)는 캐비티(105)에 의하여 노출되는 제2 리드 프레임(132)의 상부면 상에 배치될 수 있고, 제2 제너 다이오드(154)는 캐비티(105)에 의하여 노출되는 제2 리드 프레임(136)의 상부면 상에 배치될 수 있다.
와이어(165)에 의하여 제너 다이오드(152)는 제1 리드 프레임(122)과 전기적으로 연결될 수 있고, 와이어(167)에 의하여 제너 다이오드(154)는 제1 리드 프레임(126)과 전기적으로 연결될 수 있다.
코팅층(150)은 캐비티(105)의 측면(102) 상에 배치된다. 즉 코팅층(150)은 상부 몸체(115)의 측벽의 내주면 상에 배치될 수 있다.
예컨대, 코팅층(150)은 캐비티(105)의 측면(102) 전체를 덮을 수 있다.
코팅층(150)은 패키지 몸체(110)보다 반사율이 높은 물질, 예컨대, 백색 수지로 이루어질 수 있으며, 적어도 하나의 발광 소자(142, 144, 159)로부터 조사되는 빛을 반사할 수 있다.
마스크(mask), 및 스프레이 코팅(spray coating) 방식을 이용하여 코팅층(150)을 형성할 수 있다. 마스크는 캐비티(105)의 측면(102)은 노출하고, 캐비티(105)의 측면(102)을 제외한 패키지 몸체(110) 부분, 및 제1 리드 프레임(122,124,126)의 상부면, 및 제2 리드 프레임(132,134,136)의 상부면을 차단하는 형상일 수 있다.
마스크에 의하여 노출되는 캐비티(105)의 측면(102)에 백색 수지를 스프레이 코팅함으로써, 코팅층(150)을 형성할 수 있다.
예컨대, 코팅층(150)은 산화 티탄을 혼합한 PPA 수지, 화이트(white) EMC(Epoxy Mold Compound) 수지, 또는 화이트 실리콘(white silicon)으로 이루어질 수 있다.
스프레이 코팅을 이용하여 패키지 몸체(110)의 측벽(115) 상에 코팅층을 형성하기 때문에, 코팅층(150)의 두께(D2)는 패키지 몸체(110)의 측벽(115)의 두께(D1)보다 얇을 수 있다. 이와 같이 실시 예는 스프레이 코팅을 이용하기 때문에 이중 몰딩 공정을 사용하는 것에 비하여 공정을 단순화시킬 수 있다.
예컨대, 캐비티(105)의 측면(102)이 경사면이어서 측벽(115)의 두께가 일정하지 않을 경우에는, 패키지 몸체(110)의 측벽(115)의 두께(D1)는 측벽(115)의 최소 두께를 의미할 수 있다.
예컨대, 코팅층(150)의 두께(D2)는 패키지 몸체(110)의 측벽(115)의 최상단의 두께(D1)보다 얇을 수 있다(D2<D1).
스프레이 코팅 방식에 의하여 형성되는 코팅층(150)의 두께(D2)는 캐비티(105)의 측면(102)의 전 영역에서 균일할 수 있으며, 코팅층(150)의 두께(D2)는 25um ~ 100um일 수 있다.
코팅층(150)의 두께(D2)가 25um 미만인 경우에는 두께가 얇아서 캐비티(105)의 측면(102)이 노출될 수 있고, 이로 인하여 반사율이 떨어져서 광 효율이 감소할 수 있다.
코팅층(150)의 두께(D2)를 100um 이하로 하는 이유는 코팅층(150)의 두께(D2)가 100um 초과하더라도 반사율의 차이가 거의 없기 때문에 불필요한 제조 비용을 줄이기 위함이다.
몰딩부(170)는 적어도 하나의 발광 소자(142, 144, 159), 및 적어도 하나의 제너 다이오드(152,154), 및 와이어들(161 내지 167)을 밀봉하도록 캐비티(105) 내에 채워진다. 몰딩부(170)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 투명한 고분자 수지로 이루질 수 있다.
