KR20150137282A - 발광 소자 패키지 - Google Patents

발광 소자 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR20150137282A
KR20150137282A KR1020140064876A KR20140064876A KR20150137282A KR 20150137282 A KR20150137282 A KR 20150137282A KR 1020140064876 A KR1020140064876 A KR 1020140064876A KR 20140064876 A KR20140064876 A KR 20140064876A KR 20150137282 A KR20150137282 A KR 20150137282A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting device
device package
light
package according
Prior art date
Application number
KR1020140064876A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102127448B1 (ko
Inventor
장성훈
조윤민
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020140064876A priority Critical patent/KR102127448B1/ko
Publication of KR20150137282A publication Critical patent/KR20150137282A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102127448B1 publication Critical patent/KR102127448B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

실시 예의 발광 소자 패키지는, 기판과, 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광 소자 및 복수의 발광 소자 상에 각각 배치되며, 이웃하는 복수의 발광 소자 사이의 공간으로 광을 굴절시키도록 경사진 상부면을 갖는 복수의 굴절 부재를 포함한다.

Description

발광 소자 패키지{Light Emitting Device package}
실시 예는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
질화갈륨(GaN)의 금속 유기 화학 기상 증착법 및 분자선 성장법 등의 발달을 바탕으로 고휘도 및 백색광 구현이 가능한 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)가 개발되었다.
이러한 LED는 백열등과 형광등 등의 기존 조명기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명, 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다. 이러한 LED 소자의 핵심 경쟁 요소는 고효율 및 고출력 칩 및 패키징 기술에 의한 고휘도의 구현이다.
도 1은 일반적인 발광 소자 패키지의 평면도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A'선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다. 도 2에서, 멀티 어레이 패키지(multi-array package) 몸체(30)의 도시가 생략되었다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(10) 상에 복수의 발광 소자(20)가 서로 소정 간격으로 이격되어 배치된다. 여기서, 복수의 발광 소자(20)는 와이어(wire)(60)에 의해 기판(10)과 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 발광 소자(20) 상에 형광체 플레이트(phosphor plate)(40)가 더 배치될 수 있다. 이 경우, 발광 소자(20)에서 방출된 광은 형광체 플레이트(40)를 투과하여 화살표 방향(52)으로 진행한다.
도 1 및 도 2에 도시된 일반적인 발광 소자 패키지의 경우, 복수의 발광 소자(20)는 각각 위쪽(52)으로 광을 방출한다. 따라서, 이웃하는 복수의 발광 소자(20) 사이의 공간(S)에는 광이 도달하지 않는 암부 영역이 형성될 수 있어 이의 개선이 요구된다.
실시 예는 암부 영역이 형성되지 않은 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예의 발광 소자 패키지는, 기판; 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광 소자; 및 상기 복수의 발광 소자 위에 각각 배치되며, 이웃하는 복수의 발광 소자 사이의 공간으로 광을 굴절 시키도록 경사진 상부면을 갖는 복수의 굴절 부재를 포함할 수 있다.
상기 복수의 굴절 부재 각각의 상기 상부면의 경사각은 상기 발광 소자 패키지의 중심으로부터 주변으로 갈수록 증가할 수 있다.
상기 굴절 부재는 유리를 포함할 수 있다. 이 경우, 발광 소자 패키지는, 상기 굴절 부재의 상부에 배치된 형광체 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자 패키지는, 상기 복수의 굴절 부재와 상기 복수의 발광 소자 사이에 각각 배치된 복수의 형광체 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 형광체 플레이트의 두께는 서로 균일할 수 있다. 상기 형광체 플레이트는 50 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 발광 소자 패키지는, 상기 발광 소자의 상부에 전기적으로 연결된 와이어를 더 포함할 수 있다.
상기 굴절 부재는 형광체를 포함할 수도 있다.
상기 상부면의 경사각은 90°미만일 수 있다.
상기 복수의 발광 소자의 폭은 상기 공간의 폭보다 클 수 있다.
