KR20150109807A - 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이 용도나 조명 용도로 사용할 수 있는 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법에 관한 것으로서, 제 1 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간을 사이에 두고, 상기 제 2 전극과 이격되게 설치되는 제 3 전극을 포함하는 리드 프레임; 및 상기 리드 프레임의 제 2 전극과 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 용도나 조명 용도로 사용할 수 있는 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN 다이오드 형성을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 광을 구현할 수 있는 일종의 반도체 소자를 말한다. 이러한 발광 소자는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 이러한 LED는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 기판이나 리드프레임에 실장한 후, 패키징할 수 있어서 여러 가지 용도로 모듈화하여 백라이트 유닛(backlight unit)이나 각종 조명 장치 등에 적용할 수 있다.
그러나, 종래의 발광 소자 패키지는 과전류 또는 과전압이 인가되는 경우, 발광 소자에서 지속적인 통전이 이루어져서 발광 기능을 상실하는 것은 물론이고, 주위의 물질들이 고온으로 열화 및 발화되거나 연소되거나 심지어 화재가 발생되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 발광 소자 패키지에 과전류 또는 과전압이 인가되면 전기 차단 부재가 전기를 자동적으로 단속하게 하여 발광 소자를 보호하고, 부품의 열화, 발화, 연소 및 화재 발생을 사전에 예방할 수 있게 하는 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지는, 제 1 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간을 사이에 두고, 상기 제 2 전극과 이격되게 설치되는 제 3 전극을 포함하는 리드 프레임; 및 상기 리드 프레임의 제 2 전극과 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 전기 차단 부재는, 상기 제 2 전극의 상면에서 상기 제 3 전극의 상면에 본딩되는 와이어 형태의 퓨즈(fuse)일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 전기 차단 부재는, 적어도 선 퓨즈, 판 퓨즈, 플러그 퓨즈, 통 퓨즈, 바이메탈(Bimetal), PTC(Positive Temperature coefficient) 디바이스 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지는, 상기 리드 프레임에 안착되는 발광 소자; 및 상기 발광 소자에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간과, 상기 제 2 전극 분리 공간에 충전되며, 상기 전기 차단 부재를 밀봉하는 반사 봉지재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 전기 차단 부재는, 적어도 납(Pb), 주석(Sn), 아연(Zn), 비스무스(Bi), 인듐(In), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 도전성 수지 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지고, 상기 전기 차단 부재의 화재를 방지할 수 있도록 상기 전기 차단 부재를 둘러싸는 형상으로 설치되는 소화 부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지는, 상기 전기 차단 부재의 상태를 확인할 수 있도록 상기 전기 차단 부재 주위에 형성되고, 투광성 재질 또는 색변환 재질로 봉지되는 확인창;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 전기 차단 부재는, 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극 사이의 제 2 전극 분리 공간에 조립될 수 있는 착탈식 퓨즈일 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 백라이트 유닛은, 제 1 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간을 사이에 두고, 상기 제 2 전극과 이격되게 설치되는 제 3 전극을 포함하는 리드 프레임; 상기 리드 프레임의 제 2 전극과 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재; 상기 리드 프레임에 안착되는 발광 소자; 상기 발광 소자에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간과, 상기 제 2 전극 분리 공간에 충전되며, 상기 전기 차단 부재를 밀봉하는 반사 봉지재; 및 상기 발광 소자의 광 경로에 설치되는 도광판;을 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 조명 장치는, 제 1 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간을 사이에 두고, 상기 제 2 전극과 이격되게 설치되는 제 3 전극을 포함하는 리드 프레임; 상기 리드 프레임의 제 2 전극과 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재; 상기 리드 프레임에 안착되는 발광 소자; 및 상기 발광 소자에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간과, 상기 제 2 전극 분리 공간에 충전되며, 상기 전기 차단 부재를 밀봉하는 반사 봉지재;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 제 1 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간을 사이에 두고, 상기 제 2 전극과 이격되게 설치되는 제 3 전극을 포함하는 리드 프레임을 준비하는 단계; 상기 리드 프레임의 제 2 전극과 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재를 설치하는 단계; 상기 발광 소자에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간과, 상기 제 2 전극 분리 공간에 충전되며, 상기 전기 차단 부재를 밀봉하는 반사 봉지재를 설치하는 단계; 및 상기 리드 프레임에 발광 소자를 안착시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 과전류 또는 과전압이 인가시 전기 차단 부재가 전기를 자동적으로 단속하게 하여 발광 소자를 보호하고, 부품의 열화, 발화, 연소 및 화재 발생을 사전에 예방할 수 있으며, 기존의 본딩 와이어 공정 및 장비를 활용하여 생산 비용 및 생산 시간을 줄일 수 있고, 과전류 또는 과전압 차단시 발광 기능을 재생할 수 있으며, 전기 차단 부재의 2차 화재를 추가적으로 방지하며, 전기 차단 부재의 작동 여부를 육안으로 쉽게 확인할 수 있고, 전기 차단 부재의 교체를 용이하게 하는 등 각종 기능을 추가할 수 있어서 제품의 안전성은 물론, 제품의 부가 가치를 향상시킬 수 있게 하는 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 3은 도 1의 발광 소자 패키지의 III-III 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 8은 도 1의 발광 소자 패키지의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 전기 차단 부재의 여러 실시예들을 나타내는 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 19는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 3은 도 1의 발광 소자 패키지의 III-III 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 8은 도 1의 발광 소자 패키지의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 전기 차단 부재의 여러 실시예들을 나타내는 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 19는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면, 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)를 나타내는 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 발광 소자 패키지(100)의 평면도이고, 도 3은 도 1의 발광 소자 패키지(100)의 III-III 절단면을 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)는, 크게 발광 소자(1)와, 리드 프레임(10)과, 전기 차단 부재(20) 및 반사 봉지재(30)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 발광 소자(1)는, 상기 리드 프레임(10)에 안착되는 것으로서, 제 1 패드(P1)와 제 2 패드(P2)를 갖는 플립칩(flip chip) 형태의 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.
