KR20220114910A - 발광소자 패키지 및 이를 구비한 조명 장치 - Google Patents

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KR20220114910A
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최영재
박무룡
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 회로 기판; 상기 회로 기판 상에 배치된 복수의 발광소자 패키지; 상기 복수의 발광소자 패키지를 덮는 레진층; 및 상기 레진층 상에 광을 확산 또는 반사하는 층을 포함하며, 상기 발광소자 패키지 각각은, 상기 회로 기판 상에 대면하는 제1측면부, 상기 제1측면부의 반대측 제2측면부, 상기 제1 및 제2측면부의 양측 제3 및 제4측면부, 및 전면부의 일부가 오픈된 캐비티를 갖는 몸체; 상기 캐비티의 바닥에 배치된 복수의 프레임 및 상기 복수의 프레임 각각으로부터 제1측면부로 절곡된 복수의 본딩부를 각각 갖는 복수의 리드 프레임; 및 상기 캐비티의 바닥에서 상기 복수의 프레임과 전기적으로 연결된 복수의 발광 칩을 포함하며, 상기 몸체의 제3측면부와 상기 제4측면부는 상기 몸체의 제1방향으로 배치되며, 상기 몸체의 전면부와 후면부는 제1방향과 직교하는 제2방향 양측에 배치되며, 상기 캐비티는 상기 몸체의 제1방향 길이와 동일한 길이를 가질 수 있다.

Description

발광소자 패키지 및 이를 구비한 조명 장치{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND EMITTING APPARATUS HAVING THE SAME}
발명의 실시 예는 발광소자 패키지 및 이를 구비한 조명 장치에 관한 것이다.
발광소자 패키지는 예컨대, 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 갖는 소자일 수 있으며, 상기 발광 다이오드는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자이며, 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
상기 발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 생성하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다. 또한 발광 다이오드는 실내 또는 실외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 차량 조명, 또는 가로등 등의 조명 장치로 사용되고 있다.
발명의 실시 예는 다면 발광이 가능한 사이드 뷰 타입의 발광소자 패키지 및 이를 갖는 조명 장치를 제공한다.
발명의 실시 예는 전면과 인접한 두 측면을 통해 발광하는 사이드 뷰 타입의 발광소자 패키지 및 이를 갖는 조명 장치를 제공한다.
발명의 실시 예는 발광소자 패키지의 전면 및 양 측면을 통해 방출된 광을 차광하는 부재를 갖는 조명 장치를 제공한다.
발명의 실시 예는 발광소자 패키지의 전면 및 양 측면을 통해 방출된 광에 의해 면광을 제공하는 조명 장치를 제공한다.
발명의 실시 예에 개시된 조명 장치는, 회로 기판; 상기 회로 기판 상에 배치된 복수의 발광소자 패키지; 상기 복수의 발광소자 패키지를 덮는 레진층; 및 상기 레진층 상에 광을 확산 또는 반사하는 층을 포함하며, 상기 발광소자 패키지 각각은, 상기 회로 기판 상에 대면하는 제1측면부, 상기 제1측면부의 반대측 제2측면부, 상기 제1 및 제2측면부의 양측 제3 및 제4측면부, 및 전면부의 일부가 오픈된 캐비티를 갖는 몸체; 상기 캐비티의 바닥에 배치된 복수의 프레임 및 상기 복수의 프레임 각각으로부터 제1측면부로 절곡된 복수의 본딩부를 각각 갖는 복수의 리드 프레임; 및 상기 캐비티의 바닥에서 상기 복수의 프레임과 전기적으로 연결된 복수의 발광 칩을 포함하며, 상기 몸체의 제3측면부와 상기 제4측면부는 상기 몸체의 제1방향으로 배치되며, 상기 몸체의 전면부와 후면부는 제1방향과 직교하는 제2방향 양측에 배치되며, 상기 캐비티는 상기 몸체의 제1방향 길이와 동일한 길이를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 캐비티는 상기 제3측면부에 인접한 어느 하나의 프레임 상에 배치된 제1반사 지지부 및 상기 제4측면부에 인접한 다른 어느 하나의 프레임 상에 배치된 제2반사 지지부를 포함하며, 상기 제1 및 제2반사 지지부는 상기 캐비티의 제1방향 양측 바닥에 상기 전면부로부터 오목하게 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 캐비티 내에 몰딩 부재를 포함하며, 상기 몰딩 부재의 길이는 상기 캐비티의 제1방향 길이와 동일할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 몰딩 부재는 상기 몸체의 전면부 및 제3,4측면부에 각각 노출될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 레진층 상에 광을 확산하는 확산층이 배치되며, 상기 레진층과 상기 확산층 사이에 투광층 및 차광부를 포함하며, 상기 차광부는 상기 발광소자 패키지와 수직하게 중첩될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 차광부는 상기 발광소자 패키지의 전방 위를 커버하며, 상기 차광부는 상기 발광소자 패키지의 몸체의 제3,4측면부 위를 커버하는 제1,2서브 차광부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1,2서브 차광부는 제1방향으로 서로 이격되며, 상기 발광소자 패키지의 제3,4측면부보다 제1방향의 양측 및 제2방향의 후방으로 더 연장될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 레진층 상에 확산층이 배치되며, 상기 레진층과 상기 확산층 사이에 광학패턴부를 갖는 차광부를 포함하며, 상기 차광부의 광학 패턴부는 상기 발광소자 패키지와 수직하게 중첩되는 복수의 오목부를 가질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 레진층 상에 광을 반사하는 제1반사층이 배치되며, 상기 회로 기판, 상기 레진층 및 상기 제1반사층은 상기 발광소자 패키지의 전면부 상에 볼록한 곡면을 갖고 돌출된 복수의 볼록면을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 리드 프레임은 제1리드 프레임 및 상기 제1리드 프레임의 양측에 제2 및 제3리드 프레임을 포함하며, 상기 발광 칩은 제1, 제2, 및 제3리드 프레임의 프레임들 각각에 플립 형태로 탑재된 복수의 발광 칩을 포함하며, 상기 제1리드 프레임의 프레임은 상기 복수의 발광 칩 사이에 최 상층이 제거된 홈 영역을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 조명 장치는, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 상에 배치된 복수의 발광소자 패키지를 포함하며, 상기 발광소자 패키지 각각은, 상기 회로 기판 상에 대면하는 제1측면부, 상기 제1측면부의 반대측 제2측면부, 상기 제1 및 제2측면부의 양측 제3 및 제4측면부, 및 전면부의 일부가 오픈된 캐비티를 갖는 몸체; 상기 캐비티의 바닥에 배치된 복수의 프레임 및 상기 복수의 프레임 각각으로부터 제1측면부로 절곡된 복수의 본딩부를 각각 갖는 복수의 리드 프레임; 상기 캐비티의 바닥에서 상기 복수의 프레임과 전기적으로 연결된 복수의 발광 칩; 및 상기 캐비티 내에 몰딩 부재를 포함하며, 상기 몸체의 제3측면부와 상기 제4측면부는 상기 몸체의 제1방향으로 배치되며, 상기 몸체의 전면부와 후면부는 제1방향과 직교하는 제2방향 양측에 배치되며, 상기 캐비티는 상기 몸체의 제1방향 길이와 동일한 길이를 가지며, 상기 몰딩 부재의 길이는 상기 캐비티의 제1방향 길이와 동일할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 캐비티는 상기 제3측면부에 인접한 어느 하나의 프레임 상에 배치된 제1반사 지지부 및 상기 제4측면부에 인접한 다른 어느 하나의 프레임 상에 배치된 제2반사 지지부를 포함하며, 상기 제1 및 제2반사 지지부는 상기 캐비티의 제1방향 양측 바닥에 상기 전면부로부터 오목하게 배치되며, 상기 몰딩 부재와 접촉될 수 있다.
발명의 실시 예는 발광소자 패키지에서 광 추출 효율 및 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예는 발광소자 패키지로부터 방출된 광을 이용하여 면광의 균일도를 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예는 발광소자 패키지 및 이를 구비한 조명 장치의 광속을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예는 발광소자 패키지 및 이를 구비한 조명 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 발명의 제1실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 A-A측 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 저면도의 예이다.
도 4는 도 1의 발광소자 패키지가 회로기판에 배치된 조명 모듈의 예이다.
도 5는 도 4의 조명 모듈의 다른 측면도이다.
도 6은 도 1의 발광소자 패키지를 갖는 조명 장치의 일 예를 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6의 조명 장치에서 차광부의 형상 및 광 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6의 조명 장치의 C-C측 단면도이다.
도 9는 도 6의 조명 장치에서 차광부의 변형 예이다.
도 10은 도 1의 발광소자 패키지를 갖는 조명 장치의 다른 예를 나타낸 평면도이다.
도 11은 도 10의 조명 장치의 측 단면도이다.
도 12은 도 10의 조명 장치의 볼록부의 형상에 따른 광 분포를 나타낸 도면이다.
도 13은 발명의 실시 예에 따른 조명 장치 또는 조명 모듈을 갖는 램프가 적용된 차량의 평면도이다.