상기 복수의 발광 소자는 상기 발광 소자 패키지의 중심축을 기준으로 수평 방향으로 대칭일 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 서로 수평 방향으로 이격되어 배치된 이웃하는 발광 소자 사이의 공간으로 광이 굴절되어 출사될 수 있으므로, 이웃하는 발광 소자 사이의 공간에 암부 영역의 형성을 배제함으로써, 균일하게 광이 출사되도록 하여 광 품질을 개선시키고, 효과적이면서도 큰 폭의 지향각의 조정이 가능하여, 넓은 분야에 적용될 수 있다.
도 1은 일반적인 발광 소자 패키지의 평면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A'선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 3은 일 실시 예에 의한 발광 소자 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 'K' 부분을 확대하여 도시한 부분 단면도를 나타낸다.
도 5는 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 6은 도 5에 도시된 'L' 부분의 실시 예를 확대 도시한 부분 단면도를 나타낸다.
도 7은 또 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 헤드 램프를 나타낸다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 실시예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도 3은 일 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)의 단면도를 나타낸다.
일 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)는 기판(110), 복수의 발광 소자(120) 및 굴절 부재(130)를 포함한다.
복수의 발광 소자(120)는 기판(110) 상에 서로 이격되어 배치된다.
기판(110)에는 전원을 공급하는 어댑터와 발광 소자(120)를 연결하기 위한 전극 패턴이 형성되어 있을 수 있다. 예를 들어, 기판(110)의 상면에는 발광 소자(120)와 어댑터를 연결하기 위한 탄소나노튜브 전극 패턴이 형성될 수 있다.
기판(110)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 유리, 폴리카보네이트(PC) 또는 실리콘(Si) 등을 포함하여 이루어질 수 있으며, 복수의 발광 소자(120)가 실장되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판일 수 있으며, 필름 형태로 형성될 수 있다.
또한, 기판(110)은 단층 PCB, 다층 PCB, 세라믹 기판, 메탈 코아 PCB 등을 선택적으로 사용할 수 있다.
복수의 발광 소자(120)는 발광 다이오드 칩(LED chip)일 수 있으며, 발광 다이오드 칩은 블루 LED 칩 또는 자외선 LED 칩으로 구성되거나 또는 레드 LED 칩, 그린 LED 칩, 블루 LED 칩, 엘로우 그린(Yellow green) LED 칩, 화이트 LED 칩 중에서 적어도 하나 또는 그 이상으로 구현될 수도 있다. 또한 발광 소자(120)는 수직형, 수평형 또는 플립칩 형태로 구현될 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
복수의 굴절 부재(130)는 복수의 발광 소자(120) 상에 각각 배치되며, 이웃하는 복수의 발광 소자(120) 사이의 공간(S)으로 광을 굴절시키도록 경사진 상부면을 갖는다.
도 4는 도 3에 도시된 'K' 부분을 확대하여 도시한 부분 단면도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 굴절 부재(130)의 상부면(132)은 기판(110)의 상부면(122)과 나란한 수평면(134)으로부터 소정 각도(θ1)만큼 기울어져 있다.
이와 같이, 굴절 부재(130)의 상부면(132)이 기울어짐으로 인해, 발광 소자(120)로부터 방출된 광(200)은 경사진 상부면(132)에서 화살표 방향(202)으로 굴절되어 출사될 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 암부 영역인 공간(S)으로 광(202)이 출사될 수 있기 때문에, 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)에서는 암부 영역이 형성되지 않는다.
복수의 발광 소자(120)의 폭(W1)은 이웃하는 복수의 발광 소자(120)가 이격된 공간(S)의 폭(W2)보다 클 수 있다.
전술한 바와 같이, 이웃하는 복수의 발광 소자(120)에서 방출된 광이 이들 사이의 공간(S)으로 진행할 수 있도록, 복수의 굴절 부재(130) 각각의 상부면(132)의 경사각(θ1)은 발광 소자 패키지(100A)의 중심(C)으로부터 주변으로 갈수록 증가할 수 있다.
또한, 상부면(132)의 경사각(θ1)이 0°이하이거나 90°보다 클 경우 도 2에 도시된 공간(S)에 암부 영역이 형성될 수 있고, 90°일 경우 굴절 부재(130)의 두께는 무한대일 수 있다. 따라서, 경사각(θ1)은 0°보다 크고 90°미만일 수 있다.
또한, 복수의 발광 소자(120)는 발광 소자 패키지(100A)의 중심축(C)을 기준으로 수평 방향으로 대칭일 수 있다. 즉, 도 3에 예시된 중심축(C)의 오른쪽에 위치한 굴절 부재(130)의 상부면(132)의 경사각과 중심축(C)의 왼쪽에 위치한 굴절 부재(130)의 상부면(132)의 경사각은 서로 대칭일 수 있지만, 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 도 3에 예시된 바와 달리 중심축(C)의 오른쪽에 위치한 굴절 부재(130)의 상부면(132)의 경사각과 중심축(C)의 왼쪽에 위치한 굴절 부재(130)의 상부면(132)의 경사각은 서로 비대칭일 수도 있다.
도 4를 참조하면, 광의 출사각(θ2)과 경사각(θ1)은 스넬의 법칙(Snell's law)에 따라 다음 수학식 1과 같은 관계를 갖는다.
Figure pat00001
여기서, 광의 입사각과 경사각(θ1)은 서로 동일하며, n1은 굴절 부재(130)의 굴절률을 나타내고, n2는 공기의 굴절률을 각각 나타낸다.
