KR20140099072A - 발광소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는 상기 광원부가 내부에 위치하는 공간인 캐비티를 가지는 몸체; 상기 광원부에 전원을 공급하고, 상기 캐비티의 저면의 적어도 일 영역을 형성하는 리드프레임; 및 기판에 형성된 홈에 삽입되어 결합되고, 서로 마주보는 위치에 적어도 2개의 결합부를 포함하고, 상기 결합부 들은 상기 몸체의 아래쪽으로 연장되는 연장부와; 상기 연장부의 일단에 연결되고, 마주보는 결합부 방향으로 절곡되어 상기 홈에 끼움되는 절곡부를 포함한다.
Description
본 발명은 발광소자 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자 패키지의 틸트를 방지하고, 조립이 용이한 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광소자의 대표적인 예로, LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고, 점차 LED의 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 휘도가 높이지는 바, LED의 발광휘도를 증가시키는 것이 중요하다.
한편, 이러한 발광소자는 패키지에 구비되고, 발광소자 패키지는 기판에 결합하게 되는게, 기판과 발광소자 패키지의 결합이 문제된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기판과 결합력이 향상되고, 결합이 용이한 발광소자 패키지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는 상기 광원부가 내부에 위치하는 공간인 캐비티를 가지는 몸체; 상기 광원부에 전원을 공급하고, 상기 캐비티의 저면의 적어도 일 영역을 형성하는 리드프레임; 및 기판에 형성된 홈에 삽입되어 결합되고, 서로 마주보는 위치에 적어도 2개의 결합부를 포함하고, 상기 결합부 들은 상기 몸체의 아래쪽으로 연장되는 연장부와; 상기 연장부의 일단에 연결되고, 마주보는 결합부 방향으로 절곡되어 상기 홈에 끼움되는 절곡부를 포함한다.
실시예는, 발광소자 패키지가 결합부를 포함하여서 발광소자 패키지의 틸트를 방지할 수 있다.
또한, 금속 재질의 결합부를 사용하여서 광원부에서 발생되는 열의 배출이 우수한 이점이 있다.
또한, 결합부가 기판에 끼움 결합되므로, 발광소자 패키지와 기판 간의 결합력이 우수하고, 기판에 마스크를 사용하여 솔더를 도포하는 작업을 생략할 수 있어, 작업시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈을 도시한 결합 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈을 도시한 단면도이다.
도 7는 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7 의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 9은 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 10은 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다
도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈을 도시한 결합 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈을 도시한 단면도이다.
도 7는 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7 의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 9은 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 10은 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 액정표시장치의 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 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 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 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 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 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 발광소자 패키지를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도, 도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 확대도이다.
도 1 을 참고하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)는 광을 생성하는 적어도 2개의 광원부(110), 광원부(110)가 내부에 위치하는 공간인 캐비티를 가지는 몸체(160), 광원부(110)에 전원을 공급하고, 캐비티의 저면의 적어도 일 영역을 형성하는 리드프레임(140)과, 기판에 형성된 홈에 삽입되어 결합되는 적어도 2개의 결합부를 포함한다.
광원부(110)는 광을 생성한다. 광원부(110)는 광을 생성하는 모든 구성을 포함할 수 있다. 광원부(110)는 예를 들면, 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 또한, 광원부(110)는 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 발광소자는 한 개 이상 실장될 수 있다.
발광 다이오드는 그 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형 타입(Horizontal type)이거나, 또는 상, 하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type), 또는 플립 칩(flip chip) 모두에 적용 가능하다.
광원부(110)는 적어도 2개 이상의 복수개의 발광소자로 구성될 수 있고, 발광소자들은 서로 다른 색을 출광하여서 혼합하여 백색의 빛을 출광할 수도 있다.
리드프레임(140)은 광원부(110)에 전기적으로 연결되어, 발광소자에 전원을 공급하게 된다. 리드프레임(140)은 적어도 2개의 리드프레임(141, 142)을 포함할 수 있다.