도 14는 도 13의 조명 모듈 또는 조명 장치를 갖는 램프를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.
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. 본 명세서 전체에 걸쳐 "전방" 또는 "전면"과 "후방" 또는 "후면"은 Y 방향에서 패키지를 바라본 방향을 나타내며, "좌측", 및 "우측"은 X 방향에서 패키지를 바라본 방향을 나타내며, 상 방향 및 하 방향은 Z 방향에서 패키지를 바라본 방향일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지, 이를 갖는 조명 모듈 및 조명 장치를 설명한다.
도 1은 발명의 제1실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 A-A측 단면도이고, 도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 저면도의 예이며, 도 4는 도 1의 발광소자 패키지가 회로기판에 배치된 조명 모듈의 예이고, 도 5는 도 4의 조명 모듈의 다른 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 캐비티(15A)를 갖는 몸체(10), 상기 캐비티(15A)의 바닥에 복수의 리드 프레임(20,30,40), 및 상기 복수의 리드 프레임(20,30,40) 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩(71,72)을 포함한다. 상기 발광소자 패키지(100)는 사이드 뷰 타입의 패키지로 구현될 수 있으며, 휴대 전화기, 휴대 컴퓨터, 각 종 조명 분야, 차량 램프, 또는 지시 장치에 적용될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 제1 방향은 X 방향 또는 패키지의 길이 방향이며, 제2 방향은 Y 방향 또는 패키지의 너비 방향이며, 제3 방향은 Z 방향 또는 패키지의 두께 방향일 수 있다.
상기 발광소자 패키지(100)에서 일 방향으로 긴 길이를 갖는 패키지이며, 예컨대 몸체(10)의 제1 방향(X)의 길이는 제3 방향(Z)의 두께(T1)보다 2배 이상 예컨대, 2배 내지 4.5배의 범위 수 있다. 상기 몸체(10)의 제1 방향(X) 길이는 제2 및 제3방향 각각의 길이보다 2배 이상 클 수 있다. 상기 몸체(10)의 제1 방향의 길이는 3mm 이상 예컨대, 3mm 내지 7mm의 범위 또는 4.5mm 내지 6mm의 범위일 수 있다. 상기 발광소자 패키지(100)의 두께(T1)는 1.5mm 이하, 예컨대, 0.6mm 내지 1.5mm의 범위일 수 있다. 상기 발광소자 패키지(100)는 두께(T1)를 상대적으로 얇게 제공할 수 있어, 상기 발광소자 패키지(100)를 갖는 조명 모듈이나 램프의 두께를 줄여줄 수 있다. 상기 패키지의 두께(T1)는 상기 몸체(10)의 두께와 같거나 클 수 있다.
상기 몸체(10)는 제1 방향(X)의 길이를 크게 제공하므로, 캐비티(15A)의 출사측 면적 또는 발광 면적은 제1 방향(X)으로 증가될 수 있다. 또한 상기 캐비티(15A)의 발광 면적이 제1 방향(X)으로 커지므로, 상기 발광 칩(71,72) 각각은 길이(예, X방향 길이)가 폭(예, Z방향 길이)보다 클 수 있으며, 예컨대 직사각형 형상으로 제공될 수 있다. 상기 발광 칩(71,72) 각각은 길이가 폭에 비해 2배 이상 예컨대, 2배 내지 3배의 범위일 수 있다. 상기 발광소자 패키지(100)는 몸체(10)의 두께가 얇고 제1방향 길이가 긴 패키지로 제공되므로, 도 5 및 도 6과 같은 발광 모듈의 두께를 더 얇게 제공할 수 있고, 제1방향(X)의 광 지향각을 더 크게 제공할 수 있다.
또한 상기 발광소자 패키지(100)는 제1 방향(X)의 길이를 길게 제공함으로써, 제1 방향으로 상기 발광 칩(71,72)들을 배열될 때, 발광 칩(71,72)의 개수를 증가시켜 줄 수 있다.
상기 몸체(10)는 리드 프레임(20,30,40)들과 결합될 수 있다. 상기 몸체(10)는 절연 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 반사 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 발광 칩(71,72)으로부터 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(10)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), 실리콘 계열, 또는 에폭시 계열, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다.
상기 몸체(10)는 백색 계열의 수지를 포함한다. 상기 몸체(10)는 반사 물질을 포함할 수 있으며, 예컨대, 금속 산화물이 첨가된 수지 재질을 포함할 수 있으며, 상기 금속 산화물은 TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 몸체(10)는 입사되는 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 다른 예로서, 상기 몸체(10)는 투광성의 수지 물질 또는 입사 광의 파장을 변환시키는 형광체를 갖는 수지 물질로 형성될 수 있다.
상기 몸체(10)의 측면들을 보면, 제3방향(Z) 양측에 제1측면부(11) 및 제2측면부(12), 및 제1방향 양측에 제3 및 제4측면부(13,14)를 포함할 수 있다. 상기 제1측면부(11) 및 제2측면부(12)는 몸체(10)의 하면 및 상면일 수 있다. 상기 제3 및 제4측면부(13,14)는 제1측면부(11) 및 제2측면부(12) 각각에 인접하며 몸체(10)의 일 측면 및 타 측면일 수 있다. 상기 몸체(10)는 제2방향(Y) 양측에 전면부(15) 및 후면부(16)을 포함할 수 있으며, 상기 전면부(15) 및 후면부(16)는 상기 몸체(10)의 전면(즉, 앞면) 및 후면(즉, 뒷면)일 수 있다.
상기 제1 및 제2측면부(11,12)는 몸체(10)의 길이를 갖는 장변이며, 상기 제3 및 제4측면부(13,14)는 몸체(10)의 폭을 갖는 단변이며, 상기 전,후면부(15,16)는 몸체(10)의 길이를 갖는 장변일 수 있다.
상기 몸체(10)의 제1측면부(11)는 도 4의 회로 기판(401)과 대면하는 측면일 수 있다. 상기 제3 및 제4 측면부(13,14)는 상기 회로 기판(401)의 상면에 대해 수직한 측면일 수 있다. 상기 몸체(10)의 제1 방향(X) 길이는 제3 및 제4측면부(13,14) 사이의 간격이며, 상기 제1 및 제2측면부(11,12) 사이의 간격(즉, 두께)보다 2배 이상 클 수 있다.
상기 몸체(10)에서 전면부(15)는 상기 캐비티(15A)가 개방된 면일 수 있으며, 상기 회로 기판(401)에 수직한 면일 수 있다. 상기 전면부(15)의 반대측 후면부(16)는 상기 회로 기판(401)에 수직한 면이며, 전면부(15)를 향해 오목한 리세스(16B)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 리드 프레임(20,30,40)은 상기 캐비티(15A)의 바닥에서 제1방향(X)으로 이격될 수 있다. 상기 복수의 리드 프레임(20,30,40)은 캐비티(15A)의 바닥에 2개 또는 3개가 배치될 수 있으며, 발광 칩(71,72)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 복수의 리드 프레임(20,30,40)이 3개인 경우, 어느 하나는 정 극성이며, 다른 2개는 부 극성일 수 있다. 상기 복수의 리드 프레임(20,30,40)은 3개의 프레임, 예들 들면, 제1리드 프레임(20), 제2리드 프레임(30) 및 제3리드 프레임(40)을 포함할 수 있다.
상기 캐비티(15A)는 제1 및 제2내측면(11A,12A)을 포함할 수 있다. 상기 제1내측면(11A)은 제1측면부(11)에 인접하며 상기 전면부(15)에서 캐비티(15A)의 바닥을 향해 경사지거나 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제2내측면(12A)은 제2측면부(12)에 인접하며 상기 전면부(15)에서 캐비티(15A)의 바닥을 향해 경사지거나 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제1,2내측면(11A,12A)은 서로 대면할 수 있다.
상기 몸체(10)의 캐비티(15A)는 전면부(15)가 개방되며, 제1방향(X)의 양측이 개방될 수 있다. 상기 캐비티(15A)의 전방 출사면(111)은 발광 칩(71,72)로부터 방출된 광들이 방출될 수 있다. 상기 캐비티(15A)의 제1,2내측면(11A,12A) 각각의 길이는 상기 몸체(10)의 제1방향(X)의 길이와 동일할 수 있다. 상기 캐비티(15A)의 바닥 길이는 상기 몸체(10)의 제1방향(X)의 길이와 동일할 수 있다.
상기 몸체(10)는 상기 캐비티(15A)의 바닥 일측에 배치되며, 상기 리드 프레임(20,30,40)들과 제3측면부(13) 사이에 제1바닥 지지부(13A) 및 상기 캐비티(15A)의 바닥 타측에 배치되며, 상기 리드 프레임(20,30,40)들과 제4측면부(14) 사이에 제2바닥 지지부(14A)를 포함할 수 있다.
상기 제1바닥 지지부(13A)는 상기 제3측면부(13)에 인접한 캐비티(15A)의 바닥 일측에서 제2리드 프레임(30)을 지지하게 되며, 제2바닥 지지부(14A)는 상기 제4측면부(14)에 인접한 캐비티(15A)의 바닥 타측에서 제3리드 프레임(40)을 지지하게 된다. 상기 제1바닥 지지부(13A) 또는/및 상기 제2바닥 지지부(14A)는 제거될 수 있으며, 이 경우 상기 제2,3리드 프레임(30,40)의 표면이 캐비티(15A)의 바닥 일측 및 타측에 노출될 수 있다.