이러한, 상기 발광 소자(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체로 이루어질 수 있다. 예를 들어서, 질화물 반도체로 이루어지는 청색, 녹색, 적색, 황색 발광의 LED, 자외 발광의 LED, 적외 발광의 LED 등이 적용될 수 있다. 질화물 반도체는, 일반식이 AlxGayInzN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으로 나타내진다.
또한, 상기 발광 소자(1)는, 예를 들면, MOCVD법 등의 기상성장법에 의해, 성장용 사파이어 기판이나 실리콘 카바이드 기판 상에 InN, AlN, InGaN, AlGaN, InGaAlN 등의 질화물 반도체를 에피택셜 성장시켜 구성할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(1)는, 질화물 반도체 이외에도 ZnO, ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlInGaP 등의 반도체를 이용해서 형성할 수 있다. 이들 반도체는, n형 반도체층, 발광층, p형 반도체층의 순으로 형성한 적층체를 이용할 수 있다. 상기 발광층(활성층)은, 다중 양자웰 구조나 단일 양자웰 구조를 한 적층 반도체 또는 더블 헤테로 구조의 적층 반도체를 이용할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(1)는, 디스플레이 용도나 조명 용도 등 용도에 따라 임의의 파장의 것을 선택할 수 있다.
여기서, 상기 성장용 기판으로는 필요에 따라 절연성, 도전성 또는 반도체 기판이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 성장용 기판은 사파이어, SiC, Si, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN일 수 있다. GaN 물질의 에피성장을 위해서는 동종 기판인 GaN 기판이 좋으나, GaN 기판은 그 제조상의 어려움으로 생산단가가 높은 문제가 있다.
이종 기판으로는 사파이어, 실리콘 카바이드(SiC) 기판 등이 주로 사용되고 있으며. 가격이 비싼 실리콘 카바이드 기판에 비해 사파이어 기판이 더 많이 활용되고 있다. 이종 기판을 사용할 때는 기판 물질과 박막 물질 사이의 격자상수의 차이로 인해 전위(dislocation) 등 결함이 증가한다. 또한, 기판 물질과 박막 물질 사이의 열팽창계수의 차이로 인해 온도 변화시 휨이 발생하고, 휨은 박막의 균열(crack)의 원인이 된다. 기판과 GaN계인 발광 적층체 사이의 버퍼층을 이용해 이러한 문제를 감소시킬 수도 있다.
또한, 상기 성장용 기판은 LED 구조 성장 전 또는 후에 LED 칩의 광 또는 전기적 특성을 향상시키기 위해 칩 제조 과정에서 완전히 또는 부분적으로 제거되거나 패터닝하는 경우도 있다.
예를 들어, 사파이어 기판인 경우는 레이저를 기판을 통해 반도체층과의 계면에 조사하여 기판을 분리할 수 있으며, 실리콘이나 실리콘 카바이드 기판은 연마/에칭 등의 방법에 의해 제거할 수 있다.
또한, 상기 성장용 기판 제거 시에는 다른 지지 기판을 사용하는 경우가 있으며 지지 기판은 원 성장 기판의 반대쪽에 LED 칩의 광효율을 향상시키게 위해서, 반사 금속을 사용하여 접합하거나 반사구조를 접합층의 중간에 삽입할 수 있다.
또한, 상기 성장용 기판 패터닝은 기판의 주면(표면 또는 양쪽면) 또는 측면에 LED 구조 성장 전 또는 후에 요철 또는 경사면을 형성하여 광 추출 효율을 향상시킨다. 패턴의 크기는 5nm ~ 500㎛ 범위에서 선택될 수 있으며 규칙 또는 불규칙적인 패턴으로 광 추출 효율을 좋게 하기 위한 구조면 가능하다. 모양도 기둥, 산, 반구형, 다각형 등의 다양한 형태를 채용할 수 있다.
상기 사파이어 기판의 경우, 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a측 방향의 격자상수가 각각 13.001과 4.758 이며, C면, A면, R면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다.
또한, 상기 성장용 기판의 다른 물질로는 Si 기판을 들 수 있으며, 대구경화에 보다 적합하고 상대적으로 가격이 낮아 양산성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 실리콘(Si) 기판은 GaN계 반도체에서 발생하는 빛을 흡수하여 발광소자의 외부 양자 효율이 낮아지므로, 필요에 따라 상기 기판을 제거하고 반사층이 포함된 Si, Ge, SiAl, 세라믹, 또는 금속 기판 등의 지지기판을 추가로 형성하여 사용한다.
