KR20220045832A - LED(Light Emitting Diode) 패키지 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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송종섭
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이태현
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Abstract

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따르면, LED(Light Emitting Diode) 패키지가 제공된다. 상기 LED 패키지는, 기판 상에 배치된 LED칩; 상기 LED 칩 상에 배치된 접착성 형광 필름; 상기 접착성 형광 필름 상에 배치된 셀 렌즈; 및 상기 LED 칩, 접착성 형광 필름 및 셀 렌즈 각각의 측면을 커버하는 측면 반사층을 포함하되, 상기 측면 반사층의 측면은 상기 기판의 측면과 공면을 이룰 수 있다.

Description

LED(Light Emitting Diode) 패키지 및 이를 포함하는 전자 장치{LED PACKAGE AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 개시의 기술적 사상은 LED(Light Emitting Diode) 패키지 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode) 칩 및 LED 칩을 포함하는 LED 패키지는 낮은 소비 전력, 높은 밝기, 긴 수명 등의 여러 장점을 가지고 있어 광원으로 그 사용 영역을 점점 넓혀가고 있다. LED 패키지를 조명 광원으로 사용하는 대표적인 예시는 스마트 폰 등과 같은 핸드 셋 제품의 카메라 모듈에 포함된 플래시 라이트이다.
플래시 라이트의 조명 광원으로 LED 패키지를 적용하는 경우, LED 패키지의 밝기, 광 지향 각, 조사 각 등을 제품 특성(Specification)에 맞춰 조절할 필요가 있다. 특히 최근 높은 수준의 사용자 경험을 제공하기 위해, 핸드 셋 제품의 전면 및 후면에 형성된 홀의 직경을 최소화하려는 요구가 증대되고 있다. 이에 따라, 초 광각(Super wide angle) 배광 특성을 갖는 플래시 조명 광원에 대한 연구가 지속되고 있다.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 배광 특성이 개선된 LED(Light Emitting Diode) 패키지 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따르면, LED(Light Emitting Diode) 패키지가 제공된다. 상기 LED 패키지는, 기판 상에 배치된 LED칩; 상기 LED 칩 상에 배치된 접착성 형광 필름; 상기 접착성 형광 필름 상에 배치된 셀 렌즈; 및 상기 LED 칩, 접착성 형광 필름 및 셀 렌즈 각각의 측면을 커버하는 측면 반사층을 포함하되, 상기 측면 반사층의 측면은 상기 기판의 측면과 공면을 이룰 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, LED 패키지가 제공된다. 상기 LED 패키지는, 기판과 전기적으로 연결되도록 구성된 LED 칩; 상기 LED 칩의 상면과 접하는 접착성 형광 필름; 상기 접착성 형광 필름의 상면과 부분적으로 접하는 셀 렌즈; 및 상기 LED 칩, 접착성 형광 필름 및 셀 렌즈 각각의 측면을 커버하는 측면 반사층을 포함하되, 상기 셀 렌즈는 프레넬 렌즈이고, 및 상기 셀 렌즈와 상기 접착성 형광 필름의 사이에 에어 갭이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 광학 창이 형성된 커버 글라스 및 상기 광학 창을 통해 광을 방출하도록 구성된 LED 패키지를 포함하는 전자 장치가 제공된다. 상기 LED 패키지는, 기판과 전기적으로 연결되도록 구성된 LED 칩; 상기 접착성 형광 필름의 상면과 부분적으로 접하는 셀 렌즈; 및 상기 LED 칩, 접착성 형광 필름 및 셀 렌즈 각각의 측면을 커버하는 측면 반사층을 포함하되, 상기 셀 렌즈와 상기 접착성 형광 필름의 사이에 에어 갭이 형성되고, 상기 셀 렌즈는 상기 에어 갭과 연통되고, 상기 셀 렌즈의 중심에 형성된 벤트 홀을 더 포함하고, 및 상기 에어 갭의 직경은 0.5mm 내지 1.4㎜의 범위에 있고, 상기 벤트 홀의 직경은 50㎛ 내지 100㎛의 범위에 있을 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른, LED 패키지는 높은 광 효율 및 넓은 광각을 가지면서도, 칩 스케일 패키지 수준으로 소형화가 가능하다. 이에 따라, LED 패키지가 채용된 전자 기기에 상대적으로 좁은 광학 창을 형성할 수 있는바, 높은 수준의 사용자 경험을 제공할 수 있다.