각각의 리드 프레임(141, 142)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), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 리드 프레임(141, 142)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있고, 도시된 바와 같이 2개의 리드 프레임(140, 142) 또는 수개의 리드 프레임(미도시)이 실장될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
각각의 리드 프레임(140, 142)은 몸체(160)에 구비될 수 있다. 각각의 리드 프레임(141, 142)은 제1 리드 프레임(141) 및 제2 리드 프레임(142)으로 구성된다. 제1 리드 프레임(140) 및 제2 리드 프레임(142)은 서로 이격되어 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 제1 리드 프레임(141)은 광원부(110)와 직접 접촉하거나 또는 전도성을 갖는 재료를 통해서 전기적으로 연결될 수 있다.
리드프레임(140)은 캐비티의 저면의 적어도 일영역을 형성할 수 있다. 즉, 리드프레임(140)은 캐비티의 저면을 형성하여서 광원부(110)에서 발생되는 광을 반사키는 역할과, 광원부(110)에 전원을 공급하는 역할을 할 수 있다.
예를 들면, 제1광원부(111)는 제1 리드 프레임(141) 상에 배치되고, 와이어(150)에 의해 제2 리드 프레임(142)과 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서 각각의 리드 프레임(141, 142)에 전원이 연결되면 광원부(110)에 전원이 인가될 수 있다.
몸체(160)는 내부에 각각의 리드 프레임(141, 142)이 노출되는 캐비티를 가진다.
각각의 리드 프레임(141, 142)은 일단이 몸체(160)의 외부로 노출되어 외부의 전원과 연결되게 된다.
몸체(160)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 몸체(160)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
몸체(160)는 바닥을 형성하는 바닥부(161)와 캐비티가 형성됨으로써, 캐비티를 둘러싸는 벽부(162)가 형성된다. 벽부(162)의 내측면은 경사면이 형성될 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 광원부(110)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
광의 지향각이 줄어들수록 광원부(110)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 광원부(110)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
캐비티는 광원부(110)가 내부에 위치하는 공간이다. 바람직하게는, 캐비티의 저면은 리드프레임(140)으로 형성되고, 캐비티의 측면은 몸체(160)의 벽부(162)로 형성된다.
캐비티의 폭과 높이는 광원부(110)의 폭 및 높이 보다 크게 형성된다.
벽부(162)의 내측면에서 광원부(110)에서 발생되는 광을 반사시키는 반사물질이 도포되는 것이 바람직하다.
캐비티의 내에는 광원부(110)를 감싸 외부로부터 보호하는 몰딩재(130)가 충진된다.
몰딩재(130)는 바람직하게는 광원부(110)의 상부와 측면을 덮는 형상을 가지고, 상부가 오목한 형상, 상부가 평평한 형상을 가질 수 있다. 몰딩재(130)의 형상이 반구 형상인 경우 외부로 방출되는 광의 지향각이 커지고 광의 집중성은 감소하게 된다. 반대로, 몰딩재(130)의 형상이 상부가 오목한 형상인 경우 외부로 방출되는 광의 지향각이 작아지고 광의 집중성은 증가하게 된다.
몰딩재(130)는 광원부(110)를 외부로부터 격리시킨다. 몰딩재(130)는 광원부(110)를 외부에서 격리시켜서 외부의 침습 등에서 광원부(110)를 보호한다.
몰딩재(130)는 수밀성, 내식성, 절연성이 우수한 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.
몰딩재(130)는 광원부(110)에서 발생하는 광의 파장을 변환시키는 다수의 형광체(131)를 더 포함할 수 있으며, 형광체(131)는 광원부(110)에서 방출되는 광의 파장에 종류가 선택되어 발광소자 패키지(100)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
이러한 형광체(131)는 광원부(110)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 형광체 중 하나가 적용될 수 있다.
즉, 형광체(131)는 광원부(110)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 광원부(110)가 청색 발광 다이오드이고 형광체(131)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.
이와 유사하게, 광원부(110)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체(131) 또는 청색과 적색의 형광체(131)를 혼용하는 경우, 광원부(110)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.
이러한 형광체(131)는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체(131)일 수 있다.
몰딩재(130) 내에는 광원부(110)에서 발생되는 광을 분산사키는 광확산재(132)가 더 포함될 수 있다.
광확산재(132)는 입자 형태로, 금속으로 형성되는 것이 바람직한바, 광확산재(132)가 금속으로 형성되는 경우는 표면 플라즈몬 공명에 의해 발광소자패키지(100)의 광추출효율은 향상될 수 있다.