도 2와 같이, 상기 제1,2바닥 지지부(13A,14A)는 상기 발광 칩(71,72)의 상면보다 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1,2바닥 지지부(13A,14A)의 상면과 상기 발광 칩(71,72)의 상면 사이의 갭(A2)는 상기 발광 칩(71,72)의 두께의 30% 이상 예컨대, 30% 내지 90%의 범위일 수 있다. 상기 캐비티(15A)는 제3,4측면부(13,14)의 상부에 개방된 사이드 출사면(112,113)을 포함하며, 상기 사이드 출사면(112,113)은 상기 제1,2바닥 지지부(13A,14A)의 개방된 영역이며 상기 발광 칩(71,72)에서 방출된 광들이 양측 방향으로 방출될 수 있다. 상기 사이드 출사면(112,113)은 제1,2출사면(112,113)으로 정의될 수 있다.
상기 제1바닥 지지부(13A)는 상기 제2리드 프레임(30)의 제2프레임(31)의 상면에서 제3측면부(13)까지 연장되며, 상기 제2바닥 지지부(14A)는 상기 제3리드 프레임(40)의 제3프레임(41) 상면에서 제4측면부(14)까지 연장될 수 있다. 상기 제1,2바닥 지지부(13A,14A)은 내 측면이 경사지거나, 전체 상면이 경사진 면으로 제공될 수 있다.
상기 사이드 출사면(112,113)의 높이(A3)는 상기 제2,3프레임(31,41)의 상면에서 캐비티(15A)의 상단 또는 몸체(10)의 상단까지의 높이보다 작을 수 있으며, 상기 발광 칩(71,72)의 상면에서 캐비티(15A)의 상단 또는 몸체(10)의 상단까지의 간격보다 클 수 있다. 상기 제3측면부(13)와 제1발광 칩(71) 사이 및 상기 제4측면부(14)와 제2발광 칩(72) 사이의 거리(A1)는 제1,2발광 칩(71,72) 사이의 거리보다 작으며, 상기 제1,2바닥 지지부(13A,14A)의 상면 길이(X 방향 길이)보다 클 수 있다.
상기 캐비티(15A)의 깊이는 몸체(10)의 전면부(15)에서 캐비티(15A) 바닥까지의 거리이며 상기 몸체(10)의 제2방향(Y)의 길이의 1/3 이하 예컨대, 0.3mm±0.05mm 범위일 수 있다. 상기 캐비티(15A)의 깊이가 상기 범위 미만인 경우 광의 지향각 제어가 어렵고 상기 범위를 초과할 경우 몸체(10)의 제2방향(Y)의 길이가 증가하거나 광 지향각이 좁아지는 문제가 있다. 여기서, 상기 제1,2바닥 지지부(13A,14A)의 상면에서 상기 캐비티(15A)의 깊이는 최소일 수 있다.
상기 복수의 리드 프레임(20,30,40)는 캐비티(15A)의 바닥에 배치되고, 일부가 절곡되어 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)에 연장될 수 있다. 상기 복수의 리드 프레임(20,30,40)은 제1리드 프레임(20), 상기 제1리드 프레임(20)으로부터 이격된 제2 및 제3리드 프레임(30,40)을 포함할 수 있다. 상기 제1리드 프레임(20)은 상기 제2 및 제3리드 프레임(30,40) 사이에 배치될 수 있다.
상기 리드 프레임(20,30,40)은 Cu, Al, Ni, Au, Ag 중 적어도 하나를 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 리드 프레임(20,30,40)의 표면에는 본딩을 위해 Au가 형성될 수 있다. 상기 리드 프레임(20,30,40)의 두께는 0.08mm 이상 예컨대, 0.08mm 내지 0.2mm의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작으면 방열 효율이나 열 전도 효율이 저하될 수 있고, 상기 범위보다 크면 패키지 두께가 증가될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(20)은 상기 캐비티(15A)의 바닥 중앙에 배치된 제1프레임(21) 및 상기 제1프레임(21)으로부터 상기 제1측면부(11)으로 절곡된 제1본딩부(22)를 포함할 수 있다. 상기 제2리드 프레임(30)은 상기 캐비티(15A)의 바닥 일측에 배치된 제2프레임(31) 및 상기 제2프레임(31)으로부터 상기 제1측면부(11)를 향해 절곡된 제2본딩부(32)를 포함할 수 있다. 상기 제3리드 프레임(40)은 상기 캐비티(15A)의 바닥 타측에 배치된 제3프레임(41) 및 상기 제3프레임(41)으로부터 상기 제1측면부(11)를 향해 절곡된 제2본딩부(32)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 칩(71,72)은 상기 제1프레임(21)과 제2프레임(31)에 본딩되고 전기적으로 연결된 제1발광 칩(71), 및 제1프레임(21)과 제3프레임(41)에 본딩되고 전기적으로 연결된 제2발광 칩(72)을 포함할 수 있다. 상기 제1,2 발광 칩(71,72)은 플립 칩 방식으로 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1,2발광 칩(71,72)은 와이어를 이용하여, 제1,2,3프레임(21,31,41) 중 적어도 하나와 선택적으로 연결될 수 있다.
여기서, 제1,2,3프레임(21,31,41)의 표면(또는 상면)에는 발광 칩(71,72)의 패드와 접합되는 Au층 또는 최상층이 형성될 수 있다. 이러한 Au층 또는 최상층의 면적을 줄이기 위해, 상기 제1프레임(21)의 표면(또는, 상면) 일부 즉, 센터 영역에는 Au층 또는 최상층이 제거된 홈 영역(21A)이 형성될 수 있다. 상기 홈 영역(21A)은 상기 제1프레임(21)의 표면(또는, 상면)보다 낮게 단차지며, 최상층 하부의 층 예컨대, Cu, Al, 또는 Ag 층이 노출될 수 있다. 이에 따라 Au층의 도금 면적 감소로 리드 프레임들의 간격을 절감할 수 있다. 상기 홈 영역(21A)의 제1방향(X)의 길이는 발광 칩(71,72)의 각각의 길이보다 길게 형성될 수 있고, 제3방향(Z)의 폭은 상기 캐비티(15A)의 바닥 폭일 수 있다.
몸체(10)는 캐비티(15A)의 바닥에 배치된 분리부(18,19)를 포함하며, 상기 분리부(18,19)는 상기 제1프레임(21)과 상기 제2프레임(31) 사이 및 상기 제1프레임(21)과 상기 제3프레임(41) 사이에 각각 배치될 수 있다. 상기 분리부(18,19)는 서로 평행하거나 사선 형태로 배치될 수 있다. 상기 분리부(18,19)와 상기 제1,2바닥 지지부(13A,14A)는 서로 동일한 재질이거나 서로 다른 재질일 수 있다.
도 1 및 도 3과 같이, 상기 제1리드 프레임(20)의 제1본딩부(22)는 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)의 센터에 배치되며, 후면부(16)를 향해 절곡될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(20)은 복수의 연결부(25,26,27), 및 상기 복수의 연결부(25,26,27) 사이에 배치된 복수의 결합 홀(H1,H2)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 연결부(25,26,27) 및 복수의 결합홀(H1,H2)은 상기 제1본딩부(22)의 일부일 수 있다. 상기 복수의 연결부(25,26,27)는 상기 제1프레임(21)으로부터 상기 제1측면부(11)로 절곡되고 제2본딩부(32)에서 제3본딩부(42) 방향으로 각각 배치될 수 있다. 상기 복수의 결합 홀(H1,H2)은 상기 복수의 연결부(25,26,27) 사이에 각각 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부(25,26,27)의 개수는 상기 결합 홀(H1,H2)의 개수보다 많을 수 있다.
상기 연결부(25,26,27)는 제1방향으로 이격된 제1연결부(25), 제2연결부(26) 및 제3연결부(27)를 포함하며, 상기 결합홀(H1,H2)은 제1방향으로 이격된 제1결합홀(H1) 및 제2결합홀(H2)을 포함할 수 있다. 상기 제2연결부(26)는 제1연결부(25) 및 제3연결부(27) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2연결부(26)는 제1결합홀(H1) 및 제2결합홀(H2) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1결합홀(H1)은 상기 제1연결부(25)와 상기 제2연결부(26) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제2결합홀(H2)은 상기 제2연결부(26)와 상기 제3연결부 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2리드 프레임(30)의 제2본딩부(32)는 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)의 일측에 배치되며, 후면부 방향으로 절곡될 수 있다. 상기 제3본딩부(42)는 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)의 타측에 배치되며, 후면부 방향으로 절곡될 수 있다.