도 1a은 예시적인 실시예들에 따른 LED(Light Emitting Diode) 패키지를 포함하는 전자 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1b은 예시적인 실시예들에 따른 LED 패키지를 포함하는 전자 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a는 예시적인 실시예들에 따른 셀 렌즈를 도시한 단면도이다.
도 2b는 바라본 셀 렌즈를 도시한 평면도이다.
도 3a는 예시적인 실시예들에 따른 LED 패키지를 포함하는 전자 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3b는 예시적인 실시예들에 따른 LED 패키지에 포함된 셀 렌즈를 확대 도시한 단면도이다.
도 4a는 예시적인 실시예들에 따른 LED 패키지를 포함하는 전자 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4b는 예시적인 실시예들에 따른 LED 패키지에 포함된 셀 렌즈를 확대 도시한 단면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른, 전자 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른, LED 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7 내지 도 9는 예시적인 실시예들에 따른, LED 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 1a은 예시적인 실시예들에 따른 LED(Light Emitting Diode) 패키지를 포함하는 전자 장치(10)를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1b은 예시적인 실시예들에 따른 LED 패키지를 포함하는 전자 장치(10)를 설명하기 위한 단면도이다. 보다 구체적으로, 도 1b는 도 1a의 제4 광학 창(W4)에 대응되는 부분의 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 비제한적 예시로서, 전자 장치(10)는 스마트 폰(Smart phone)과 같은 셀룰러(Cellular) 폰일 수 있다. 하지만 이는 예시적인 것으로서, 전자 장치(10)는 노트북, 데스크 탑, 모니터, 태블릿, 디지털 카메라 등과 같이 광학 기기(예컨대, 조명, 광 센서 및 카메라 등)를 위한 광학 창을 포함하는 임의의 전자 기기일 수 있다.
전자 장치(10)는 복수의 광학 창들(W1, W2, W3, W4, W5)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 광학 창들(W1, W2, W3)은 서로 다른 기능의 카메라들을 위한 광 경로를 제공할 수 있다. 예컨대, 광학 창(W1)은 초 광각(Super wide angle) 카메라를 위한 광 경로를 제공할 수 있고, 광학 창(W2)은 광각 카메라를 위한 광 경로를 제공할 수 있으며, 광학 창(W3)은 망원 카메라를 위한 광 경로를 제공할 수 있다. 광학 창(W4)은 플래시 조명의 광원인 LED 패키지(100)를 위한 광 경로를 제공할 수 있다. 광학 창(W5)은 IR 센서 등 주변 광 센서를 위한 광 경로를 제공할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 광학 창(W4)의 직경(D1)을 작게하면서도 높은 중심 조도 및 초 광각 광 배향 특성을 갖는 전자 장치(10)를 제공할 수 있다. 이에 따라, 높은 수준의 사용자 경험을 제공하는 동시에 전자 장치(10)의 신뢰성을 제고할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 전자 장치(10)는 LED 패키지(100) 및 커버 글라스(200)를 포함할 수 있다.
LED 패키지(100)는 백색 광을 생성할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. LED 패키지(100)는 예컨대, 플래시 라이트의 조명 광원일 수 있다. LED 패키지(100)는 기판(110), LED 칩(120), 접착성 형광 필름(130), 셀 렌즈(140) 및 측면 반사층(150)을 포함할 수 있다.