한편, 광에 의해 여기 되어 형성된 표면 플라즈몬 파는 금속층이 평평한 면을 갖는 경우에는, 금속 표면으로부터 내부 또는 외부로 전파되지 않는 특징이 있다. 따라서, 표면 플라즈몬 파를 빛으로 외부에 방출시킬 필요가 있는바, 광확산재(132)는 구 형상을 가질 수 있다.
한편, 이를 위해 광확산재(132)를 형성하는 금속은, 외부 자극에 의해 전자의 방출이 쉽고 음의 유전상수를 갖는 금, 은, 구리 및 알루미늄 중 적어도 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
결합부(120)는 기판(210)에 형성된 홈(230)에 삽입되어 결합되고, 적어도 마주보는 위치에 2개가 형성될 수 있다. 예를 들면, 발광소자 패키지(100)의 양단부에 서로 마주 보게 2개의 결합부(120)가 배치될 수도 있고, 4개의 결합부(120)가 2개씩 한 쌍을 이루어 마주보게 배치될 수도 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 자유로운 배치를 가질 수 있다.
결합부(120)가 배치되는 위치는 제한이 없지만, 바람직하게는 상기 몸체(160)의 둘레에 하단부에 배치된다. 이는 마주보는 방향에 위치한 결합부(120)의 방향으로 탄성 복원력을 제공하기 위함이다.
결합부(120)는 몸체(160)가 연장되어 형성될 수 있고, 상기 리드프레임(140)이 연장되어 형성될 수도 있다. 도 1에서 결합부(120)는 리드프레임(140)이 연장되어 형성되는 것을 도시하고 있다. 결합부(120)가 몸체(160)에서 연장되어 형성되는 것은 후술한다.
결합부(120)가 리드프레임(140)과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 결합부(120)는 탄성을 가진 금속재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 결합부(120)가 기판(210)에 결합될 때 탄성 복원력을 제공한다.
결합부(120)는 기판(210)에 삽입되어 걸리는 형상을 가질 수 있다. 결합부(120)의 형상에는 제한이 없지만, 예를 들면, 결합부(120)는 연장부(121)와, 절곡부(123)를 포함할 수 있다.
연장부(121)는 상기 몸체(160)의 아래쪽으로 연장된다, 도 1에서 연장부(121)는 리드프레임(140)에서 연장되어 몸체(160)의 아래쪽으로 연장된다. 연장부(121)가 결합되는 위치는 제한이 없고, 몸체(160)의 측면에 결합되어 아래방향으로 연장될 수도 있다. 물론 이때에, 결합부(120)는 리드프레임(140)과 연결될 수 있다.
절곡부(123)는 상기 연장부(121)의 일단에 연결되고, 마주보는 결합부(120) 방향으로 절곡된다. 절곡부(123)는 기판(210)에 형성된 홈(230)에 끼움된다. 즉, 절곡부(123)가 연장부(121)의 탄성복원력에 의해 기판(210)에 형성된 홈(230)에 끼움 결합되게 된다. 또한, 결합력 향상을 위해서, 절곡부(123)에 솔더를 묻혀서 사용할 수도 있다.
따라서, 결합부(120)를 가지는 발광소자 패키지(100)는 발광소자 패키지(100)의 틸트를 방지할 수 있다. 또한, 금속 재질의 결합부(120)를 사용하여서 광원부에서 발생되는 열의 배출이 우수한 이점이 있다.
또한, 결합부(120)가 기판(210)에 끼움 결합되므로, 발광소자 패키지(100)와 기판(210) 간의 결합력이 우수하고, 기판(210)에 마스크를 사용하여 솔더를 도포하는 작업을 생략할 수 있어, 작업시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 2를 참고하면, 절곡부(123)에는 다수의 요철(125)이 형성된다. 요철(125)은 발광소자 패키지(100)와 기판(210) 간의 마찰력을 향상시켜서, 결합력을 향상시킨다. 요철(125)의 형상에는 제한이 없지만, 바람직하게는 상부가 뾰족한 산 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 이러한 요철(125)은 솔더와 접착력을 향상시키는 역할도 한다.