전술한 바와 같이 굴절 부재(130)의 상부면(132)이 경사각(θ1)만큼 기울어짐으로 인해, 발광 소자(120)로부터 방출된 광(200)이 경사진 상부면(132)에서 화살표 방향(202)으로 굴절되어 출사될 수 있다면, 중심축(C)의 오른쪽에 위치한 굴절 부재(130)의 상부면(132)의 경사각과 중심축(C)의 왼쪽에 위치한 굴절 부재(130)의 상부면(132)의 경사각은 서로 대칭일 수도 있고 비대칭일 수도 있다.
도 3에 예시된 굴절 부재(130)는 유리(glass)를 포함할 수 있다.
또한, 발광 소자 패키지(100A)는 형광체 플레이트(phosphor plate)(140A)를 더 포함할 수 있다. 형광체 플레이트(140A)는 굴절 부재(130)의 상부에 배치된다.
형광체 플레이트(140A)가 배치될 경우, 발광 소자(120)로부터 방출된 광은 위쪽(152)으로 출사되며, 형광체 플레이트(140A)는 발광 소자(120)에서 방출된 광(152)의 파장을 원하는 파장 대역으로 변화시킨 후 화살표(154) 방향으로 출사할 수 있다.
만일, 발광 소자(120)가 블루 LED이고 발광 소자 패키지(100A)로부터 백색 광을 출사시키고자 할 경우, 형광체 플레이트(140A)는 옐로우 형광체(Yellow phosphor)을 포함하거나, 레드 형광체(Red phosphor)과 그린 형광체(Green phosphor)을 동시에 포함하거나, 옐로우 형광체(Yellow phosphor), 레드 형광체(Red phosphor) 및 그린 형광체(Green phosphor)를 모두 포함할 수도 있다.
전술한 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)에서 발광 소자(120)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 물질로 굴절 부재(130)를 구현할 수 있다. 이와 같이 빛의 출사 방향으로 굴절률이 점차 작아질 경우, 발광 소자 칩(120)에서 방출된 광은 상부로 용이하게 탈출할 수 있으며, 도 2에 도시된 공간(S)에 암부 영역이 형성되지 않을 수 있다.
예를 들어, 발광 소자(120)의 굴절률은 2.5이고, 굴절 부재(130)의 굴절률은 2.5보다 작은 1.5 정도의 굴절률을 갖는 물질 예를 들어 글래스(glass)로 구현될 수 있다.
도 5는 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100B)의 단면도를 나타낸다.
도 3에 예시된 발광 소자 패키지(100A)의 경우, 형광체 플레이트(140A)는 굴절 부재(130)의 상에 배치된다. 반면에, 도 5에 예시된 발광 소자 패키지(100B)의 경우 복수의 형광체 플레이트(140B)는 복수의 굴절 부재(130)와 복수의 발광 소자(120) 사이에 각각 배치된다. 이를 제외하면, 도 5에 예시된 발광 소자 패키지(100B)는 도 3에 예시된 발광 소자 패키지(100A)와 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.
도 5에 예시된 발광 소자 패키지(100B)의 경우 발광 소자(120)로부터 방출된 광은 형광체 플레이트(140B)에서 원하는 파장 대역을 갖는 광으로 변화된 다음, 화살표 방향(156)으로 출사된다.
복수의 형광체 플레이트(140B)의 두께는 서로 균일할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 복수의 형광체 플레이트(140B)의 두께는 서로 다를 수도 있다.
또한, 복수의 형광체 플레이트(140B)의 두께(t1)는 복수의 발광 소자(120)의 두께(t2)와 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, 복수의 형광체 플레이트(140B)의 두께(t1)가 50 ㎛ 보다 작을 경우, 복수의 형광체 플레이트(140B)의 제조 공정이 어려울 수 있다. 또한, 복수의 형광체 플레이트(140B)의 두께(t1)가 200 ㎛보다 클 경우 형광체 플레이트(140B)의 투과율 때문에 광속이 많이 손실될 수 있다. 따라서, 복수의 형광체 플레이트(140B)의 두께(t1)는 50 ㎛ 내지 200 ㎛ 예를 들어 120 ㎛일 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 'L' 부분의 실시 예를 확대 도시한 부분 단면도를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 발광 소자 패키지(100B)는 와이어(wire)(160)를 더 포함할 수 있다. 와이어(160)는 도 1에 도시된 와이어(60)에 해당할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
도 6을 참조하면, 복수의 형광체 플레이트(140B)에서 해당하는 형광체 플레이트는 복수의 발광 소자(120)에서 해당하는 발광 소자의 상부에 배치된다. 이때, 발광 소자(120)의 상부에 와이어(160)가 전기적으로 연결된다. 그러나, 실시 예는 와이어(160)와 발광 소자(120)의 결선 형태에 국한되지 않는다. 즉, 와이어(160)와 발광 소자(120)는 도 6에 예시된 실시 예에서와 다른 형태로 결선될 수 있음은 물론이다.
전술한 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100B)에서 발광 소자(120)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 물질로 형광체 플레이트(140B)를 구현하고, 형광체 플레이트(140B)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 물질로 굴절 부재(130)를 구현할 수 있다. 이와 같이 빛의 출사 방향으로 굴절률이 점차 작아질 경우, 발광 소자(120)에서 방출된 광이 상부로 용이하게 탈출할 수 있으며, 도 2에 도시된 공간(S)에 암부 영역이 형성되지 않을 수 있다.
도 7은 또 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100C)의 단면도를 나타낸다.