LED 칩(120)은 기판(110) 상에 실장될 수 있다. 기판(110)은 예컨대, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)일 수 있다. 일 예에서, 기판(110)은 금속 및/또는 금속화합물을 포함할 수 있다. 기판(110)은 예컨대 MCPCB(Metal-Core Printed Circuit Board)일 수 있고, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
다른 예에서, 기판(110)은 플렉서블하고, 다양한 모양으로 변형이 용이한 연성회로기판(FPCB)일 있다. 다른 예에서, 기판(110)은 일반적인 FR4 타입의 인쇄회로기판일 수 있고, 에폭시, 트리아진, 실리콘, 및 폴리이미드 등을 함유하는 수지 물질을 포함하거나, 실리콘 나이트라이드, AlN, Al2O3 등의 세라믹 물질을 포함할 수도 있다.
기판(110)의 상면에 평행하고 서로 수직한 두 방향을 각각 X 방향 및 Y 방향으로 정의하고, 기판(110)의 상면에 수직한 방향을 Z 방향으로 정의한다. 별다른 언급이 없는 한 방향에 대한 정의는 이하의 도면들에서도 동일하다.
예시적인 실시예들에 따르면, 기판(110)의 평면 형상은 정사각형일 수 있다. 기판(110)의 X 방향 길이(L1)는 약 1㎜ 내지 약 3㎜의 범위에 있을 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 기판(110)의 X 방향 길이(L1)는 약 1.9㎜일 수 있다. 기판(110)의 Y 방향 길이는 X 방향 길이(L1)와 실질적으로 동일할 수 있다. 기판(110)의 한 쌍의 에지들은 X 방향과 평행하고 다른 한 쌍의 에지들은 Y 방향과 평행할 수 있다. 또한, 후술하는 LED 칩(120), 접착성 형광 필름(130) 및 셀 렌즈(140)의 평면 형상들 각각은 정사각형일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 기판(110), 접착성 형광 필름(130) 및 셀 렌즈(140)는 각각 X 방향에 평행한 한 쌍의 에지들 및 Y 방향에 평행한 한 쌍의 에지들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, LED 칩(120)은 예컨대, 플립 칩 형태로 기판(110) 상에 실장될 수 있다. 이 경우, LED 패키지(100)는 기판(110)과 LED 칩(120) 사이에 개재된 솔더 및 범프 등의 외부 접속 단자를 더 포함할 수 있다. 다른 일부 실시예들에 따르면, LED 칩(120)은 에피 업 형태로 기판(110) 상에 실장될 수 있다. 이 경우, LED 칩(120)은 본딩 와이어에 의해 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 본딩 와이어는 측면 반사층(150)에 의해 몰딩될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, LED 칩(120)의 X 방향 길이(L2)는 약 1㎜ 내지 약 2㎜의 범위에 있을 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, LED 칩(120)의 X 방향 길이(L2)는 약 1.5㎜일 수 있다. LED 칩(120)의 Y 방향 길이는 X 방향 길이(L2)와 실질적으로 동일할 수 있다. LED 칩(120)은 청색의 광을 생성할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
LED 칩(120)은 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 도전형 반도체층은 AlxInyGa1-x-yN (0
Figure pat00001
x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성을 갖는 단결정의 질화물로 구성될 수 있다. 제1 도전형 반도체층은 n형 불순물이 도핑된 반도체로 구성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 도전형 반도체층은 Si등이 도핑된 GaN을 포함할 수 있다.
활성층은 제1 도전형 반도체층 상에 배치될 수 있다. 활성층은 전자와 정공의 재결합(Recombination)에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 활성층은 양자 우물층들(미도시)과 양자 장벽층들(미도시)이 교번적으로 적층된 다중 양자 우물(Multiple Quantum Well: MQW) 구조를 포함할 수 있다. 이때 각각의 양자 우물층들 및 양자 장벽층들의 두께는, 3nm 이상 10nm 이하일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 다중 양자 우물 구조는 InGaN 및 GaN의 다중 적층 구조를 포함할 수 있다. 하지만 이에 제한되는 것은 아니고, 예시적인 실시예들에 따르면, 활성층은 단일 양자우물(SQW) 구조로 구성될 수 있다.
