KR20120112997A - 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛 - Google Patents

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KR20120112997A
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light
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KR1020110030646A
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정낙윤
김민주
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

발광 소자 패키지는, 지지부와, 지지부 상에 배치된 발광 소자와, 발광 소자 상에 몰딩부와, 발광 소자의 광을 대각선 방향의 지향각으로 제어하기 위해 몰딩부 상에 반사부를 포함한다.

Description

발광 소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛{Light-emitting device package and a backlight unit having the same}
실시예는 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 발광 소자이다. 발광 소자는 III족 및 V족 화합물을 포함한 반도체 재료로 만들어진다. 발광 소자는 휘도가 점차 증가하게 되어 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용이 증가하고 있으며, 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 발광 다이오드를 조합하여 효율이 우수한 백색 광을 만들 수 있다. 이러한 백색 광은 디스플레이용 광원이나 가정용 광원으로 널리 응용되고 있다.
최근 발광 소자를 패키지화한 발광 소자 패키지가 널리 개발되고 있다. 발광 소자 패키지는 수요자의 구매 요구에 따라 양한 형태의 패키지로 제조될 수 있다.
디스플레이 광원으로 사용되는 발광 소자 패키지는 가능한 한 두께가 얇고 지향각이 전방보다는 가능한 한 측방을 가질 것이 강하게 요구되고 있다.
실시예는 대각선의 지향각을 갖는 광을 구현한 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예는 보다 얇은 두께를 갖는 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예는 구조를 단순화한 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공한다.
실시예에 따르면, 발광 소자 패키지는, 지지부; 상기 지지부 상에 배치된 발광 소자; 상기 발광 소자 상에 몰딩부; 및 상기 발광 소자의 광을 대각선 방향의 지향각으로 제어하기 위해 상기 몰딩부 상에 반사부를 포함한다.
실시예에 따르면, 백라이트 유닛은 실시예의 발광 소자 패키지를 포함한다.
실시예는 대각선의 지향각을 갖는 광을 구현할 수 있다.
실시예는 두께를 보다 얇게 형성할 수 있다.
실시예는 구조가 단순해질 수 있다.
도 1은 실시예의 발광 소자 패키지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자 패키지를 A-A'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 반사 패턴의 모양을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 발광 소자 패키지에서 광의 진행 경로를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 특정한 반사 패턴에서의 광의 진행 경로를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1의 몰드 부재를 도시한 도면이다.
도 7은 도 1의 반사 패턴의 제1 배열 형태를 도시한 도면이다.
도 8은 도 1의 반사 패턴의 제2 배열 형태를 도시한 도면이다.
도 9는 도 1의 반사 패턴의 제3 배열 형태를 도시한 도면이다.
도 10은 도 1의 반사 패턴의 제4 배열 형태를 도시한 도면이다.
도 11은 도 1의 발광 소자 패키지를 채용한 일 실시예의 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 12는 도 1의 발광 소자 패키지를 채용한 다른 실시예의 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 13은 도 1의 발광 소자 패키지로부터 발광하는 광의 지향각을 도시한 시뮬레이션 결과이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "directly"와 "indirectly"의 의미를 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도 1은 실시예의 발광 소자 패키지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 발광 소자 패키지를 A-A'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자 패키지(10)는 지지부(11), 발광 소자, 몰딩부(19) 및 반사부(20)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자 패키지(10)은 사각 형상을 가질 수 있지만, 이에 한정하지 않는다. 예컨대 상기 발광 소자 패키지(10)은 원 형상을 가질 수도 있다.
상기 지지부(11)는 실리콘 재질, 합성 수지 재질 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 지지부(11)는 상기 발광 소자(15), 상기 몰딩부(19) 및 상기 반사부(20)를 지지하는 역할을 한다.
상기 지지부(11)의 적어도 상면에는 상기 발광 소자(15)에서 발생된 빛을 반사시켜 발광 효율을 향상시킬 수 있도록 반사 물질, 예컨대 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 코팅되거나 반사 물질을 포함하는 테이프가 부착될 수 있다.
상기 지지부(11)에는 상기 발광 소자(15)에 전기 신호를 공급하여 주기 위한 제1 전극(13a) 및 제2 전극(13b)이 형성되기 위한 제1 및 제2 개구부가 형성될 수 있다. 상기 제1 개구부를 통해 제1 전극(13a)이 형성되고, 상기 제2 개구부를 통해 제2 전극(13b)이 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(13a)의 하부는 상기 제1 개구부를 통해 상기 지지부(11)의 외부에 노출되고 상기 제1 전극(13b)의 상부는 상기 제1 개구부를 통해 상기 지지부(11)의 내부에 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(13a)의 상부의 직경은 적어도 상기 제1 개구부 직경보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1 전극(13a)의 상부는 상기 제1 개구부를 포함하여 상기 지지부(11)의 상면에 중첩되도록 형성될 수 있다. 이와 같이 제1 전극(13a)의 상부가 상기 지지부(11)의 상면에 중첩됨으로써, 상기 제1 전극(13a)은 상기 지지부(11)에 보다 강하게 고정될 수 있다.