도 3에 예시된 발광 소자 패키지(100A)에서 굴절 부재(130)는 유리를 포함할 수 있다. 반면에, 도 7에 예시된 발광 소자 패키지(100C)에서 굴절 부재(140C)는 형광체를 포함할 수 있다. 즉, 도 7에 예시된 굴절 부재(140C)는 도 3에 예시된 굴절 부재(130)와 형광체 플레이트(140A)의 역할을 동시에 수행할 수 있다. 또한, 도 7에 예시된 굴절 부재(140C)는 도 5에 예시된 형광체 플레이트(140B)와 굴절 부재(130)의 역할을 동시에 수행할 수 있다. 이를 제외하면, 도 7에 예시된 발광 소자 패키지(100C)는 도 3 또는 도 5에 예시된 발광 소자 패키지(100A, 100B)와 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다. 이 경우, 도 7에 예시된 굴절 부재(140C)는 복수의 발광 소자(120)로부터 방출된 광을 굴절시키는 역할을 수행할 뿐만 아니라 복수의 발광 소자(120)로부터 방출된 광의 파장 대역을 변화시켜 화살표 방향(158)으로 광을 출사시킬 수 있다.
도 3 및 도 5에 도시된 굴절 부재(130)의 상부면(132)이 경사지게 형성되는 것과 같이, 이웃하는 복수의 발광 소자(120)에서 방출된 광이 이들 사이의 공간(S)으로 진행할 수 있도록, 도 7에 예시된 굴절 부재(140C)의 상부면(142)은 경사져 있으며, 이러한 경사각(θ1)은 발광 소자 패키지(100C)의 중심(C)으로부터 주변으로 갈수록 증가할 수 있다.
전술한 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100C)에서 발광 소자(120)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 물질로 굴절 부재(140C)를 구현할 수 있다. 이와 같이 빛의 출사 방향으로 굴절률이 점차 작아질수록, 발광 소자(120)에서 방출된 광이 용이하게 상부로 탈출될 수 있으며, 도 2에 도시된 공간(S)에 암부 영역이 형성되지 않을 수 있다.
도 3, 도 5 및 도 7에 도시된 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지를 A-A' 선을 따라 절취한 단면도에 해당할 수 있지만, 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)는 도 1에 도시된 평면 형상에 국한되지 않는다.
전술한 도 3, 도 5 및 도 7에 예시된 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)의 경우 굴절 부재(130, 140C)의 상부면(132, 142)이 경사져 있으므로, 발광 소자(120) 사이의 공간(S)으로 광이 출사될 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같은 암부가 제거될 수 있어 광 품질이 개선될 수 있다.
또한, 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)에서 효과적이면서도 큰 폭의 지향각의 조정이 가능하여, 넓은 분야에 적용될 수 있다.
발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판(미도시), 프리즘 시트(미도시), 확산 시트(미도시) 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛(light unit)으로 기능할 수 있다.
또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 또는 조명 장치로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 장치는 램프나 가로등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 발광 소자 패키지가 배치된 조명 장치의 실시 예로서, 헤드 램프와 표시 장치를 설명한다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 헤드 램프(head lamp, 900)를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 헤드 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 도 3, 도 5 및 도 7에 도시된 실시 예(100A, 100B, 100C)일 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.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치(1000)를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 조명 장치(1000)는 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 장치(1000)는 부재(1300)와 홀더(1500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
광원 모듈(1200)은 도 3, 도 5 또는 도 7에 예시된 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)를 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.
부재(1300)는 방열체(1400)의 상면 위에 배치될 수 있고, 복수의 광원부(1210)와 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) 및 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 상에는 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 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.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100A, 100B, 100C: 발광 소자 패키지 110: 기판
120: 복수의 발광 소자 130, 140C: 굴절 부재
140A, 140B: 형광체 플레이트 900: 헤드 램프
902: 리플렉터 903: 쉐이드
904: 렌즈 1000: 조명 장치
1100: 커버 1200: 광원 모듈
1400: 방열체 1600: 전원 제공부
1700: 내부 케이스 1800: 소켓