제2 도전형 반도체 물질층은 p형 불순물이 도핑된 AlxInyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성을 갖는 단결정의 질화물로 구성될 수 있다. p형 불순물은 예컨대, Mg를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
LED 칩(120) 상에 접착성 형광 필름(130)이 배치될 수 있다. 접착성 형광 필름(130)은 LED 칩(120)과 접할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 접착성 형광 필름(130)은 Si 등의 투명 수지에 형광 물질이 혼합된 필름일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 접착성 형광 필름(130)은 LED 칩(120)에 의해 생성된 광의 색 산포를 감소시킬 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 접착성 형광 필름(130)은 LED 칩(120)에 의해 생성된 청색 광을 백색 광으로 변환할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
예시적인 실시예들에 따르면, 접착성 형광 필름(130)의 X 방향 길이(L3)는 약 1㎜ 내지 약 2㎜의 범위에 있을 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 접착성 형광 필름(130)의 X 방향 길이(L3)는 LED 칩(120)의 X 방향 길이(L2) 보다 더 클 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 접착성 형광 필름(130)의 X 방향 길이(L3)는 LED 칩(120)의 X 방향 길이(L2)의 2배 보다 더 작을 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 접착성 형광 필름(130)의 X 방향 길이(L3)는 약 1.6㎜일 수 있다. 접착성 형광 필름(130)의 Y 방향 길이는 X 방향 길이(L3)와 실질적으로 동일할 수 있다.
접착성 형광 필름(130) 상에 셀 렌즈(140)가 제공될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)는 접착성 형광 필름(130)과 적어도 부분적으로 접할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)는 프레넬(Fresnel) 렌즈일 수 있다. 프레넬 렌즈는 집광 또는 확대에 사용되는 평면형 렌즈로서, 투광 시트의 일면에 각인된 일련의 동심 그루브들(140GR, 도 2a 참조)로 구성될 수 있다. 각각의 그루브들(140GR, 2a 참조)은 서로 다른 개별 렌즈들로 볼 수 있고, 상기 개별 렌즈들은 서로 동일한 초점을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)는 아크릴, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리 비닐 콜라이드(PVC), 폴리 카보네이트(PC), 에폭시, 및 HDPE(High-density Polyethylene)와 같은 플라스틱 물질, 용융 실리카와 같은 유리 물질 및 실리콘(Si)과 같은 반도체 물질 중 어느 하나를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 X 방향 길이(L4)는 약 1㎜ 내지 약 2㎜의 범위에 있을 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 X 방향 길이(L4)는 LED 칩(120)의 X 방향 길이(L2) 보다 더 클 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 X 방향 길이(L4)는 LED 칩(120)의 X 방향 길이(L2)의 2배 보다 더 작을 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 X 방향 길이(L4)는 접착성 형광 필름(130)의 X 방향 길이(L3)와 실질적으로 동일할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 X 방향 길이(L4)는 약 1.6㎜일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 Y 방향 길이는 X 방향 길이(L4)와 실질적으로 동일할 수 있다.
여기서 도 2a 및 도 2b를 참조하여 셀 렌즈(140)의 구조에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 2a는 예시적인 실시예들에 따른 셀 렌즈(140)를 도시한 단면도이다. 도 2b는 제1 면(S1) 향해 바라본 셀 렌즈(140)를 도시한 평면도이다. 도 2b에서, 그루브들(140GR) 중 제2 면(140S2)에 가장 가까운 점들은 파선으로 표시되어 있다.
