KR20140099073A - 발광소자 패키지 - Google Patents

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KR20140099073A
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는 광을 생성하는 광원부, 상기 광원부에서 생성된 광의 파장을 변환시키며 상기 광원부를 외부로부터 격리시키는 파장변환부, 상기 광원부와 상기 파장변환부 사이에 배치되어 상기 광원부와 상기 파장변환부를 이격시키는 몰딩부 및 상기 광원부에 전기적으로 연결되는 전극부를 포함하고, 상기 파장변환부는 상기 광원부에서 발생하는 광의 파장을 변환시키는 다수의 형광체를 더 포함하고, 상기 몰딩부의 적어도 상부 외면에는 침전된 형광체를 안착시키는 안착부가 형성된다.

Description

발광소자 패키지{Light Emitting Device Package}
본 발명은 발광소자 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형광체를 절약하고, 형광체의 열변형을 방지하는 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 백색을 구현하기 위해서 형광체 등이 사용되는 데, 형광체는 열에 의해 특성이 변하는 문제점과, 침전의 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 형광체의 열변형을 방지하고, 색의 균일성을 확보하는 발광소자 패키지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는 광을 생성하는 광원부, 상기 광원부에서 생성된 광의 파장을 변환시키며 상기 광원부를 외부로부터 격리시키는 파장변환부, 상기 광원부와 상기 파장변환부 사이에 배치되어 상기 광원부와 상기 파장변환부를 이격시키는 몰딩부 및 상기 광원부에 전기적으로 연결되는 전극부를 포함하고, 상기 파장변환부는 상기 광원부에서 발생하는 광의 파장을 변환시키는 다수의 형광체를 더 포함하고, 상기 몰딩부의 적어도 상부 외면에는 침전된 형광체를 안착시키는 안착부가 형성된다.
실시예에 따르면, 몰딩부에 형성된 안착부는 파장변환부에서 침전된 형광체가 몰딩부의 측면으로 흘러내리지 않게 고정하는 역할을 하게 된다. 따라서, 안착부에 형광체가 안착되면, 광원부에서 발생된 광이 형광체에 의해 충분이 여기되어 원하는 색을 얻을 수 있고, 광의 균일성도 확보할 수 있는 이점이 있다.
또한, 안착부는 형광체가 파장변환에 기여하지 않는 영역(광원부이 측면 하부영역)으로 침전되는 양을 줄일수 있으므로, 적은 양의 형광체를 사용하더라고, 원하는 색의 광을 출광할 수 있는 형광체층을 형성할 수 있는 이점이 있다.
또한, 몰딩부에 의해 형광체가 침전되는 것이 방지되고, 광원부에서 일정거리로 이격되어 존재하므로, 광원부에서 발생된 열에 의해 형광체의 특성이 변성되는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 안착부를 다양한 모습을 도시한 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 10는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 10 의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 12은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 13은 실시예에 따른 발광소자를 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 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 1을 참고하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)는 광을 생성하는 광원부(110), 광원부(110)에서 생성된 광의 파장을 변환시키며 광원부(110)를 외부로부터 격리시키는 파장변환부(130), 광원부(110)와 파장변환부(130) 사이에 배치되어 광원부(110)와 파장변환부(130)를 이격시키는 몰딩부(120), 및 광원부(110)에 전기적으로 연결되는 전극부(140)를 포함하고, 파장변환부(130)는 광원부(110)에서 발생하는 광의 파장을 변환시키는 다수의 형광체(131)를 더 포함하고, 몰딩부(120)의 적어도 상부 외면에는 침전된 형광체(131)를 안착시키는 안착부(121)가 형성된다.
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 발광 다이오드 일 경우 바람직하게는 수직형 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 수직형 발광 다이오드는 지지부재 상에 전극층이 배치되고, 전극층 상에 서로 다른 극성을 가지는 제1 및 제2반도체층과 제1 및 제2 반도체층 사이에 존재하는 활성층 및 제2반도체층 상에 현성되는 전극을 포함할 수 있다. 특히, 수직형 발광 다이오드는 활성층에서 발생된 광이 상부쪽으로 대부분 출광되므로, 본 발명에 적합하다.