상기 제2 전극(13b)의 하부는 상기 제2 개구부를 통해 상기 지지부(11)의 외부에 노출되고 상기 제2 전극(13b)의 상부는 상기 제2 개구부를 토해 상기 지지부(11) 내부에 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(13b)의 상부의 직경은 적어도 상기 제2 개구부 직경보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극(13b)의 상부는 상기 제2 개구부를 포함하여 상기 지지부(11)의 상면에 중첩되도록 형성될 수 있다. 이와 같이 제2 전극(13b)의 상부가 상기 지지부(11)의 상면에 중첩됨으로써, 상기 제2 전극(13b)은 상기 지지부(11)에 보다 강하게 고정될 수 있다.
이러한 경우, 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)의 상면들은 적어도 상기 지지부(11) 상면보다 더 높은 위치에 형성될 수 있다. 하지만, 상기 발광 소자(15)의 측방향의 지향각을 방해하지 않도록 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)의 상면들은 상기 발광 소자(15)의 활성층보다 낮은 위치에 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)의 상면들은 상기 지지부(11) 상면보다 높고 상기 발광 소자(15)의 활성층보다 낮도록 형성될 수 있다.
만일 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)이 상기 제1 및 제2 개구부에만 형성되어 상기 제1 및 제2 개구부의 측면에 충분이 고정되는 경우, 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)은 상기 제1 및 제2 개구부에만 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)의 상면들은 상기 지지부(11)의 상면과 동일하게 위치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)의 하면들은 상기 지지부(11)의 배면과 동일하게 위치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)은 전기적인 절연을 위해 서로 전기적으로 분리되도록 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)은 전기를 공급하기 위한 어떠한 도전 물질도 사용될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)은 예컨대, 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 텅스텐(W), 납(Pb), 백금(Pt)일 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)은 상기 발광 소자(15)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 향상시킬 수 있도록 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)의 적어도 상면은 반사 물질, 예컨대 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 코팅되거나 반사 물질을 포함하는 테이프로 부착될 수 있다.
상기 발광 소자(15)는 상기 지지부(11)의 일 영역에 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 발광 소자(15)는 상기 지지부(11)의 중앙 영역에 설치될 수 있다.
또는 상기 발광 소자(15)는 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b) 중 어느 하나의 전극 상에 설치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 어느 하나의 전극은 상기 지지부(11)의 중앙 영역에 형성되고, 다른 전극은 상기 어느 하나의 전극과 이격되어 형성될 수 있다. 상기 발광 소자(15)가 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b) 중 어느 하나의 전극 상에 설치되는 경우, 상기 어느 하나의 전극은 상기 발광 소자(15)에서 발생된 열을 외부로 방출시키는 역할을 할 수 있다.
상기 발광 소자(15)는 제1 및 제2 와이어(17a, 17b)를 이용한 와이어 방식에 의해 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)에 전기적으로 연결될 수 있다. 하지만, 실시예는 이에 한정하지 않으며, 예컨대 상기 발광 소자(15)는 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식에 의해 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 발광 소자(15)는 도시하지 않았지만, 3족 및 5족의 반도체 화합물을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 발광 소자(15)는 적색 발광 소자, 청색 발광 소자, 청색 발광 소자, 자외선(UV) 발광 소자 및 백색 발광 소자 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 상기 발광 소자(15)가 청색 발광 소자인 경우, 상기 몰딩부(19)에 첨가된 형광 물질을 이용하여 백색 광을 발생시킬 수 있다.
상기 발광 소자(15)는 PN 접합 구조, NP 접합 구조, PNP 접합 구조 및 NPN 접합 구조를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(15)는 상부가 p형인 일반적인 구조와 상부가 n형인 수직 구조를 포함할 수 있다.
일반적인 구조에서는 중간에 노출된 n형 전극에 예컨대 (-) 전원을 공급하는 제1 전극(13a)이 전기적으로 연결되고 상부의 p형 전극에 예컨대 (+) 전원을 공급하는 제2 전극(13b)이 전기적으로 연결될 수 있다.
수직 구조에서는 하부의 전극에 예컨대 (+) 전원을 공급하는 제2 전극(13b)이 전기적으로 연결되고 상부의 전극에 예컨대 (-) 전원을 공급하는 제1 전극(13a)이 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 발광 소자(15)를 적어도 포함하도록 몰딩부(19)가 형성될 수 있다. 상기 몰딩부(19)는 상기 발광 소자(15), 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b) 및 상기 지지부(11) 상에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 몰딩부(19)는 상기 발광 소자(15)와 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)의 모든 면을 커버하도록 형성될 수 있다. 상기 몰딩부(19)에 의해 상기 발광 소자(15)와 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)의 상면들은 외부에 노출되지 않게 되어, 상기 몰딩부(19)에 의해 상기 발광 소자(15)와 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)이 외부로부터 완전하게 보호될 수 있다. 다만, 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)의 배면은 상기 발광 소자 패키지(10)를 외부의 전기 공급 수단에 전기적으로 연결해야 하므로, 외부에 노출될 수 있다.