도 1b 내지 도 2b를 참조하면, 셀 렌즈(140)는 그루브들(140GR)이 형성된 제1 면(140S1) 및 제1 면(140S1)의 반대이고, 실질적으로 평탄한 면인 제2 면(140S2)을 포함할 수 있다. 제1 면(140S1)은 접착성 형광 필름(130)과 대면하는 프레넬 렌즈면일 수 있다. 셀 렌즈(140)는 접착성 형광 필름(130)의 상면과 부분적으로 접하는 접착부(AP)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 접착부(AP)는 셀 렌즈(140)의 가장자리를 따라 연장될 수 있다. 셀 렌즈(140)의 접착부(AP)는 셀 렌즈(140)의 그루브(140GR) 사이의 돌출부보다 제2 면(140S2)으로부터 더 멀리 이격될 수 있다. 이에 따라, 제1 면(140S1)과 접착성 형광 필름(130)의 사이에 에어 갭(140G)이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 제1 면(140S1)은 Y 방향에 평행하고 중심을 지나는 축에 대해 회전 대칭일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 제1 면(140S1)에 대응되는 직경(D2), 즉 에어 갭(140G)의 직경(D1)은 예컨대, 약 1.4 ㎜ 이하일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 그루브들(140GR)로 구성된 제1 면(140S1)의 프로파일에 따라, LED 패키지(100)에 의해 생성된 광이 전자 장치(10)의 광학 창(W4)을 통해 출사되는 각도에 따른 광의 세기가 달라질 수 있다. 여기서 광학창(W4)을 통해 출사되는 각도는 광학 창(W4)을 구성하는 커버 글라스(200)의 법선에 대한 각도, 즉 Y 방향에 대한 각도를 의미한다. 일 예에서, 제1 면(140S1)의 프로파일에 의해 전자 장치(10)의 광학 창(W4)로부터 0˚근방으로 출사되는 광의 세기가 증가될 수 있고, 이 경우, LED 패키지(100)에 의해 생성된 광이 전자 장치(10)로부터 멀리 있는 투사면까지 전달될 수 있다. 다른 예에서, 제1 면(140S1)의 프로파일에 따라, 전자 장치(10)의 광학 창(W4)로부터 약 30˚ 내지 약 40˚의 범위로 출사되는 광의 세기를 증가시킬 수 있고, LED 패키지(100)에 의해 생성된 광이 초 광각 배광 특성을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 중심부에 벤트 홀(140V)이 형성될 수 있다. 이에 따라, LED 패키지(100)의 제조 공정에서 셀 렌즈(140)와 접착성 형광 필름(130)이 분리되는 것을 방지할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 벤트 홀(140V)의 평면 형상은 원형일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 벤트 홀(140V)의 평면 형상은 사각형일 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(140)의 벤트 홀(140V)은 제2 면(140S2)에 가까워질수록 작아지는 직경을 가질 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 면(140S2)과 동일면 상에서 벤트 홀(140V)의 직경(D3)은 약 50㎛ 내지 약 100㎛의 범위에 있을 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 약 100㎛이하의 직경을 갖는 입자는, 벤트 홀(140V)을 통해 에어 갭(140G)에 도입되는 경우에도, 발광 소자 패키지(100)의 발광 특성을 실질적으로 악화시키지 않는다. 예시적인 실시예들에 따르면, 약 100㎛이하의 직경(D3)을 갖는 벤트 홀(140V)을 제공함으로써, 셀 렌즈(140)와 접착성 형광 필름(130)이 분리되는 것을 방지 하면서도, 발광 소자 패키지(100)의 발광 특성을 악화시키지 않는 바, 발광 소자 패키지(100)의 신뢰성이 제고될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 그루브들(140GR)의 높이(H)는 약 35 ㎛ 내지 약 65 ㎛의 범위에 있을 수 있다. 예컨대, 복수의 그루브들(140GR)의 높이(H)는 약 50 ㎛일 수 있다.