결합부(120)의 길이(b)는 상기 기판(210)의 두께의 30% 내지 60% 일 수 있다. 결합부(120)의 길이(b)가 기판(210) 두께의 30% 보다 짧게 형성되면, 발광소자 패키지(100)가 기판(210)에 결합되는 결합력이 약할 수 있고, 결합부(120)의 길이가 기판(210) 두께의 60% 보다 길게 형성되면, 기판(210)에 형성된 홈(230)도 길게 형성되게 되므로, 기판(210)이 파괴될 우려가 있기 때문이다. 여기서 결합부(120)의 길이(b)는 연장부(121)와 절곡부(123)의 길이를 합한 길이이고, 몸체(160)의 하단부에서 절곡부(123)의 단까지의 길이를 의미한다.
절곡부(123)는 상기 연장부(121)에서 상기 연장부(121)의 폭의 50% 내지 100%로 돌출될 수 있다. 즉, 절곡부(123)의 돌출높이(a)는 상기 연장부(121)의 폭의 50% 내지 100%일 수 있다. 절곡부(123)의 돌출높이(a)가 연장부(121) 폭 대비 50% 보다 작으면, 절곡부(123)가 기판(210)에 형성된 홈(230)에 제대로 끼워지기 힘들고, 절곡부(123)의 돌출높이(a)가 연장부(121) 폭 대비 100% 보다 크면 기판(210)에 형성된 홈(230)의 폭이 너무 커지는 문제점이 있기 때문이다. 여기서, 절곡부(123)의 돌출높이(a)는 연장부(121)의 측면에서 절곡부(123)의 말단까지의 길이를 의미한다.
또한, 절곡부(123)가 연장부(121)와 이루는 각도(Θ)는 90도 내지 170도일 수 있다. 절곡부(123)가 연장부(121)와 이루는 각도(Θ)가 90보다 작은 경우, 기판(210)에 형성됨 홈(230)과 절곡부(123)가 탄성복원력에 의해 끼움 결합되기 힘든 단점이 있고, 절곡부(123)가 연장부(121)와 이루는 각도(Θ)가 170도 보다 큰 경우 절곡부(123)가 기판(210)에 형성된 홈(230)에 끼워지더라고, 절곡부(123)가 홈(230)에 걸림되지 않는 문제점이 있기 때문이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지(100A)는 도 1의 실시예와 비교하면, 결합부(120A)가 몸체(160)에서 연장되어 형성되는 차이점이 존재한다. 이하에서는, 도 1과의 차이점일 위주로 설명한다.
결합부(120A)는 몸체(160)에서 연장되어 몸체(160)와 일체로 형성될 수 있다. 이때에, 리드프레임(140)은 몸체(160)의 외부로 돌출된 영역이 존재하는 범위에서 자유롭게 변형가능하다.
결합부(120A)의 재질은 몸체의 재질과 동일한 재질로 이루어진다.
또한, 도면에 도시하지 않았지만, 몸체(160)에서 연장되는 결합부(120)와, 리드프레임(140)에서 연장되는 결합부(120)를 동시에 포함할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈을 도시한 분해 사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈을 도시한 결합 사시도, 도 6은 실시예에 따른 발광소자 모듈을 도시한 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자 모듈(200)은 발광소자 패키지와 발광소자 패키지가 결합되는 기판을 포함한다.
발광소자 패키지는 상술한 바와 같다.
기판(210)은 전기 전도성을 갖는 전극패턴(220) 및 절연성을 가지며 전극패턴(220)을 감싸고, 전극패턴(220)의 일 영역이 노출되는 오프닝부(240)를 가지는 본체를 포함하고, 본체는 결합부(120)가 삽입되어 결합되는 홈(230)을 포함할 수 있다.
본체는 절연성을 갖는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 본체는 FR-4로 형성되거나, 폴리이미드(polyimide), 액정 폴리머(liquid crystal polymer) 및 폴리에스테르(polyester) PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), LCP(리퀴드 크리스탈 폴리머) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 또한, 본체는 내부에 실장된 전극패턴(220)이 외부에서 시각적으로 감지될 수 있도록 얇은 구조를 갖거나 광투과성 수지로 형성될 수도 있으며, 이에 한정하지 않는다. 또한, 본체는 연성 합성수지 등으로 형성된 박형 플레이트, 또는 필름 등으로 형성되어 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 형성하거나, 또는 수개의 층을 포함하여 다층 인쇄 회로 기판(Multi-Layer Board)을 형성할 수 있고, 이에 한정하지 아니한다.
한편, 예를 들면, 본체는 본체의 기저를 형성하는 베이스층(212) 및 베이스층(212) 상에 형성되며 절연성 재질로 형성되는 절연층(214) 및 절연층(214) 상에 형성되며 전극패턴(220)을 커버하는 커버층(216)을 포함할 수 있다. 그리고, 도면에서 도시하지 않았지만, 베이스층(212)의 하부에는 기판(210)의 강도를 보강하기 위한 보강부재(미도시)가 더 포함될 수 있다.
또한, 본체는 내부에 실장된 전극패턴(220)의 최소한 일 영역이 노출될 수 있도록 오프닝부(240)를 가질 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 오프닝부(240)를 통해 노출된 전극패턴(220)에 전기, 전자 디바이스가 전기적으로 연결될 수 있으며, 외부 전원이 전기, 전자 디바이스에 공급될 수 있다. 여기서, 오프닝부(240)의 형상은 제한이 없으나, 사각형의 형상을 가지는 것이 보통이다.
한편, 본체의 적어도 일 영역에는 커넥터부(218)가 배치될 수 있다.
커넥터부(218)는 도 4 에 도시된 바와 같이 본체 상의 적어도 일 영역상에 배치될 수 있고, 또는 본체의 일 영역이 돌출되어 타 전기, 전자 기기와 기판(210)이 연결되도록 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 커넥터부(218)의 적어도 일 영역에는 오프닝부(240)가 형성되어, 전극패턴(220)의 적어도 일 영역이 외부로 노출될 수 있다. 커넥터부(218)를 통해서 기판(210)이 타 전기, 전자 기기와 전기적으로 연결됨으로써, 기판(210)상에 실장되는 전기, 전자 디바이스와 타 전기, 전자 기기가 전기적으로 연결될 수 있고, 기판(210)상에 실장되는 전기, 전자 디바이스에 전원이 공급될 수 있다.
또한, 도시되지는 아니하였으나, 본체는 기판(210) 상에 실장되는 전기, 전자 기기의 방열을 보다 용이하게 하도록 방열부(미도시), 및 비아 홀(미도시)을 포함할 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
전극패턴(220)은 전기 전도성을 가질 수 있으며, 본체 내에 실장될 수 있다. 전극패턴(220)은, 예를 들면 전기 전도성을 갖는 얇은 동박 필름(copper film)일 수 있으나, 이에 한정하지 아니하며, 전극패턴(220)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), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있고, 또는 전기 전도성 고분자 물질로 구성될 수도 있다. 또한, 전극패턴(220)은 제1 전극패턴(221)과 제1 전극패턴(221)과 이격된 제2 전극패턴(222)를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 다양한 개수의 전극패턴(220)을 가질 수 있다.
전극패턴(220)은 본체에 구리 등의 도전성 물질을 스퍼터링, 전해/무전해 도금 등의 방법으로 전도성 층을 형성한 후, 이를 에칭하는 방법에 의해서 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
또한, 전극패턴(220)은 하나의 층을 갖도록 형성될 수 있고, 또는 수개의 층을 갖도록 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
예컨대, 전극 패턴(220)은 외부 전기, 전자 디바이스와 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 전극 패턴일 수 있다. 한편, 전극 패턴(220)의 적어도 일 영역은 본체에 형성된 오프닝부(240)를 통해서 노출될 수 있으며, 전극 패턴(220)이 노출된 오프닝부(240)를 통해서 발광소자 패키지의 리드프레임(140)과 전극 패턴(220)이 전기적으로 연결될 수 있다.
홈(230)은 상기 결합부(120)가 삽입되어 결합되게 형성된다. 바람직하게는 결합부(120)의 형상에 대응되게 형성될 수 있다.
또한, 홈(230)은 결합부(120)의 폭 보다 큰 폭을 가져서, 결합부(120)가 홈(230)에 끼움결합이 용이하도록 할 수 있다.