몰딩부(170)는 제1 리드 프레임들(122,124,126)의 상부면, 제2 리드 프레임들(132,134, 136)의 상부면, 캐비티(105)의 바닥(101), 및 코팅층(150)과 접할 수 있다.
몰딩부(170)는 적어도 하나의 발광 소자(142, 144, 159)로부터 조사되는 빛의 파장을 변화시킬 수 있는 형광체를 포함할 수 있으며, 빛을 확산시키는 확산제를 포함할 수 있다.
패키지 몸체(110) 전체가 흑색 수지로 이루어지고, 캐비티(105)의 측면(102) 상에 백색 수지로 이루어진 코팅층(150)이 배치되는 구조를 갖기 때문에, 실시 예는 적어도 하나의 발광 소자(142,144,159)의 점등 및 소등 간에 높은 콘트라스트(contrast)를 구현할 수 있다.
또한 코팅층(150)에 의하여 적어도 하나의 발광 소자(142, 144,159)로부터 조사되는 빛이 패키지 몸체(110)로 흡수되는 것이 차단되고, 패키지 몸체(110) 밖으로 반사되기 때문에, 실시 예는 광 추출 효율을 향상시킬 수 있고, 그 결과 광 출력을 향상시킬 수 있다.
또한 단일 몰딩 공정을 통하여 패키지 몸체(110)를 형성하고, 형성된 패키지 몸체(110) 상에 마스크 및 스프레이 코팅을 이용하여 코팅층(150)을 형성하기 때문에, 이중 몰딩 공정을 사용하는 것에 비하여 공정을 단순화시킬 수 있다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)의 평면도를 나타내고, 도 6은 도 5에 도시된 발광 소자 패키지(200)의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 2 내지 도 4와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나, 생략한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 발광 소자 패키지(200)는 패키지 몸체(110), 적어도 하나의 제1 리드 프레임(122,124,126), 및 적어도 하나의 제2 리드 프레임(132,134,136), 적어도 하나의 발광 소자(142, 144,159), 적어도 하나의 제너 다이오드(152, 154), 코팅층(210), 와이어들(161 내지 167), 및 몰딩부(170)를 포함한다.
도 5 및 도 6에 도시된 코팅층(210)은 도 3에 도시된 코팅층(150)과 배치되는 위치 및 재질이 다를 수 있다.
코팅층(210)은 제1 코팅층(210-1), 및 제2 코팅층(210-2)을 포함할 수 있다.
제1 코팅층(210-1)은 캐비티(105)의 측면(102) 상에 배치되며, 도 2 및 도 3에 도시된 코팅층(150)과 동일할 수 있다.
제2 코팅층(210-2)은 캐비티(105)에 의하여 노출되는 제1 및 제2 리드 프레임들(122,124,126,132,134,136)의 상부면, 캐비티(105)의 바닥(101), 적어도 하나의 발광 소자(142,144,159)의 상면과 측면, 적어도 하나의 제너 다이오드(152,154)의 상면과 측면, 및 와이어들(161 내지 167)의 표면에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 코팅층(210-2)은 와이어들(161 내지 167)을 밀봉하도록 감쌀 수 있다.
스프레이 코팅에 의하여 코팅층(210)을 형성하기 때문에, 제1 코팅층(210-1) 및 제2 코팅층(210-2)의 두께는 균일할 수 있다. 예컨대, 제1 코팅층(210-1)의 두께는 제2 코팅층(210-2)의 두께와 동일할 수 있다.
코팅층(210)은 빛을 확산 및 산란시키는 역할을 할 수 있다.