상기 Si 기판과 같이 이종 기판상에 GaN 박막을 성장시킬 때, 기판 물질과 박막 물질 사이의 격자 상수의 불일치로 인해 전위(dislocation) 밀도가 증가하고, 열팽창 계수 차이로 인해 균열(crack) 및 휨이 발생할 수 있다. 발광 적층체의 전위 및 균열을 방지하기 위한 목적으로 성장용 기판과 발광적층체 사이에 버퍼층을 배치시킬 수 있다. 상기 버퍼층은 활성층 성장시 기판의 휘는 정도를 조절해 웨이퍼의 파장 산포를 줄이는 기능도 한다.
여기서, 상기 버퍼층은 AlxInyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, x+y≤1), 특히 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, 또는 InGaNAlN를 사용할 수 있으며, 필요에 따라 ZrB2, HfB2, ZrN, HfN, TiN 등의 물질도 사용할 수 있다. 또한, 복수의 층을 조합하거나, 조성을 점진적으로 변화시켜 사용할 수도 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 상기 발광 소자(1)는, 상기 패드(P1)(P2) 이외에도 펌프나 솔더 등의 신호전달매체를 갖는 플립칩 형태일 수 있고, 이외에도, 단자에 본딩 와이어가 적용되거나, 부분적으로 제 1 단자 또는 제 2 단자에만 본딩 와이어가 적용되는 발광 소자나, 수평형, 수직형 발광 소자 등이 모두 적용될 수 있다.
또한, 제 1 패드(P1)와 제 2 패드(P2)는 도 1에 도시된 사각 형상 이외에 다양한 형상으로 변형될 수 있고, 예컨대 하나의 암 상에 다수 핑거들이 구비된 핑거 구조를 가질 수도 있다.
또한, 상기 발광 소자(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 리드 프레임(10)에 1개가 설치될 수도 있고, 이외에도 상기 리드 프레임(10)에 복수개가 설치되는 것도 가능하다.
또한, 상기 발광 소자(1)의 상기 패드들(P1)(P2)과 상기 리드 프레임(10) 사이에는 본딩 매체(BD)가 설치될 수 있다. 이러한 상기 본딩 매체(BD)는 상기 발광 소자(1)의 상기 제 1 패드(P1) 및 상기 제 2 패드(P1)를 상기 리드 프레임(10)의 상기 제 1 전극(21) 및 상기 제 2 전극과 각각 전기적으로 연결될 수 있도록 이들 사이에 설치되는 본딩 부재일 수 있다.
이러한, 상기 본딩 매체(BD)는, 상기 제 1 패드(P1) 및 상기 제 2 패드(P2)에 유동 상태인 솔더 페이스트(solder paste) 또는 솔더 크림으로 그 패턴이 프린팅되어 경화될 수 있다.
이외에도, 상기 본딩 매체(BD)는, 솔더 페이스트나 솔더 크림은 물론이고, 본딩시 유동이 가능한 유동 상태이나, 냉각시 또는 가열시 또는 건조시 경화될 수 있는 모든 경화성 재질인 전도성 본딩 매체일 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 리드 프레임(10)은, 제 1 전극 분리 공간(A)을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극(11)이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극(12)이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간(B)을 사이에 두고, 상기 제 2 전극(12)과 이격되게 설치되는 제 3 전극(13)을 포함하는 전도성 금속 재질의 프레임일 수 있다.
이러한, 상기 리드 프레임(10)은, 상술된 상기 제 1 전극 분리 공간(A) 및 상기 제 2 전극 분리 공간(B)을 두고 설치되는 상기 제 1 전극(11)과, 상기 제 2 전극(12) 및 상기 제 3 전극(13)으로 이루어지는 기판의 일종일 수 있다.
여기서, 상기 제 1 전극(11) 및 상기 제 2 전극(12)에 상술된 상기 발광 소자(1)가 안착될 수 있다.
즉, 상기 리드 프레임(10)은, 상기 발광 소자(1)를 지지하거나 수용할 수 있는 적당한 기계적 강도와 절연성을 갖는 재료나 전도성 재료로 제작될 수 있다.
예를 들어서, 상기 리드 프레임(10)은, 절연 처리된 알루미늄, 구리, 아연, 주석, 납, 금, 은 등의 금속 재질이 적용될 수 있으며, 천공되거나 절곡된 플레이트 형태일 수 있다.
이외에도, 상기 리드 프레임(10)을 대신하여 에폭시계 수지 시트를 다층 형성시킨 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)이 적용될 수 있다. 또한, 상기 리드 프레임(10)은, 연성 재질의 플랙서블 인쇄 회로 기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다.
이외에도, 상기 리드 프레임(10) 대신, 레진, 글래스 에폭시 등의 합성 수지 기판이나, 열전도율을 고려하여 세라믹(ceramic) 기판이 적용될 수 있다.
또한, 상기 리드 프레임(10)은, 가공성을 향상시키기 위해서 부분적 또는 전체적으로 적어도 EMC(Epoxy Mold Compound), PI(polyimide), 세라믹, 그래핀, 유리합성섬유 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다. 이외에도, 상기 리드 프레임(10)의 형상이나 크기나 구조나 재질 등은 도면에 국한되지 않고 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정이나 변경이 가능하다.
한편, 상기 전기 차단 부재(20)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 리드 프레임(10)의 제 2 전극(12)과 상기 제 3 전극(13)을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 부재로서, 상기 제 2 전극(12)의 상면에서 상기 제 3 전극(13)의 상면에 본딩되는 와이어 형태의 와이어 퓨즈(20-1)(fuse)일 수 있다.