상기 제2리드 프레임(30)의 제2본딩부(32)는 방열 면적을 증가시켜 줄 수 있도록 제1연장부(33)를 포함하며, 상기 제1연장부(33)는 상기 제2본딩부(32)의 일부로부터 상기 몸체(10)의 제3측면부(13) 방향으로 연장되며, 상기 제1연장부(33)의 일부(33A)는 상기 제3측면부(13)와 대면하도록 절곡될 수 있다. 상기 제1연장부(33)의 일부(33A)는 제2몸체(10B)의 제3측면부(13)에 대면하거나 인접하게 배치될 수 있다.
상기 제3리드 프레임(40)의 제3본딩부(42)는 방열 면적을 증가시켜 줄 수 있도록 제2연장부(43)를 포함하며, 상기 제2연장부(43)는 상기 제3본딩부(42)의 일부로부터 상기 몸체(10)의 제4측면부(14) 방향으로 연장되며, 상기 제2연장부(43)의 일부(43A)는 상기 제4측면부(14)와 대면하도록 절곡될 수 있다. 상기 제2연장부(43)의 일부(43A)는 제2몸체(10B)의 제4측면부(14)에 대면하거나 인접하게 배치될 수 있다. 이러한 제1및 제2연장부(33,43)에 의해 방열 면적은 증가될 수 있다.
도 1과 같이, 상기 제1연장부(33)의 일부(33A)와 상기 제3측면부(13) 사이 및 제2연장부(43)의 일부(43A)와 제4측면부(14) 사이에는 갭(17A,17B)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1연장부(33)의 일부(33A)는 상기 제3측면부(13)로부터 상기 제2리드 프레임(30)의 두께 이상으로 이격되며, 상기 제2연장부(43)의 일부(43A)는 상기 제4측면부(14)로부터 상기 제3리드 프레임(40)의 두께 이상으로 이격될 수 있다. 이에 따라 상기 제1연장부(33)의 일부(33A)와 상기 제2연장부(43)의 일부(43A)는 몸체(10)의 양측 최 외곽에 배치될 수 있다.
도 1 및 도 3과 같이, 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)는 상기 제3,4측면부(13,14)에 인접한 오목한 영역(11B,11C)을 구비하며, 상기 오목한 영역(11B,11C)에는 상기 제2 및 제3리드 프레임(30,40)의 제2,3본딩부(32,42)가 놓일 수 있다.
한편, 상기 발광 칩(71,72)은 수평형 칩, 또는 플립 칩 구조를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(71,72)은 자외선 내지 가시광선의 파장 범위 내에서 선택적으로 발광할 수 있다. 상기 발광 칩(71,72)은 예컨대 레드 LED 칩, 블루 LED 칩, 그린 LED 칩, 엘로우 그린(yellow green) LED 칩 중에서 선택될 수 있다. 상기 발광 칩(71,72)은 예컨대, 적색 피크 파장을 발광할 수 있다. 상기 발광 칩(71,72)은 II-VI족 화합물 및 III-V족 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(71,72)은 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN, GaP, AlN, GaAs, AlGaAs, InP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물로 형성될 수 있다.
상기 복수의 발광 칩(71,72)은 서로 다른 프레임(21,31,41) 상에 접합되므로, 상기 발광 칩(71,72)로부터 발생된 열이 효과적으로 방열될 수 있고, 광 출력 저하를 방지할 수 있다.
상기 몸체(10)의 캐비티(15A)에는 몰딩 부재(80)가 배치되며, 상기 몰딩 부재(80)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지를 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(80) 내에는 상기 발광 칩(71,72)이 적색 LED 칩인 경우, 형광체와 같은 불순물을 포함하지 않을 수 있다.
상기 몰딩 부재(80)의 상면, 및 양 측면이 상기 몸체(10)로부터 노출될 수 있다. 상기 몰딩 부재(80)의 상면은 오목, 볼록 또는 플랫한 면일 수 있으며, 양 측면은 제3,4측면부(13,14) 상에 배치될 수 있다. 상기 몰딩 부재(80)의 제1방향(X) 길이는 상기 캐비티(15A)의 길이와 동일할 수 있다. 상기 몰딩 부재(80)의 제1방향(X) 길이는 상기 몸체(10)의 길이와 동일할 수 있다.
상기 몰딩 부재(80) 또는 상기 발광 칩(71,72)의 표면에는 방출되는 빛의 파장을 변화하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 발광 칩(71,72)에서 방출되는 빛의 일부를 여기시켜 다른 파장의 빛으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 양자점, YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 캐비티(15A) 상부 또는 패키지에 형광체를 갖는 투광성 필름 또는 투명하거나 적색의 광학 플레이트가 더 배치될 수 있다.
상기 몸체(10)의 상부에는 렌즈가 더 형성될 수 있으며, 상기 렌즈는 오목 또는/및 볼록 렌즈의 구조를 포함할 수 있으며, 발광소자 패키지(100)가 방출하는 빛의 배광(light distribution)을 조절할 수 있다. 상기 몸체(10) 또는 어느 하나의 리드 프레임 상에는 수광 소자, 보호 소자 등의 반도체 소자가 탑재될 수 있으며, 상기 보호 소자는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 제너 다이오드는 상기 발광 칩(71,72)을 ESD(electro static discharge)로 부터 보호하게 된다. 상기 복수의 발광 칩(71,72)은 상기 제1 내지 제3리드 프레임(20,30,40)에 의해 병렬로 연결되거나, 개별 구동될 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 1의 발광소자 패키지를 갖는 발광 모듈을 나타낸 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 발광 모듈은 회로 기판(401) 및 상기 회로 기판(401) 상에 하나 또는 복수개가 배치된 발광소자 패키지(100)를 포함한다.
상기 회로 기판(401)은 절연층 상에 회로 패턴이 인쇄된 기판을 포함하며, 예를 들어, 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(401)은 메탈 코아 PCB를 포함하며, 상기 메탈 코아 PCB는 다른 수지 계열의 기판보다 방열 효율이 좋은 금속층을 더 구비하게 된다. 예컨대, 메탈 코아 PCB는 금속층, 상기 금속층 상에 절연층, 상기 절연층 상에 배선층을 갖는 적층 구조를 포함하며, 상기 금속층은 열 전도성이 좋은 금속의 두께를 0.3mm 이상 두껍게 형성하여 방열 효율을 증대시켜 주게 된다.
상기 발광소자 패키지(100)는 제1 내지 제3리드 프레임(20,30,40)은 상기 회로 기판(401)의 패드부(122,123,124)에 접착 부재(250)로 접합될 수 있다. 상기 접합 부재(250)는 솔더 또는 전도성 테이프를 포함할 수 있다. 이때 상기 발광소자 패키지(100)의 광 출사면은 상기 회로기판(401)의 상면과 직교하는 방향일 수 있다. 상기 발광소자 패키지(100)의 광 출사면은 전면 및 양 측면일 수 있다.
상기 회로 기판(401)의 상부에는 반사 부재(410)가 배치되며, 상기 반사 부재(410)는 솔더의 넘침을 방지하고 패드부(122,123,124)의 패턴을 보호할 수 있고, 상기 발광소자 패키지(100)로부터 방출된 광을 반사시켜 줄 수 있다.
상기 발광소자 패키지(100)는 전면부(15)의 캐비티(15A)의 전면 및 양 측면이 개방되므로, 방출되는 광의 지향각이 제1방향으로 160도 이상 예컨대, 160도 내지 220도의 범위일 수 있다. 이에 따라 발광소자 패키지(100)로부터 출사된 광이 전 방향, 및 양 측방향을 통해 방출되며, 일부 광은 양 측면을 통해 후 방향을 향해 진행될 수 있다.
도 6은 도 1의 발광소자패키지 또는 도 5의 발광 모듈을 갖는 조명 장치를 나타낸 평면도이며, 도 7은 도 6의 차광부의 예를 나타낸 도면이며, 도 8은 도 6의 조명 장치의 C-C측 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 발명의 실시 예에 따른 조명 장치(400)는 회로기판(401), 상기 회로기판(401) 상에 배치된 복수의 발광소자 패키지(100), 상기 회로기판(401) 상에 배치된 상기 발광소자 패키지(100)를 덮는 레진층(420), 및 상기 레진층(420) 상에 확산층(430)을 포함할 수 있다. 상기 조명 장치(400)는 상기 회로기판(401) 상에 배치된 반사 부재(410)를 포함할 수 있다. 발명의 실시 예에 따른 조명 장치(400)는 상기 발광소자 패키지(100)로부터 방출된 광을 면 광원으로 방출할 수 있다.
상기 복수의 발광소자 패키지(100)는 상기 회로 기판(401) 상에서 일정한 간격(G1)으로 배치되거나, 서로 다른 간격으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 회로기판(401)은 상기 발광소자 패키지(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 회로기판(401)은 상부에 배선층(미도시)을 포함하며, 상기 배선층은 발광소자 패키지(100)에 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 발광소자 패키지(100)는 상기 배선층에 의해 직렬, 병렬, 또는 직-병렬로 연결될 수 있는다. 상기 회로기판(401)은 상기 발광소자 패키지(100) 및 레진층(420)의 하부에 배치된 베이스 부재 또는 지지 부재로 기능할 수 있다. 상기 회로기판(401)은 상면 및 하면을 통해 광이 투과되는 투광성 재질을 포함할 수 있다. 상기 투광성 재질은 PET(Polyethylene terephthalate), PS(Polystyrene), PI(Polyimide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광소자 패키지(100)는 상기 회로기판(401) 상에 배치되며, 전면부 및 제3,4측면부(도 1의 13,14)를 향해 광을 방출하게 된다. 즉, 도 7과 같이, 발광소자 패키지(100)로부터 방출된 광은 메인 빔(F0)와, 양측 사이드 빔(F1,F2)의 분포로 발광될 수 있다.
