KR102131348B1 - 발광소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시 예는, 발광소자 상기 발광소자가 배치된 제1 리드프레임 및 상기 제1 리드프레임과 이격된 제2 리드프레임을 포함하고, 제1 경사면, 제2 경사면 및 상기 제1, 2 경사면 사이에 상기 발광소자로부터 광을 방출하는 제3 경사면으로 이루어진 삼각형 형상의 단면을 가지며, 상기 제1, 2 리드프레임 상에 캐비티가 형성된 몸체 및 상기 캐비티 내에 충진되며, 상기 제3 경사면을 형성하는 수지물을 포함하고, 상기 제1 리드프레임은, 상기 제1, 2 경사면에 노출된 발광소자 패키지를 제공한다.

Description

발광소자 패키지{Light emitting device package}
실시 예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 광의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모컨, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고 있으며, 점차 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
보통, 소형화된 LED는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 표면실장소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면실장소자는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.
이와 같이 LED의 사용 영역이 넓어지면서, 생활에 사용되는 전등, 구조 신호용 전등 등에 요구되는 휘도 및 신뢰성이 높아지는 바, LED의 발광휘도 및 신뢰성을 증가시키는 것이 중요하다.
실시 예의 목적은, 높은 지향각을 가지며 발광소자에서 발생된 열을 방열하기 용이한 발광소자 패키지를 제공함에 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 발광소자, 상기 발광소자가 배치된 제1 리드프레임 및 상기 제1 리드프레임과 이격된 제2 리드프레임을 포함하고, 제1 경사면, 제2 경사면 및 상기 제1, 2 경사면 사이에 상기 발광소자로부터 광을 방출하는 제3 경사면으로 이루어진 삼각형 형상의 단면을 가지며, 상기 제1, 2 리드프레임 상에 캐비티가 형성된 몸체 및 상기 캐비티 내에 충진되며, 상기 제3 경사면을 형성하는 수지물을 포함하고, 상기 제1 리드프레임은, 상기 제1, 2 경사면에 노출될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 삼각형 단면 형상을 갖는 몸체에서 발광소자가 배치된 제1 리드프레임이 삼각형 단면 중 적어도 2면에 노출되도록 함으로써, 발광소자에서 발생된 열을 외부로 방열하기 용이하며, 방열 효과가 증대됨으로써 발광소자의 내구성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지의 일부를 제1, 3 방향(x, y)으로 절단한 단면사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 제1, 2 리드프레임을 나타낸 사시도이다.
도 4는 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 발광소자 패키지를 제1, 3 방향(x, y)으로 절단한 단면사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 제1, 2 리드프레임을 나타낸 사시도 및 단면도이다.
도 7은 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 9는 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 분해 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 발광소자 패키지의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 발광소자(12) 및 발광소자(12)가 배치된 몸체(20)를 포함할 수 있다.
몸체(20)는 제1 방향(x)으로 연장된 제1 격벽(22) 및 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(z)으로 연장된 제2 격벽(24)을 포함할 수 있으며, 제1, 2 격벽(22, 24)은 서로 일체형으로 형성되거나, 각각 형성되어 결합된 형태로 구성될 수 있다. 제1, 2 격벽(22, 24)은 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으며, 이에 대하여 한정을 두지 않는다.
제1, 2 격벽(22, 24)은 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), AlOx, 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 세라믹, 및 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
그리고, 제1, 2 격벽(22, 24)의 상면 형상은 발광소자(12)의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제1, 2 격벽(22, 24)은 발광소자(12)가 배치되는 캐비티(s)를 형성할 수 있으며, 캐비티(s)의 단면 형상은 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티(s)를 이루는 제1, 2 격벽(22, 24)은 하부 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
그리고, 캐비티(s)의 평면 형상은 삼각형, 사각형, 다각형 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 몸체(20)는 제3 방향(y)으로 절단하는 경우, 삼각형 형상의 단면을 가질 수 있으며, 제1 경사면(미도시), 제2 경사면(미도시) 및 발광소자(12)에서 발생된 광을 방출하는 제3 경사면(미도시)을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 몸체(20)의 단면 형상은 후술하기로 한다.
몸체(20)는 캐비티(s)의 하부면을 형성하는 제1, 2 리드프레임(32, 34)을 포함할 수 있으며, 제1, 2 리드프레임(32, 34)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru) 및 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다.