상기 몰딩부(19)는 투명한 수지계 물질이나 투명한 실리콘(Si) 물질로 형성될 수 있다. 상기 수지계 물질로는 에폭시(epoxy)일 수 있다.
상기 몰딩부(19)는 도 6(a)에 도시한 바와 같이, 어떠한 혼합 물질 없이 사용될 수 있다. 이러한 경우, 발광 소자(15)에서 발생된 빛이 상기 몰딩부(19)의 굴절류에 의해 광 굴절이 발생되어, 광 경로가 변경되어 즉 광이 확산되어 출사될 수 있다.
한편, 상기 몰딩부(19)에는 다양한 혼합 물질이 첨가될 수 있다.
도 6(b)에 도시한 바와 같이, 상기 몰딩부(19)에 형광 물질을 포함하는 형광체(19a)가 첨가될 수 있다. 예컨대, 상기 발광 소자(15)가 청색을 발생시키는 청색 발광 소자인 경우, 상기 몰딩부(19)에 황색(yellow) 형광 물질을 포함하는 황색 형광체가 첨가될 수 있다. 이러한 경우, 상기 청색 발광 소자에서 발생된 청색 중 일부는 상기 몰딩부(19)를 그대로 통과하고 다른 일부는 상기 몰딩부(19)의 황색 형광체에 의해 변경되어 황색의 광으로 출사되게 되어, 상기 청색과 상기 황색의 혼합에 의해 백색의 광이 발생하게 된다.
예컨대, 상기 발광 소자(15)가 자외선을 발생시키는 자외선 발광 소자인 경우, 상기 몰딩부(19)에 적색 형광 물질을 포함하는 적색 형광체, 녹색 형광 물질을 포함하는 녹색 형광체 및 청색 형광 물질을 포함하는 청색 형광체가 첨가될 수 있다. 이러한 경우, 상기 자외선 발광 소자에서 발생된 자외선은 적색 형광체에 의해 적색의 광이 출사되고 녹색 형광체에 의해 녹색의 광이 출사되며 청색 형광체에 의해 청색의 광이 출사되게 되어, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 혼합에 의해 백색 광이 발생하게 된다.
도 6(c)에 도시한 바와 같이, 상기 몰딩부(19)에 광을 확산시키는 비드(19b)들이 첨가될 수 있다. 비드(19b)들은 원형이나 타원형으로 형성될 수 있다. 상기 비드(19b)들은 동일한 크기를 가질 수도 있고, 서로 다른 크기를 가질 수도 있다. 상기 비드(19b)들은 상기 몰딩부(19)에 랜덤하게 형성될 수 있다.
상기 발광 소자(15)에 발생된 광은 상기 몰딩부(19)의 재질에 의해 1차적으로 확산될 수 있고, 상기 비드(19b)들에 의해 2차적으로 확산됨으로써, 광이 보다 활발하게 확산시킬 수 있다.
도 6(d)에 도시한 바와 같이, 상기 몰딩부(19)에 형광 물질을 포함하는 형광체(19a)와 비드(19b)들이 첨가될 수 있다. 형광체(19a)는 발광 소자(15)의 종류에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 청색 발광 소자인 경우 상기 몰딩부(19)에는 황색 형광체가 첨가될 수 있고, 자외선 발광 소자인 경우 상기 몰딩부(19)에는 적색 형광체, 녹색 형광체 및 청색 형광체가 첨가될 수 있다.
상기 몰딩부(19) 상에 반사부(20)가 형성될 수 있다. 상기 반사부(20)는 상기 몰딩부(19)의 중심 영역에 배치된 메인 반사 패턴(21)과 상기 메인 반사 패턴(21)을 중심으로부터 상기 몰딩부(19)의 측 영역으로 배치된 다수의 서브 반사 패턴(23)들을 포함할 수 있다.
상기 반사부(20), 즉 상기 메인 반사 패턴(21) 및 상기 서브 반사 패턴(23)은 TiO2, SiO2, Al2O3, MgO, BaO 및 Ag를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 반사부(20)는 상기 발광 소자(15)에서 발생되어 상기 몰딩부(19)를 투과한 광을 반사시켜 대부분의 광이 전방과 측방 사이의 대각선 방향으로 출사되도록 제어하는 역할을 한다.
상기 메인 반사 패턴(21)과 상기 서브 반사 패턴(23)들은 도 3에 도시한 바와 같이 다양한 모양으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 메인 반사 패턴(21)과 상기 서브 반사 패턴(23)들은 반구형(도 3(a)), 원형(도 3(b)), 원뿔형(도 3(c)) 및 역테이퍼형(도 3(d)) 중 하나를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 메인 반사 패턴(21)과 서브 반사 패턴(23)들은 위에서 볼 때 원형으로 형성되지만, 이에 한정하지 않고 위에서 볼 때 사각형이나 타원형으로 형성될 수 있다.
상기 메인 반사 패턴(21)은 상기 몰딩부(19)의 중심 영역, 다시 말해 상기 발광 소자(15)에 중첩되도록 배치될 수 있다. 바람직하게 상기 발광 소자(15)의 중심과 상기 메인 반사 패턴(21)의 중심은 서로 일치할 수 있다.