상기 발광소자 패키지(100)는 제2방향(Y)으로 세기가 가장 높은 메인 빔(F0)을 방출하게 된다. 상기 발광소자 패키지(100)는 상기 회로기판(401) 상에서 전도성 접합부재에 의해 회로기판(401)의 패드부(예, 123)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 접합부재는 솔더 재질이거나 금속 재질일 수 있다.
상기 발광소자 패키지(100)는 회로기판(401)의 일단으로부터 제1발광소자 패키지 및 상기 제1발광소자 패키지의 출사 방향에 제2발광소자 패키지로 배치될 수 있다. 상기 제1발광소자 패키지와 제2발광소자 패키지는 상기 회로기판(401)의 타단 방향 또는 제2방향으로 광을 조사하게 된다. 즉, 제1발광소자 패키지는 제2발광소자 패키지 방향으로 광을 조사하며, 상기 제2발광소자 패키지는 회로기판(401)의 타단 방향 또는 제1발광소자 패키지가 배치된 반대측 방향으로 광을 조사하게 된다. 상기 발광소자 패키지(100)는 상기에 개시된 패키지를 참조하며, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 반사 부재(410)는 상기 회로기판(401)과 상기 레진층(420) 사이에 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(410)는 금속 재질 또는 비 금속 재질을 갖는 필름 형태로 제공될 수 있다. 상기 반사 부재(410)는 상기 회로기판(401)의 상면에 접착될 수 있다. 상기 반사 부재(410)는 상기 회로기판(401)의 상면 면적보다 작은 면적을 가질 수 있다. 상기 반사 부재(410)는 상기 회로기판(401)의 에지로부터 이격될 수 있으며, 상기 이격된 영역에 레진층(420)이 상기 회로기판(401)에 부착될 수 있다. 이때 상기 반사 부재(410)의 에지 부분이 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사 부재(410)는 상기 발광소자 패키지(100)의 하부가 배치되는 개구부(417)를 포함할 수 있다. 상기 반사 부재(410)의 개구부(417)에는 상기 회로기판(401)의 상면이 노출되며 상기 발광소자 패키지(100)의 하부가 본딩되는 부분이 배치될 수 있다. 상기 개구부(417)의 크기는 상기 발광소자 패키지(100)의 사이즈와 같거나 크게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(410)는 상기 회로기판(401)의 상면에 접촉되거나, 상기 레진층(420)과 상기 회로기판(401) 사이에 의해 접착될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 반사 부재(410)는 상기 회로기판(401)의 상면에 고 반사 재질이 코팅된 경우, 제거될 수 있다.
상기 반사 부재(410)는 상기 발광소자 패키지(100)의 두께보다 얇은 두께로 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(410)의 두께는 0.2mm±0.02mm의 범위를 포함할 수 있다. 이러한 반사 부재(410)의 개구부(417)를 통해 상기 발광소자 패키지(100)의 하부가 관통될 수 있고 상기 발광소자 패키지(100)의 상부는 돌출될 수 있다. 상기 발광소자 패키지(100)의 출사면(111)은 상기 반사 부재(410)의 상면에 대해 수직한 방향으로 제공될 수 있다.
상기 반사 부재(410)는 복수의 오픈 영역(411,413)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 오픈 영역(411,413)은 복수의 제1 및 제2오픈 영역(411,413)을 포함하며, 상기 복수의 제1오픈 영역(411)은 제2방향(Y)으로 배열될 수 있으며, 상기 복수의 제2오픈 영역(413)은 제2방향(Y)으로 배열될 수 있다. 상기 제1 및 제2오픈 영역(411,413)은 제1방향(X)으로 이격될 수 있다. 상기 제1오픈 영역(411) 및 상기 제2오픈 영역(413)은 상기 회로기판(401)의 양 측면에 인접할 수 있다.
상기 제1오픈 영역(411) 각각은 상기 제2오픈 영역(413) 각각과 제1방향(X)으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 및 제2오픈 영역(411,413)은 제1방향(X)으로 상기 발광소자 패키지(100)와 중첩되지 않을 수 있다.
상기 제1 및 제2오픈 영역(411,413) 각각은 타원 형상이거나, 원 형상 또는 다각 형상일 수 있다. 상기 반사 부재(410)의 제1 및 제2오픈 영역(411,413) 각각의 길이가 제2방향으로 길게 배치되므로, 상기 회로기판(401)의 장변측 에지에 인접한 영역의 접착력 저하를 방지할 수 있다.
상기 제1 및 제2오픈 영역(411,413)과 상기 반사 부재(410) 상에는 상기 레진층(420)이 배치될 수 있다. 상기 레진층(420)은 상기 제1 및 제2오픈 영역(411,413)을 통해 회로기판(401)의 상면에 접착되어, 반사부재(410)의 외측 부분을 고정시켜 줄 수 있다.
상기 레진층(420)은 상기 회로기판(401) 상에는 배치될 수 있다. 상기 레진층(420)은 상기 회로기판(401)과 대면할 수 있다. 상기 레진층(420)은 상기 회로기판(401)의 상면 전체 또는 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 레진층(420)의 하면 면적은 상기 회로기판(401)의 상면 면적과 동일하거나 작을 수 있다. 상기 레진층(420)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 상기 레진층(420)은 실리콘, 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다.
상기 레진층(420)은 레진으로 광을 가이드하는 층으로 제공되므로, 글래스의 경우에 비해 얇은 두께로 제공될 수 있고 연성의 플레이트로 제공될 수 있다. 상기 레진층(420)은 발광소자 패키지(100)로부터 방출된 점 광원을 선광 또는 면광 형태로 방출할 수 있다.
상기 레진층(420)은 상기 발광소자 패키지(100) 상에 배치되므로, 상기 발광소자 패키지(100)를 보호할 수 있고, 상기 발광소자 패키지(100)로부터 방출된 광의 손실을 줄일 수 있다. 상기 발광소자 패키지(100)는 상기 레진층(420)의 하부에 매립될 수 있다.
상기 레진층(420)은 상기 발광소자 패키지(100)의 표면에 접촉될 수 있고 상기 발광소자 패키지(100)의 출사면(도 2의 111,112,113)의 표면과 접촉될 수 있다. 상기 레진층(420)의 일부는 상기 반사 부재(410)의 개구부(417)에 배치될 수 있다. 상기 레진층(420)의 일부는 상기 반사 부재(410)의 개구부(417)을 통해 상기 회로기판(401)의 상면에 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 레진층(420)의 일부가 상기 회로기판(401)과 접촉됨으로써, 상기 반사 부재(410)를 상기 레진층(420)과 상기 회로기판(401) 사이에 고정시켜 줄 수 있다.
상기 레진층(420)의 두께는 1.8mm 이상 예컨대, 1.8 내지 2.5mm 범위일 수 있다. 상기 레진층(420)의 두께가 상기 범위보다 두꺼울 경우 광도가 저하될 수 있고 모듈 두께의 증가로 인해 연성한 모듈로 제공하는 데 어려움이 있을 수 있다. 상기 레진층(420)의 두께가 상기 범위보다 작은 경우, 균일한 광도의 면 광원을 제공하는 데 어려움이 있다.
상기 레진층(420)은 복수의 발광소자 패키지(100)를 커버하는 크기로 제공되거나 서로 연결될 수 있다. 상기 레진층(420)은 각 발광소자 패키지(100)를 커버하는 크기로 분리될 수 있으며, 각 발광소자 패키지(100)/각 레진층(420)을 갖는 발광 셀로 분리될 수 있다.
상기 레진층(420)과 상기 확산층(430) 사이에 투광층(415)가 배치될 수 있다. 상기 투광층(415)은 상기 레진층(420) 상에 상기 확산층(430)을 부착시켜 줄 수 있다. 상기 투광층(415)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 접착 재료이거나, 확산 재료를 포함할 수 있다. 상기 확산 재료는 폴리에스테르(PET), PMMA(Poly Methyl Methacrylate), 또는 PC(Poly Carbonate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 투광층(415)은 상기 레진층(420)의 상면과 접착되는 접착 영역과, 상기 레진층(420)의 상면과 비 접착되거나 이격되는 비 접착영역을 포함할 수 있다. 상기 투광층(415)은 상기 레진층(420)의 상면 면적 중에서 60% 이상 예컨대, 80% 이상이고 95% 이하로 배치되어, 확산층(430)을 상기 레진층(420) 또는 하부 확산층(미도시)에 밀착시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 확산층(430)이 복수로 배치된 경우, 레진층(430)에 인접한 하부 확산층, 그 위에 상부 확산층로 구분할 수 있다.