그리고, 제1, 2 리드프레임(32, 34)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 제1, 2 리드프레임(32, 34)는 몸체(20)의 단면 형상과 동일한 형상을 가질 수 있으며, 상기 제1, 2 경사면 중 적어도 한 면에 노출될 수 있다.
실시 에에 따른 제1, 2 리드프레임(32, 34)은 후술하기로 한다.
또한, 몸체(20)는 제1, 2 리드프레임(32, 34)을 전기적으로 절연하는 절연부재(26)을 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 절연부재(26)의 단면 형상은 삼각형, 사각형, 원형, 타원형 및 다각형 등과 같은 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1, 2 격벽(22, 24)의 내측면은 제1, 2 리드프레임(32, 34) 중 어느 하나의 상부면을 기준으로 소정의 경사각을 가지고 경사지게 형성될 수 있으며, 상기 경사각에 따라 발광소자(12)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. 여기서, 광의 지향각이 줄어들도록 발광소자(12)에서 방출되는 광의 집중성은 증가하는 반면, 광의 지향각이 클수록 발광소자(12)에서 외부로 방출되는 광의 집중성이 감소될 수 있다.
제1, 2 격벽(22, 24)의 내측면은 복수의 경사각을 가질 수 있으며, 이에 따라 복수의 캐비티(미도시)를 형성할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1, 2 리드프레임(32, 34)은 발광소자(12)에 전기적으로 연결되며, 외부 전원(미도시)의 양(+)극 및 음(-)극에 각각 연결되어, 발광소자(12)로 전원을 공급할 수 있다.
실시 예에서, 제1 리드프레임(32) 상에는 발광소자(12)가 배치되며, 제2 리드프레임(34)은 제1 리드프레임(32)과 이격된 것으로 설명하며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 실시 예에서 발광소자(12)는 수평형 타입, 수직형 타입 및 플립형 타입의 발광소자일수 있으며, 발광소자(12)는 제1, 2 리드프레임(32, 34)과 와이어 본딩되어 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않으며 전극이 제1, 2 리드프레임(32, 34)과 연결되어 발광소자(12)에 전원을 공급할 수도 있다.
몸체(20)에 형성된 캐비티(s) 내에는 발광소자(12)를 덮을 수 있는 수지물(40)이 충진될 수 있다.
수지물(40)은 투광성 재질, 예를 들면 실리콘, 에폭시 및 기타 수지 재질을 포함할 수 있으며, 자외선 또는 열 경화 방식에 따라 경화시킬 수 있다.
수지물(40)은 형광체(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 발광소자(12)에서 방출되는 광의 파장에 따라 종류가 선택되어 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
즉, 상기 형광체는 발광소자(12)에서 방출되는 광의 파장에 따라 청색 발광 형광체, 청록색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체, 황녹색 발광 형광체, 황색 발광 형광체, 황적색 발광 형광체, 오렌지색 발광 형광체, 및 적색 발광 형광체중 하나가 적용될 수 있다.
상기 형광체는 발광소자(12)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(12)가 청색 발광 다이오드이고 형광체(미도시)가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 청색 발광 다이오드에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자 패키지(100)는 백색 빛을 제공할 수 있다.
발광소자(12)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체(미도시)를 혼용하는 경우, 발광소자(12)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.
상기 형광체는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 것일 수 있다.
실시 예에서, 제1 발광소자(12)는 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 유색 발광 다이오드 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 다이오드일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지의 일부를 제1, 3 방향(x, y)으로 절단한 단면사시도 및 도 3은 도 2에 나타낸 제1, 2 리드프레임을 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 제3 방향(y)으로 절단하는 경우, 삼각형 단면 형상을 가지는 제1, 2 리드프레임(32, 34) 및 제1, 2 리드프레임(32, 34) 상에 수지물(40)이 충진되는 캐비티(s)가 형성되며, 삼각형 단면 형상을 갖는 몸체(20)를 포함할 수 있다.
몸체(20)는 제1 경사면(s1), 제2 경사면(s2) 및 발광소자(12)에서 발생된 광이 수지물(40)에 의해 여기되어 방출되는 제3 경사면(s3)을 포함할 수 있다.
즉, 제3 경사면(s3)는 제1, 2 경사면(s1, s2) 사이에 배치되며, 제3 경사면(s3)이 제1, 2 경사면(s1, s2)에 의해 경사지게 형성될 수 있다.