도 7는 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이며, 도 8 는 도 7 의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 조명장치(600)는 몸체(610), 몸체(610)와 체결되는 커버(630) 및 몸체(610)의 양단에 위치하는 마감캡(650)을 포함할 수 있다.
몸체(610)의 하부면에는 발광소자 모듈(640)이 체결되며, 몸체(610)는 발광소자 패키지(644)에서 발생된 열이 몸체(610)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.
발광소자 패키지(644)는 PCB(642) 상에 다색, 다열로 실장되어 어레이를 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라서 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 이러한 PCB(642)로 MPPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.
발광소자 패키지(644)는 연장된 리드 프레임(미도시)를 포함하여 향상된 방열 기능을 가질 수 있으므로, 발광소자 패키지(644)의 신뢰성과 효율성이 향상될 수 있으며, 발광소자 패키지(622) 및 발광소자 패키지(644)를 포함하는 조명장치(600)의 사용 연한이 연장될 수 있다.
커버(630)는 몸체(610)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
커버(630)는 내부의 발광소자 모듈(640)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(630)는 발광소자 패키지(644)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(630)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(630)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
한편, 발광소자 패키지(644)에서 발생한 광은 커버(630)를 통해 외부로 방출되므로 커버(630)는 광 투과율이 우수하여야 하며, 발광소자 패키지(644)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(630)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
마감캡(650)은 몸체(610)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(650)에는 전원핀(652)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명장치(600)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 9 은 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 9 은 에지-라이트 방식으로, 액정표시장치(700)는 액정표시패널(710)과 액정표시패널(710)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(770)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(710)은 백라이트 유닛(770)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(710)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(712) 및 박막 트랜지스터 기판(714)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(712)은 액정표시패널(710)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(714)은 구동 필름(717)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로 기판(718)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(714)은 인쇄회로 기판(718)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로 기판(718)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(714)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(770)은 빛을 출력하는 발광소자 모듈(720), 발광소자 모듈(720)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(710)로 제공하는 도광판(730), 도광판(730)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(752, 766, 764) 및 도광판(730)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(730)으로 반사시키는 반사 시트(747)로 구성된다.
발광소자 모듈(720)은 복수의 발광소자 패키지(724)와 복수의 발광소자 패키지(724)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(722)을 포함할 수 있다. 이 경우 굽어진 발광소자 패키지(724)의 실장의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 백라이트 유닛(770)은 도광판(730)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(710) 방향으로 확산시키는 확산필름(766)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(752)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(750)를 보호하기 위한 보호필름(764)을 포함할 수 있다.
도 10 은 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 9 에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 10 은 직하 방식으로, 액정표시장치(800)는 액정표시패널(810)과 액정표시패널(810)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(870)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(810)은 도 9에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트 유닛(870)은 복수의 발광소자 모듈(823), 반사시트(824), 발광소자 모듈(823)과 반사시트(824)가 수납되는 하부 섀시(830), 발광소자 모듈(823)의 상부에 배치되는 확산판(840) 및 다수의 광학필름(860)을 포함할 수 있다.
발광소자 모듈(823) 복수의 발광소자 패키지(822)와 복수의 발광소자 패키지(822)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(821)을 포함할 수 있다.
반사 시트(824)는 발광소자 패키지(822)에서 발생한 빛을 액정표시패널(810)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자 모듈(823)에서 발생한 빛은 확산판(840)에 입사하며, 확산판(840)의 상부에는 광학 필름(860)이 배치된다. 광학 필름(860)은 확산 필름(866), 프리즘필름(850) 및 보호필름(864)를 포함하여 구성될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
Claims (18)
- 광을 생성하는 광원부;
상기 광원부가 내부에 위치하는 공간인 캐비티를 가지는 몸체;
상기 캐비티의 저면의 적어도 일 영역을 형성하는 리드프레임; 및
서로 마주보는 위치에 적어도 2개의 결합부를 포함하고,
상기 결합부 들은,
상기 몸체의 아래쪽으로 연장되는 연장부와; 상기 연장부의 일단에 연결되고, 마주보는 결합부 방향으로 절곡되어 기판에 형성된 홈에 배치되는 절곡부를 포함하는 발광소자 패키지, - 제1항에 있어서,
상기 절곡부는 요철을 포함하는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 결합부는 마주보는 다른 결합부 방향으로 탄성 복원력을 가지는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 결합부의 길이는 상기 기판의 두께의 30% 내지 60% 인 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 절곡부는 상기 연장부에서 상기 연장부의 폭의 50% 내지 100%로 돌출되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 절곡부가 상기 연장부와 이루는 각도는 90도 내지 170도 인 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 결합부는 상기 몸체의 둘레에 배치되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 결합부는 상기 리드프레임에서 연장되어 형성되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 결합부는 상기 몸체에서 연장되어 형성되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 결합부는 상기 기판에 형성된 홈에 삽입되는 발광소자 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 광원부는 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 캐비티의 내에는 광원부를 감싸 외부로부터 보호하는 몰딩재가 충진되는 발광소자 패키지. - 제11항에 있어서,
상기 몰딩재 내에는 상기 광원부에서 발생되는 광의 파장을 변환하는 형광체가 더 포함되는 발광소자 패키지. - 제11항에 있어서,
상기 몰딩재 내에는 상기 광원부에서 발생되는 광을 분산사키는 광확산재가 더 포함되는 발광소자 패키지. - 발광소자 패키지 및 상기 발광소자 패키지가 결합되는 기판을 포함하는 발광소자 모듈에 있어서,
발광소자 패키지는,
광을 생성하는 광원부;
상기 광원부가 내부에 위치하는 공간인 캐비티를 가지는 몸체;
상기 광원부에 전원을 공급하고, 상기 캐비티의 저면의 적어도 일 영역을 형성하는 리드프레임; 및
상기 기판에 삽입되어 결합되는 적어도 2개의 결합부를 포함하고,
상기 결합부 들은,
상기 몸체의 아래쪽으로 연장되는 연장부와;
상기 연장부의 일단에 연결되어 다른 결합부 방향으로 절곡되는 절곡부를 포함하고,
상기 기판에는 상기 결합부가 삽입되어 결합되는 홈을 포함하는 발광소자 모듈. - 제 15항에 있어서,
상기 홈은,
상기 결합부에 대응되는 형상을 가지고, 상기 결합부의 폭 보다 큰 폭을 가지는 발광소자 모듈. - 발광소자 모듈을 포함하는 조명장치에 있어서,
상기 발광소자 모듈은,
발광소자 패키지 및 상기 발광소자 패키지가 결합되는 기판을 포함하고,
발광소자 패키지는,
광을 생성하는 광원부;
상기 광원부가 내부에 위치하는 공간인 캐비티를 가지는 몸체;
상기 광원부에 전원을 공급하고, 상기 캐비티의 저면의 적어도 일 영역을 형성하는 리드프레임; 및
상기 기판에 삽입되어 결합되는 적어도 2개의 결합부를 포함하고,
상기 결합부 들은,
상기 몸체의 아래쪽으로 연장되는 연장부와;
상기 연장부의 일단에 연결되어 다른 결합부 방향으로 절곡되는 절곡부를 포함하고,
상기 기판에는 상기 결합부가 삽입되어 결합되는 홈을 포함하는 조명장치. - 발광소자 모듈을 포함하는 백라이트 유닛에 있어서,
상기 발광소자 모듈은,
발광소자 패키지 및 상기 발광소자 패키지가 결합되는 기판을 포함하고,
발광소자 패키지는,
광을 생성하는 광원부;
상기 광원부가 내부에 위치하는 공간인 캐비티를 가지는 몸체;
상기 광원부에 전원을 공급하고, 상기 캐비티의 저면의 적어도 일 영역을 형성하는 리드프레임; 및
상기 기판에 삽입되어 결합되는 적어도 2개의 결합부를 포함하고,
상기 결합부 들은,
상기 몸체의 아래쪽으로 연장되는 연장부와;
상기 연장부의 일단에 연결되어 다른 결합부 방향으로 절곡되는 절곡부를 포함하고,
상기 기판에는 상기 결합부가 삽입되어 결합되는 홈을 포함하는 백라이트 유닛.
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|---|---|---|---|---|
| JP2020095939A (ja) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 日亜化学工業株式会社 | 発光モジュールの製造方法、発光モジュール及びプロジェクタ |
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- 2013-02-01 KR KR1020130011841A patent/KR101978942B1/ko active IP Right Grant
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