상기 레진층(420)과 상기 확산층(430) 사이에 차광부(425)가 배치될 수 있다. 상기 차광부(425)는 상기 투광층(415)와 접촉될 수 있다. 상기 차광부(425)는 수직 방향 또는 제3방향(Z)으로 상기 발광소자 패키지(100)와 중첩될 수 있다.
상기 차광부(425)는 상기 레진층(420)의 상면과 대면할 수 있다. 복수의 차광부(425) 각각은 복수의 발광소자 패키지(100) 각각에 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 확산층(430)이 복수로 배치된 경우, 상기 차광부(425)는 복수의 확산층 사이에 배치될 수 있다.
상기 차광부(425)는 상기 투광층(415) 내에 배치될 수 있다. 상기 차광부(425)는 상기 투광층(415)을 관통할 수 있고, 상기 레진층(420) 또는 확산층(430) 중 적어도 하나에 접촉될 수 있다. 상기 차광부(425)는 상기 투광층(415)의 내측면 또는/및 레진층(420)의 상면으로부터 이격된 갭부(427)를 포함할 수 있다. 상기 갭부(427)는 상기 차광부(425)의 굴절률과 다른 굴절률을 제공할 수 있어, 광 확산 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 차광부(425)와 다른 발광소자 패키지(100) 간의 간격(Q2)는 상기 발광소자 패키지(100) 간의 간격(Q1)보다는 작을 수 있다. 상기 차광부(425)는 상기 레진층(420)의 외측면으로부터 이격될 수 있다. 복수의 차광부(425)는 발광소자 패키지(100)를 따라 배열되고, 서로 동일한 형상을 포함할 수 있다. 상기 각 차광부(425)는 각 발광소자 패키지(100)의 상면면적보다 큰 면적을 갖고, 상기 발광소자 패키지(100)를 통해 방출된 광에 의한 핫 스팍을 억제시켜 줄 수 있다.
상기 차광부(425)는 상기 레진층(420)의 상면보다 높게 배치될 수 있다. 상기 차광부(425)는 상기 발광소자 패키지(100) 상에서 상기 발광소자 패키지(100)의 상면 면적의 1배 이상이거나, 1배 내지 10배 범위의 면적을 가질 수 있다. 상기 차광부(425)는 백색 재질로 인쇄된 영역일 수 있다. 상기 차광부(425)는 예컨대, TiO2, Al2O3 CaCO3, BaSO4, Silicon 중 어느 하나를 포함하는 반사잉크를 이용하여 인쇄할 수 있다. 상기 차광부(425)는 상기 발광소자 패키지(100)의 출사면을 통해 출사되는 광을 반사시켜 주어, 상기 발광소자 패키지(100) 상에서 핫 스팟의 발생을 줄여줄 수 있다.
상기 차광부(425)는 차광잉크를 이용하여 차광 패턴을 인쇄할 수 있다. 상기 차광부(425)는 상기 확산층(430)의 하면에 인쇄되는 방식으로 형성될 수 있다. 상기 차광부(425)는 입사되는 광을 100% 차단하지 않는 재질이며 투과율이 반사율보다 낮을 수 있고, 광을 차광 및 확산의 기능으로 수행할 수 있다. 상기 차광부(425)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 동일한 패턴 형상 또는 서로 다른 패턴 형상일 수 있다. 상기 차광부(425)의 두께는 동일한 두께로 형성될 수 있다. 상기 차광부(425)의 두께는 영역에 따라 다른 두께로 형성될 수 있다. 상기 차광부(425)의 두께는 센터 영역이 가장 두껍고 에지 영역이 센터 영역보다 더 얇을 수 있다. 상기 차광부(425)의 두께는 입사된 광도에 비례하여 두꺼울 수 있다.
상기 차광부(425)의 크기는 상기 발광소자 패키지(100)의 상면 면적보다 크게 배치되므로, 외부에서 발광소자 패키지(100)가 보이는 문제를 줄이고 발광소자 패키지(100)의 영역 상에서의 핫 스팟을 줄일 수 있어, 전 영역에 균일한 광 분포를 제공할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 차광부(425)의 너비를 보면, 상기 발광소자 패키지(100)의 후방 영역의 제1방향(X)의 너비(C1)는 작고 상기 차광부(425)의 중심부로 갈수록 점차 증가되며, 상기 중심부에서 제1방향(X)의 너비(예: C0)는 최대로 커질 수 있다. 상기 차광부(425)의 중심부에서 상기 발광소자 패키지(100)로부터 멀어질수록 제2방향(Y)의 너비가 점차 줄어들 수 있다. 상기 차광부(425)의 중심부에서 제2방향(Y)의 최대 너비(C3)는 가장 크고, 상기 차광부(425)의 중심부에서 제1방향(X)으로 멀어질수록 상기 제1방향(X)의 너비는 점차 좁아질 수 있다.
상기 차광부(425)는 상기 발광소자 패키지(100)를 기준으로 제1방향(X)으로 이격된 제1 및 제2서브 차광부(425A,425B)를 포함할 수 있다. 상기 제1서브 차광부(425A)는 상기 발광소자 패키지(100)의 측면 제1서브 빔(F1)을 차광하고, 제2서브 차광부(425B)는 제2서브 빔(F2)을 차광하게 된다. 이를 위해, 상기 제1서브 차광부(425A)는 상기 발광소자 패키지(100)의 제3측면부(도 1에서 13) 상에서 외측 및 후방으로 연장되며, 상기 제3측면부(도 1의 13)의 상부 및 그 주변 영역을 커버하게 된다. 상기 제2서브 차광부(425B)는 상기 발광소자 패키지(100)의 제4측면부(도 1에서 14) 상에서 외측 및 후방으로 연장되며, 상기 제4측면부(도 1의 14)의 상부 및 그 주변 영역을 커버하게 된다. 상기 제1 및 제2서브 차광부(425A,425B)는 탑뷰 형상이 다각 형상이거나, 원 또는 타원 형상일 수 있다.
제2방향(Y)으로 상기 차광부(425)의 최대 길이가 B0이며, 광원 중심(P0)을 기준으로 제1,2서브 차광부(425A,425B)의 길이가 B1이고, 메인 빔의 차광 영역의 길이가 B2인 경우, B1:B2의 비율은 1:2 내지 1: 10의 범위일 수 있다. 여기서, 발광소자 패키지(100)의 제2방향(Y)의 폭이 D2인 경우, D2:B1의 비율은 1:1.5 내지 1: 3의 범위일 수 있다. 이러한 제1,2서브 차광부(425A,425B)는 발광소자 패키지(100)의 측면 후방을 커버하여, 제1,2사이드 출사면(도 2의 112,113) 및 그 주변 영역의 상부에서 광을 효과적으로 차단할 수 있다.
제1방향(X)으로 상기 차광부(425)의 후방 영역의 길이가 C1이며, 각 서브 차광부(425A,425B)의 폭이 C2이면, C1:C2의 비율은 1:0.2 내지 1: 0.4의 범위일 수 있다. 여기서, 발광소자 패키지(100)의 제1방향(X)의 길이가 D1인 경우, D1:C2의 비율은 1:0.5 내지 1:1.2의 범위일 수 있다. 이러한 제1,2서브 차광부(425A,425B)는 발광소자 패키지(100)의 측면 후방을 커버하여, 제1,2사이드 출사면(도 2의 112,113) 및 그 주변 영역의 상부에서 광을 효과적으로 차단할 수 있다.
여기서, 상기 차광부(420)의 제1방향(X)의 너비(C0)는 10mm 이상 예컨대, 10mm 내지 20mm의 범위일 수 있으며, 제2방향(Y)의 최대 길이(B0)는 상기 너비(C0)보다 작거나 같을 수 있으며, 9mm 이상 예컨대, 9mm 내지 18mm의 범위일 수 있다. 상기 서브 차광부(425A,425B)의 너비(C2)는 5mm 이하 예컨대, 2mm 내지 5mm의 범위일 수 있다. 상기 제1,2서브 차광부(425A,425B)의 길이(B1)는 5mm 이하 예컨대, 2mm 내지 5mm의 범위일 수 있으며, 너비(C2)보다 작을 수 있다.
상기 차광부(425)의 두께는 상기 레진층(420)의 두께의 0.1배 이하 예컨대, 0.05배 내지 0.1배 범위일 수 있다. 상기 차광부(425)의 두께는 100 ㎛ 이상 예컨대, 100 내지 200 ㎛의 범위일 수 있다. 상기 차광부(425)의 두께가 상기 범위보다 작은 경우 핫 스팟을 줄이는 데 한계가 있고, 상기 범위보다 큰 경우 광 균일도가 저하될 수 있다. 상기 발광소자 패키지(100)의 상면으로부터 상기 차광부(425)의 하면 사이의 거리는 0.4mm 이상 예컨대, 0.4mm 내지 0.6mm의 범위일 수 있다. 상기 발광소자 패키지(100)의 상면과 상기 반사 부재(410) 상면 사이의 거리는 0.8mm 이상 예컨대, 0.8mm 내지 1.4mm의 범위일 수 있다. 상기 차광부(425)의 영역은 상기 투광층(415)의 영역과 수직 방향으로 중첩되지 않을 수 있다.