몸체(20)는 제1, 2 경사면(s1, s2) 사이에 제1 경사각(θ1)을 이루며, 제1 경사면(s1)과 제3 경사면(s3) 사이에 제2 경사각(θ2)을 이루며, 제2 경사면(s2)과 제3 경사면(θ3) 사이에 제3 경사각(θ3)을 이룰 수 있다.
실시 예에서, 몸체(20)는 제1, 2 경사면(s1, s2) 및 제3 경사면(s3)에 의해 삼각형 형상의 단면을 가질 수 있으며, 제3 경사면(s3)이 경사지게 형성되는 사다리꼴 형상의 단면을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 제1 경사각(θ1)은 90°내지 120°일 수 있다.
제1 경사각(θ1)은 90°미만 또는 120°보다 큰 경우 몸체(20)가 인쇄회로기판(미도시)에 실장시 결합 안정성이 낮아질 수 있다.
이때, 제2 경사각(θ2)은 제1 경사각(θ1)이 90°인 경우 제3 경사각(θ3)과 동일하게 45°일 수 있으며, 제1 경사각(θ1)이 100°인 경우 제3 경사각(θ3)과 동일한 40°이거나, 45°내지 50°로 형성될 수 있으며, 또한, 제1 경사각(θ1)이 120°인 경우 제2, 3 경사각(θ3, θ4)은 지향각에 따라 가변될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 3에 나타낸 제1, 2 리드프레임(32, 34)는 서로 동일하게 삼각형 형상의 단면 형상을 가지는 것으로 나타내었으나, 이에 한정을 두지 않는다.
실시 예에서, 제1, 2 리드프레임(32, 34) 각각은 제1, 2, 3 면(s11, s12, s13)을 가지며, 제1 리드프레임(32)에 포함된 제1, 2, 3 면(s11, s12, s13) 사이의 경사각은 제2 리드프레임(34)에 포함된 제1, 2, 3 면(s11, s12, s13) 사이의 경사각과 서로 동일한 것으로 나타내고 설명하지만, 이에 한정을 두지 않는다.
제1 리드프레임(32)은 제1 경사면(s1)에 노출되는 제1 면(s11), 제2 경사면(s2)에 노출되는 제2 면(s12) 및 제1, 2 면(s11, s12) 사이에 배치되며 발광소자(12)가 배치되는 제3 면(s13)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 면(s11)은 제1 경사면(s1) 보다 작은 사이즈로 형성되며, 제2 면(s12)과 제4 경사각(θ4)을 이룰수 있다.
제4 경사각(θ4)은 상술한 제1 경사각(θ1)과 동일한 각도를 가질 수 있다.
또한, 제1 면(s11)의 노출 면적은 제2 면(s12)의 노출 면적 대비 0.5배 내지 1배일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제4 경사각(θ4)가 90°이고, 제5, 6 경사각(θ5, θ6)이 동일하게 45°인 경우, 제1 면(s11)의 노출 면적은 제2 면(s12)의 노출 면적과 동일하거나, 좁게 형성될 수 있다. 그리고, 제4 경사각(θ4)이 100°이고, 제5 경사각(θ5)이 50°이고, 제6 경사각(θ6)이 30°인 경우, 제1 면(s11)의 노출 면적은 제2 면(s12)의 노출 면적 대비 0.5배로 유지할 수 있다.
또한, 제1 면(s11)의 노출 면적은 제2 면(s21)의 노출 면적 대비 0.5배 미만인 경우 발광소자 패키지가 인쇄회로기판(미도시)에 실장되는 경우 솔더링 과정에서 발광소자 패키지와 상기 인쇄회로기판에 패터닝된 도전성패턴층(미도시) 사이에 전기적인 연결이 용이하지 않거나, 발광소자 패키지가 상기 인쇄회로기판에 배치시 안정성이 낮아질 수 있으며, 제2 면(s21)의 노출 면적 대비 1배 보다 큰 경우 상기 인쇄회로기판에 배치시 안정성 및 상기 도전성패턴층과의 전기적인 연결이 용이하지만 발광소자 패키지의 사이즈가 증가될 수 있으므로, 최근 추세에 따른 소형화를 이룰 수 없다.
제1 면(s11)은 제3 면(s13)과 제5 경사각(θ5)을 이룰 수 있으며, 제5 경사각(θ5)은 상술한 제2 경사각(θ2)과 동일한 각도를 가질 수 있다.