이러한 빛의 확산 및 산란 기능에 의하여 코팅층(210)은 적어도 하나의 발광 소자(142,144,159)로부터 조사되는 빛이 패키지 몸체(110), 및 제1 및 제2 리드 프레임들(122,124,126,132,134,136), 제너 다이오드들(152,154), 와이어들(161 내지 167)에 흡수되는 것을 차단할 수 있고, 적어도 하나의 발광 소자(142,144,159)로부터 조사되는 빛을 패키지 몸체(110) 밖으로 반사시킬 수 있으며, 이로 인하여 실시 예는 광 추출 효율 및 광 출력을 향상시킬 수 있다.
또한 적어도 하나의 발광 소자(142,144,159)의 표면에 배치되는 코팅층(210)은 발광 소자(142,144,159)로부터 조사되는 빛을 확산 및 산란시킬 수 있고, 이로 인하여 실시 예는 광 추출 효율 및 광 출력을 향상시킬 수 있다.
코팅층(210)은 실리콘(silicon), 및 확산제가 혼합된 형태일 수 있다.
예컨대, 확산제는 광을 확산시키는 입자 형태의 물질로서, TiO2, ZnO, CaCo3, Al2O3, 또는 BaSO4 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예컨대, 코팅층(210)의 실리콘에 대한 확산제의 중량비(wt%)는 0.1 wt% ~ 10 wt%일 수 있다.
코팅층(210)의 실리콘에 대한 확산제의 중량비(wt%)가 0.1 wt% 미만일 경우에는 코팅층(210)의 확산 및 산란 정도가 감소하여, 패키지 몸체(110), 제1 및 제2 리드 프레임들(122,124,126,132,134,136), 제너 다이오드들(152,154), 및 와이어들(161 내지 167)에 의한 빛의 흡수가 증가할 수 있고, 이로 인하여 광 추출 효율 및 광 출력이 저하될 수 있다.
또한 코팅층(210)의 실리콘에 대한 확산제의 중량비(wt%)가 10 wt% 초과할 경우에는 코팅층(210)의 확산 및 산란 정도가 증가하여, 발광 소자(142,144,159)로부터 조사되는 빛이 발광 소자(142,144) 표면에 위치하는 코팅층(210)을 투과하는 양이 감소할 수 있고, 이로 인하여 광 추출 효율 및 광 출력이 저하될 수 있다.
도 7은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 조명 장치는 커버(1100), 광원 모듈(1200), 방열체(1400), 전원 제공부(1600), 내부 케이스(1700), 및 소켓(1800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(1300)와 홀더(1500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
커버(1100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상일 수 있으며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상일 수 있다. 커버(1100)는 광원 모듈(1200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버(1100)는 광원 모듈(1200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기시킬 수 있다. 커버(1100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 커버(1100)는 방열체(1400)와 결합될 수 있다. 커버(1100)는 방열체(1400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
커버(1100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 커버(1100)의 내면의 표면 거칠기는 커버(1100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 광원 모듈(1200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
커버(1100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 커버(1100)는 외부에서 광원 모듈(1200)이 보이도록 투명할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 불투명할 수 있다. 커버(1100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
광원 모듈(1200)은 방열체(1400)의 일 면에 배치될 수 있으며, 광원 모듈(1200)로부터 발생한 열은 방열체(1400)로 전도될 수 있다. 광원 모듈(1200)은 광원부(1210), 연결 플레이트(1230), 및 커넥터(1250)를 포함할 수 있다.
광원부(1210)는 실시 예들(100 내지 200) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
부재(1300)는 방열체(1400)의 상면 위에 배치될 수 있고, 복수의 광원부(1210)들과 커넥터(1250)가 삽입되는 가이드홈(1310)을 갖는다. 가이드홈(1310)은 광원부(1210)의 기판 및 커넥터(1250)와 대응 또는 정렬될 수 있다.
부재(1300)의 표면은 광 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다.