전극부(140)는 광원부(110)에 전기적으로 연결되어, 발광소자에 전원을 공급하게 된다. 전극부(140)는 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 기판(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. 또한, 제2 리드 프레임(142)은 와이어(150)에 의해서 와이어 본딩되어 광원부(110)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 각각의 리드 프레임(141, 142)에 전원이 연결되면 광원부(110)에 전원이 인가될 수 있다.
기판(160)는 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 각각의 리드 프레임(141, 142)은 기판(160)의 상부에 배치되거나, 기판(160)에 매몰되어 일부가 노출될 수 있다. 이에 한정을 두지 않는다.
파장변환부(130)는 광원부(110)에서 생성된 광의 파장을 변환시키며 광원부(110)를 외부로부터 격리시킨다. 파장변환부(130)는 광원부(110)를 외부에서 격리시켜서 외부의 침습 등에서 광원부(110)를 보호한다.
파장변환부(130)는 수밀성, 내식성, 절연성이 우수한 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.
파장변환부(130)는 바람직하게는 광원부(110)의 상부와 측면을 덮는 형상을 가지고, 반구 형상 상부가 오목한 형상, 상부가 평평한 형상을 가질 수 있다. 파장변환부(130)의 형상이 반구 형상인 경우 외부로 방출되는 광의 지향각이 커지고 광의 집중성은 감소하게 된다. 반대로, 파장변환부(130)의 형상이 상부가 오목한 형상인 경우 외부로 방출되는 광의 지향각이 작아지고 광의 집중성은 증가하게 된다.
파장변환부(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(131), 청록색 발광 형광체(131), 녹색 발광 형광체(131), 황녹색 발광 형광체(131), 황색 발광 형광체(131), 황적색 발광 형광체(131), 오렌지색 발광 형광체(131), 및 적색 발광 형광체(131)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 형광체(131)인 경우, 황색 형광체(131)는 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(131) 또는 청색과 녹색 형광체(131)를 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.
또한, 파장변환부(130) 내에는 형광체(131)가 일정비율로 혼합되고, 열경화 방식으로 형성되는 데, 냉각과정에서 형광체(131)가 중력방향으로 침전되게 된다.
몰딩부(120)는 광원부(110)와 파장변환부(130) 사이에 배치되어 광원부(110)와 파장변환부(130)를 이격시킨다. 즉, 몰딩부(120)는 파장변환부(130)에 포함되는 형광체(131)가 광원부(110)에서 발생하는 열에 의해 그 특성이 변하는 것을 방지한다.
몰딩부(120)는 전극부(140)의 상에 배치되는 광원부(110)의 덮는 구조를 가지는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 않고, 광원부(110)와 파장변환부(130)를 이격시키는 어떠한 구조도 가능하다.
몰딩부(120)의 단면 형상은 도 1과 같이 사각형 또는 어느 하나 이상의 모서리가 둥근 형태의 사각형일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 몰딩부(120)의 형상은 다양한 형상을 가질 수 있고, 이에 대해서는 후술한다.
몰딩부(120)는 수밀성, 내식성, 절연성이 우수한 실리콘, 에폭시 및 기타 수지 재질 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 몰딩부(120)는 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.
몰딩부(120)의 상면과 광원부(110)와의 거리는 파장변환부(130)가 광원부(110)에서 발생하는 열에 영향을 거의 받지 않을 정도여야 하는데, 광원부(110)의 상면과 몰딩부(120)의 상면 사이의 거리는 광원부(110)의 높이의 대략 2배 내지 3배 이고, 광원부(110)의 측면과 몰딩부(120)의 측면 사이의 거리는 광원부(110)의 폭의 대갹 2배 내지 3배인 것이 바람직하다.