제2 면(s12)은 제2 경사면(s2) 보다 작은 사이즈로 형성될 수 있으며, 제3 면(s13)과 제6 경사각(θ6)을 이룰 수 있으며, 제6 경사각(θ6)은 상술한 제3 경사각(θ3)과 동일한 각도를 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이와 같이, 도 2 및 도 3에 나타낸 발광소자 패키지(100) 및 제1, 2 리드프레임(32, 34)은 서로 동일한 삼각형 형상의 단면을 가짐으로써, 제3 경사면(s3)의 단면적이 증가됨에 따라 지향각이 넓어지는 이점이 있으며, 또한 제1, 2 리드프레임(32, 34)의 적어도 2개의 면이 몸체(20)의 적어도 2개의 면에 노출되도록 함으로써, 발광소자(12) 발광시 발생되는 열을 방열할 수 있음으로써 발광소자 패키지(100) 또는 발광소자(12)의 내구성이 향상될 수 있는 이점이 있다.
도 4는 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 사시도이다.
도 4를 참조하면, 발광소자 패키지(200)는 발광소자(112) 및 발광소자(112)가 배치된 몸체(120)를 포함할 수 있다.
도 4에 나타낸 발광소자 패키지(200)는 도 1 및 도 3에 나타낸 발광소자 패키지(100)와 중복되는 구성에 대한 설명을 생략하거나, 간략하게 설명한다.
몸체(120)는 제1 방향(x)으로 연장된 제1 격벽(122) 및 제1 방향(x)과 교차하는 재2 방향(z)으로 연장된 제2 격벽(124)을 포함할 수 있다.
여기서, 몸체(120)는 제3 방향(y)으로 절단하는 경우, 삼각형 형상의 단면을 가질 수 있으며, 제1 경사면(미도시), 제2 경사면(미도시) 및 발광소자(112)에서 발생된 광을 방출하는 제3 경사면(미도시)을 포함할 수 있다.
몸체(120)는 캐비티(s)의 하부면을 형성하는 제1, 2 리드프레임(132, 134)을 포함할 수 있으며, 제1, 2 리드프레임(132, 134)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru) 및 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 제1, 2 리드프레임(132, 134)는 도 1에 나타낸 제1, 2 리드프레임(32, 34)과 다르게, 제1 방향(x)으로 서로 평행하게 형성될 수 있다.
또한, 몸체(120)는 제1, 2 리드프레임(132, 134)을 전기적으로 절연하는 절연부재(126)를 포함할 수 있으며, 도 1에 나타낸 절연부재(26)와 동일하게 제1, 2 리드프레임(132, 134) 사이에 형성될 수 있다.
도 4에 나타낸 절연부재(126)는 도 1에 나타낸 절연부재(26)과 다른 방향, 즉 제1 방향(x)으로 연장되게 형성될 수 있으며, 이는 제1, 2 리드프레임(132, 134)의 배치에 따라 가변될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
실시 예에서, 제1 리드프레임(132) 상에는 발광소자(112)가 배치되며, 제2 리드프레임(134)은 제1 리드프레임(132)과 이격된 것으로 설명하며, 이에 한정을 두지 않는다.
몸체(120)에 형성된 캐비티(s) 내에는 발광소자(112)를 덮을 수 있는 수지물(140)이 충진될 수 있다.
도 5는 도 4에 나타낸 발광소자 패키지를 제1, 3 방향(x, y)으로 절단한 단면사시도 및 도 6은 도 5에 나타낸 제1, 2 리드프레임을 나타낸 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 발광소자 패키지(200)는 사다리꼴 형상의 단면을 갖는 제1 리드프레임(132), 제1 리드프레임(132)과 제2 방향(z)으로 이격되며 삼각형 형상의 단면을 갖는 제2 리드프레임(134) 및 제1, 2 리드프레임(132, 134) 상에 수지물(140)이 충진되는 캐비티(s)가 형성되며, 삼각형 단면 형상을 갖는 몸체(20)를 포함할 수 있다.
몸체(120)는 제1 경사면(s1), 제2 경사면(s2) 및 발광소자(112)에서 발생된 광이 수지물(140)에 의해 여기되어 방출되는 제3 경사면(s3)을 포함할 수 있다.
즉, 제3 경사면(s3)는 제1, 2 경사면(s1, s2) 사이에 배치되며, 제3 경사면 (s3)이 제1, 2 경사면(s1, s2)에 의해 경사지게 형성될 수 있다.
몸체(120)는 제1, 2 경사면(s1, s2) 사이에 제1 경사각(θ1)을 이루며, 제1 경사면(s1)과 발광면(s3) 사이에 제2 경사각(θ2)을 이루며, 제2 경사면(s2)과 제3 경사면(θ3) 사이에 제3 경사각(θ3)을 이룰 수 있다.
실시 예에서, 몸체(120)는 제1, 2 경사면(s1, s2) 및 제3 경사면(s3)에 의해 삼각형 형상의 단면을 가질 수 있으며, 제3 경사면(s3)이 경사지게 형성되는 사다리꼴 형상의 단면을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 제1 경사각(θ1)은 90°내지 120°일 수 있다.
즉, 제1 경사각(θ1)은 90°미만 또는 120°보다 큰 경우 몸체(120)가 인쇄회로기판(미도시)에 실장시 결합 안정성이 낮아질 수 있다.
이때, 제2 경사각(θ2)은 제1 경사각(θ1)이 90°인 경우 제3 경사각(θ3)과 동일하게 45°일 수 있으며, 제1 경사각(θ1)이 100°인 경우 제3 경사각(θ3)과 동일한 40°이거나, 45°내지 50°로 형성될 수 있으며, 또한, 제1 경사각(θ1)이 120°인 경우 제2, 3 경사각(θ3, θ4)은 지향각에 따라 가변될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 6에 나타낸 제1 리드프레임(132)는 사다리꼴 형상의 단면을 가지며, 제2 리드프레임(134)은 제1 리드프레임(132)에 인접하며 삼각형 형상의 단면을 가질 수 있다.
즉, 제1, 2 리드프레임(132, 134)는 몸체(120)가 삼각형 형상의 단면을 가지므로, 제2 방향(z)으로 나란히 배치될 수 있다.
실시 예에서, 제1 리드프레임(132)은 제1, 2, 3, 4 면(s111, s112, s113, s114)를 가지며, 제2 리드프레임(134)은 제5, 6, 7 면(s121, s122, s123)을 가지는 것으로 설명한다.
제1 리드프레임(132)은 제1 경사면(s1)에 노출되는 제1 면(s111), 제2 경사면(s2)에 노출되는 제2 면(s112), 제3 경사면(s3)에 노출되며 발광소자(112)가 배치되고 제2 면(s2)에 인접한 제3 면(s113) 및 제2 면(s112)와 평행하며 제1, 3 면(s111, s113) 사이에 배치된 제4 면(s114)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 면(s111)은 제1 경사면(s1) 보다 작은 사이즈로 형성되며, 제2 면(s12)과 제4 경사각(θ4)을 이룰수 있으며, 제4 경사각(θ4)은 상술한 제1 경사각(θ1)과 동일한 각도를 가질 수 있다.
제1 면(s111)은 후술하는 제4 면(s114)와 직각을 이룰 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 제2 면(s112)은 제2 경사면(s2) 보다 작은 사이즈로 형성될 수 있으며, 제3 면(s113)과 제6 경사각(θ6)을 이룰 수 있으며, 제6 경사각(θ6)은 상술한 제3 경사각(θ3)과 동일한 각도를 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제3 면(s113)은 제4 면(s114)와 제7 경사각(θ7)을 이룰 수 있으며, 제7 경사각(θ7)은 360°에서 제4, 6 경사각(θ4, θ6) 및 제1, 4 면(s111, s114) 사이의 경사각을 뺀 경사각을 가질 수 있다.
여기서, 제2 리드프레임(134)는 삼각형 형상의 단면을 가질 수 있으며, 제1 경사면(s1)에 노출된 제5 면(s121), 제4 면(s111)에 인접한 제6 면(s122) 및 제5, 6 면(s121, s122) 사이에 제7 면(s123)을 포함할 수 있다.
제5 면(s121)은 제1 면(s111)과 동일하게 몸체(120)의 제1 면(s1)에 노출되며, 인쇄회로기판(미도시)에 접촉될 수 있다.
이때, 제5 면(s121)은 제6 면(s122)과 직각을 이룰 수 있다. 즉 제5 면(s121) 및 제6 면(s122)의 사이의 경사각은 제1 면(s111) 및 제4 면(s114) 사이의 경사각과 동일하게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
다만, 제6 면(s122)은 제4 면(s114)과 소정 거리를 두고 이격되게 배치되어, 서로 접촉되지 않는다.