상기 메인 반사 패턴(21)은 상기 발광 소자(15)보다 적어도 큰 직경을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 메인 반사 패턴(21)은 상기 발광 소자(15)의 직경의 1배 내지 30배의 직경을 가질 수 있다. 상기 메인 반사 패턴(21)이 상기 발광 소자(15)의 직경보다 작은 경우, 상기 발광 소자(15)에서 발생된 광이 상대적으로 전방으로 많이 출사되어, 대각선 방향의 지향각을 얻기 어려운 문제가 있다. 또한 상기 메인 반사 패턴(21)이 상기 발광 소자(15)의 직경의 30배 이상인 경우, 상기 발광 소자 패키지(10)의 전체 면적의 상당 부분에서 광이 전방으로 출사되지 않고 측 영역에서만 광이 전방으로 출사됨으로 해서 대각선 방향의 지향각이 아닌 단순히 측 영역에서 전방의 지향각의 광이 발생하게 된다.
상기 서브 반사 패턴(23)들은 일정한 규칙에 따라 배열될 수도 있고, 랜덤하게 배열될 수도 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 발광 소자(15)에서 발생된 광은 대부분 전방으로 진행될 수 있다. 이에 따라, 대부분의 광은 상기 발광 소자(15) 상의 몰딩부(19)를 경유하여 상기 반사부(20)의 상기 메인 반사 패턴(21)으로 입사된다. 상기 메인 반사 패턴(21)에 의해 상기 광은 다양한 출사 방향으로 반사되고, 이와 같이 반사된 광은 상기 지지부(11)와 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)의 상면들에 코팅된 반사 물질에 의해 재 반사될 수 있다. 이러한 과정을 통해 광은 상기 몰딩부(19)의 중심 영역에서 점차로 상기 몰딩부(19)의 측방향으로 진행되게 된다. 상기 몰딩부(19)의 중심 영역에서 점차로 상기 몰딩부(19)의 측방향으로 진행되면서 광의 일부는 서브 반사 패턴(23) 사이의 몰딩부(19)의 상면을 통해 외부로 출사될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 서브 반사 패턴(23)들은 상기 메인 반사 패턴(21) 부근보다는 상기 몰딩부(19)의 측 방향으로 갈수록 서브 반사 패턴(23)들 사이에 의해 외부에 노출된 상기 몰딩부(19)의 면적이 커지므로, 상기 메인 반사 패턴(21)에 의해 반사된 광은 상기 몰딩부(19)의 중심 영역, 즉 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단에서 상기 몰딩부(19)의 측 방향으로 갈수록 점진적으로 외부로 출사되는 광량이 증가되게 된다.
따라서, 실시예의 발광 소자 패키지(10)는 전방과 측방 사이의 대각선 방향의 지향각을 갖는 광이 출사될 수 있다.
실시예의 발광 소자 패키지(10)는 지지부(11)의 두께를 얇게 하고, 몰딩부(19)에 확산 기능을 부가하여 몰딩부(19)의 두께를 얇게 함으로써, 전체적인 두께를 줄일 수 있다.
실시예의 발광 소자 패키지(10)는 반사부(20)를 이용하여 대각선의 지향각을 갖는 광을 얻음으로써, 대선의 지향각을 얻기 위한 별도의 부재를 구비할 필요가 없기 때문에 구조가 단순해질 수 있다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 역테이퍼형의 서브 반사 패턴(23)들(21a, 도 3(d)) 참조)을 이용하여 보다 더 효율적인 광 제어가 가능할 수 있다.
즉, 몰딩부(19) 상에 역테이퍼형의 서브 반사 패턴(23)들(21a)가 배치될 수 있다. 필요에 따라 메인 반사 패턴(21) 또한 역테이퍼형으로 배치될 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)들 각각은 상부에서 하부로 갈수록 면적이 점진적으로 줄어드도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 서브 반사 패턴(23)의 상부와 하부 사이의 측면은 상기 서브 반사 패턴(23)의 내부로 기울어진 경사면을 가질 수 있다.
상기 발광 소자(15)에서 발생되어 상기 몰딩부(19)를 경유하여 상기 메인 반사 패턴(21)에 의해 반사된 광이 상기 몰딩부(19) 내에서 측방향으로 진행될 수 있다. 상기 몰딩부(19)의 저면에는 적어도 지지부(11)와 제1 및 제2 전극(13a, 13b)이 배치되는데, 지지부(11)와 제1 및 제2 전극(13a, 13b)에 반사 물질이 코팅되어 있으므로 상기 메인 반사 패턴(21)에 의해 반사된 광은 상기 지지부(11)와 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)에 의해 반사되거나 상기 서브 반사 패턴(23)에 의해 반사되어 측 방향으로 진행될 수 있다.
상기 지지부(11)와 상기 제1 및 제2 전극(13a, 13b)에 의해 반사된 광의 일부는 상기 서브 반사 패턴(23)에 의해 반사되고, 다른 일부는 상기 서브 반사 패턴(23) 사이를 통해 외부로 출사되거나 상기 서브 반사 패턴(23)의 경사면에 의해 반사될 수 있다.
이와 같이, 상기 서브 반사 패턴(23)이 역테이퍼형으로 형성됨에 따라, 보다 더 많은 광이 상기 서브 반사 패턴(23)의 배면과 경사면에 의해 반사되어 광의 제어 가능성을 더욱 높이게 되어 보다 더 정교한 대각선 방향의 지향각의 광을 얻을 수 있다.
이하에서는 실시예의 반사 패턴의 다양한 배열 구조를 설명한다.
도 7은 도 1의 반사 패턴의 제1 배열 형태를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 다수의 서브 반사 패턴(23)들이 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 몰딩부(19) 끝단 사이에 배열될 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)들은 상기 메인 반사 패턴(21)을 중심으로 방사상으로 배열될 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)들은 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단 사이에 랜덤하게 배열될 수 있다.
서브 반사 패턴(23)의 직경은 "D"이고, 서브 반사 패턴(23) 사이의 거리는 "L"이며, 서브 반사 패턴(23)의 높이는 "H"이다(도 2 참조).
도 7에 도시된 서브 반사 패턴(23)들 각각의 직경(D)은 동일하고, 서브 반사 패턴(23) 사이의 거리(L)는 서로 동일할 수 있다. 즉, 상기 서브 반사 패턴(23)들은 서로 간에 동일한 거리(L)로 이격되도록 배열될 수 있다.
아울러, 상기 서브 반사 패턴(23)의 높이(H)는 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다.
따라서, 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 서브 반사 패턴(23)들의 개수가 증가될 수 있다.
아울러, 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 서브 반사 패턴(23)들 사이에서 외부에 노출된 상기 몰딩부(19)의 면적이 증가되어, 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 광량이 증가될 수 있다.
도 8은 도 1의 반사 패턴의 제2 배열 형태를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 다수의 서브 반사 패턴(23)들이 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 몰딩부(19) 끝단 사이에 배열될 수 있다.
반사 패턴의 제2 배열 형태는 도 7의 반사 패턴의 제1 배열 형태와 매우 유사하다. 즉, 도 8의 반사 패턴의 제2 배열 형태는 도 7의 반사 패턴의 제1 배열 형태와 비교하여 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 상기 서브 반사 패턴(23)들 사이의 거리(L)이 점진적으로 커지는 점을 제외하고는 동일하다.
다시 말해, 상기 서브 반사 패턴(23) 사이의 거리(L)가 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 점진적으로 커지도록 상기 서브 반사 패턴(23)들이 배열될 수 있다.
따라서, 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 서브 반사 패턴(23)들 사이에서 외부에 노출된 상기 몰딩부(19)의 면적이 증가되어, 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 광량이 증가될 수 있다.
도 9는 도 1의 반사 패턴의 제3 배열 형태를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 다수의 서브 반사 패턴(23)들이 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 몰딩부(19)의 끝단 사이에 배열될 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)들은 상기 메인 반사 패턴(21)을 중심으로 방사상으로 배열될 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)들은 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단 사이에 랜덤하게 배열될 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)의 직경(D)은 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 점진적으로 작아질 수 있다. 즉, 상기 서브 반사 패턴(23)의 직경(D)은 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단 부근에서 가장 크고 상기 몰딩부(19)의 끝단 부근에서 가장 작을 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)의 거리(L)는 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 점진적으로 커질 수 있다. 즉, 상기 서브 반사 패턴(23)의 거리(L)는 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단 부근에서 가장 작고 상기 몰딩부(19)의 끝단 부근에서 가장 클 수 있다.
따라서, 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 서브 반사 패턴(23)들 사이에서 외부에 노출된 상기 몰딩부(19)의 면적이 증가되어, 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 광량이 증가될 수 있다.
도 10은 도 1의 반사 패턴의 제4 배열 형태를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 다수의 서브 반사 패턴(23)들이 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 몰딩부(19)의 끝단 사이에 배열될 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)들은 상기 메인 반사 패턴(21)을 중심으로 방사상으로 배열될 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)들은 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단 사이에 랜덤하게 배열될 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)의 직경(D)은 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 점진적으로 커질 수 있다. 즉, 상기 서브 반사 패턴(23)의 직경(D)은 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단 부근에서 가장 작고 상기 몰딩부(19)의 끝단 부근에서 가장 클 수 있다.
상기 서브 반사 패턴(23)의 거리(L)는 서로 동일할 수 있다. 즉, 상기 서브 반사 패턴(23)들은 서로 간에 동일한 거리(L)로 이격되도록 배열될 수 있다.
따라서, 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 상기 서브 반사 패턴(23)의 직경(D)이 점진적으로 커지므로, 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 서로 인접하는 서브 반사 패턴(23)들에 의해 노출된 상기 몰딩부(19)의 면적이 점진적으로 증가하여 상기 메인 반사 패턴(21)의 끝단으로부터 상기 몰딩부(19)의 끝단으로 갈수록 광량이 증가될 수 있다.
이상과 같이, 실시예는 다양한 서브 반사 패턴(23)의 배열 구조에 의해 전방과 측방 사이의 대각선 방향의 지향각의 광을 용이하게 얻을 수 있다.
도 11은 도 1의 발광 소자 패키지를 채용한 일 실시예의 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예의 표시 장치(30)는 직하형(direct type) 백라이트 유닛을 구비한 표시 장치이다.
일 실시예의 표시 장치(30)는 바텀 커버(31), 상기 바텀 커버(31)의 바닥면에 배치된 다수의 발광 소자 패키지(10), 상기 발광 소자 패키지(10) 상에 배치된 광학 시트(33), 정보를 표시하는 표시 패널(39), 상기 표시 패널(39)을 지지하는 가이드 프레임(35) 및 상기 바텀 커버(31)와 체결되는 탑 커버(37)를 포함한다.
상기 바텀 커버(31), 상기 발광 소자 패키지(10) 및 상기 광학 시트(33)에 의해 직하형 백라이트 유닛이 구성될 수 있다.
상기 바텀 커버(31)는 바닥면과 상기 바닥면을 둘러싸고 상부 방향으로 돌출 형성된 측부를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 바닥면에 다수의 발광 소자 패키지(10)가 설치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 발광 소자 패키지(10)는 예컨대 PCB 기판에 실장된 후에 상기 바텀 커버(31)의 바닥면에 설치될 수 있다. 상기 PCB 기판은 외부의 전원 수단에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 전원 수단에서 공급된 전원이 상기 PCB 기판을 경유하여 발광 소자 패키지(10)로 공급되어, 각 발광 소자 패키지(10)에서 광이 발생될 수 있다.
상기 발광 소자 패키지(10)는 도 1의 발광 소자 패키지일 수 있다. 따라서, 상기 발광 소자 패키지(10)는 전방보다는 대각선의 지향각을 갖는 광을 발생시킬 수 있다.
상기 바텀 커버(31)의 측부의 상면은 광학 시트(33)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 광학 시트(33)는 상기 바텀 커버(31)의 측부의 상면에 놓여지거나 고정될 수 있다.
상기 광학 시트(33)는 렌즈, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 휘도 강화 시트 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 광학 시트(33)는 상기 발광 소자 패키지(10)에서 발생된 광을 확산 및/또는 집광시킬 수 있다.
상기 가이드 프레임(35)은 상기 광학 시트(33)를 고정하는 한편, 상기 바텀 커버(31)에 체결될 수 있다. 또한 상기 가이드 프레임(35)은 상기 표시 패널(39)을 지지하는 역할을 할 수 있다.
상기 표시 패널(39)은 예컨대 액정 표시 패널일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.
상기 탑 커버(37)는 상기 표시 패널(39)을 지지하는 한편 상기 바텀 커버(31)에 체결될 수 있다.
따라서, 직하형 백라이트 유닛은 도 1에서 대각선의 지향각을 갖는 광을 발생시킬 수 있는 발광 소자 패키지(10)를 구비함으로써, 발광 소자 패키지(10)에서 곧바로 광을 최대한 퍼지게 할 수 있어, 광학 시트(33)가 가능한 발광 소자 패키지(10)에 근접하여 배치될 수 있다.
만일 직하형 백라이트 유닛에 구비된 발광 소자 패키지가 전방 방향의 지향각의 광을 발생시킬 때 광학 시트가 발광 소자 패키지에 근접하여 배치되는 경우, 발광 소자 패키지의 전방의 광의 세기가 발광 소자 패키지의 주변의 광의 세기보다 강하게 되어 핫 스폿(hot spot)이 발생될 수 있다.
그러므로, 실시예의 발광 소자 패키지(10)를 직하형 백라이트 유닛에 채용함으로써, 광학 시트(33)가 발광 소자 패키지(10)에 근접하도록 배치되어 직하형 백라이트 유닛의 전체 두께가 얇아지는 장점이 있다.
또한, 실시예의 발광 소자 패키지(10)를 직하형 백라이트 유닛에 채용함으로써, 발광 소자 패키지(10)에서 발생된 전방 방향의 광을 주변으로 퍼지게 하기 위한 별도의 광학 부재가 구비될 필요가 없어 구조가 단순해지는 장점이 있다.
도 12는 도 1의 발광 소자 패키지를 채용한 다른 실시예의 표시 장치를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 다른 실시예의 표시 장치(40)는 에지형(edge type) 백라이트 유닛을 구비한 표시 장치이다.
다른 실시예의 표시 장치(40)는 바텀 커버(41), 상기 바텀 커버(41)의 바닥면에 배치된 도광판(43), 상기 도광판(43)과 동일 면상의 상기 바텀 커버(41)의 측부에 배치된 다수의 발광 소자 패키지(10), 상기 도광판(43) 상에 배치된 광학 시트(45), 상기 광학 시트(45) 상에 배치된 표시 패널(53), 상기 표시 패널(53)을 지지하는 가이드 프레임(47) 및 상기 바텀 커버(41)와 체결되는 탑 커버(49)를 포함한다.
상기 바텀 커버(41), 상기 발광 소자 패키지(10), 상기 도광판(43) 및 상기 광학 시트(45)에 의해 에지형 백라이트 유닛이 구성될 수 있다.
상기 바텀 커버(41`)는 바닥면과 상기 바닥면의 적어도 일 측으로부터 상부 방향으로 돌출 형성된 측부를 포함할 수 있다.
상기 측부에 다수의 발광 소자 패키지(10)가 설치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 다수의 발광 소자 패키지(10)는 예컨대 PCB 기판에 실장된 후에 상기 바텀 커버(41)의 측부에 설치될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(10)는 상기 도광판(43)의 입광부에 대응되도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 발광 소자 패키지(10)에서 발생된 광은 상기 도광판(43)의 입광부로 입사될 수 있다.
상기 발광 소자 패키지(10)에서 발생된 광을 반사시켜 상기 도광판(43)으로 진행되도록 하는 한편 상기 PCB 기판을 지지하는 홀더(51)가 상기 바텀 커버(41)의 측부에 설치될 수 있다. 따라서, 상기 바텀 커버(41)의 측부에 홀더(51)가 설치된 후, 다수의 발광 소자 패키지(10)가 설치된 PCB 기판이 상기 홀더(51)에 설치될 수 있다.
상기 발광 소자 패키지(10)는 도 1의 발광 소자 패키지일 수 있다. 따라서, 상기 발광 소자 패키지(10)는 전방보다는 대각선의 지향각을 갖는 광을 발생시킬 수 있다.
상기 바텀 커버(41)의 측부의 상면은 상기 가이드 프레임(47)을 지지할 수 있다.
상기 광학 시트(45)는 상기 도광판(43) 상에 놓여질 수 있다. 상기 광학 시트(45)는 렌즈, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 휘도 강화 시트 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 광학 시트(45)는 상기 발광 소자 패키지(10)에서 발생된 광을 확산 및/또는 집광시킬 수 있다.
상기 도광판(43)의 배면, 즉 상기 도광판(43)과 상기 바텀 커버(41) 사이에는 상기 도광판(43)에서 입사된 광을 표시 패널(53) 측으로 반사시키기 위한 반사판(44)이 배치될 수 있다. 상기 반사판(44)은 상기 바텀 커버(41) 상에 반사 물질이 직접 코팅 형성될 수도 있고 반사 물질을 포함하는 테이프가 상기 바텀 커버(41)에 부착될 수도 있다.
상기 가이드 프레임(47)은 상기 도광판(41) 및 상기 광학 시트(45)를 고정하고 상기 가이드 프레임(47)은 상기 표시 패널(53)을 지지하는 역할을 할 수 있다.
상기 표시 패널(53)은 예컨대 액정 표시 패널일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다.
상기 탑 커버(49)는 상기 표시 패널(53)을 지지하는 한편 상기 바텀 커버(41)에 체결될 수 있다. 상기 가이드 프레임(47)은 상기 바텀 커버(41)에 고정되거나 상기 탑 커버(49)에 체결될 수 있다.
따라서, 에지형 백라이트 유닛은 도 1에서 대각선의 지향각을 갖는 광을 발생시킬 수 있는 발광 소자 패키지(10)를 구비함으로써, 발광 소자 패키지(10)에서 곧바로 광을 최대한 퍼지게 할 수 있어, 가능한 상기 도광판(43)에 근접하여 배치될 수 있다.
만일 에지형 백라이트 유닛에 구비된 발광 소자 패키지가 전방 방향의 지향각의 광을 발생시킬 때 발광 소자 패키지가 도광판에 근접하여 배치되는 경우, 발광 소자 패키지의 전방의 광의 세기가 발광 소자 패키지의 주변의 광의 세기보다 강하게 되어 도광판에 핫 스폿(hot spot)이 발생될 수 있다.
그러므로, 실시예의 발광 소자 패키지(10)를 에지형 백라이트 유닛에 채용함으로써, 발광 소자 패키지(10)가 도광판(43)에 최대한 근접하도록 배치되어 표시 장치의 전체 사이즈가 줄어드는 장점이 있다.
또한, 실시예의 발광 소자 패키지(10)를 에지형 백라이트 유닛에 채용함으로써, 발광 소자 패키지(10)에서 발생된 전방 방향의 광을 주변으로 퍼지게 하기 위한 별도의 광학 부재가 구비될 필요가 없어 구조가 단순해지는 장점이 있다.
도 13은 도 1의 발광 소자 패키지로부터 발광하는 광의 지향각을 도시한 시뮬레이션 결과이다.
메인 반사 패턴(21)은 발광 소자(15)의 20배의 직경을 가지고, 서브 반사 패턴(23)은 발광 소자(15)의 2배의 직경을 가질 수 있다.
각도는 몰딩부(19)의 상면을 기준으로 정의될 수 있다. 예컨대, 몰딩부(19)의 상면과 평행할 때 각도는 0°가 되고 몰딩부(19)의 상면과 수직일 때 각도는 90°가 될 수 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 발광 소자 패키지(10)는 10° 내지 30°의 최대 피크를 갖는 광과 150° 내지 170°의 최대 피크를 갖는 광이 발광될 수 있다. 따라서, 실시예의 발광 소자 패키지(10)는 10° 내지 30°의 제1 지향각과 150° 내지 170°의 제2 지향각을 갖는 광이 발광될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 지향각 사이의 간격은 120° 내지 160°일 수 있다.
그러므로, 실시예는 메인 반사 패턴(21)과 다수의 서브 반사 패턴(23)을 몰딩부 상에 배치하여, 최적의 지향각을 갖는 광을 구현할 수 있다.
10: 발광 소자 패키지 11: 지지부
13a, 13b: 전극 15: 발광 소자
17a, 17b: 와이어 19: 몰딩부
19a: 형광체 19b: 비드
20: 반사부 21: 메인 반사 패턴
23: 서브 반사 패턴 30, 40: 표시 장치
31, 41: 바텀 커버 33, 45: 광학 시트
35, 47: 가이드 프레임 37, 49: 탑 커버
39, 53: 표시 패널 43: 도광판
45: 반사판 51: 홀더

Claims (19)

  1. 지지부;
    상기 지지부 상에 배치된 발광 소자;
    상기 발광 소자 상에 몰딩부; 및
    상기 발광 소자의 광을 대각선 방향의 지향각으로 제어하기 위해 상기 몰딩부 상에 반사부를 포함하는 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자와 전기적인 연결을 위해 상기 지지부에 형성된 제1 및 제2 개구부에 배치된 제1 및 제2 전극을 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반사부는,
    상기 발광 소자와 적어도 중첩되도록 상기 몰딩부 상에 배치된 메인 반사 패턴; 및
    상기 메인 반사 패턴의 끝단과 상기 몰딩부의 끝단 사이에 배치된 다수의 서브 반사 패턴들을 포함하는 발광 소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 메인 반사 패턴의 중심과 상기 발광 소자의 중심은 서로 일치하는 발광 소자 패키지.
  5. 제3항에 있어서, 상기 메인 반사 패턴은 상기 발광 소자의 직경보다 적어도 큰 직경을 갖는 발광 소자 패키지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 메인 반사 패턴은 상기 발광 소자의 직경의 1배 내지 30배의 직경을 갖는 발광 소자 패키지.
  7. 제3항에 있어서, 상기 서브 반사 패턴들은 상기 메인 반사 패턴의 끝단과 상기 몰딩부의 끝단 사이의 상기 몰딩부 상에 방사상으로 배열되는 발광 소자 패키지.
  8. 제3항에 있어서, 상기 서브 반사 패턴들은 상기 메인 반사 패턴의 끝단과 상기 몰딩부의 끝단 사이의 상기 몰딩부 상에 랜덤하게 배열되는 발광 소자 패키지.
  9. 제3항에 있어서, 상기 메인 반사 패턴과 상기 서브 반사 패턴들은 반구형, 원형, 원뿔형 및 역테이퍼형 중 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
  10. 제3항에 있어서, 상기 서브 반사 패턴들의 직경(D)들은 동일하고 상기 서브 반사 패턴들 사이의 거리(L)들은 동일한 발광 소자 패키지.
  11. 제3항에 있어서, 상기 서브 반사 패턴들의 직경(D)들 및 상기 서브 반사 패턴들 사이의 거리(L)들 중 적어도 어느 하나는 가변되는 발광 소자 패키지.
  12. 제11항에 있어서, 상기 서브 반사 패턴들의 직경(D)들은 동일하고, 상기 서브 반사 패턴들 사이의 거리(L)들은 상기 메인 반사 패턴의 끝단으로부터 상기 몰딩부의 끝단으로 갈수록 커지는 발광 소자 패키지.
  13. 제11항에 있어서, 상기 서브 반사 패턴들의 직경(D)들은 상기 메인 반사 패턴의 끝단으로부터 상기 몰딩부의 끝단으로 갈수록 작아지고, 상기 서브 반사 패턴들 사이의 거리(L)들은 상기 메인 반사 패턴의 끝단으로부터 상기 몰딩부의 끝단으로 갈수록 커지는 발광 소자 패키지.
  14. 제11항에 있어서 상기 서브 반사 패턴들의 직경(D)들은 상기 메인 반사 패턴의 끝단으로부터 상기 몰딩부의 끝단으로 갈수록 커지고, 상기 서브 반사 패턴들 사이의 거리(L)들은 서로 동일한 발광 소자 패키지.
  15. 제3항에 있어서, 상기 메인 반사 패턴과 상기 서브 반사 패턴은 TiO2, SiO2, Al2O3, MgO, BaO 및 Ag를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
  16. 제1항에 있어서, 상기 몰딩부는 수지계 물질 및 실리콘 물질 중 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
  17. 제16항에 있어서, 상기 몰딩부에 형광체 및 비드 중 적어도 하나가 포함되는 발광 소자 패키지.
  18. 상기 제1항 내지 제17항의 어느 한 항에 의한 발광 소자 패키지; 및
    상기 발광 소자 패키지 상에 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛
  19. 상기 제1항 내지 제17항의 어느 한 항에 의한 발광 소자 패키지;
    상기 발광 소자 패키지의 측 방향에 배치된 도광판; 및
    상기 도광판 상에 배치된 광학 시트를 포함하는 백라이트 유닛.
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