안착부(121)는 적어도 몰딩부(120)의 상부 외면에 형성되어 파장변환부(130) 내에서 침전된 형광체(131)를 안착시킨다. 안착부(121)는 복수개가 규칙 또는 불규칙적으로 배치될 수 있다. 또한, 안착부(121)는 적어도 몰딩부(120)의 상면에 형성될 수 있고, 바람직하게는 몰딩부(120)의 외면에 형성될 수 있다.
즉, 몰딩부(120)가 광원부(110)와 파장변환부(130)와의 거리를 이격시키게 된다. 따라서, 형광체(131)는 광원부(110)에서 발생되는 열에 의해 특성이 변화하지 않는다.
또한, 파장변환부(130) 내에 형광체(131)는 열 경화 과정에서 아래 쪽으로 침전되는데, 몰딩부(120)에 형성된 안착부(121)는 파장변환부(130)에서 침전된 형광체(131)가 몰딩부(120)의 측면으로 흘러내리지 않게 고정하는 역할을 하게 된다. 특히 광원부(110)가 수직형 발광 다이오드인 경우, 광의 대부분은 발광 다이오드의 상면으로 방출하게 되는데, 안착부(121)에 형광체(131)가 안착되면, 광원부(110)에서 발생된 광이 형광체(131)에 의해 충분이 여기되어 원하는 색을 얻을 수 있고, 광의 균일성도 확보할 수 있는 이점이 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 안착부(121)의 크기는 다수의 형광체(131)가 충분히 안착될 수 있는 공간을 가질 수 있고, 예를 들면, 안착부(121)의 폭 및 깊이는 형광체(131)의 직경 대비 10배 내지 20배일 수 있다. 따라서, 파장변환부(130)에 침전된 형광체(131)가 광원부(110)에서 일정거리 이격된 상부영역에 일정 두께 이상으로 배치될 수 있다.
또한, 안착부(121)는 형광체(131)가 파장변환에 기여하지 않는 영역(광원부(110)이 측면 하부영역)으로 침전되는 양을 줄일수 있으므로, 적은 양의 형광체(131)를 사용하더라고, 원하는 색의 광을 출광할 수 있는 형광체(131)층을 형성할 수 있는 이점이 있다.
안착부(121)의 형상은 도 1 및 도 2와 같이 요철형상(즉 산과 골을 포함하는 형상)을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 형광체(131)가 위치하는 공간을 제공하는 모든 형상을 가질 수 있다. 안착부(121)의 다른 형상은 후술한다.
도 3은 도 1의 안착부(121)를 다양한 모습을 도시한 부분 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 안착부(121)는 형광체(131)가 안착되는 다수의 홈을 포함할 수 있다. 다수의 홈의 단면 형상은 대략적인 사각형의 형상을 가질 수 있지만, U자 형상을 가질 수도 있다. 홈은 다수의 형광체(131)가 안착될 수 있는 폭과 깊이을 가질 수 있는데, 바람직하게는, 홈의 폭 및 깊이는 형광체(131)의 직경 대비 10배 내지 20배일 수 있다.
도 3b를 참조하면, 안착부(121)는 형광체(131)가 안착되는 다수의 요철패턴을 포함할 수 있다. 요철패턴은 라운드 지게 형성될 수 있고, 요철패턴 중 오목부의 크기는 다수의 형광체(131)가 안착될 수 있는 폭과 깊이을 가질 수 있는데, 바람직하게는, 홈의 폭 및 깊이는 형광체(131)의 직경 대비 10배 내지 20배일 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지(100A)는 도 1의 실시예와 비교하면, 몰딩부(120)의 측단면 형상에 차이점이 존재한다. 이하에서는 위에서 설명한 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하고, 차이점 위주로 설명한다.
몰딩부(120)의 측부는 경사면을 가질 수 있다. 경사면은 파장변환부(130)에서 침전된 형광체(131)가 광원부(110)의 측면 하단부 쪽으로 쏠리는 것을 방지하게 된다. 또한, 이러한 몰딩부(120)의 형상은 출광되는 광의 지향각을 크게 한다. 즉, 몰딩부(120)의 단면 형상은 대략적인 사다리꼴의 형상을 가질 수 있다.