즉, 제4 면(s114) 및 제6 면(122) 사이에는 절연댐(126)이 형성될 수 있으며, 절연댐(126)에 의해 제1, 2 리드프레임(132, 134)가 절연될 수 있다.
이때, 제5 면(s121)은 제7 면(s123)과 제5 경사각(θ5)을 이룰 수 있으며, 제5 경사각(θ5)는 제2 경사각(θ2)과 동일하게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 7은 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041), 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031), 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022), 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051), 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061) 및 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphtha late) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
광원 모듈(1031)은 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
광원 모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 광원 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광소자 패키지(1035)를 포함하며, 발광소자 패키지(1035)는 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 기판(1033)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 발광소자 패키지(1035)는 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 복수의 발광소자 패키지(1035)는 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 발광소자 패키지(1035)는 도광판(1041)의 일측 면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도광판(1041) 아래에는 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 반사 부재(1022)는 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 라이트유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
바텀 커버(1011)는 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
광학 시트(1051)는 표시 패널(1061)과 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
기판(1120)과 발광소자 패키지(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 광원 모듈(1160)은 기판(1120) 및 상기 기판(1120) 위에 배열된 복수의 발광 소자(1124)를 포함한다.
여기서, 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(polymethyl methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 9는 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 9를 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
예컨대, 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 커버(2100)는 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버(2100)는 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 커버(2100)는 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 커버(2100)는 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 커버(2100)는 외부에서 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
광원 모듈(2200)은 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 광원 모듈(2200)은 발광소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
부재(2300)는 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광소자 패키지(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 가이드홈(2310)은 발광소자 패키지(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 부재(2300)는 커버(2100)의 내면에 반사되어 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 방열체(2400)와 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 연결 플레이트(2230)와 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 방열체(2400)는 광원 모듈(2200)로부터의 열과 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)에 수납되는 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 가이드 돌출부(2510)는 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.
전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈(2200)로 제공한다. 전원 제공부(2600)는 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 홀더(2500)에 의해 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 돌출부(2670)를 포함할 수 있다.
가이드부(2630)는 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 가이드부(2630)는 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
돌출부(2670)는 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 돌출부(2670)는 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 돌출부(2670)는 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 돌출부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 전원 제공부(2600)가 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (10)

  1. 발광소자;
    상기 발광소자가 배치된 제1 리드프레임 및 상기 제1 리드프레임과 이격된 제2 리드프레임을 포함하고, 제1 경사면, 제2 경사면 및 상기 제1, 2 경사면 사이에 상기 발광소자로부터 광을 방출하는 제3 경사면으로 이루어진 삼각형 형상의 단면을 가지며, 상기 제1, 2 리드프레임 상에 캐비티가 형성된 몸체; 및
    상기 캐비티 내에 충진되며, 상기 제3 경사면을 형성하는 수지물;을 포함하고,
    상기 몸체는 상기 제1 내지 제3 경사면에 의해 삼각형 형상의 단면을 가지고,
    상기 제1, 2 경사면 사이의 경사각은 90도이고,
    상기 제1 경사면과 상기 제3 경사면 사이의 경사각 및 상기 제2 경사면과 상기 제3 경사면 사이의 경사각은 45도이고,
    상기 제1 및 제2 리드 프레임은 상기 몸체의 단면 형상과 동일한 단면 형상을 가지고,
    상기 제1 리드프레임은, 상기 제1, 2 경사면에 노출되고,
    상기 제2 리드 프레임은 상기 제1, 2 경사면에 노출되고,
    상기 제1 및 제2 리드프레임 각각은,
    상기 제1 경사면에 노출된 제1 면; 및
    상기 제2 경사면에 노출되며, 상기 제1 면의 면적 대비 1배 내지 2배의 면적을 갖는 제2 면;을 포함하며,
    상기 제1 리드프레임은, 상기 제1 리드 프레임의 제1 및 제2 면을 연결하며 상기 발광소자가 배치된 제3 면;을 더 포함하고,
    상기 제2 리드프레임은 상기 제2 리드 프레임의 제1 및 제2 면을 연결하며 상기 제1 리드프레임의 제3 면과 평행한 제3 면;을 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 리드프레임 각각의 제1, 3 면 사이의 경사각은 45도이고,
    상기 제1 및 제2 리드 프레임 각각의 제1, 2 면 사이의 경사각이 90도인 발광소자 패키지.
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