이러한 상기 와이어 퓨즈(20-1)는 일정한 저항값을 갖는 것으로서, 과전류 또는 과전압이 인가되면 저항열에 의해 용융되어 단락될 수 있는 재질로 제작될 수 있다.
즉, 상기 와이어 퓨즈(20-1)는, 저항을 높이고, 용융시 와이어 단락이 쉽게 이루어지도록 위해서 와이어의 길이가 길거나 굵기를 가늘게 할 수 있고, 용융이 쉽게 이루어질 수 있도록 저융점을 갖는 재질을 적용할 수 있다.
이러한 상기 와이어 퓨즈(20-1)의 재질이나, 규격이나, 길이나, 굵기 등은 허용 전류값 또는 허영 전압값에 따라 달라질 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 전기 차단 부재(20)는, 적어도 납(Pb), 주석(Sn), 아연(Zn), 비스무스(Bi), 인듐(In), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 도전성 수지 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 재질일 수 있다.
또한, 상기 와이어 퓨즈(20-1)는 기존의 반도체 본딩 와이어와 동일한 규격의 동일한 와이어 본딩 장비로 제작되는 동일한 재질 또는 재질만 변경된 본딩 와이어일 수 있다.
이러한 와이어 본딩 작업은, 상기 반사 봉지재(30)가 상기 리드 프레임(10) 상에 금형으로 몰딩 성형되기 이전에, 상기 리드 프레임(10)의 제 2 전극(12) 중 한 군데에 와이어 본딩 장비의 본딩 헤드가 와이어의 시작점을 본딩하고, 와이어 소재를 공급하면서 상승, 이동 및 하강하는 과정을 거치고, 상기 제 3 전극(13)의 다른 한 군데에 상기 본딩 헤드가 와이어의 종료점을 본딩하는 작업을 통해서 상기 와이어 퓨즈(20-1)가 전체적으로 역U자형 곡선 형태로 성형되어 본딩되면서 가늘게 이루어질 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2의 점선 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 반사 봉지재(30)는, 상기 발광 소자(1)에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부(31)가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간(A)과, 상기 제 2 전극 분리 공간(B)에 충전되며, 상기 전기 차단 부재(20)를 밀봉하는 몰딩 부재일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 반사 봉지재(30)는, 에폭시 수지 조성물, 실리콘 수지 조성물, 변성 에폭시 수지 조성물, 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지, 브래그(Bragg) 반사층, 에어갭(air gap), 전반사층, 금속층 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 반사 봉지재(30)는, 적어도 반사물질이 포함된 EMC, 반사물질이 포함된 화이트 실리콘, PSR(Photoimageable Solder Resist) 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 더욱 구체적으로는, 예를 들어서, 상기 반사 봉지재(30)은, 실리콘 수지 조성물, 실리콘 변성 에폭시 수지 등의 변성 에폭시 수지 조성물, 에폭시 변성 실리콘 수지 등의 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지 등의 수지 등이 적용될 수 있다.
또한, 이들 수지 중에, 산화 티타늄, 이산화규소, 이산화티탄, 이산화지르코늄, 티타늄산 칼륨, 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소, 멀라이트, 크롬, 화이트 계열이나 금속 계열의 성분 등 광 반사성 물질을 함유시킬 수 있다. 이외에도, 상기 반사 봉지재(30)는 도면에 국한되지 않고 매우 다양한 형상과 재질로 이루어질 수 있다.
순서적으로 살펴보면, 상기 제 1 전극(11)과, 상기 발광 소자(1)와, 상기 제 2 전극(12)과, 상기 전기 차단 부재(20)와, 상기 제 3 전극(13)은 직렬로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 전기 차단 부재(20)가 단락되면 상기 발광 소자(1)에도 전기가 공급되지 않고, 이로 인하여, 고전류 또는 고전압 환경시, 상기 발광 소자(1)가 보호되거나 화재가 발생되지 않아서 사고를 미연에 방지할 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 반사 컵부(31)에는 충전재(80)가 충전될 수 있다.
여기서, 상기 충전재(80)는, 입자의 크기가 상대적으로 작고 치밀한 재질인, 적어도 실리콘, 투명 에폭시, 형광체 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다.
이외에도, 상기 충전재(80)는, 유리, 아크릴, 에폭시 수지는 물론, EMC, 에폭시 수지 조성물, 실리콘 수지 조성물, 변성 에폭시 수지 조성물, 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지 등을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 충전재(80)는 형광체를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 형광체는 아래와 같은 조성식 및 컬러를 가질 수 있다.
산화물계: 황색 및 녹색 Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce
실리케이트계: 황색 및 녹색 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 (Ba,Sr)3SiO5:Ce
질화물계: 녹색 β-SiAlON:Eu, 황색 L3Si6O11:Ce, 등색 α-SiAlON:Eu, 적색 CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu
이러한, 상기 형광체의 조성은 기본적으로 화학양론(Stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상 각 족들 내 다른 원소로 치환이 가능하다. 예를 들어 Sr은 알카리토류(II)족의 Ba, Ca, Mg 등으로, Y은 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 등으로 치환이 가능하다, 또한 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 등으로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제등이 추가로 적용될 수 있다.
또한, 상기 형광체는 양자점(Quantum Dot) 등의 물질들을 포함할 수 있다. 이러한 형광체는 전술한 산화물계, 질화물계, 실리케이트계, QD 물질을 단독 또는 혼합으로 사용할 수 있다.