예를 들면, 부재(1300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 부재(1300)는 커버(1100)의 내면에 반사되어 광원 모듈(1200)을 향하여 되돌아오는 빛을 다시 커버(1100) 방향으로 반사할 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
부재(1300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 광원 모듈(1200)의 연결 플레이트(1230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 방열체(1400)와 연결 플레이트(1230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 부재(1300)는 절연 물질로 구성되어 연결 플레이트(1230)와 방열체(1400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 방열체(1400)는 광원 모듈(1200)로부터의 열과 전원 제공부(1600)로부터의 열을 전달받아 방열할 수 있다.
홀더(1500)는 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)의 수납홈(1719)을 막는다. 따라서, 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)에 수납되는 전원 제공부(1600)는 밀폐될 수 있다. 홀더(1500)는 가이드 돌출부(1510)를 가질 수 있으며, 가이드 돌출부(1510)는 전원 제공부(1600)의 돌출부(1610)가 관통하는 홀을 가질 수 있다.
전원 제공부(1600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈(1200)로 제공한다. 전원 제공부(1600)는 내부 케이스(1700)의 수납홈(1719)에 수납될 수 있고, 홀더(1500)에 의해 내부 케이스(1700)의 내부에 밀폐될 수 있다. 전원 제공부(1600)는 돌출부(1610), 가이드부(1630), 베이스(1650), 연장부(1670)를 포함할 수 있다.
가이드부(1630)는 베이스(1650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 가이드부(1630)는 홀더(1500)에 삽입될 수 있다. 베이스(1650)의 일 면 위에는 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 광원 모듈(1200)의 구동을 제어하는 구동칩, 광원 모듈(1200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
연장부(1670)는 베이스(1650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 연장부(1670)는 내부 케이스(1700)의 연결부(1750) 내부에 삽입될 수 있고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받을 수 있다. 예컨대, 연장부(1670)는 내부 케이스(1700)의 연결부(1750)와 폭이 같거나 작을 수 있다. 연장부(1670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결될 수 있고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(1800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
내부 케이스(1700)는 내부에 전원 제공부(1600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 전원 제공부(1600)가 내부 케이스(1700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 표시 장치(800)는 바텀 커버(810)와, 바텀 커버(810) 상에 배치되는 반사판(820)과, 광을 방출하는 발광 모듈(830, 835)과, 반사판(820)의 전방에 배치되며 발광 모듈(830,835)에서 발산되는 빛을 표시 장치 전방으로 안내하는 도광판(840)과, 도광판(840)의 전방에 배치되는 프리즘 시트들(850,860)을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널(870)과, 디스플레이 패널(870)과 연결되고 디스플레이 패널(870)에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로(872)와, 디스플레이 패널(870)의 전방에 배치되는 컬러 필터(880)를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버(810), 반사판(820), 발광 모듈(830,835), 도광판(840), 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
발광 모듈은 기판(830) 상에 실장되는 발광 소자 패키지들(835)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있다. 발광 소자 패키지(835)는 상술한 실시 예들(100, 200) 중 어느 하나일 수 있다.
바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 그리고, 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있으며, 도광판(840)의 후면이나, 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
그리고, 도광판(830)은 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 프리즘 시트(850)는 지지 필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성될 수 있으며, 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
그리고, 제2 프리즘 시트(860)에서 지지 필름 일면의 마루와 골의 방향은, 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사 시트로부터 전달된 빛을 디스플레이 패널(1870)의 전면으로 고르게 분산하기 위함이다.
그리고, 도시되지는 않았으나, 도광판(840)과 제1 프리즘 시트(850) 사이에 확산 시트가 배치될 수 있다. 확산 시트는 폴리에스터와 폴리카보네이트 계열의 재료로 이루어질 수 있으며, 백라이트 유닛으로부터 입사된 빛을 굴절과 산란을 통하여 광 투사각을 최대로 넓힐 수 있다. 그리고, 확산 시트는 광확산제를 포함하는 지지층과, 광출사면(제1 프리즘 시트 방향)과 광입사면(반사시트 방향)에 형성되며 광확산제를 포함하지 않는 제1 레이어와 제2 레이어를 포함할 수 있다.
실시 예에서 확산 시트, 제1 프리즘시트(850), 및 제2 프리즘시트(860)가 광학 시트를 이루는데, 광학 시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
디스플레이 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 표시 장치가 구비될 수 있다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 해드 램프(head lamp, 900)를 나타낸다. 도 9를 참조하면, 해드 램프(900)는 발광 모듈(901), 리플렉터(reflector, 902), 쉐이드(903), 및 렌즈(904)를 포함한다.
발광 모듈(901)은 기판(미도시) 상에 배치되는 복수의 발광 소자 패키지들(미도시)을 포함할 수 있다. 이때 발광 소자 패키지는 상술한 실시 예들(100, 200) 중 어느 하나일 수 있다.
리플렉터(902)는 발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛(911)을 일정 방향, 예컨대, 전방(912)으로 반사시킨다.
쉐이드(903)는 리플렉터(902)와 렌즈(904) 사이에 배치되며, 리플렉터(902)에 의하여 반사되어 렌즈(904)로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 부재로서, 쉐이드(903)의 일측부(903-1)와 타측부(903-2)는 서로 높이가 다를 수 있다.
발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛은 리플렉터(902) 및 쉐이드(903)에서 반사된 후 렌즈(904)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다. 렌즈(904)는 리플렉터(902)에 의하여 반사된 빛을 전방으로 굴절시킬 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 패키지 몸체 122,124,126: 제1 리드 프레임
132,134,136: 제2 리드 프레임 142,144: 발광 소자
150: 코팅층 152,154: 제너 다이오드
161 내지 167: 와이어들 170: 몰딩부.

Claims (10)

  1. 측면과 바닥으로 이루어지는 캐비티(cavity)를 갖는 패키지 몸체;
    상기 캐비티 내에 배치되는 발광 소자; 및
    상기 캐비티의 측면 상에 배치되고, 백색 수지로 이루어지는 제1 코팅층(coating layer)을 포함하며,
    상기 패키지 몸체는 흑색 수지(black resin)로 이루어지는 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 상기 캐비티를 둘러싸는 측벽을 포함하며,
    상기 제1 코팅층의 두께는 상기 패키지 몸체의 측벽의 두께보다 얇은 발광 소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 코팅층의 두께는 25um ~ 100um인 발광 소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 카본 블랙이 혼합된 PPA(Polyphtalamide) 수지, 블랙 EMC(Epoxy Mold Compound) 수지, 또는 블랙 실리콘(black silicon)로 이루어지는 발광 소자 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은 산화 티탄을 혼합한 PPA 수지, 화이트 EMC 수지, 또는 화이트 실리콘(white silicon)으로 이루어지는 발광 소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 몸체 상에 서로 이격하여 배치되고, 상기 캐비티에 의하여 상부면이 노출되는 제1 및 제2 리드 프레임들; 및
    상기 캐비티 내에 채워지는 몰딩부를 더 포함하며,
    상기 발광 소자는 상기 제1 리드 프레임의 상부면 상에 배치되는 발광 소자 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리드 프레임들의 상부면, 상기 캐비티의 바닥, 및 상기 발광 소자의 상면과 측면 상에 배치되는 제2 코팅층을 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 발광 소자와 상기 제2 리드 프레임을 연결하는 와이어; 및
    상기 제1 및 제2 리드 프레임들의 상부면, 상기 캐비티의 바닥, 상기 발광 소자의 상면과 측면, 및 상기 와이어 표면에 배치되는 제2 코팅층을 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 코팅층들은 실리콘(silicon), 및 확산제가 혼합된 형태이고,
    상기 확산제는 TiO2, ZnO, CaCo3, Al2O3, 또는 BaSO4 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 코팅층들의 실리콘에 대한 상기 확산제의 중량비는 0.1 wt% ~ 10 wt%인 발광 소자 패키지.
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