상기 차광부(425)는 상기 각 발광소자 패키지(100) 상에서 상기 발광소자 패키지(100)의 출사 방향 및 측면 방향으로 출사된 광에 의한 핫 스팟을 방지할 수 있는 정도의 크기 또는 면적으로 제공될 수 있다. 또한 상기 차광부(425)는 서브 차광부(425A,425B)를 이용하여 상기 발광소자 패키지(100)의 양측 방향 즉, 제1방향(X)과 광원 중심(P0)을 기준으로 후방향으로 방출된 광을 차광하게 되므로, 확산층(430)을 통해 방출되는 광의 면광 분포를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 확산층(430)은 상기 레진층(420) 상에 배치될 수 있다. 상기 확산층(430)의 하면은 상기 투광층(415) 및 상기 차광부(425) 상에 배치될 수 있다. 상기 확산층(430)의 하면은 상기 차광부(425)가 인쇄될 수 있으며, 상기 투광층(415)을 통해 레진층(420) 상에 고정될 수 있다.
상기 확산층(430)은 폴리에스테르(PET) 필름, PMMA(Poly Methyl Methacrylate) 소재나 PC(Poly Carbonate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산층(430)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질의 필름으로 제공될 수 있다. 상기 확산층(430)은 단층 또는 다층을 포함할 수 있다.
상기 확산층(430)의 두께는 25마이크로 미터 이상이며, 예컨대 25 내지 250 마이크로 미터의 범위 또는 100 내지 250 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 이러한 확산층(430)은 상기 두께의 범위를 갖고 입사된 광을 균일한 면 광원으로 제공할 수 있다. 상기 확산층(430)은 비드와 같은 확산제, 형광체 및 잉크 입자 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 상기 형광체는 예컨대, 적색 형광체, 앰버 형광체, 엘로우 형광체, 녹색 형광체, 또는 백색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 잉크입자는 금속잉크, UV 잉크, 또는 경화잉크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 잉크입자의 크기는 상기 형광체의 사이즈보다 작을 수 있다. 상기 잉크입자의 표면 컬러는 녹색, 적색, 황색, 청색 중 어느 하나일 수 있다. 상기 잉크 종류는 PVC(Poly vinyl chloride) 잉크, PC (Polycarbonate) 잉크, ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 잉크, UV 레진 잉크, 에폭시 잉크, 실리콘 잉크, PP(polypropylene) 잉크, 수성잉크, 플라스틱 잉크, PMMA (poly methyl methacrylate) 잉크, PS (Polystyrene) 잉크 중에서 선택적으로 적용될 수 있다. 상기 잉크입자는 금속잉크, UV 잉크, 또는 경화잉크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예는 레진층(420)에 의해 확산된 광이 투광층(415)를 통해 투과되고 상기 확산층(430)을 통해 면 광원으로 출사될 수 있다. 이때 상기 차광부(425)는 입사된 광에 의한 핫 스팟을 방지할 수 있다.
발명의 다른 예에 있어서, 상기 레진층(420)의 상부에는 반사 재질의 층 또는 상부 기판이 배치될 수 있다. 상기 반사 재질의 층 또는 상부 기판은 상기 레진층(420)의 상면과 대면할 수 있으며, 상기 발광소자 패키지(100)는 적어도 하나의 행 또는 열로 배치되고, 상기 발광소자 패키지(100)의 각 출사면은 상기 레진층(420)의 일 측면과 같은 간격으로 배치되고, 상기 레진층(420)의 한 측면을 통해 광을 방출할 수 있다.
다른 예로서, 상기 차광부(425)는 도 9와 같이 상기 레진층(420)의 상면에 요철 패턴을 갖는 광학 패턴부로 형성될 수 있다. 도 9의 차광 기능을 하는 광학 패턴부(600)의 탑뷰 형상은 도 7의 형상과 동일할 수 있으며, 패턴의 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, 광학패턴부(600)는 레진층(420)의 상면에 오목한 복수의 오목부(Pa1,Pa2)를 포함하며, 상기 오목부(Pa1,Pa2)의 탑뷰 형상은 다각형 형상(예, 삼각형, 사각형 또는 오각형 등)이거나 원 형상 또는 타원 형상일 수 있다. 상기 오목부(Pa1,Pa2)들 각각의 상면 면적은 서로 동일한 크기 또는 서로 다른 크기로 제공될 수 있다. 상기 오목부(Pa1,Pa2)들 각각의 상면 면적은 영역에 따라 서로 동일한 크기로 배치되고, 서로 다른 영역에서 서로 다른 크기로 제공될 수 있다.
상기 오목부(Pa1,Pa2)들은 소정 간격으로 이격될 수 있으며, 상기 간격은 오목부(Pa1,Pa2)들의 제1 및 제2방향(X,Y)의 길이보다 작을 수 있다. 상기 오목부(Pa1,Pa2)들 간의 간격은 서로 동일할 수 있다. 상기 오목부(Pa1,Pa2)들 간의 간격은 일정한 간격을 갖는 영역과 상기 간격보다 작거나 큰 간격을 갖는 영역을 포함할 수 있다. 상기 오목부(Pa1,Pa2)들은 제1방향(X)의 간격과 제2방향(Y)의 간격이 서로 동일하거나 다를 수 있다.
상기 광학패턴부(600)는 상기 오목부(Pa1,Pa2)와 볼록부(Pb1,Pb2)가 교대로 배열될 수 있다. 상기 오목부(Pa1,Pa2)들은 제1방향(X) 또는/및 제2방향(Y)의 폭이 깊이(h1)보다 작을 수 있다. 상기 오목부(Pa1,Pa2)들은 깊이(h1)가 깊은 기둥 형상일 수 있다. 상기 오목부(Pa1,Pa2)의 폭(w1)는 상부 폭과 하부 폭이 동일할 수 있다. 상기 오목부(Pa1,Pa2)의 바닥은 평면을 포함할 수 있다. 상기 오목부(Pa1,Pa2)들 사이의 볼록부(Pb1,Pb2)의 상면은 일정한 폭을 갖거나 영역에 따라 서로 다른 폭(w3)을 가질 수 있다. 상기 볼록부(Pb1,Pb2)들은 서로 연결되며, 상기 오목부(Pa1,Pa2)들은 상기 볼록부(Pa1,Pa2)들의 내부 영역에서 하면 방향으로 함몰된 형태로 제공될 수 있다.
상기 오목부(Pa1,Pa2)는 입사된 광을 반사 또는 굴절시키고, 확산시켜 줄 수 있다. 상기 볼록부(Pb1,Pb2)는 입사된 광을 반사 또는 굴절시키거나, 상부 방향으로 가이드하여, 확산시켜 줄 수 있다.
상기 광학패턴부(600)은 패턴 크기(예, 폭)에 따라 서로 다른 패턴부(610,620)로 구분할 수 있다. 상기 광학패턴부(600)는 제1방향(X)으로 배열된 복수의 패턴부(610,620)의 폭(w1)이 서로 다를 수 있다. 상기 복수의 패턴부(610,620)는 제2방향(Y)으로 연장될 수 있다. 예컨대, 상기 복수의 패턴부(610,620)는 서로 동일한 깊이(h1)로 배치될 수 있으며, 제1 및 제2방향(X,Y)으로 인접한 오목부(Pa1,Pa2) 간의 피치(P1)는 동일하거나 발광소자 패키지(100)의 출사면(111)로부터 멀어질수록 더 넓어질 수 있다.
상기 복수의 패턴부(610,620)들 사이의 볼록부(Pb1)들의 폭은 인접한 오목부(Pa1,Pa2)의 폭(w1)보다 작을 수 있고, 먼 영역의 볼록부(Pb1)의 폭(w3)은 상기 폭(w1)과 같거나 작을 수 있다. 예컨대, 상기 오목부(Pa1,Pa2)의 폭(w1)은 0.4mm 이상 예컨대, 0.4mm 내지 0.6mm 범위이며, 상기 폭(w3)는 0.3mm 이하 예컨대, 0.29mm 내지 0.38mm 범위일 수 있다.
이에 따라 발광소자 패키지(100)에 인접한 영역에는 제1패턴부(610)의 오목부의 면적이 가장 크고, 먼 영역일수록 오목부의 면적이 줄어들 수 있어, 광 세기에 비례하여 광을 확산할 수 있는 패턴들을 배치할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 도 1의 발광소자 패키지를 갖는 조명 장치의 다른 예이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 조명 장치(400A)는 회로 기판(401), 레진층(420), 복수의 반사층(410,440) 및 상기에 개시된 하나 또는 복수의 발광소자 패키지(100)를 포함할 수 있다.