QD는 CdSe, InP 등의 코어(3 ~ 10nm)와 ZnS, ZnSe 등의 쉘(0.5 ~ 2nm)및 코어, 쉘의 안정화를 위한 리간드(Ligand)의 구조로 구성될 수 있으며, 크기에 따라 다양한 칼라를 구현할 수 있다.
또한, 상기 형광체의 도포 방식은 크게 LED 칩 또는 발광소자에 뿌리는 방식, 또는 막 형태로 덮는 방식, 필름 또는 세라믹 형광체 등의 시트 형태를 부착하는 방식 중 적어도 하나를 사용 할 수 있다.
뿌리는 방식으로는 디스펜싱, 스프레이 코팅 등이 일반적이며 디스펜싱은 공압방식과 스크류(Screw), 리니어 타입(Linear type) 등의 기계적 방식을 포함한다. 제팅(Jetting) 방식으로 미량 토출을 통한 도팅량 제어 및 이를 통한 색좌표 제어도 가능하다. 웨이퍼 레벨 또는 발광 소자 기판상에 스프레이 방식으로 형광체를 일괄 도포하는 방식은 생산성 및 두께 제어가 용이할 수 있다.
상기 발광 소자(1) 또는 LED 칩 위에 막 형태로 직접 덮는 방식은 전기영동, 스크린 프린팅 또는 형광체의 몰딩 방식으로 적용될 수 있으며 LED 칩 측면의 도포 유무 필요에 따라 해당 방식의 차이점을 가질 수 있다.
발광 파장이 다른 2종 이상의 형광체 중 단파장에서 발광하는 광을 재 흡수하는 장파장 발광 형광체의 효율을 제어하기 위하여 발광 파장이 다른 2종 이상의 형광체층을 구분할 수 있으며, LED 칩과 형광체 2종 이상의 파장 재흡수 및 간섭을 최소화하기 위하여 각 층 사이에 DBR(ODR)층을 포함 할 수 있다.
균일 도포막을 형성하기 위하여 형광체를 필름 또는 세라믹 형태로 제작 후 LED 칩 또는 발광 소자 위에 부착할 수 있다.
광 효율, 배광 특성에 차이점을 주기 위하여 리모트 형식으로 광변환 물질을 위치할 수 있으며, 이 때 광변환 물질은 내구성, 내열성에 따라 투광성 고분자, 유리등의 물질 등과 함께 위치한다.
이러한, 상기 형광체 도포 기술은 발광 소자에서 광특성을 결정하는 가장 큰 역할을 하게 되므로, 형광체 도포층의 두께, 형광체 균일 분산 등의 제어 기술들이 다양하게 연구되고 있다. QD 또한 형광체와 동일한 방식으로 LED 칩 또는 발광 소자에 위치할 수 있으며, 유리 또는 투광성 고분자 물질 사이에 위치하여 광 변환을 할 수 있다.
따라서, 과전류 또는 과전압이 인가시 상기 와이어 퓨즈(20-1)가 저항열에 의해서 용융되어 단락되기 때문에 전기를 자동적으로 단속할 수 있고, 이로 인하여 상기 발광 소자(1)에 고전압 또는 고전류가 인가되지 않기 때문에 상기 발광 소자(1) 및 기타 부품들을 보호할 수 있고, 결구, 부품의 열화, 발화, 연소 및 화재 발생을 사전에 예방할 수 있다. 또한, 상기 와이어 퓨즈(20-1)는, 기존의 반도체 본딩 와이어 공정 및 장비를 활용하여 생산 비용 및 생산 시간을 줄일 수 있다.
도 4 내지 도 8은 도 1의 발광 소자 패키지(100)의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)의 제조 과정을 단계적으로 설명하면, 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 전극 분리 공간(A)을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극(11)이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극(12)이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간(B)을 사이에 두고, 상기 제 2 전극(12)과 이격되게 설치되는 제 3 전극(13)을 포함하는 리드 프레임(10)을 준비할 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 리드 프레임(10)의 제 2 전극(12)과 상기 제 3 전극(13)을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재(20)의 일종인 상기 와이어 퓨즈(20-1)를 설치할 수 있다.
이 때, 상기 와이어 퓨즈(20-1)는, 기존의 반도체 본딩 와이어와 동일한 규격의 동일한 와이어 본딩 장비로 제작되는 동일한 재질 또는 재질만 변경된 본딩 와이어를 적용할 수 있기 때문에 기존의 반도체 본딩 와이어 공정 및 장비를 활용하여 생산 비용 및 생산 시간을 줄일 수 있다.
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 금형을 이용하여 상기 발광 소자(1)에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부(31)가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간(A)과, 상기 제 2 전극 분리 공간(B)에 충전되며, 상기 와이어 퓨즈(20-1)를 밀봉하는 반사 봉지재(30)를 몰딩 성형할 수 있다.
이 때, 상기 반사 봉지재(30)는 상기 와이어 퓨즈(20-1) 주위에 유동상태로 치밀하게 설치될 수 있고, 이후 경화되어 상기 와이어 퓨즈(20-1)를 견고하게 보호하고, 만약, 상기 와이어 퓨즈(20-1)에서 화재가 발생되더라도 밀봉된 환경 속에서 자동 소화될 수 있다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 리드 프레임(10)의 상기 제 1 전극(11)과 상기 제 2 전극(12)에 발광 소자(1)를 안착시킬 수 있다.
