WO2019088439A1 - 엘이디 패키지 - Google Patents

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WO2019088439A1
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reflector
wavelength conversion
led package
conversion panel
sealing portion
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오승현
조성식
김병건
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주식회사 루멘스
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Definitions

  • the present invention relates to an LED package, and more particularly to an LED package including a wavelength conversion panel.
  • a variety of wavelength conversion materials for converting wavelengths of light emitted from LEDs have been used for various applications of LEDs in displays, lighting, and the like.
  • Phosphor has been used as a wavelength conversion material.
  • QD Quantum Dot
  • a QD is usually mixed with a resin and made into a sheet, which is called a QD sheet.
  • several protective layers are formed on the surface of the sheet. However, this necessitated coating of the protective layer several times, resulting in high manufacturing costs and limitations in protecting the QD and the phosphor moisture rotor.
  • the QD sheet or the phosphor sheet is disposed adjacent to the LED with high heat generation, the QD sheet or the phosphor vulnerable to heat is damaged.
  • a technique has been proposed in which a QD sheet or a fluorescent sheet is interposed between a pair of glasses.
  • this technique seals the gap between a pair of glasses, heat generated in the operation of the LED and transmitted to the QD or the fluorescent material can not be radiated to the outside between the pair of glasses, resulting in low reliability.
  • the conventional technology has a disadvantage that it is difficult to apply the LED package to the LED package, which is difficult to dissipate heat, because the space in which the LED is housed is completely sealed.
  • An object of the present invention is to provide an LED package including a wavelength converting material including a QD or a fluorescent material located in a water or a heat in a sheet form and capable of protecting a wavelength converting material from heat and moisture generated during operation of the LED chip .
  • an LED package comprising: a metal reflector in which a cavity is formed; An LED chip disposed under the cavity of the reflector; A wavelength conversion panel including a lower glass and an upper glass, and a wavelength conversion sheet sandwiched between the lower glass and the upper glass, the wavelength conversion panel being disposed above the cavity of the reflector; And a sealing portion formed on a side surface of the lower glass and a side surface of the upper glass, the sealing portion connecting the wavelength conversion panel and the reflector.
  • the reflector includes a step formed on the inner wall surface, and the wavelength conversion panel is held in contact with the step.
  • the inner wall of the reflector includes a first step where the wavelength conversion panel is seated, and a second step formed below the first step and filled with the sealing part.
  • the wavelength conversion panel includes a recess formed such that a side surface of the wavelength conversion sheet is recessed further inward than a side surface of the lower glass and a side surface of the upper glass, and a part of the sealing portion is recessed Lt; / RTI >
  • the sealing portion is formed by converting a thermally conductive metal filled in powder, liquid, or gel into a solid phase in a gap between the inner wall surface of the reflector and the wavelength conversion panel.
  • the LED package further includes a plating layer formed to cover the reflector and the sealing portion, and integrating the reflector and the sealing portion.
  • the wavelength conversion panel may include a recess formed by recessing the side surface of the wavelength conversion sheet inwardly of the side surface of the lower glass and the side surface of the upper glass, and a side surface of the wavelength conversion sheet, And a side sealing portion positioned between the sealing portions.
  • the LED chip is integrated with the reflector by a resin portion formed in the inner lower space of the reflector and at least covering the side surface of the LED chip.
  • the LED chip includes a pair of electrode pads exposed downward through a lower end opening of the reflector.
  • the resin part is formed by mixing an amorphous spherical silica material and a resin, injecting a material into an inner lower space of the reflector, and curing the material.
  • the lower wall of the reflector is formed as an inclined surface whose inner side converges from top to bottom.
  • the wavelength conversion material comprises QD.
  • a gap is formed between the side surface of the reflector and the inner surface of the upper wall of the reflector, and the sealing portion is a liquid, A metal filled in the gap on the powder phase is solidified and formed.
  • the sealing portion is formed of a material including a metal or a metal property.
  • a wavelength conversion sheet including a wavelength conversion material that is vulnerable to moisture or heat, such as QD is disposed between glasses having poor heat dissipation properties.
  • the wavelength converting material is protected from the heat generated in the chip operation.
  • the LED package according to the present invention has an advantage that the light extraction efficiency is improved to 15% or more as compared with the conventional CSP type LED package.
  • FIG. 1 is a plan view showing an LED package according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a bottom view showing the LED package of Fig.
  • FIG. 3 is a sectional view showing the LED package of Figs. 1 and 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an LED package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an LED package according to another embodiment of the present invention.
  • FIG 1 to 3 are views for explaining an LED package according to an embodiment of the present invention.
  • an LED package includes a metal reflector (not shown) having a step 12 (hereinafter, referred to as a "first step") formed in a ring shape along the inner wall surface in the middle of the height of the inner wall surface a wavelength conversion panel 20 disposed in an inner upper space of the reflector 10 so as to be supported by the first step 12 and a reflector 10 accommodated in an inner lower space of the reflector 10, An LED chip 30 placed under the wavelength conversion panel 20 and a resin part 40 formed on the inner lower space of the reflector 10 to cover at least the side surface of the LED chip 30.
  • a metal reflector not shown having a step 12 (hereinafter, referred to as a "first step") formed in a ring shape along the inner wall surface in the middle of the height of the inner wall surface a wavelength conversion panel 20 disposed in an inner upper space of the reflector 10 so as to be supported by the first step 12 and a reflector 10 accommodated in an inner lower space of the reflector 10,
  • An LED chip 30 placed under the wavelength conversion panel 20
  • the resin part 40 has a laminated structure including a reflective resin part covering the side surface of the LED chip 30 and a light transmitting resin part formed on the reflective resin part and covering the upper surface of the LED chip 30 .
  • the reflective resin portion contains a large amount of the reflective material as the resin material, and the light transmitting portion includes the light reflective material not including the light reflecting material, or less.
  • the whole of the resin part 40 may be formed as a transmissive part which does not include or does not include a light reflective material.
  • the LED package according to an embodiment of the present invention is formed so as to close the edge of the wavelength conversion panel 20 to prevent moisture infiltration to the internal wavelength conversion material side, and the wavelength conversion panel 20 and the metal reflector 10 which are connected to each other.
  • the metal reflector 10 is made of a metal material such as a metal material such as nickel, chromium, silver, aluminum, gold, copper, zinc, tin, And the like.
  • the metal reflector 10 is divided into an upper space and a lower space with respect to the first step 12.
  • the upper space is a space surrounded by an upper wall (13) vertically extending upwardly from an outer edge of the first step (12), the lower space extending obliquely downwardly from an inner edge of the first step (12) Which is surrounded by the lower wall 14.
  • a second step 121 is formed in the lower part of the first step 12 along with the first step 12. More specifically, the second step 121 is formed along the boundary between the inner edge of the first step 12 and the upper end of the lower wall 14.
  • the upper surface of the first step 12 and the upper surface of the second step 121 are preferably horizontal surfaces. At this time, the second step may be omitted.
  • the wavelength conversion panel 20 includes a translucent lower glass 21a and an upper glass 21b and a wavelength conversion sheet 22 sandwiched between the lower glass 21a and the upper glass 21b.
  • the wavelength conversion sheet 22 is a QD sheet formed by mixing QD having a characteristic of emitting light of different wavelength depending on the size and shape of the particles, with a resin.
  • any other sheet including a phosphor sheet or other wavelength converting material may be used as the wavelength converting sheet 22.
  • the primary solid polymer is applied between the upper surface of the lower glass 21a and the lower surface of the wavelength conversion sheet 22 and between the lower surface of the upper glass 21b and the wavelength conversion sheet 22 and then melted,
  • the wavelength conversion panel 20 in which the wavelength conversion sheet 22 is integrated between the glass 21a and the upper glass 21b is fabricated.
  • a material including a glass encapsulant, epoxy, and silicon may be used.
  • a recess 201 is formed along the edge of the wavelength conversion panel 20 and is recessed further inward than the side surface of the upper glass 21b.
  • the wavelength conversion panel 20 is horizontally disposed over the first step 12. At this time, the bottom edge region of the wavelength conversion panel 20, more specifically, the lower glass 21a is in contact with the first step 12, and the side surface of the wavelength conversion panel 20, There is a gap between the upper walls 13 of the metal reflector 10.
  • the side of the wavelength conversion sheet 22 of the wavelength conversion panel 20 faces the upper wall 13 of the reflector 10 with a gap therebetween.
  • a gap is also formed between a part of the lower surface of the wavelength conversion panel 20 and the first step 12 by the second step 121 formed in the first step 12.
  • the LED chip 30 is accommodated in an inner lower space where the lower portion of the reflector 10 is opened, and is placed under the wavelength conversion panel 20.
  • the LED chip 30 is integrated with the reflector 10 by a resin part 40 which covers the upper surface and the side surface of the LED chip 30 while being formed in the lower space inside the reflector 10.
  • At least a part of the resin part 40 may be a reflection wall formed by mixing an amorphous spherical silica material with a resin and cured after injection into a lower space inside the reflector 10.
  • the LED chip 30 may be an LED chip emitting a short wavelength light such as a blue LED chip or an ultraviolet LED chip.
  • the LED chip 30 is preferably a flip chip type LED chip having a pair of electrode pads 31a and 31b having different polarities at the bottom.
  • the pair of electrode pads 31a and 31b are exposed to the outside through the lower end opening of the reflector 10. Therefore, when the LED package according to the present embodiment is mounted on the PCB, 31a, 31b are bonded to the electrodes on the PCB.
  • the bottom surface of the pair of electrode pads 31a and 31b and the bottom surface of the reflector 10 are at the same height as the bottom surface of the resin part 40. This is because light emitted from the LED chip 30 is reflected by the reflector 10, Thereby preventing leakage to the outside through the bottom side of the casing.
  • the QD or phosphor included in the wavelength conversion sheet 22 wavelength-converts and emits the light emitted from the LED chip.
  • the lower wall 14 of the reflector 10 is preferably formed as an inclined surface whose inner side converges from top to bottom so as to form a lower space in which the resin part 40 can not easily escape.
  • the metal sealing portion 60 is formed in a liquid state or in a paste state in a gap between the inner wall surface of the metal reflector 10 and the wavelength conversion panel 20 supported by the first step 12 of the metal reflector 10, ) Of the lower glass 21a and the upper glass 21b so as to fill the recess 201 at the edge of the wavelength conversion panel 20, And is formed so as to be in contact with the inner surface of the upper wall 13 of the metal reflector 10 while closing the edge of the wavelength conversion panel 20.
  • the heat transmitted to the wavelength conversion panel 20 can be rapidly discharged to the outside through the metal sealing part 60 and the metal reflector 10 by the metal sealing part 60 thus formed.
  • Pt paste can be advantageously used as a material for forming the metal sealing portion 60.
  • the metal material for forming the metal sealing portion 60 may be a metal material such as nickel, chromium, silver, aluminum, gold, copper, zinc, tin, platinum or lead, or a metal material Can be used.
  • the metal sealing portion 60 includes a filler portion 62 filled in the second step 121 formed at the boundary between the inner edge of the first step 12 and the upper end of the lower wall 14 So that the heat radiation performance is further improved and the coupling performance to the reflector 10 is further improved.
  • the LED package according to the present embodiment is configured such that the edge of the wavelength conversion panel 20 is closed so as to fill the gap between the lower glass 21a and the upper glass 21b and the wavelength conversion panel 20 and the metal reflector Thermal damage of the wavelength conversion material such as the QD in the wavelength conversion panel 20 can be prevented by the metal sealing portion 60 that thermally connects the substrate 10 and the water permeability fraction WVTR can be zero.
  • the light extraction efficiency can be greatly increased by the metal reflector 10 having good reflectivity and the resin portion 40 having reflectivity.
  • FIG. 4 is a view for explaining an LED package according to another embodiment of the present invention.
  • an LED package according to an embodiment of the present invention includes a metal reflector in which a first step 12 is formed in the shape of a ring at an intermediate height of an inner wall surface along an inner wall surface of the LED package according to an embodiment of the present invention.
  • a wavelength conversion panel 20 disposed in an inner upper space of the reflector 10 so as to be supported by the first step 12 and a reflector 10 which is accommodated in an inner lower space of the reflector 10, And a resin part (40) covering at least a side surface of the LED chip (30) formed in an inner lower space of the reflector (10), wherein the LED chip (30) And a metal plating layer 70 formed to cover both the metal sealing portion 60 and the metal reflector 10 and the metal sealing portion 60 to integrate the metal reflector 10 and the metal sealing portion 60.
  • the metal plating layer 70 is easily formed so as to cover the metal reflector 10 and the metal sealing portion 60 together . Since the metal plating layer 70 is formed as a single layer on the metal reflector 10 and the metal sealing portion 60, the metal reflector 10 and the metal sealing portion 60 are more reliably integrated Can be combined.
  • FIG. 5 is a view for explaining an LED package according to another embodiment of the present invention.
  • the wavelength conversion panel 20 includes a lower glass 21a and an upper glass 21b having light transmittance, and a sandwich between the lower glass 21a and the upper glass 21b, similarly to the above- And the wavelength conversion sheet 22 interposed therebetween. Since the wavelength conversion sheet 22 has an area smaller than the area of the lower glass 21a and the area of the upper glass 21b so that the side surface of the wavelength conversion sheet 22 faces the lower glass 21a, A recess 201 is formed along the edge of the wavelength conversion panel 20 and is recessed further inward than the side surface of the upper glass 21b.
  • the wavelength converting sheet 22 is integrated between the lower glass 21a and the upper glass 21b and the second solid polymer is injected in advance into the recess 201 and melted and cured
  • the side portion sealing portion 80 may be formed to face the side surface of the wavelength conversion sheet 22.
  • the resin side sealing portion 80 formed in the recess 201 facing the side surface of the wavelength conversion sheet 22 is sandwiched between the metal sealing portion 60 and the side surface of the wavelength conversion sheet 22, It can contribute to preventing the heat transmitted to the sealing portion 60 from flowing back to the wavelength conversion sheet 22 again.

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Abstract

엘이디 패키지가 개시된다. 이 엘이디 패키지는, 캐비티가 형성된 리플렉터(metal reflector); 상기 리플렉터의 캐비티 하측에 배치되는 엘이디 칩; 하부 글래스 및 상부 글래스와, 상기 하부 글래스와 상부 글래스 사이에 개재된 파장 변환 시트를 포함하고, 상기 리플렉터의 캐비티 상측에 배치되는 파장 변환 패널; 및상기 하부 글래스의 측면 및 상기 상부 글래스의 측면에 형성되고, 상기 파장 변환 패널과 상기 리플렉터를 연결하는 실링부를 포함한다.

Description

엘이디 패키지
본 발명은 엘이디 패키지에 관한 것으로서, 파장 변환 패널을 포함하는 엘이디 패키지에 관한 것이다.
디스플레이 또는 조명 등에서 엘이디를 다양하게 응용하기 위해, 엘이디로부터 나온 광의 파장을 변환하는 다양한 종류의 파장 변환 재료가 이용되고 있다. 파장 변환 재료로는 형광체(phosphor)가 이용되어 왔으며, 근래 들어서는 크기나 모양에 따라 다양한 파장의 빛을 발할 수 있는 QD(Quantum Dot)의 이용이 늘고 있다. QD를 엘이디의 파장 변환 재료로 이용하기 위해, 통상은 수지(polymer)에 QD를 혼합하여 이를 시트(sheet) 상태로 만들며, 이를 QD 시트라 한다. QD 또는 수분에 취약한 형광체를 보호하기 위해, 시트 표면에 여러 개의 보호층을 형성한다. 그러나, 이것은 보호층을 여러 번 코팅해야 함에 따라, 제조 단가가 비싸고 QD나 형광체 습기로터 보호하는데 한계가 있었다. 또한, QD 시트 또는 형광체 시트가 높은 열의 발생을 수반하는 엘이디와 인접해 배치되므로, 열에 취약한 QD 시트 또는 형광체가 손상되는 문제점이 있다. 이에 대하여, 종래에는 QD 시트 또는 형광체 시트를 한 쌍의 유리 사이에 개재시켜 이용하는 기술이 제안되었다. 그러나 이 기술은 한 쌍의 유리 사이의 갭을 밀봉하므로, 엘이디 동작시 발생하여 QD 또는 형광체에 전달된 열이 한 쌍의 유리 사이에서 외부로 잘 방출되지 못하여, 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다. 이로 인해 종래 기술은 엘이디가 수용되는 공간이 완전히 밀폐되어 열 방출이 잘 안 되는 엘이디 패키지로의 적용이 어렵다는 단점이 있다. 이로 인해, 이전에는 QD 시트를 대면적으로 제작하여 사용하는데 그칠 뿐 패키지에 국소 영역을 담당하는 패키지에 적용하기 어려웠다. 한편, 근래 들어서는 CSP(Chip Scale Package) 타입의 엘이디 패키지가 많이 이용되고 있는데, 기존 CSP 타입 엘이디 패키지는 엘이디 칩에서 나온 광 중 외부로 추출되지 못하고 손실되는 양이 많은 문제점이 있다. 또한, 전술한 QD를 적용한 엘이디 패키지의 구현이 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수분이나 열에 위치한 QD 또는 형광체를 포함하는 파장 변환 재료를 시트 형태로 포함하되, 파장 변환 재료를 엘이디 칩 동작시 발생한 열이나 수분으로부터 보호할 수 있도록 구성된 엘이디 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 엘이디 패키지는, 캐비티가 형성된 리플렉터(metal reflector); 상기 리플렉터의 캐비티 하측에 배치되는 엘이디 칩; 하부 글래스 및 상부 글래스와, 상기 하부 글래스와 상부 글래스 사이에 개재된 파장 변환 시트를 포함하고, 상기 리플렉터의 캐비티 상측에 배치되는 파장 변환 패널; 및 상기 하부 글래스의 측면 및 상기 상부 글래스의 측면에 형성되고, 상기 파장 변환 패널과 상기 리플렉터를 연결하는 실링부를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 리플렉터는 내벽면에 형성된 단턱을 포함하고, 상기 파장 변환 패널이 상기 단턱과 접하여 지지된다.
일 실시예에 따라, 상기 리플렉터 내벽면은 상기 파장 변환 패널이 안착된 제1 단턱과, 상기 제 1 단턱과 이어져 상기 제1 단턱의 하부에 형성되고 상기 실링부가 채워진 제2 단턱을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 파장 변환 패널은 상기 파장 변환 시트의 측면이 상기 하부 글래스의 측면 및 상기 상부 글래스의 측면보다 안쪽으로 더 함몰되어 형성된 리세스를 포함하며, 상기 실링부의 일부가 상기 리세스 내에 채워진다.
일 실시예에 따라, 상기 실링부는 상기 리플렉터의 내벽면과 상기 파장 변환 패널 사이의 갭에 파우더, 액상, 또는 겔상으로 충전된 열전도성 메탈이 고상으로 변하여 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 엘이디 패키지는 상기 리플렉터와 상기 실링부를 덮도록 형성되어 상기 리플렉터와 상기 실링부를 일체화하는 도금층을 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 파장 변환 패널은 상기 파장 변환 시트의 측면이 상기 하부 글래스의 측면 및 상기 상부 글래스의 측면보다 안쪽으로 더 함몰되어 형성된 리세스와, 상기 리세스에서 상기 파장 변환 시트의 측면과 상기 실링부 사이에 위치하는 측면 밀봉부를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 엘이디 칩은 상기 리플렉터의 내측 하부 공간에 형성된 채 적어도 상기 엘이디 칩의 측면을 덮는 수지부에 의해 상기 리플렉터와 일체화된다.
일 실시예에 따라, 상기 엘이디 칩은 상기 리플렉터의 하단 개방부를 통해 하부로 노출되는 한 쌍의 전극패드를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 수지부는 비결정성 구상 실리카(silica) 재료와 수지를 혼합하여 재료를 상기 리플렉터의 내측 하부 공간에 주입한 후 경화시켜 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 리플렉터의 하부벽은 내측면이 위에서 아래로 수렴하는 경사면으로 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 파장 변환 재료는 QD를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 파장 변환 패널이 상기 리플렉터의 높이 중간에 걸쳐져 수평으로 배치될 때, 상기 리플렉터의 측면과 상기 리플렉터의 상부벽 내측면과 사이에 갭이 생기며, 상기 실링부는 액상, 겔상 또는 파우더 상으로 상기 갭에 채워진 메탈이 고상화되어 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 실링부는 금속 혹은 금속 성질을 포함하는 재질로 형성된다.
본 발명에 따른 엘이디 패키지는, QD와 같이 수분이나 열에 취약한 파장 변환 재료를 포함하는 파장 변환 시트가 방열 특성이 나쁜 글래스들 사이에 배치됨에도 불구하고, 수분으로부터 파장 변환 재료를 보호함을 물론이고 엘이디 칩 동작시 발생한 열로부터 파장 변환 재료가 보호된다는 장점을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 엘이디 패키지는 기존 CSP형 엘이디 패키지와 비교해 15% 이상으로 광 추출 효율이 향상되는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 패키지를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 엘이디 패키지를 도시한 저면도이다.
도 3은 도1 및 도 2의 엘이디 패키지를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 패키지를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엘이디 패키지를 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예예 따른 엘이디 패키지를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 패키지는 내벽면을 따라 내벽면의 높이 중간에 단턱(12, 이하 "제1 단턱"이라 함)이 링형으로 형성된 메탈 리플렉터(metal reflector; 10)와, 상기 제1 단턱(12)에 지지되도록 상기 리플렉터(10)의 내측 상부 공간에 배치되는 파장 변환 패널(20)과, 상기 리플렉터(10)의 내측 하부 공간에 수용되어 상기 파장 변환 패널(20)의 하부에 놓이는 엘이디 칩(30)과, 상기 리플렉터(10)의 내측 하부 공간에 형성된 채 적어도 상기 엘이디 칩(30)의 측면을 덮는 수지부(40)를 포함한다. 상기 수지부(40)는 상기 엘이디 칩(30)의 측면을 덮는 반사 수지부와, 상기 반사 수지부 상에 형성되어 상기 엘이디 칩(30)의 상면을 덮는 광 투과 수지부를 포함하는 적층 구조일 수 있다. 이대, 반사 수지부는 수지재 대하여 반사성 재료가 많이 포함된 것이고, 광 투과부는 수지지에 대하여 광 반사성 재료가 포함되지 않거나 적게 포함된 것이다. 상기 수지부(40) 전체를 광 반사성 재료를 포함하지 않거나 또는 적게 포함된 투과부로 형성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 패키지는, 파장 변환 패널(20)의 가장자리를 마감하도록 형성되어 내부 파장변환재료 측으로의 수분 침투를 막고, 상기 파장 변환 패널(20)과 상기 메탈 리플렉터(10)를 열적으로 연결하는 메탈 실링부(60)를 포함한다.
상기 메탈 리플렉터(10)는 열전도성이 좋고 반사성이 메탈 재료, 바람직하게는, 니켈, 크롬, 은, 알루미늄, 금, 구리, 아연, 주석, 백금 또는 납 등의 메탈 재료 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 메탈 재료로 형성될 수 있다. 또한, 상기 메탈 리플렉터(10)는 상기 제1 단턱(12)을 기준으로 하여 상측 공간과 하측 공간으로 구분된다. 상기 상측 공간은 상기 제1 단턱(12)의 외곽 모서리로부터 상측으로 수직 연장된 상부벽(13)에 의해 둘러싸인 공간이고, 상기 하측 공간은 상기 제1 단턱(12)의 내측 모서리로부터 하측으로 경사지게 연장된 하부벽(14)에 의해 둘러싸인 공간이다.
또한, 상기 제1 단턱(12)과 이어져 상기 제1 단턱(12)의 하부에는 제2 단턱(121)이 형성되다. 보다 구체적으로, 상기 제2 단턱(121)은 상기 제1 단턱(12)의 내측 모서리와 상기 하부벽(14)의 상단 사이의 경계를 따라 형성된다. 상기 제1 단턱(12)의 상부 표면과 상기 제2 단턱(121)의 상부 표면은 수평면인 것이 바람직하다. 이때, 상기 제2 단턱이 생략되는 것도 고려될 수 있다.
상기 파장 변환 패널(20)은 투광성을 갖는 하부 글래스(21a) 및 상부 글래스(21b)와, 상기 하부 글래스(21a)와 상부 글래스(21b) 사이에 샌드위치식으로 개재된 파장 변환 시트(22)를 포함한다. 이때, 상기 파장 변환 시트(22)는 입자의 크기나 모양에 따라 다른 파장의 광을 방출하는 특성을 갖는 QD를 수지와 혼합하여 성형한 QD 시트인 것이 바람직하다. 대안적으로, 상기 파장 변환 시트(22)로 형광체 시트 또는 다른 파장 변환 재료를 포함하는 다른 임의의 시트가 이용될 수도 있다.
상기 하부 글래스(21a)의 상면과 상기 파장 변환 시트(22)의 저면 사이와 상기 상부 글래스(21b)의 저면과 상기 파장 변환 시트(22) 사이에 1차 고형분 폴리머가 적용된 후 용융되어, 상기 하부 글래스(21a)와 상기 상부 글래스(21b) 사이에 상기 파장 변환 시트(22)가 일체화되어 있는 파장 변환 패널(20)이 제작된다. 1차 고형분으로는 글래스 봉지재, 에폭시, 실리콘을 포함하는 재료가 이용될 수 있다.
또한, 상기 파장 변환 시트(22)가 상기 하부 글래스(21a)의 면적 및 상기 상부 글래스(21b)의 면적보다 작은 면적을 가지므로, 상기 파장 변환 시트(22)의 측면이 상기 하부 글래스(21a)의 측면 및 상기 상부 글래스(21b)의 측면보다 안쪽으로 더 함몰되어 있는 형상으로 형성된 리세스(201)가 상기 파장 변환 패널(20)의 가장자리를 따라 형성된다.
상기 파장 변환 패널(20)은 상기 제1 단턱(12)에 걸쳐져 수평으로 배치된다. 이때, 상기 파장 변환 패널(20), 더 구체적으로는, 상기 하부 글래스(21a)의 하부면 가장자리 영역이 상기 제1 단턱(12)과 접해 있게 되고, 상기 파장 변환 패널(20)의 측면과 상기 메탈 리플렉터(10)의 상부벽(13) 사이에는 갭이 존재한다.
이때, 상기 파장 변환 패널(20)의 파장 변환 시트(22)의 측면은 상기 리플렉터(10)의 상부벽(13)과 갭을 두고서 마주하고 있다. 또한, 제1 단턱(12)에 형성된 제2 단턱(121)에 의해 상기 파장 변환 패널(20)의 하부면 일부 영역과 상기 제1 단턱(12) 사이에도 갭이 형성된다.
앞에서 언급한 바와 같이, 상기 엘이디 칩(30)은 상기 리플렉터(10)의 하부가 개방된 내측 하부 공간에 수용되어 상기 파장 변환 패널(20)의 하부에 놓인다. 또한, 상기 엘이디 칩(30)은 상기 리플렉터(10)의 내측 하부 공간에 형성된 채 상기 엘이디 칩(30)의 상면과 측면을 덮는 수지부(40)에 의해 상기 리플렉터(10)와 일체화되어 있다. 상기 수지부(40)의 적어도 일부는, 비결정성 구상 실리카(silica) 재료와 수지를 혼합하여 형성된 것으로서, 상기 리플렉터(10)의 내측 하부 공간에 주입 후 경화되어 형성된 반사벽일 수 있다. 상기 엘이디 칩(30)은 예컨대 청색 엘이디 칩 또는 자외선 엘이디 칩과 같이 단파장의 광을 발하는 엘이디 칩일 수 있다. 또한, 상기 엘이디 칩(30)은 하부에 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극패드(31a, 31b)를 갖는 플립칩형 엘이디칩인 것이 바람직하다. 상기 한 쌍의 전극패드(31a, 31b)는 상기 리플렉터(10)의 하단 개방부를 통해 외부로 노출되며, 따라서, 본 실시예에 다른 엘이디 패키지를 PCB 상에 실장할 때, 한 쌍의 전극패드(31a, 31b)는 PCB 상의 전극들과 본딩된다. 상기 한 쌍의 전극패드(31a, 31b)의 저면과 상기 리플렉터(10)의 저면과 상기 수지부(40)의 저면이 동일 높이에 있으며, 이는 엘이디 칩(30)에서 나온 광이 리플렉터(10)의 바닥 측을 통해 외부로 새는 현상을 막아준다.
상기 파장 변환 시트(22)에 포함된 QD 또는 형광체는 상기 엘이디 칩에서 방출된 광을 파장 변환하여 방출한다. 상기 리플렉터(10)의 하부벽(14)은, 상기 수지부(40)가 쉽게 빠질 수 없는 하측 공간을 형성하기 위해, 내측면이 위에서 아래로 수렴하는 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 메탈 실링부(60)는, 메탈 리플렉터(10)의 내벽면과 메탈 리플렉터(10)의 제1 단턱(12)에 지지된 파장 변환 패널(20) 사이의 갭에 액상(또는 페이스트상) 또는 파우더 상으로 충전된 열전도성 메탈이 고상으로 굳어져 형성되는 것으로서, 상기 파장 변환 패널(20) 가장자리의 리세스(201)를 메우도록 상기 하부 글래스(21a) 및 상부 글래스(21b)의 측면들과 접하여 형성되어 상기 파장 변환 패널(20) 가장자리를 마감하는 한편, 상기 메탈 리플렉터(10)의 상부벽(13) 내측면과 접하도록 형성된다. 이와 같이 형성된 메탈 실링부(60)에 의해, 파장 변환 패널(20)에 전달된 열이 메탈 실링부(60)와 메탈 리플렉터(10)을 거쳐 외부로 빠르게 방출될 수 있다. Pt 페이스트가 메탈 실링부(60) 형성을 위한 재료로 유리하게 이용될 수 있다. 대안적으로, 메탈 실링부(60) 형성을 위한 메탈 재료로는 니켈, 크롬, 은, 알루미늄, 금, 구리, 아연, 주석, 백금 또는 납 등의 메탈 재료 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 메탈 재료가 이용될 수 있다.
또한, 상기 메탈 실링부(60)는 상기 제1 단턱(12)의 내측 모서리와 상기 하부벽(14)의 상단 사이의 경계에 형성된 제2 단턱(121)에 채워져 형성된 채움부(62)를 포함하여, 더욱 더 방열 성능이 뛰어나고, 리플렉터(10)에 대한 결합 성능이 더욱 더 뛰어나다.
본 실시예에 따른 엘이디 패키지는 전술한 것과 같이 하부 글래스(21a)와 상부 글래스(21b) 사이의 갭을 메우도록 파장 변환 패널(20)의 가장자리를 마감하고 상기 파장 변환 패널(20)과 메탈 리플렉터(10)을 열적으로 연결하는 메탈 실링부(60)에 의해 상기 파장 변환 패널(20) 내 QD 등 파장 변환 재료의 열적 손상을 막을 수 있고, 또한 투수분율(WVTR)을 제로화할 수 있다. 또한, 반사성이 좋은 메탈 리플렉터(10)와 반사성을 갖는 수지부(40)에 의해 광 추출 효율을 크게 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 패키지를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 엘이디 패키지는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 패키지는 내벽면을 따라 내벽면의 높이 중간에 제1 단턱(12)이 링형으로 형성된 메탈 리플렉터(metal reflector; 10)와, 상기 제1 단턱(12)에 지지되도록 상기 리플렉터(10)의 내측 상부 공간에 배치되는 파장 변환 패널(20)과, 상기 리플렉터(10)의 내측 하부 공간에 수용되어 상기 파장 변환 패널(20)의 하부에 놓이는 엘이디 칩(30)과, 상기 리플렉터(10)의 내측 하부 공간에 형성된 채 적어도 상기 엘이디 칩(30)의 측면을 덮는 수지부(40)를 포함하되, 상기 메탈 리플렉터(10)와 상기 메탈 실링부(60)를 모두 덮도록 형성되어 상기 메탈 리플렉터(10)와 상기 메탈 실링부(60)를 일체화하는 메탈 도금층(70)을 더 포함한다.
상기 메탈 리플렉터(10)과 상기 메탈 실링부(60)는 모두 도금성이 좋은 메탈로 이루어지므로, 상기 메탈 리플렉터(10)와 상기 메탈 실링부(60)를 함께 덮도록 메탈 도금층(70)이 쉽게 형성될 수 있다. 상기 메탈 도금층(70)이 상기 메탈 리플렉터(10)와 메탈 실링부(60) 상에서 하나의 층을 이루며 형성되므로, 상기 메탈 리플렉터(10)와 상기 메탈 실링부(60)가 보다 더 신뢰성 있게 일체화되어 결합될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엘이디 패키지를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따르면, 파장 변환 패널(20)은 앞선 실시예들과 마찬가지로 투광성을 갖는 하부 글래스(21a) 및 상부 글래스(21b)와, 상기 하부 글래스(21a) 및 상부 글래스(21b) 사이에 샌드위치식으로 개재된 파장 변환 시트(22)를 포함한다. 또한, 상기 파장 변환 시트(22)가 상기 하부 글래스(21a)의 면적 및 상기 상부 글래스(21b)의 면적보다 작은 면적을 가지므로, 상기 파장 변환 시트(22)의 측면이 상기 하부 글래스(21a)의 측면 및 상기 상부 글래스(21b)의 측면보다 안쪽으로 더 함몰되어 있는 형상으로 형성된 리세스(201)가 상기 파장 변환 패널(20)의 가장자리를 따라 형성된다.
또한, 상기 하부 글래스(21a)의 상면과 상기 파장 변환 시트(22)의 저면 사이와 상기 상부 글래스(21b)의 저면과 상기 파장 변환 시트(22) 사이에 1차 고형분 폴리머만이 적용된 후 용융되어, 상기 하부 글래스(21a)와 상기 상부 글래스(21b) 사이에 상기 파장 변환 시트(22)가 일체화되는 한편, 2차 고형분 폴리머를 전술한 리세스(201)에 미리 주입 후 용융 및 경화시켜 형성된 수지부 측면 밀봉부(80)가 상기 파장 변환 시트(22)의 측면과 마주하게 형성될 수 있다. 리세스(201) 내에서 상기 파장 변환 시트(22)의 측면과 마주하게 형성된 수지부 측면 밀봉부(80)는 상기 메탈 실링부(60)와 상기 파장 변환 시트(22)의 측면 사이에서 상기 메탈 실링부(60)로 전달된 열이 다시 상기 파장 변환 시트(22)로 흐르는 것을 막는데 기여할 수 있다.
<부호의 설명>
10..................................리플렉터
20..................................파장 변환 패널
30..................................엘이디 칩
40..................................수지부
60..................................메탈 실링부
21a.................................하부 글래스
21b.................................상부 글래스
22...................................파장 변환 시트
12..................................단턱 또는 제1 단턱
122.................................제2 단턱

Claims (14)

  1. 캐비티가 형성된 리플렉터(metal reflector);
    상기 리플렉터의 캐비티 하측에 배치되는 엘이디 칩;
    하부 글래스 및 상부 글래스와, 상기 하부 글래스와 상부 글래스 사이에 개재된 파장 변환 시트를 포함하고, 상기 리플렉터의 캐비티 상측에 배치되는 파장 변환 패널; 및
    상기 하부 글래스의 측면 및 상기 상부 글래스의 측면에 형성되고, 상기 파장 변환 패널과 상기 리플렉터를 연결하는 실링부를 포함하는 엘이디 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 리플렉터는 내벽면에 형성된 단턱을 포함하고, 상기 파장 변환 패널이 상기 단턱과 접하여 지지되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 리플렉터 내벽면은 상기 파장 변환 패널이 안착된 제1 단턱과, 상기 제 1 단턱과 이어져 상기 제1 단턱의 하부에 형성되고 상기 실링부가 채워진 제2 단턱을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 파장 변환 패널은 상기 파장 변환 시트의 측면이 상기 하부 글래스의 측면 및 상기 상부 글래스의 측면보다 안쪽으로 더 함몰되어 형성된 리세스를 포함하며, 상기 실링부의 일부가 상기 리세스 내에 채워진 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 실링부는 상기 리플렉터의 내벽면과 상기 파장 변환 패널 사이의 갭에 파우더, 액상, 또는 겔상으로 충전된 열전도성 메탈이 고상으로 변하여 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 리플렉터와 상기 실링부를 덮도록 형성되어 상기 리플렉터와 상기 실링부를 일체화하는 도금층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 파장 변환 패널은 상기 파장 변환 시트의 측면이 상기 하부 글래스의 측면 및 상기 상부 글래스의 측면보다 안쪽으로 더 함몰되어 형성된 리세스와, 상기 리세스에서 상기 파장 변환 시트의 측면과 상기 실링부 사이에 위치하는 측면 밀봉부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 엘이디 칩은 상기 리플렉터의 내측 하부 공간에 형성된 채 적어도 상기 엘이디 칩의 측면을 덮는 수지부에 의해 상기 리플렉터와 일체화된 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 엘이디 칩은 상기 리플렉터의 하단 개방부를 통해 하부로 노출되는 한 쌍의 전극패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 수지부의 적어도 일부는 비결정성 구상 실리카(silica) 재료와 수지를 혼합한 재료가 상기 리플렉터의 내측 하부 공간에 주입 후 경화되어 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 리플렉터의 하부벽은 내측면이 위에서 아래로 수렴하는 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 파장 변환 재료는 QD를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 파장 변환 패널이 상기 리플렉터의 높이 중간에 걸쳐져 수평으로 배치될 때, 상기 리플렉터의 측면과 상기 리플렉터의 상부벽 내측면과 사이에 갭이 생기며, 상기 실링부는 액상, 겔상 또는 파우더 상으로 상기 갭에 채워진 메탈이 고상화되어 형성된 것임을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 실링부는 금속 혹은 금속 성질을 포함하는 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
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