바람직하게는 경사면이 윗변에 수직인 선과 이루는 각(Θ1)은 30도 내지 80도일 수 있다. 경사면이 윗변에 수직인 선과 이루는 각이 30도 보다 작은 경우, 경사면이 급경사를 가지게 되므로, 침전된 형광체(131)가 안착되지 못하고 하부로 흘러내리게 되고, 경사면이 윗변에 수직인 선과 이루는 각이 80보다 큰 경우, 몰딩부(120)의 폭이 너무 커지게 되어서 발광소자 패키지의 크기가 과도하게 커지는 문제점이 있다.
광원부(110)의 중심에서 측정한 윗변의 양단 사이의 각(Θ2)은 120도 내지 140도일 수 있다. 광원부(110)의 중심에서 측정한 윗변의 양단 사이의 각이 120도 보다 작은 경우, 출광되는 광 중에 안착부(121)에 안착된 형광체(131)에 여과되지 않고 투과되는 광이 발생하여서 색의 균일성이 저하되고, 광원부(110)의 중심에서 측정한 윗변의 양단 사이의 각이 140보다 큰 경우 광원부(110)와 파장변?부의 이격거리가 줄어드는 문제점이 있다.
안착부(121)는 경사면에 형성된 계단을 더 포함할 수 있다. 계단은 파장변환부(130)에서 침전된 형광체(131)가 하부로 흘러내리지 않고 안착되는 공간을 제공하게 된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(100B)는 도 4의 실시예와 비교하면, 몰딩부(120)의 측단면 형상에 차이점이 존재한다.
몰딩부(120)의 경사면은 곡률을 가질 수 있다. 바람직하게는 상부로 볼록한 형상을 가져서, 광원부(110)와 파장변환부(130)의 이격거리는 유지시키며, 형광체(131)의 흘러내림도 동시에 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(100C)는 도 1의 실시예와 비교하면, 몰딩부(120)의 형상에 차이점이 존재한다.
몰딩부(120)의 형상은 반구 형상일 수 있다. 이는 광원부(110)와 파장변환부(130)의 이격거리는 유지시키며, 형광체(131)의 흘러내림도 동시에 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자 패키지(100D)는 내부에 각각의 리드 프레임(141, 142)이 노출되는 캐비티를 가지는 몸체(160)와, 몸체(160)의 캐비티에 광원부(110), 몰딩부(120) 및 파장변환부(130)가 내부에 위치하고, 광원부(110)는 각각의 리드 프레임(141, 142)과 전기적으로 연결된다.
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), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 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.
몰딩부(120)는 캐비티 내에 봉지되어서 파장변환부(130)와 광원부(110) 사이를 이격시킨다.
몰딩부(120)는 댜양한 형상이 가능하지만, 도 7에서는 평평한 형상을 가질 수 있다.
몰딩부(120) 상에는 침전되는 형광체(131)를 안착시키는 안착부(121)가 형성된다.
파장변환부(130)는 몰딩부(120) 상에 배치된다. 파장변환부(130)의 상면은 벽부(162)의 상면과 평행하게 형성되는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(100E)는 도 7의 실시예와 비교하면, 몰딩부(120)의 형상에 차이점이 존재한다.
몰딩부(120)의 단면 형상은 사각형 형상일 수 있다. 이는 광원부(110)와 파장변환부(130)의 이격거리는 유지시키며, 형광체(131)의 흘러내림도 동시에 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(100F)는 도 7의 실시예와 비교하면, 몰딩부(120)의 형상에 차이점이 존재한다.
몰딩부(120)의 단면 형상은 사다리꼴 형상일 수 있다. 이는 광원부(110)와 파장변환부(130)의 이격거리는 유지시키며, 형광체(131)의 흘러내림도 동시에 방지할 수 있다.
도 10 및 도 11을 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 형성될 수 있다.
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 12 은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 12 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 13은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 12 에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 13은 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 12에서 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 (19)

  1. 광을 생성하는 광원부;
    상기 광원부에서 생성된 광의 파장을 변환시키며 상기 광원부를 외부로부터 격리시키는 파장변환부;상기 광원부와 상기 파장변환부 사이에 배치되어 상기 광원부와 상기 파장변환부를 이격시키는 몰딩부; 및
    상기 광원부에 전기적으로 연결되는 전극부를 포함하고,
    상기 파장변환부는 상기 광원부에서 발생하는 광의 파장을 변환시키는 다수의 형광체를 더 포함하고,
    상기 몰딩부의 적어도 상부에는 형광체를 안착시키는 안착부가 형성되는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩부의 단면 형상은 사각형인 발광소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몰딩부의 측부는 양측에 경사면을 가지는 발광소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 경사면이 윗변에 수직인 선과 이루는 각은 30도 내지 80도인 발광소자 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광원부의 중심에서 측정한 상기 윗변의 양단 사이의 각은 120도 내지 140도인 발광소자 패키지.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 경사면은 곡률을 가지는 발광소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩부는 실리콘, 에폭시 및 기타 수지 재질 중 적어도 하나 이상을 포함하는 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는 상기 형광체가 안착되는 다수의 홈을 포함하는 발광소자 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 홈은 다수의 상기 형광체가 안착될 수 있는 폭과 깊이을 가지는 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는 상기 형광체가 안착되는 다수의 요철패턴을 포함하는 발광소자 패키지.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 안착부는 상기 경사면에 형성된 계단을 포함하는 발광소자 패키지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 발광소자 패키지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 수직형 발광 다이오드를 포함하는 발광소자 패키지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환부는 실리콘, 에폭시 및 기타 수지 재질 중 적어도 하나 이상을 포함하는 발광소자 패키지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환부는 반구 형상을 가지는 발광소자 패키지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 광원부, 몰딩부 및 파장변환부가 내부에 위치하도록 캐비티를 가지는 몸체를 더 포함하는 발광소자 패키지.
  17. 제2항에 있어서,
    사각형 중 어느 하나의 모서리는 둥글게 형성되는 발광소자 패키지.
  18. 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치에 있어서,
    상가 발광소자 패키지는,
    광을 생성하는 광원부;
    상기 광원부에서 생성된 광의 파장을 변환시키며 상기 광원부를 외부로부터 격리시키는 파장변환부;
    상기 광원부와 상기 파장변환부 사이에 배치되어 상기 광원부와 상기 파장변환부를 이격시키는 몰딩부; 및
    상기 광원부에 전기적으로 연결되는 전극부를 포함하고,
    상기 파장변환부는 상기 광원부에서 발생하는 광의 파장을 변환시키는 다수의 형광체를 더 포함하고,
    상기 몰딩부의 적어도 상부 외면에는 침전된 형광체를 안착시키는 안착부가 형성되는 조명장치.
  19. 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛에 있어서,
    상가 발광소자 패키지는,
    광을 생성하는 광원부;
    상기 광원부에서 생성된 광의 파장을 변환시키며 상기 광원부를 외부로부터 격리시키는 파장변환부;
    상기 광원부와 상기 파장변환부 사이에 배치되어 상기 광원부와 상기 파장변환부를 이격시키는 몰딩부; 및
    상기 광원부에 전기적으로 연결되는 전극부를 포함하고,
    상기 파장변환부는 상기 광원부에서 발생하는 광의 파장을 변환시키는 다수의 형광체를 더 포함하고,
    상기 몰딩부의 적어도 상부 외면에는 침전된 형광체를 안착시키는 안착부가 형성되는 백라이트 유닛.



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KR (1) KR20140099073A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019192703A (ja) * 2018-04-20 2019-10-31 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
JP2021068856A (ja) * 2019-10-28 2021-04-30 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法

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JP2019192703A (ja) * 2018-04-20 2019-10-31 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
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