이어서 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 반사 컵부(31)의 내부에 상기 충전재(80)를 충전시킬 수 있다. 여기서, 상기 충전재(80)는 투광성 봉지재나 형광체일 수 있고, 기타 각종 렌즈나 보호층이 추가로 설치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛(1000)을 나타내는 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛(1000)는, 제 1 전극 분리 공간(A)을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극(11)이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극(12)이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간(B)을 사이에 두고, 상기 제 2 전극(12)과 이격되게 설치되는 제 3 전극(13)을 포함하는 리드 프레임(10)과, 상기 리드 프레임(10)의 제 2 전극(12)과 상기 제 3 전극(13)을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재(20)와, 상기 리드 프레임(10)에 안착되는 발광 소자(1)와, 상기 발광 소자(1)에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부(31)가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간(A)과, 상기 제 2 전극 분리 공간(B)에 충전되며, 상기 전기 차단 부재(20)를 밀봉하는 반사 봉지재(30) 및 상기 발광 소자(1)의 광 경로에 설치되는 도광판(70)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 리드 프레임(10)과, 상기 전기 차단 부재(20)와, 상기 발광 소자(1)와, 상기 반사 봉지재(30)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상술된 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)의 구성 요소들과 그 역할 및 구성이 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 도광판(70)은, 상기 발광 소자(1)에서 발생된 빛을 유도할 수 있도록 투광성 재질로 제작될 수 있는 광학 부재일 수 있다.
이러한, 상기 도광판(70)은, 상기 발광 소자(1)에서 발생된 빛의 경로에 설치되어, 상기 발광 소자(1)에서 발생된 빛을 보다 넓은 면적으로 전달할 수 있다.
이러한, 상기 도광판(70)은, 그 재질이 폴리카보네이트 계열, 폴리술폰계열, 폴리아크릴레이트 계열, 폴리스틸렌계, 폴리비닐클로라이드계, 폴리비닐알코올계, 폴리노르보넨 계열, 폴리에스테르 등이 적용될 수 있고, 이외에도 각종 투광성 수지 계열의 재질이 적용될 수 있다. 또한, 상기 도광판(70)은, 표면에 미세 패턴이나 미세 돌기나 확산막등을 형성하거나, 내부에 미세 기포를 형성하는 등 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
여기서, 도시하지 않았지만, 상기 도광판(70)의 상방에는 각종 확산 시트, 프리즘 시트, 필터 등이 추가로 설치될 수 있다. 또한, 상기 도광판(70)의 상방에는 LCD 패널 등 각종 디스플레이 패널이 설치될 수 있다.
한편, 도시하지 않았지만, 본 발명은 상술된 상기 발광 소자 패키지(100)를 포함하는 조명 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 조명 장치의 구성 요소들은 상술된 본 발명의 발광 소자 패키지의 그것들과 구성과 역할이 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 전기 차단 부재(20)의 여러 실시예들을 나타내는 사시도이다.
먼저, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 전기 차단 부재(20)는, 선 형상의 선 퓨즈(20-2)일 수 있다. 이러한 상기 선 퓨즈(20-2)는 퓨즈 선재를 필요한 길이만큼 편리하게 잘라서 설치하는 것으로서, 각종 본딩 매체나 고정 부재에 의해서 일단부가 상기 제 2 전극(12)에 고정되고, 타단부가 상기 제 3 전극에 고정될 수 있다. 이러한 상기 선 퓨즈(20-2)의 재질은 상술된 상기 와이어 퓨즈(20-1)의 그것들과 동일할 수 있고, 사용 환경에 따라 다양한 굵기, 규격 및 위치에 적용될 수 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 전기 차단 부재(20)는, 판 형상의 판 퓨즈(20-3)일 수 있다. 이러한 상기 판 퓨즈(20-3)는 퓨즈 판재를 필요한 길이만큼 편리하게 잘라서 설치하는 것으로서, 각종 본딩 매체나 고정 부재에 의해서 일단부가 상기 제 2 전극(12)에 고정되고, 타단부가 상기 제 3 전극에 고정될 수 있다. 이러한 상기 선 퓨즈(20-2)의 재질은 상술된 상기 와이어 퓨즈(20-1)의 그것들과 동일할 수 있고, 사용 환경에 따라 다양한 두께, 폭, 규격 및 위치에 적용될 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 전기 차단 부재(20)는, 플러그 형상의 플러그 퓨즈(20-4)일 수 있다. 이러한 상기 플러그 퓨즈(20-4)는 길이별로 별도 제작된 것을 끼움돌기에 끼워서 설치하는 것으로서, 일단부가 상기 제 2 전극(12)에 형성된 끼움돌기에 끼워져서 고정되고, 타단부가 상기 제 3 전극에 형성된 끼움돌기에 끼워져서 고정될 수 있다. 이러한 상기 플러그 퓨즈(20-4)의 재질은 상술된 상기 와이어 퓨즈(20-1)의 그것들과 동일할 수 있고, 사용 환경에 따라 다양한 두께, 폭, 규격 및 위치에 적용될 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 전기 차단 부재(20)는, 통 형상의 통 퓨즈(20-5)일 수 있다. 이러한 상기 통 퓨즈(20-5)는 길이별로 별도 제작된 것을 고정 부재나 슬롯에 끼워서 설치하는 것으로서, 일단부가 상기 제 2 전극(12)에 형성된 고정 부재나 슬롯에 끼워져서 고정되고, 타단부가 상기 제 3 전극에 형성된 고정 부재나 슬롯에 끼워서 고정될 수 있다. 이러한 상기 통 퓨즈(20-5)는 내부에 와이어가 설치되고, 외부에 유리관이 와이어를 보호할 수 있는 구조일 수 있으며, 상기 와이어의 재질은 상술된 상기 와이어 퓨즈(20-1)의 그것들과 동일할 수 있고, 사용 환경에 따라 다양한 두께, 폭, 규격 및 위치에 적용될 수 있다.
이외에도, 상기 전기 차단 부재(20)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 바이메탈(20-6)(Bimetal)이 적용될 수 있다. 여기서, 바이메탈은 서로 다른 열변형율을 갖는 2가지 종류의 금속을 서로 맞대어서 과전압이나 과전류가 흐르면 저항열에 의해서 열변형되어 전기를 차단할 수 있다. 이러한 상기 바이메탈(20-6)을 이용하면 정상전압이나 정상전류 회복시 다시 원위치로 돌아와서 전기가 재인가되어 상기 발광 소자(1)가 재발광될 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 전기 차단 부재(20)는, PTC(Positive Temperature coefficient) 디바이스(20-7)가 적용될 수 있다. 여기서, 상기 PTC 디바이스(20-7) 역시, 과전압이나 과전류로 인한 과열시 전기를 차단할 수 있는 소자로서, 이러한 상기 PTC 디바이스(20-7)를 이용하면 정상전압이나 정상전류 회복시 다시 원위치로 돌아와서 전기가 재인가되어 상기 발광 소자(1)가 재발광될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지는, 상기 전기 차단 부재(20)의 화재를 방지할 수 있도록 상기 전기 차단 부재(20)를 둘러싸는 형상으로 설치되는 소화 부재(40)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 소화 부재(40)란, 각종 난연재나, 불연재나, 소화성 재질을 포함하는 것으로서, 예컨데, 세라믹, 실리콘, 고분자 수지, 불활성가스 혼합 약제, 연소계 소화 약제, 브롬계 소화 약제, 유기 인계 소화 약제, 질소계 소화 약제 등 각종 화재 방지 재질이 적용될 수 있다.
따라서, 상기 전기 차단 부재(20)가 단락되면서 순간적으로 2차 화재가 발생되더라도 상기 소화 부재(40)가 상기 전기 차단 부재(20)의 2차 화재를 추가적으로 방지할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지는, 상기 전기 차단 부재(20)의 상태를 확인할 수 있도록 상기 전기 차단 부재(20) 주위에 형성되고, 투광성 재질 또는 색변환 재질로 봉지되는 확인창(50)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 투광성 재질이나 색변화 재질 등은 매우 다양하게 적용될 수 있다.
따라서, 상기 전기 차단 부재(20)의 작동 여부, 예를 들어서, 상기 와이어 퓨즈(20-1)가 단락되었는지, 연결되었는지를 육안으로 쉽게 확인할 수 있고, 이외에도 예컨데, 상기 와이어 퓨즈(20-1)가 고온에 의해서 단락되면 고온에서 색상이 변화되는 물질을 통해 외부에서도 사용자가 쉽게 상기 와이어 퓨즈(20-1)의 단락을 확인할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 사시도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 전기 차단 부재(20)는, 상기 제 2 전극(12)과 상기 제 3 전극(13) 사이의 제 2 전극 분리 공간(B)에 조립될 수 있는 착탈식 퓨즈(60)일 수 있다.
여기서, 상기 착탈식 퓨즈(60)는 일측 또는 양측에 상기 제 2 전극 분리 공간(B)에 형성된 착탈 홈(62)과 대응되는 착탈 돌기(61)가 형성될 수 있다.
또한, 이러한 상기 착탈식 퓨즈(60)는, 내부에 와이어가 설치되고, 외부에 유리관이 와이어를 보호할 수 있으며, 양단에 단자가 설치되는 구조일 수 있다.
따라서, 상기 전기 차단 부재(20)의 교체를 용이하게 하여 퓨즈 단락시 새로운 퓨즈를 교환하여 재사용하는 것이 가능하다.