Claims (11)

  1. 발광 소자 패키지에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광 소자; 및
    상기 복수의 발광 소자 상에 각각 배치되며, 이웃하는 복수의 발광 소자 사이의 공간으로 광을 굴절시키도록 경사진 상부면을 갖는 복수의 굴절 부재를 포함하고,
    상기 복수의 굴절 부재 각각의 상기 상부면의 경사각은 상기 발광 소자 패키지의 중심으로부터 주변으로 갈수록 증가하는 발광 소자 패키지.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 굴절 부재는 유리를 포함하는 발광 소자 패키지.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 굴절 부재의 상부에 배치된 형광체 플레이트를 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 복수의 굴절 부재와 상기 복수의 발광 소자 사이에 각각 배치된 복수의 형광체 플레이트를 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 복수의 형광체 플레이트의 두께는 서로 균일한 발광 소자 패키지.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 형광체 플레이트는 50 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 갖는 발광 소자 패키지.
  7. 제4 항에 있어서, 상기 발광 소자의 상부에 전기적으로 연결된 와이어를 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 굴절 부재는 형광체를 포함하는 발광 소자 패키지.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 상부면의 경사각은 90°미만인 발광 소자 패키지.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 발광 소자의 폭은 상기 공간의 폭보다 큰 발광 소자 패키지.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 발광 소자는 상기 발광 소자 패키지의 중심축을 기준으로 수평 방향으로 대칭인 발광 소자 패키지.
KR1020140064876A 2014-05-29 2014-05-29 발광 소자 패키지 KR102127448B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140064876A KR102127448B1 (ko) 2014-05-29 2014-05-29 발광 소자 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140064876A KR102127448B1 (ko) 2014-05-29 2014-05-29 발광 소자 패키지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150137282A true KR20150137282A (ko) 2015-12-09
KR102127448B1 KR102127448B1 (ko) 2020-06-26