도 2a에서는, 셀 렌즈(140)의 중심부 바깥에, 각각 원형 대칭인 3개의 그루브들(140GR)이 형성된 것으로 도시되었으나, 이는 예시를 위한 것으로서 어떠한 의미에서도 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는다. 셀 렌즈(140)는 각각 도 3b 및 도 4b에 도시된 것과 같이 1개나 2개의 그루브들을 포함할 수 있고, 경우에 따라, 4개 이상의 그루브들을 포함할 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 측면 반사층(150)은 기판(110)의 상면, LED 칩(120)의 측면, 접착성 형광 필름(130)의 측면 및 셀 렌즈(140)의 측면을 커버할 수 있다. 측면 반사층(150)은 기판(110)의 상면, LED 칩(120)의 측면, 접착성 형광 필름(130)의 측면 및 셀 렌즈(140)의 측면 각각과 접할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 측면 반사층(150)은 접착성 형광 필름(130)의 하면을 더 커버할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 측면 반사층(150)은 접착성 형광 필름(130)의 하면과 접할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 측면 반사층(150)의 측면(즉, Y 방향과 평행한 면)과 기판(110)의 측면(즉, Y 방향과 평행한 면)은 공면을 이룰 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 측면 반사층(150)의 상면과 셀 렌즈(140)의 상면은 공면을 이룰 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 측면 반사층(150)은 백색 레진을 포함할 수 있다. 백색 레진은, 예컨대 TiO2가 첨가된 Si 수지일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 예시적인 실시예들에 따르면 측면 반사층(150)은 높은 반사율을 가질 수 있고, 이에 따라 LED 패키지(100)의 발광 효율이 제고될 수 있다.
LED 패키지(100) 상에 커버 글라스(200)가 제공될 수 있다. 커버 글라스(200)는 예컨대, 용융 실리카 등의 유리 물질을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 커버 글라스(200)의 LED 패키지(100)를 대면하는 면 상에, 차광부(210)가 배치될 수 있다. 차광부(210)는 광학 창(W4)을 정의할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 광학 창(W4)은 약 1 ㎜ 내지 약 3㎜ 범위의 직경(D1)을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 직경(D1)은 약 2㎜ 이하일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 직경(D3)은 약 1.6㎜ 이하일 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 커버 글라스(200)와 셀 렌즈(140)의 상면 사이의 Z 방향 거리는 약 0.1㎜ 내지 약 0.3㎜의 범위에 있을 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 커버 글라스(200)과 셀 렌즈(140)의 상면 사이의 Z 방향 거리는 약 0.2㎜일 수 있다.
도 3a는 예시적인 실시예들에 따른 LED 패키지(101)를 포함하는 전자 장치(11)를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3b는 예시적인 실시예들에 따른 LED 패키지(101)에 포함된 셀 렌즈(141)를 확대 도시한 단면도이다.
설명의 편의상 도 1a 내지 도 1b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 전자 장치(11)는 도 1b의 LED 패키지(100)와 다른 LED 패키지(101)를 포함하는 것을 제외하고, 도 1b의 전자 장치(10)와 실질적으로 동일할 수 있다.
LED 패키지(101)는 기판(110), LED 칩(120), 접착성 형광 필름(131), 셀 렌즈(141) 및 측면 반사층(151)을 포함할 수 있다. 기판(110) 및 LED 칩(120)은 도 1b를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일하다.
접착성 형광 필름(131) 및 셀 렌즈(141) 각각의 X 방향 길이들은, 도 1b에서와 달리, LED 칩(120)의 X 방향 길이와 실질적으로 동일할 수 있고, 접착성 형광 필름(131) 및 셀 렌즈(141) 각각의 Y 방향 길이들은 LED 칩(120)의 Y 방향 길이와 실질적으로 동일할 수 있다.
이에 따라, LED 칩(120), 접착성 형광 필름(131) 및 셀 렌즈(141) 각각의 측면은 공면을 이룰 수 있다. 측면 반사층(151)은 LED 칩(120), 접착성 형광 필름(131) 및 셀 렌즈(141) 각각의 측면을 커버할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(141)의 제1 면(141S1)은 접착성 형광 필름(131)을 대향할 수 있고, 제2 면(141S2)은 제1 면의 반대일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 면(141S1)과 접착성 형광 필름(131) 사이에 에어 갭(141G)이 형성될 수 있고, 셀 렌즈(141)의 중심부에 상기 에어 갭(141G)과 연통된 벤트 홀(141V)이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 면(141S1)에 형성된 그루브들(141GR)의 개수는 도 2b에서보다 더 적을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4a는 예시적인 실시예들에 따른 LED 패키지(102)를 포함하는 전자 장치(12)를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4b는 예시적인 실시예들에 따른 LED 패키지(102)에 포함된 셀 렌즈(142)를 확대 도시한 단면도이다.
설명의 편의상 도 1a 내지 도 1b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 전자 장치(12)는 도 1b의 LED 패키지(100)와 다른 LED 패키지(102)를 포함하는 것을 제외하고, 도 1b의 전자 장치(10)와 실질적으로 동일할 수 있다.
LED 패키지(102)는 기판(110), LED 칩(120), 접착성 형광 필름(132), 셀 렌즈(142) 및 측면 반사층(152)을 포함할 수 있다. 기판(110) 및 LED 칩(120)은 도 1b를 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일하다.
접착성 형광 필름(132) 및 셀 렌즈(142) 각각의 X 방향 길이들은 도 1b에서와 달리, LED 칩(120)의 X 방향 길이보다 더 작을 수 있고, 접착성 형광 필름(132) 및 셀 렌즈(142) 각각의 Y 방향 길이들은 LED 칩(120)의 Y 방향 길이 보다 더 작을 수 있다. 접착성 형광 필름(132) 및 셀 렌즈(142) 각각의 X 방향 길이들은, LED 칩(120)의 X 방향 길이의 절반 이상일 수 있고, 접착성 형광 필름(132) 및 셀 렌즈(142) 각각의 Y 방향 길이들은 LED 칩(120)의 Y 방향 길이의 절반 이상일 수 있다.
이에 따라, 측면 반사층(152)은 LED 칩(120), 접착성 형광 필름(132) 및 셀 렌즈(142) 각각의 측면에 더해, LED 칩(120)의 상면을 더 커버할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, LED 패키지(102)로부터 0˚의 각도로 출사된 광 세기가 증대될 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(12)에 의해 생성된 광의 도달 거리가 증가할 수 있다. 또한, 셀 렌즈(142)의 크기(예컨대, X 방향 및 Y 방향 길이)가 감소하는 바, 광학 창(W4')의 직경(D1')이 더욱 줄어들 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(12)는 높은 수준의 사용자 경험을 제공할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈(142)의 제1 면(142S1)은 접착성 형광 필름(132)을 대향할 수 있고, 제2 면(142S2)은 제1 면의 반대일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 면(142S1)과 접착성 형광 필름(131) 사이에 에어 갭(142G)이 형성될 수 있고, 셀 렌즈(142)의 중심부에 상기 에어 갭(142G)과 연통된 벤트 홀(142V)이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 면(142S1)에 형성된 그루브들(142GR)의 개수는 도 2b에서보다 더 적을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 실시예들에 따르면, 에어 갭(142G)의 직경(D2)은 약 0.5 ㎜ 이상일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른, 전자 장치(13)를 설명하기 위한 단면도이다.
설명의 편의상 도 1a 내지 도 1b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 5를 참조하면, 전자 장치(13)는 LED 칩에 인접하게 배치된 주변 광 센서(160)를 더 포함하는 것을 제외하고, 도 1b의 전자 장치(10)와 실질적으로 동일할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, LED 패키지(103)는 초 광각 배광 특성을 갖는 바 광학 창(W4")의 일부만을 이용할 수 있다. 이에 따라, 종래와 동등한 수준의 직경(예컨대 약 3 ㎜의 직경)을 갖는 단일의 광학 창(W4")을 이용하여 LED 패키지(100)에 의해 생성되는 광을 방출하는 동시에, 주변 광 센서(160)로 주변 광을 센싱할 수 있다. 이에 따라, 커버 글라스에 광학 창의 개수가 감소되는 바, 높은 수준의 사용자 경험을 제공할 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른, LED 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7 내지 도 9는 예시적인 실시예들에 따른, LED 패키지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, P10에서 기판(110) 상에 복수의 LED 칩들(120), 복수의 접착성 형광 필름들(130) 및 복수의 셀 렌즈들(140)을 제공할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 LED 칩들(120)은 솔더 및 와이어 본딩 중 어느 하나에 의해 기판(110)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이어서, LED 칩들(120) 상에 복수의 접착성 형광 필름들(130)을 본딩한 이후, 복수의 접착성 형광 필름들(130) 상에 복수의 셀 렌즈들(140)이 본딩될 수 있다.
도 6 및 도 8을 참조하면, P20에서 기판(110)의 상면, 복수의 LED 칩들(120), 복수의 접착성 형광 필름들(130) 및 복수의 셀 렌즈들(140) 각각의 측면을 커버하는 측면 몰딩(150M)을 제공하고 이를 경화할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 측면 몰딩(150M)은 전술한 측면 반사층(150)과 동일한 물질을 포함할 수 있고, 측면 반사층(150)의 상면은 셀 렌즈들(140) 각각의 상면과 동일한 레벨에 있을 수 있다.
측면 몰딩(150M)은 예컨대, 열 경화 공정에 의해 경화될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 셀 렌즈들(140) 각각은 벤트 홀(140V, 도 1b 참조)을 포함하는 바, 열 경화 공정에서 에어 갭의 팽창으로 인해 셀 렌즈들(140)과 접착성 형광 필름(130)이 분리되는 것이 방지될 수 있다.
도 6, 도 9 및 도 1b를 참조하면, P30에서 복수의 LED 패키지들(100)을 형성할 수 있다.
복수의 LED 패키지들(100)을 형성은 복수의 LED 칩들(120) 사이의 측면 몰딩(150M) 및 기판(110)을 블레이드(BL)로 절단하는 것을 포함할 수 있다. 하지만 이에 제한되는 것은 아니고, 사이의 측면 몰딩(150M) 및 기판(110)은 레이저에 의해 커팅될 수도 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 기판 상에 배치된 LED(Light Emitting Diode) 칩;
    상기 LED 칩 상에 배치된 접착성 형광 필름;
    상기 접착성 형광 필름 상에 배치된 셀 렌즈; 및
    상기 LED 칩, 접착성 형광 필름 및 셀 렌즈 각각의 측면을 커버하는 측면 반사층을 포함하되,
    상기 측면 반사층의 측면은 상기 기판의 측면과 공면을 이루는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착성 형광 필름은 상기 LED 칩과 접하고, 및
    상기 셀 렌즈는 상기 접착성 형광 필름의 상부 표면과 부분적으로 접하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측면 반사층은 백색 레진을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측면 반사층은 Si 및 TiO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측면 반사층은 상기 접착성 형광 필름의 하면과 접하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩, 상기 접착성 형광 필름 및 상기 셀 렌즈 각각의 측면들은 공면을 이루는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 측면 반사층은 상기 LED 칩의 상면과 접하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 셀 렌즈와 상기 접착성 형광 필름의 사이에 에어 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 측면 반사층의 상면과 상기 셀 렌즈의 상면은 공면을 이루는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  10. 기판과 전기적으로 연결되도록 구성된 LED 칩;
    상기 LED 칩의 상면과 접하는 접착성 형광 필름;
    상기 접착성 형광 필름의 상면과 부분적으로 접하는 셀 렌즈; 및
    상기 LED 칩, 접착성 형광 필름 및 셀 렌즈 각각의 측면을 커버하는 측면 반사층을 포함하되,
    상기 셀 렌즈는 프레넬 렌즈이고, 및
    상기 셀 렌즈와 상기 접착성 형광 필름의 사이에 에어 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.

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