도 19는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 3 및 도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 제 1 전극 분리 공간(A)을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극(11)이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극(12)이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간(B)을 사이에 두고, 상기 제 2 전극(12)과 이격되게 설치되는 제 3 전극(13)을 포함하는 리드 프레임(10)을 준비하는 단계(S1)와, 이어서, 상기 리드 프레임(10)의 제 2 전극(12)과 상기 제 3 전극(13)을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재(20)를 설치하는 단계(S2)와, 이어서, 상기 발광 소자(1)에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부(31)가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간(A)과, 상기 제 2 전극 분리 공간(B)에 충전되며, 상기 전기 차단 부재(20)를 밀봉하는 반사 봉지재(30)를 설치하는 단계(S3) 및 상기 리드 프레임(10)에 발광 소자(1)를 안착시키는 단계(S4)를 포함할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 발광 소자
10: 리드 프레임
11: 제 1 전극
12: 제 2 전극
13: 제 3 전극
A: 제 1 전극 분리 공간
B: 제 2 전극 분리 공간
20: 전기 차단 부재
20-1: 와이어 퓨즈
20-2: 선 퓨즈
20-3: 판 퓨즈
20-4: 플러그 퓨즈
20-5: 통 퓨즈
20-6: 바이메탈
20-7: PTC 디바이스
30: 반사 봉지재
40: 소화 부재
50: 확인창
60: 착탈식 퓨즈
70: 도광판
80: 충전재
100: 발광 소자 패키지
1000: 백라이트 유닛
10: 리드 프레임
11: 제 1 전극
12: 제 2 전극
13: 제 3 전극
A: 제 1 전극 분리 공간
B: 제 2 전극 분리 공간
20: 전기 차단 부재
20-1: 와이어 퓨즈
20-2: 선 퓨즈
20-3: 판 퓨즈
20-4: 플러그 퓨즈
20-5: 통 퓨즈
20-6: 바이메탈
20-7: PTC 디바이스
30: 반사 봉지재
40: 소화 부재
50: 확인창
60: 착탈식 퓨즈
70: 도광판
80: 충전재
100: 발광 소자 패키지
1000: 백라이트 유닛
Claims (10)
- 제 1 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간을 사이에 두고, 상기 제 2 전극과 이격되게 설치되는 제 3 전극을 포함하는 리드 프레임; 및
상기 리드 프레임의 제 2 전극과 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재;
를 포함하는, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기 차단 부재는, 상기 제 2 전극의 상면에서 상기 제 3 전극의 상면에 본딩되는 와이어 형태의 퓨즈(fuse)인, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기 차단 부재는, 적어도 선 퓨즈, 판 퓨즈, 플러그 퓨즈, 통 퓨즈, 바이메탈(Bimetal), PTC(Positive Temperature coefficient) 디바이스 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것인, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 리드 프레임의 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 안착되는 발광 소자; 및
상기 발광 소자에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간과, 상기 제 2 전극 분리 공간에 충전되며, 상기 전기 차단 부재를 밀봉하는 반사 봉지재;
를 더 포함하는, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기 차단 부재는, 적어도 납(Pb), 주석(Sn), 아연(Zn), 비스무스(Bi), 인듐(In), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 도전성 수지 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지고,
상기 전기 차단 부재의 화재를 방지할 수 있도록 상기 전기 차단 부재를 둘러싸는 형상으로 설치되는 소화 부재;
를 더 포함하는, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기 차단 부재의 상태를 확인할 수 있도록 상기 전기 차단 부재 주위에 형성되고, 투광성 재질 또는 색변환 재질로 봉지되는 확인창;
를 더 포함하는, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기 차단 부재는, 상기 제 2 전극과 상기 제 3 전극 사이의 제 2 전극 분리 공간에 조립될 수 있는 착탈식 퓨즈인, 발광 소자 패키지. - 제 1 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간을 사이에 두고, 상기 제 2 전극과 이격되게 설치되는 제 3 전극을 포함하는 리드 프레임;
상기 리드 프레임의 제 2 전극과 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재;
상기 리드 프레임에 안착되는 발광 소자;
상기 발광 소자에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간과, 상기 제 2 전극 분리 공간에 충전되며, 상기 전기 차단 부재를 밀봉하는 반사 봉지재; 및
상기 발광 소자의 광 경로에 설치되는 도광판;
을 포함하는, 백라이트 유닛. - 제 1 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간을 사이에 두고, 상기 제 2 전극과 이격되게 설치되는 제 3 전극을 포함하는 리드 프레임;
상기 리드 프레임의 제 2 전극과 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재;
상기 리드 프레임에 안착되는 발광 소자; 및
상기 발광 소자에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간과, 상기 제 2 전극 분리 공간에 충전되며, 상기 전기 차단 부재를 밀봉하는 반사 봉지재;
를 포함하는, 조명 장치. - 제 1 전극 분리 공간을 기준으로 일측 방향에 제 1 전극이 설치되고, 타측 방향에 제 2 전극이 설치되며, 제 2 전극 분리 공간을 사이에 두고, 상기 제 2 전극과 이격되게 설치되는 제 3 전극을 포함하는 리드 프레임을 준비하는 단계;
상기 리드 프레임의 제 2 전극과 상기 제 3 전극을 전기적으로 연결하고, 과전류 또는 과전압이 인가되면 전류를 자동적으로 차단할 수 있는 전기 차단 부재를 설치하는 단계;
상기 발광 소자에서 발산되는 빛을 반사할 수 있도록 반사 컵부가 형성되고, 상기 제 1 전극 분리 공간과, 상기 제 2 전극 분리 공간에 충전되며, 상기 전기 차단 부재를 밀봉하는 반사 봉지재를 설치하는 단계; 및
상기 리드 프레임에 발광 소자를 안착시키는 단계;
를 포함하는, 발광 소자 패키지의 제조 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020140033164A KR20150109807A (ko) | 2014-03-21 | 2014-03-21 | 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법 |
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| KR1020150078573A Division KR20150110435A (ko) | 2015-06-03 | 2015-06-03 | 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2019045506A1 (ko) * | 2017-09-01 | 2019-03-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 패키지 및 광원 장치 |
| KR20190025458A (ko) * | 2017-09-01 | 2019-03-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 패키지 및 광원 장치 |
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- 2014-03-21 KR KR1020140033164A patent/KR20150109807A/ko active Application Filing
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- 2015-02-10 WO PCT/KR2015/001317 patent/WO2015141946A1/ko active Application Filing
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|---|---|---|---|---|
| WO2019045506A1 (ko) * | 2017-09-01 | 2019-03-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 패키지 및 광원 장치 |
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