Family

ID=54873236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140064876A KR102127448B1 (ko) 2014-05-29 2014-05-29 발광 소자 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102127448B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080009272A (ko) * 2005-04-26 2008-01-28 닛폰 세이키 가부시키가이샤 조명 장치와 그 조명 장치를 구비한 액정 표시 장치
JP2012234783A (ja) * 2011-04-27 2012-11-29 Colcoat Kk 導光体を用いたｌｅｄ電球及び照明器具
JP2014513440A (ja) * 2011-05-04 2014-05-29 クリー インコーポレイテッド 非対称な光出力を達成するための発光ダイオード（ｌｅｄ）

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080009272A (ko) * 2005-04-26 2008-01-28 닛폰 세이키 가부시키가이샤 조명 장치와 그 조명 장치를 구비한 액정 표시 장치
JP2012234783A (ja) * 2011-04-27 2012-11-29 Colcoat Kk 導光体を用いたｌｅｄ電球及び照明器具
JP2014513440A (ja) * 2011-05-04 2014-05-29 クリー インコーポレイテッド 非対称な光出力を達成するための発光ダイオード（ｌｅｄ）

Also Published As

Publication number Publication date
KR102127448B1 (ko) 2020-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6974069B2 (ja) 発光モジュ−ル及びレンズ
US9255689B2 (en) Optical lens and light source module having the same
US9169980B2 (en) Lighting device and display device
US10260702B2 (en) Lamp unit and vehicle lamp device using same
US9163805B2 (en) LED lens and LED module for two-sided lighting, and LED two-sided lighting apparatus using same
JP6442199B2 (ja) 発光素子パッケージ
US20130043493A1 (en) Light-emitting diode structure
US9310594B2 (en) Optical lens and light source module having the same
US10400988B2 (en) Light emitting module and light emitting apparatus
KR102160775B1 (ko) 발광 소자 패키지
KR102304267B1 (ko) 발광 소자 패키지 및 이를 포함하는 백 라이트 유닛
US9909734B2 (en) Lens, light-emitting device package including the lens, and lighting apparatus including the package
KR102127448B1 (ko) 발광 소자 패키지
US10396247B2 (en) Light-emitting device package
KR20160116947A (ko) 발광 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102554658B1 (ko) 렌즈, 렌즈를 포함하는 발광 소자 패키지 및 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치
KR102342227B1 (ko) 광학 장치
KR101977280B1 (ko) 발광 소자 패키지
KR102160779B1 (ko) 발광소자 모듈
KR102231644B1 (ko) 발광 유닛
CN109764313A (zh) 一种纳米反光罩路灯配光解决方案
US20140211479A1 (en) Light emitting diode illuminating device
KR20160145303A (ko) 발광 소자 패키지
US20150055352A1 (en) Optical lens and light source module having the same
KR20150117856A (ko) 발광 소자 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant