KR20130007276A - 발광 소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 캐비티를 갖는 몸체, 상기 몸체에 배치되는 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임, 상기 캐비티 내에 배치되고, 상기 제1 리드 프레임과 상기 제2 리드 프레임에 전기적으로 연결되는 발광 소자, 및 상기 발광 소자를 감싸도록 상기 캐비티 내에 채워지는 몰딩부를 포함하며, 상기 몰딩부는 상기 발광 소자 상에 배치되는 제1 수지층과 상기 제1 수지층을 둘러싸는 제2 수지층을 포함하며, 상기 제1 수지층의 굴절률과 상기 제2 수지층의 굴절률은 서로 다르다.

Description

발광 소자 패키지{A LIGHT EMITTING DEVICE PAKAGE}
실시 예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)나 레이저 다이오드(Laser Diode:LD)와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비 전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL:Cold Cathode Fluorescenece Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
조명 장치나 표시 장치에는 발광 소자가 패키지 몸체에 실장되어 전기적으로 연결된 발광 소자 패키지가 널리 사용되고 있다.
실시 예는 광 경로를 조절하고, 형광체를 절감할 수 있는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 캐비티를 갖는 몸체; 상기 몸체에 배치되는 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임; 상기 캐비티 내에 배치되고, 상기 제1 리드 프레임과 상기 제2 리드 프레임에 전기적으로 연결되는 발광 소자; 및 상기 발광 소자를 감싸도록 상기 캐비티 내에 채워지는 몰딩부를 포함하며, 상기 몰딩부는 상기 발광 소자 상에 배치되는 제1 수지층과 상기 제1 수지층을 둘러싸는 제2 수지층을 포함하며, 상기 제1 수지층의 굴절률과 상기 제2 수지층의 굴절률은 서로 다르다.
상기 제1 수지층의 굴절률은 상기 제2 수지층의 굴절률보다 클 수 있다. 상기 제1 수지층은 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제1 수지층의 단면적은 수직 방향으로 일정할 수 있다.
상기 제1 수지층은 수직 방향으로 상기 발광 소자 전체와 오버랩되는 부분과 비오버랩되는 부분을 가질 수 있다. 상기 제1 수지층의 단면적은 상기 발광 소자의 단면적보다 크거나 같을 수 있다. 상기 제1 수지층의 단면적은 상부로 갈수록 점차 증가할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지는 상기 제1 수지층 상에 배치되는 형광체 코팅층을 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 캐비티cavity)를 갖는 몸체; 상기 몸체에 배치되는 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임; 상기 캐비티 내에 배치되고, 상기 제1 리드 프레임과 상기 제2 리드 프레임에 전기적으로 연결되는 발광 소자; 상기 발광 소자 상의 캐비티 내에 배치되는 광 섬유층; 상기 광 섬유층 및 상기 발광 소자를 감싸도록 상기 캐비티 내에 배치되는 수지층; 및 상기 광 섬유층 상에 배치되는 형광체 코팅층을 포함한다. 상기 광 섬유층의 단면적은 일정할 수 있다. 상기 광 섬유층의 단면적은 상부로 갈수록 증가할 수 있다.
실시 예는 광 경로를 조절하고, 형광체를 절감할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 위에서 바라본 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지를 아래에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 상면도를 나타낸다.
도 4는 도 1의 발광 소자 패키지의 AA' 방향의 단면도를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 제1 수지층과 발광 소자 사이의 크기 관계를 나타낸다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 8은 다른 실시 예에 다른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 10는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치의 분해 사시도이다.
도 11a는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 11b는 도 11a에 도시된 표시 장치의 광원의 일 실시 예를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 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 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 소자 패키지, 이를 포함하는 조명 장치, 및 표시 장치를 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100-1)를 위에서 바라본 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100-1)를 아래에서 바라본 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100-1)의 상면도를 나타내고, 도 4는 도 1의 발광 소자 패키지(100-1)의 AA' 방향의 단면도를 나타낸다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 발광 소자 패키지(100-1)는 몸체(20), 제1 리드 프레임(31), 제2 리드 프레임(32), 발광 소자(10), 제1 와이어(12), 제2 와이어(14), 및 서로 굴절률이 다른 제1 수지층(212)과 제2 수지층(214)을 포함하는 몰딩부(210)를 포함한다.
몸체(20)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 또는 실리콘(Si)으로 형성될 수 있다.
몸체(20)의 상부면 형상은 발광 소자 패키지(100-1)의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형, 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 도시된 것과 같은 직사각형 형상의 발광 소자 패키지(100-1)는 엣지(edge) 타입의 백라이트 유닛(BLU: Backlight Unit)에 사용되고, 휴대형 손전등이나 가정용 조명에 적용되는 경우, 몸체(20)는 휴대용 손전등이나 가정용 조명에 내장하기 용이한 크기와 형태로 다양하게 변경될 수 있다.
몸체(20)는 상부가 개방되고, 반사 측벽(101)과 바닥(102)을 포함하는 캐비티(cavity, 105)를 가질 수 있다. 캐비티(105)는 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티(105)의 반사 측벽(101)은 바닥(102)에 대해 수직이거나 경사질 수 있다. 이때 반사 측벽(101)은 바닥(102), 제1 리드 프레임, 및 제2 리드 프레임 외주를 감쌀 수 있다. 반사 측벽(101)은 후술하는 발광 소자(10)로부터 입사되는 빛을 반사시킬 수 있다.
또는 몸체(20)는 제1 리드 프레임(31), 및 제2 리드 프레임(32)의 둘레에 위치하거나, 외주를 감싸도록 위치하며, 상방향으로 확장하는 반사 측벽(101)을 포함할 수 있다. 이때 상방향은 몸체(20)의 바닥(102)으로부터 수직으로 향하는 방향일 수 있다.
캐비티(105)를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 캐비티(105)를 위에서 바라본 형상은 사각형 형상이고, 사각형의 모서리가 곡선일 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 리드 프레임(31) 및 제2 리드 프레임(32)은 서로 전기적으로 분리되도록 이격되어 몸체(20)에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 리드 프레임(31)과 제2 리드 프레임(32) 사이에는 캐버티(105)의 바닥(102)이 개재될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 리드 프레임(31)의 일단(121)은 몸체의 일 측면(131)을 관통하여 외부로 노출될 수 있고, 제2 리드 프레임(32)의 일단(122)은 몸체(20)의 다른 일 측면(132)을 관통하여 외부로 노출될 수 있다. 또한 제1 리드 프레임(31)의 뒷면(143)은 몸체(20)로부터 노출될 수 있고, 제2 리드 프레임(32)의 뒷면(145)은 몸체(20)로부터 노출될 수 있다.
제1 리드 프레임(31) 및 제2 리드 프레임(32) 각각의 일단(121,122) 및 뒷면(143,145)이 몸체(20)로부터 노출되기 때문에 제1 리드 프레임(31)에 배치되는 발광 소자(10)로부터 발생하는 열이 제1 리드 프레임(31)을 통하여 몸체(20) 외부로 방출될 수 있다. 반사 측벽(101)은 제1 리드 프레임(31) 및 제2 리드 프레임(32) 상에 상방향으로 확장하도록 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 4에서는 제1 리드 프레임(31)의 길이가 제2 리드 프레임(32)의 길이보다 크나, 다른 실시 예에서는 제2 리드 프레임(32)의 길이가 제1 리드 프레임(31)의 길이보다 크거나 또는 양자의 길이가 서로 동일할 수 있다.
발광 소자(10)는 제1 리드 프레임(31) 상에 실장되며, 제1 리드 프레임(31) 및 제2 리드 프레임(32)과 전기적으로 연결된다. 발광 소자(10)는, 예컨대, 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)로 구성될 수 있으며, 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 유색 발광 다이오드, 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 다이오드일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 소자(10)는 도시된 것과 같이 와이어 본딩(wire bonding) 방식에 의해 제1 리드 프레임(31), 및 제2 리드 프레임(32)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 와이어(12)는 발광 소자(10)와 제1 리드 프레임(31)을 전기적으로 연결하고, 제2 와이어(14)는 발광 소자(10)와 제2 리드 프레임(32)을 전기적으로 연결할 수 있다. 그러나 다른 실시 예에서는 플립 칩(flip chip), 다이 본딩(die bonding) 방식 등으로 발광 소자(10)가 제1 리드 프레임(31) 및 제2 리드 프레임(32)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
제1 리드 프레임(31), 및 제2 리드 프레임(32)은 금속과 같은 전도성 재질, 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 하나, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층 구조일 수 있다.
반사 측벽(101)은 복수의 측벽들을 포함하며, 예컨대, 반사 측벽(101)은 장측벽들과 단측벽들을 포함할 수 있다. 이때 장측벽은 단측벽에 비하여 상대적으로 길이가 긴 측벽을 말한다.
도 4를 참조하면, 발광 소자 패키지(100-1)의 몰딩부(210)는 발광 소자(10)를 밀봉하여 보호하도록 몸체(20)의 캐비티(105) 내에 충진될 수 있다.
몰딩부(210)는 서로 다른 굴절률을 갖는 제1 수지층(212) 및 제2 수지층(214)을 포함한다. 제1 수지층(212)은 발광 소자(10) 상의 캐비티(105) 내에 배치되며, 제2 수지층(214)은 제1 수지층(212) 및 발광 소자(10)를 감싸도록 캐비티(105) 내에 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 수지층(212)은 발광 소자(10)에 수직 방향으로 대응하는 캐비티(105)의 일 영역(201, 이하 "제1 영역"이라 한다) 내에 채워질 수 있다. 또한 제2 수지층(214)은 제1 영역(201)을 제외한 캐비티(105)의 나머지 영역(202, 이하 "제2 영역"이라 한다)에 채워질 수 있다.
제1 수지층(212)의 굴절률(이하 "제1 굴절률"이라 한다)은 제2 수지층(214)의 굴절률(이하 "제2 굴절률"이라 한다)과 다를 수 있다. 예컨대, 제1 굴절률은 제2 굴절률보다 클 수 있다. 또는 제1 수지층(212)의 밀도는 제2 수지층의 밀도보다 클 수 있다.
제1 수지층(212)과 제2 수지층(214)의 경계면(205)은 제1 리드 프레임(31) 또는 발광 소자(10)의 상부면에 수직일 수 있다.
제1 수지층(212)의 굴절률이 제2 수지층(214)의 굴절률보다 크기 때문에, 발광 소자(10)로부터 출사되는 광은 제1 수지층(212) 내에서 전반사될 수 있다. 따라서 발광 소자(10)로부터 출사되는 광의 경로는 제1 수지층(212)의 범위 내로 한정될 수 있다. 제1 수지층(212)의 범위에 따라서 발광 소자 패키지(100-1)의 광 지향각 및 광 경로가 조절될 수 있다.
도 4에서는 제1 수지층(212)이 발광 소자(10)의 상부면에 대응하는 캐비티 영역에만 채워지도록 도시되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 도 1에 도시된 제1 수지층(212)과 발광 소자(10) 사이의 크기 관계를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 발광 소자(10) 전체는 수직 방향으로 제1 수지층(212)과 오버랩되며, 또한 제1 수지층(212)은 수직 방향으로 발광 소자(10)와 비오버랩되는 부분을 가질 수 있다. 수직 방향은 제1 리드 프레임(31)으로부터 발광 소자(10)를 향하는 방향일 수 있다. 또한 제1 수지층(212)의 단면적은 적어도 발광 소자(10)의 단면적보다 크거나 같을 수 있다.
제1 수지층(212) 및 제2 수지층(214)은 실리콘 또는 수지 재질로 형성될 수 있다. 제1 수지층(212)과 제2 수지층(214)은 서로 다른 물질이거나, 또는 서로 동일한 물질일 수 있다.
제1 수지층(212)은 형광체(213)를 포함하나, 제2 수지층(214)은 형광체를 포함하지 않을 수 있다. 이는 실시 예의 광 지향각이 제1 수지층(212) 내로 한정되기 때문에 제2 수지층(214)에 형광체를 첨가할 필요가 없기 때문이다. 따라서 실시 예는 광 경로 조정을 위하여 필요한 부분에만 형광체를 첨가하기 때문에, 형광체 분말에 대한 비용을 절감할 수 있다.
제1 수지층(212)에 첨가된 형광체(213)에 의해 발광 소자(10)에서 방출되는 빛이 여기되어 다른 색상을 구현할 수 있다. 예컨대, 발광 소자(10)가 청색 발광 다이오드이고, 형광체가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기 되어 백색의 빛을 생성할 수 있다. 발광 소자(10)가 자외선(UV)을 방출하는 경우에는, R, G, B 삼색의 형광체(213)가 제1 수지층(212)에 첨가되어 백색광을 구현할 수도 있다.
한편, 몰딩부(210) 상에는 렌즈(미도시)가 더 형성되어, 발광 소자 패키지(100-1)가 방출하는 빛의 배광을 조절할 수 있다. 또한, 발광 소자 패키지(100-1)의 몸체(20)에는 내전압 향상을 위해 제너 다이오드(zener diode) 등이 더 설치될 수도 있다.
여기서, 제너 다이오드(미도시)가 더 포함될 경우, 제1 리드 프레임(31)과 제2 리드 프레임(32) 중 어느 하나에는 발광 소자(10)가 마운트되고, 다른 하나에는 제너 다이오드가 마운트될 수 있다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100-2)의 단면도를 나타낸다. 도 6은 도 4에 도시된 실시 예의 변형 예일 수 있다. 발광 소자 패키지(100-2)의 위에서 본 사시도, 아래에서 본 사시도, 및 상면도는 도 1 내지 도 3과 동일할 수 있다. 도 1 내지 도 4와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 6을 참조하면, 발광 소자 패키지(100-2)는 몸체(20), 제1 리드 프레임(31), 제2 리드 프레임(32), 발광 소자(10), 제1 와이어(12), 제2 와이어(14), 및 서로 굴절률이 다른 제1 수지층(216)과 제2 수지층(218)을 포함하는 몰딩부(220)를 포함한다.
제1 수지층(216)은 발광 소자(10)에 수직 방향으로 대응하는 캐비티(105)의 일 영역(201-1) 내에 채워질 수 있고, 제2 수지층(218)은 일 영역(201-1)을 제외한 캐비티(105)의 나머지 영역(202-1) 내에 채워질 수 있다.
제1 수지층(216)의 굴절률은 제2 수지층(218)의 굴절률보다 클 수 있다. 또는 제1 수지층(216)의 밀도는 제2 수지층(218)의 밀도보다 클 수 있다. 도 4에 도시된 실시 예와 다른 점은, 도 6에 도시된 실시 예의 제1 수지층(216)과 제2 수지층(218)의 경계면(205-1)은 경사면일 수 있다. 또한 제1 수지층(216)의 단면적은 상부로 갈수록 점차 증가할 수 있다. 제1 리드 프레임(31) 또는 발광 소자(10)의 상부면과 경계면(205-1)이 이루는 각도는 둔각일 수 있다. 제1 수지층(216)은 형광체(213)를 포함하나, 제2 수지층(214)은 형광체를 포함하지 않을 수 있다.
도 4에 도시된 실시 예와 도 6에 도시된 실시 예의 광 지향각 또는 광 경로는 서로 다를 수 있다.
제1 수지층(216)의 굴절률이 제2 수지층(218)의 굴절률보다 크기 때문에, 발광 소자(10)로부터 출사되는 광의 경로는 제1 수지층(212)의 범위 내로 한정될 수 있다. 따라서 도 6에 도시된 실시 예는 제1 수지층(212)의 범위에 따라서 발광 소자 패키지의 광 지향각 및 광 경로가 조절될 수 있으며, 형광체 분말에 대한 비용을 절감할 수 있다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100-3)를 나타낸다. 발광 소자 패키지(100-4)의 위에서 본 사시도, 아래에서 본 사시도, 및 상면도는 도 1 내지 도 3과 동일할 수 있다. 도 1 내지 도 4와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
발광 소자 패키지(100-3)는 발광 소자 패키지(100-1)의 변형 예일 수 있다. 발광 소자 패키지(100-3)의 제1 수지층(212-1)은 형광체 분말을 포함하지 않으며, 발광 소자 패키지(100-3)는 제1 수지층(212) 상에 코팅되는 형광체 코팅층(260)을 포함할 수 있다. 이때 형광체 코팅층(260)은 컨포멀 코팅층(CONFORMAL COATING LAYER)일 수 있다.
또한 다른 변형 예에서는 도 6에 도시된 발광 소자 패키지(100-2)의 제1 수지층(213)이 형광체 분말을 포함하지 않고, 제1 수지층(213) 상에 형광체 코팅층이 배치될 수 있다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100-4)를 나타낸다. 발광 소자 패키지(100-4)의 위에서 본 사시도, 아래에서 본 사시도, 및 상면도는 도 1 내지 도 3과 동일할 수 있다. 도 1 내지 도 4와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 8을 참조하면, 발광 소자 패키지(100-4)는 몸체(20)와, 제1 리드 프레임(31)과, 제2 리드 프레임(32)과, 발광 소자(10)와, 제1 와이어(12)와, 제2 와이어(14)와, 광 섬유층(312)과 수지층(214)을 포함하는 몰딩부(310)와, 형광체 코팅층(410)을 포함한다.
광 섬유층(312)은 발광 소자(10) 상의 캐비티(105) 내에 배치되며, 수지층(314)은 광 섬유층(312) 및 발광 소자(10)를 감싸도록 캐비티(105) 내에 배치될 수 있다.
예컨대, 광 섬유층(312)은 발광 소자(10)에 수직 방향으로 대응하는 캐비티(105)의 제1 영역(201) 내에 채워질 수 있다. 또한 수지층(314)은 제1 영역(201)을 제외한 캐비티(105)의 나머지 영역(202)에 채워질 수 있다.
광 섬유층(312)과 수지층(314)의 경계면(205-2)은 제1 리드 프레임(31) 또는 발광 소자(10)의 상부면에 수직일 수 있다. 예컨대, 광 섬유층(312)의 단면적은 일정할 수 있다.
광 섬유층(312)은 광 섬유로 이루어져 있으며, 일반적으로 광섬유는 광학 섬유라고도 한다. 광섬유는 합성수지를 재료로 하는 것도 있으나, 주로 투명도가 좋은 유리로 만들 수 있다.
광 섬유의 구조는 보통 중앙의 코어(core)라고 하는 부분을 주변에서 클래딩(cladding)이라고 하는 부분이 감싸고 있는 이중 원기둥 모양일 수 있다. 코어 부분의 굴절률이 클래딩의 굴절률보다 높게 되어 있어서, 빛이 코어 부분에 집속되어 진행할 수 있다.
발광 소자(10)로부터 방출되는 빛은 광 섬유층(312) 내에서 진행하기 때문에 발광 소자 패키지(100-4)의 광 지향각 및 광 경로가 조절될 수 있다.
도 8에서는 광 섬유층(312)이 발광 소자(10)의 상부면에 대응하는 캐비티 영역에만 채워지도록 도시되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 소자(10) 전체는 수직 방향으로 광 섬유층(312)과 오버랩되며, 또한 광 섬유층(312)은 수직 방향으로 발광 소자(10)와 비오버랩되는 부분을 가질 수 있다. 또한 광 섬유층(312)의 단면적은 적어도 발광 소자(10)의 단면적보다 크거나 같을 수 있다.
형광체 코팅층(410)은 광 섬유층(312)을 덮도록 광 섬유층(312) 상에 배치된다. 형광체 코팅층(410)은 컨포멀 코팅층(conformal coating layer)일 수 있다. 형광체 코팅층(410)에 의하여 발광 소자(10)에서 방출되는 빛이 여기되어 다른 색상을 구현할 수 있다.
도 8에 도시된 실시 예에서 형광체 코팅층(410)은 광 섬유층(312) 상에만 형성되고 수지층(314) 상에는 형성되지 않기 때문에, 형광체에 대한 비용을 절감할 수 있다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100-5)를 나타낸다. 발광 소자 패키지(100-5)의 위에서 본 사시도, 아래에서 본 사시도, 및 상면도는 도 1 내지 도 3과 동일할 수 있다. 도 1 내지 도 4와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 9를 참조하면, 발광 소자 패키지(100-5)는 몸체(20), 제1 리드 프레임(31), 제2 리드 프레임(32), 발광 소자(10), 제1 와이어(12), 제2 와이어(14), 광 섬유층(316)과 수지층(318)을 포함하는 몰딩부(320), 및 형광체 코팅층(420)을 포함한다.
광 섬유층(316)은 발광 소자(10)에 수직 방향으로 대응하는 캐비티(105)의 일 영역(401) 내에 채워질 수 있고, 수지층(318)은 일 영역(401)을 제외한 캐비티(105)의 나머지 영역(402) 내에 채워질 수 있다.
도 8에 도시된 실시 예와 다른 점은, 도 9에 도시된 실시 예의 광 섬유층(316)과 수지층(318)의 경계면(205-3)은 경사면일 수 있다. 또한 광 섬유층(316)의 단면적은 상부로 갈수록 점차 증가할 수 있다. 제1 리드 프레임(31) 또는 발광 소자(10)의 상부면과 경계면(205-3)이 이루는 각도는 둔각일 수 있다.
도 8에 도시된 실시 예와 도 9에 도시된 실시 예의 광 지향각 또는 광 경로는 서로 다를 수 있다. 발광 소자(10)로부터 출사되는 광의 경로는 광 섬유층(316) 내로 한정될 수 있다. 따라서 도 9에 도시된 실시 예는 광 섬유층(316)의 범위 또는 크기에 따라 발광 소자 패키지(100-5))의 광 지향각 및 광 경로가 조절될 수 있다.
형광체 코팅층(420)은 광 섬유층(316)을 덮도록 광 섬유층(316) 상에 배치된다. 형광체 코팅층(420)은 컨포멀 코팅층(conformal coating layer)일 수 있다. 도 8에 도시된 실시 예에서 형광체 코팅층(420)은 광 섬유층(312) 상에만 형성되고 수지층(318) 상에는 형성되지 않기 때문에, 형광체에 대한 비용을 절감할 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치의 분해 사시도이다. 도 10을 참조하면, 조명 장치는 광을 투사하는 광원(750)과 상기 광원(750)이 내장되는 하우징(700)과 광원(750)의 열을 방출하는 방열부(740) 및 광원(750)과 방열부(740)를 하우징(700)에 결합하는 홀더(760)를 포함한다.
하우징(700)은 전기 소켓(미도시)에 결합되는 소켓 결합부(710)와, 소켓 결합부(710)와 연결되고 광원(750)이 내장되는 몸체부(730)를 포함한다. 몸체부(730)에는 하나의 공기 유동구(720)가 관통하여 형성될 수 있다.
하우징(700)의 몸체부(730) 상에 복수 개의 공기 유동구(720)가 구비되어 있는데, 공기 유동구(720)는 하나의 공기유동구로 이루어지거나, 복수 개의 유동구를 도시된 바와 같은 방사상 배치 이외의 다양한 배치도 가능하다.
그리고, 광원(750)은 기판(754) 상에 복수 개의 발광 소자 패키지(752)가 구비된다. 이때 발광 소자 패키지(752)는 실시 예들(100-1 내지 100-5) 중 어느 하나일 수 있다. 그리고 기판(754)은 상기 하우징(700)의 개구부에 삽입될 수 있는 형상일 수 있으며, 후술하는 바와 같이 방열부(740)로 열을 전달하기 위하여 열전도율이 높은 물질로 이루어질 수 있다.
광원의 하부에는 홀더(760)가 구비되는데 홀더(760)는 프레임과 또 다른 공기 유동구를 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 광원(750)의 하부에는 광학 부재가 구비되어 광원(750)의 발광 소자 패키지(752)에서 투사되는 빛을 확산, 산란 또는 수렴시킬 수 있다.
도 11a는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타내고, 도 11b는 도 11a에 도시된 표시 장치의 광원의 일 실시 예를 나타낸다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 표시 장치는 백라이트 유닛 및 액정 표시 패널(860), 탑 커버(Top cover, 870), 고정부재(850)를 포함한다.
백라이트 유닛은 바텀 커버(Bottom cover, 810)와, 바텀 커버(810)의 내부의 일측에 마련되는 발광 모듈(880)과, 바텀 커버(810)의 전면에 배치되는 반사판(820)과, 반사판(820)의 전방에 배치되며 발광 모듈(880)에서 발산되는 빛을 표시 장치 전방으로 안내하는 도광판(830)과, 도광판(30)의 전방에 배치되는 광학 부재(840)를 포함한다. 액정 표시 장치(860)는 광학 부재(840)의 전방에 배치되며, 탑 커버(870)는 액정 표시 패널(860)의 전방에 마련되며, 고정 부재(850)는 바텀 커버(810)와 탑 커버(870) 사이에 배치되어 바텀 커버(810)와 탑 커버(870)를 함께 고정시킨다.
도광판(830)은 발광 모듈(880)에서 방출되는 광이 면광원 형태로 출사되도록 안내하는 역할을 하고, 도광판(830)의 후방에 배치되는 반사판(820)은 발광 모듈(880)에서 방출된 광이 도광판(830)방향으로 반사되도록 하여 광 효율을 높이는 역할을 한다.
다만, 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(830)의 후면이나, 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다. 여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(830)은 발광 모듈(880)에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(830)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다.
광학 부재(840)가 도광판(830)의 상부에 구비되어 도광판(830)에서 출사되는 빛을 소정 각도로 확산시킨다. 광학 부재(840)는 도광판(830)에 의해 인도된 빛을 액정 표시 패널(860) 방향으로 균일하게 조사되도록 하다. 광학 부재(840)로는 확산 시트, 프리즘 시트 또는 보호 시트 등의 광학 시트가 선택적으로 적층되거나, 마이크로 렌즈 어레이를 사용할 수도 있다. 이때, 복수 개의 광학 시트를 사용할 수도 있으며, 광학 시트는 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지 또는 실리콘 수지 등과 같은 투명 수지로 이루어질 수 있다. 그리고, 상술한 프리즘 시트 내에 형광 시트가 포함될 수도 있음은 상술한 바와 동일하다.
광학 부재(840)의 전면에는 액정 표시 패널(860)이 구비될 수 있다. 여기서, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있음은 당연하다. 바텀 커버(810) 상에는 반사판(820)이 놓이게 되고, 반사판(820)의 위에는 도광판(830)이 놓이게 된다. 그리하여 반사판(820)은 방열부재(미도시)와 직접 접촉될 수도 있다.
발광 모듈(880)은 복수의 발광 소자 패키지(882) 및 인쇄회로기판(881)을 포함한다. 복수의 발광 소자 패키지(882)는 인쇄회로기판(881) 상에 일렬로 실장될 수 있다. 도 11b에 도시된 발광 소자 패키지(881)는 실시 예들(100-1 내지 100-5) 중 어느 하나일 수 있다.
인쇄회로기판(881)은 브라켓(812) 상에 접합될 수 있다. 여기서, 브라켓(812)은 발광 소자 패키지(882)의 고정 외에 열방출을 위하여 열전도율이 높은 물질로 이루어질 있고, 도시되지는 않았으나, 브라켓(812)과 발광 소자 패키지(882) 사이에는 열 패드가 구비되어 열 전달을 용이하게 할 수 있다. 그리고, 브라켓(812)는 도시된 바와 같이 'ㄴ'자 타입으로 구비되어, 가로부(812a)는 바텀 커버(810)에 의하여 지지되고, 세로부(812b)는 인쇄회로기판(881)을 고정할 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 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.
10 : 발광 소자 101: 반사 측벽
102: 바닥 105 : 캐비티
20 : 몸체 31 : 제1 리드 프레임
32: 제2 리드 프레임 210, 220,310,320: 몰딩부
212, 216: 제1 수지층 214,218: 제2 수지층
312, 316: 광 섬유층 410,420: 형광체 코팅층
205, 205-1 내지 205-3: 경계면.

Claims (11)

  1. 캐비티(cavity)를 갖는 몸체;
    상기 몸체에 배치되는 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임;
    상기 캐비티 내에 배치되고, 상기 제1 리드 프레임과 상기 제2 리드 프레임에 전기적으로 연결되는 발광 소자; 및
    상기 발광 소자를 감싸도록 상기 캐비티 내에 채워지는 몰딩부를 포함하며,
    상기 몰딩부는,
    상기 발광 소자 상에 배치되는 제1 수지층과 상기 제1 수지층을 둘러싸는 제2 수지층을 포함하며, 상기 제1 수지층의 굴절률과 상기 제2 수지층의 굴절률은 서로 다른 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층의 굴절률은 상기 제2 수지층의 굴절률보다 큰 발광 소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층은 형광체를 포함하는 발광 소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층의 단면적은 수직 방향으로 일정한 발광 소자 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층은 수직 방향으로 상기 발광 소자 전체와 오버랩되는 부분과 비오버랩되는 부분을 갖는 발광 소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층의 단면적은 상기 발광 소자의 단면적보다 크거나 같은 발광 소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층의 단면적은 상부로 갈수록 점차 증가하는 발광 소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지층 상에 배치되는 형광체 코팅층을 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  9. 캐비티cavity)를 갖는 몸체;
    상기 몸체에 배치되는 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임;
    상기 캐비티 내에 배치되고, 상기 제1 리드 프레임과 상기 제2 리드 프레임에 전기적으로 연결되는 발광 소자;
    상기 발광 소자 상의 캐비티 내에 배치되는 광 섬유층;
    상기 광 섬유층 및 상기 발광 소자를 감싸도록 상기 캐비티 내에 배치되는 수지층; 및
    상기 광 섬유층 상에 배치되는 형광체 코팅층을 포함하는 발광 소자 패키지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광 섬유층의 단면적은 일정한 발광 소자 패키지.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 광 섬유층의 단면적은 상부로 갈수록 증가하는 발광 소자 패키지.
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