상기 조명장치(400A)는 복수의 발광소자 패키지(100)을 포함하며, 상기 복수의 발광소자 패키지(100)으로부터 방출된 광을 라인 폭 또는 레진 두께를 갖는 면광으로 조사하게 된다. 상기 발광소자 패키지(100)으로부터 방출된 광은 라인 폭 또는 얇은 높이를 갖는 면광으로 방출될 수 있다. 상기 조명장치(400A)는 연성한 모듈이거나 리지드(rigid)한 모듈일 수 있다. 상기 조명장치(400A)는 제1 및 제2방향(Y,X) 중 적어도 하나에 대해 평탄하거나 굽어질 수 있다. 상기 조명장치(400A)는 제1방향(X)으로 서로 대응되는 양 측면과, 제2방향(Y)으로 서로 대응되는 양 측면을 포함할 수 있다. 상기 조명장치(400A)에서의 광이 방출되는 라인 폭은 수직 방향(Z)의 높이이며, 3mm 이하 예컨대, 3mm 이하이거나, 2.4mm 내지 3mm의 범위일 수 있다. 이러한 조명장치(400A)에 의한 조명은 직선, 곡선 또는 물결 형상과 같은 모듈로 제공될 수 있어, 조명 디자인의 자유도가 개선될 수 있으며, 브라켓이나 하우징의 램프 위치에 효과적으로 설치될 수 있다.
도 11과 같이, 조명 장치(400A)의 출사면이 반구 형태로 제공될 수 있다. 조명 장치(400A)의 각 발광소자 패키지(100,101A,101D)을 타켓 지점(Ta)으로 집광될 수 있도록, 각 발광소자 패키지(100,101A,101D)과 볼록부(P11)의 중심이 타켓 지점(Ta)을 향하여 배열될 수 있다. 즉, 각각의 광원(100,101A,101D)은 타켓 지점(Ta)과 수직한 발광소자 패키지(100)을 기준으로 멀어진 발광소자 패키지(101A,101D)일수록 경사진 각도가 커질 수 있다. 각 발광소자 패키지(100,101A,101D)에 대응되는 볼록부(P11) 및 볼록면(S11)의 중심과 각 발광소자 패키지(100,101A,101D)의 중심을 지나는 직선은 타켓 지점(Ta)에서 교차될 수 있다. 상기 타켓 지점(Ta)과 각 볼록부(P11) 사이의 거리는 램프의 종류에 따라 달라질 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 복수의 반사층(410,440)은 상기 레진층(420)의 상면에 배치된 제1반사층(440) 및 상기 레진층(420)의 하면에 배치된 제2반사층(410)을 포함할 수 있다.
상기 레진층(420)은 제2방향(Y) 양측에 배치된 제1면(S1) 및 제2면(S2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2면(S1,S2)은 제2방향(Y)에 대해 서로 대응되게 배치되거나, 복수의 발광소자 패키지(100)을 연결한 가상의 라인을 기준으로 서로 대응되게 배치될 수 있다.
상기 복수의 발광소자 패키지(100) 각각의 출사면(111)은 상기 제1면(S1)과 대응될 수 있다. 상기 발광소자 패키지(100)로부터 방출된 광은 제1면(S1)을 통해 방출되며, 일부 광은 상기 다른 면을 통해 방출될 수 있다. 즉, 상기 발광소자 패키지(100)으로부터 방출된 대부분의 광은 제1면(S1)을 통해 방출될 수 있다. 상기 레진층(420)의 제1면(S1)의 두께는 레진층(420)의 두께로서, 3mm 미만일 수 있다.
상기 레진층(420)에서 제1면(S1)은 상기 발광소자 패키지(100)로부터 방출되는 광이 출사되는 출사면일 수 있다. 상기 제1면(S1)은 전면 또는 출사면일 수 있으며, 상기 제2면(S2)은 후면 또는 비 출사면일 수 있다. 상기 제1면(S1)은 수직한 방향으로 평면이 제1방향(X)을 따라 배열된 복수의 볼록부(P11)가 배치될 수 있다. 상기 제1면(S1)은 규칙적인 요철 형상이나 요철 구조가 배열되는 측면일 수 있다. 상기 제1면(S1)은 반대측 제2면(S2)의 표면적보다 더 넓은 표면적을 갖는 영역일 수 있다. 상기 제1면(S1)은 각 발광소자 패키지(100)와 대응하는 복수의 볼록면(S11) 및 상기 복수의 볼록면(S11) 사이에 각각 배치된 복수의 오목부를 포함할 수 있다. 상기 회로기판(401), 레진층(420), 및 제1반사층(440)의 측면 즉, 볼록부(P11)의 수직 면은 같은 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 레진층(420)은 제1 및 제2반사층(440,410) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2반사층(440,410)은 서로 동일한 면적을 갖고 상기 레진층(420)의 상면과 하면과 대면할 수 있다. 상기 제1 및 제2반사층(440,410)은 서로 동일한 재질이거나 서로 다른 재질일 수 있다. 이에 따라 상기 레진층(420)은 발광소자 패키지(100)로부터 방출된 광과 제 1 및 제2반사층(440,410)으로 반사된 광을 확산시켜 제1면(S1) 방향으로 가이드하고 출사할 수 있다.
상기 제2반사층(410)의 두께(Zc)는 상기 회로 기판(401)의 두께(Za)보다 작을 수 있다. 상기 제2반사층(410)의 두께(Zc)는 상기 회로 기판(401)의 두께(Za)의 0.5배 이상 및 1배 미만으로 배치되어, 입사되는 광의 투과 손실을 줄여줄 수 있다. 상기 제2반사층(410)의 두께(Zc)는 0.2mm 내지 0.4mm의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 광 투과 손실이 발생될 수 있고 상기 범위보다 두꺼운 경우 조명 장치(400A)의 두께(Z1)가 증가할 수 있다. 상기 제1반사층(440)은 상기 레진층(420)의 상면 전 영역에 배치되어, 광의 손실을 줄여줄 수 있다. 상기 레진층(420)은 상기 발광소자 패키지(100)의 두께보다 두꺼운 두께(Zb)로 형성될 수 있다.
상기 레진층(420)의 두께(Zb)는 제1 및 제2반사층(440,410) 사이의 거리이며, 상기 제1면(S1)과 상기 제2면(S2) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 이러한 제1 및 제2반사층(440,410) 사이의 거리를 조명 장치(400A)의 제1방향의 길이 또는 최소 폭보다 작게 배치함으로써, 제1방향을 통해 라인 형태의 면 광원을 제공하며 광도 개선 및 핫 스팟을 방지할 수 있다. 또한 조명 장치는 일정한 두께를 갖고 제3방향(Z)으로 볼록하거나 오목할 수 있는 연성 특성으로 제공될 수 있다.
상기 레진층(420)의 두께(Zb)는 상기 발광소자 패키지(100)의 두께의 2배 이하일 수 있으며, 예컨대 상기 발광소자 패키지(100)의 두께의 1배 초과 내지 2배 이하일 수 있다. 상기 레진층(420)의 두께(Zb)는 2mm 이하, 예컨대 1.5mm 내지 1.9mm의 범위 또는 1.6mm 내지 1.8mm의 범위일 수 있다. 상기 레진층(420)과 상기 조명 장치(400A)의 두께(Z1) 차이가 1.2mm 이하로 배치되므로, 조명 장치(400A)에서의 광 효율의 저하를 방지할 수 있고 연성 특성을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 볼록부(P11) 또는 볼록면(S11)은 제1곡률을 가질 수 있다. 여기서, 상기 볼록부(P11)의 곡률 반경은 5mm 이상 예컨대, 5mm 내지 50mm 범위 또는 8mm 내지 30mm의 범위일 수 있다. 상기 각 볼록부(P11)의 곡률 반경이 상기 범위보다 작은 경우 광도의 개선이 미미하며 상기 범위보다 큰 경우 암부가 발생될 수 있다.
상기 레진층(420)에서 상기 볼록부(P11)가 형성된 영역은 렌즈부로 제공될 수 있다. 상기 레진층(420)의 렌즈부는 볼록한 볼록면을 갖는 렌즈 형상으로 제공되며, 탑뷰에서 보면 반구형 형상, 반원 형상, 반타원 형상 또는 비구면 형상을 포함할 수 있다. 상기 렌즈는 콜리메이터(collimator) 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부는 상기 발광소자 패키지(100)의 중심과 대응되는 정점일수록 상기 발광소자 패키지(100)와의 거리가 더 이격될 수 있다. 따라서, 상기 레진층(420)의 볼록면(S11)들 각각은 상기 각 발광소자 패키지(100) 각각을 통해 방출된 광을 출사할 수 있다.
여기서, 상기 제1반사층(440)의 두께(Zd)는 0.2mm 내지 0.4mm의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 광 투과 손실이 발생될 수 있고 상기 범위보다 두꺼운 경우 조명 장치(400A)의 두께(Z1)가 증가할 수 있다.
도 10과 같이, 조명 장치(400A)는 각 볼록부(P11)를 통해 광의 지향각 분포로 출사되므로, 타켓 영역 또는 광의 진행 방향으로 보다 많은 광들을 집광시켜 줄 수 있다.
도 12와 같이, 발광소자 패키지(100)는 도 1과 같이, 전면 및 양 측면을 통해 광이 방출되므로, 볼록면(S11)의 형상은 타원 형상으로 제공될 수 있다. 상기 타원 형상의 볼록면(S11)은 비교 예의 원 형상의 볼록면(S16)보다 넓은 광 분포로 제공할 수 있다. 이에 따라 발광소자 패키지(100) 간의 간격을 더 넓게 제공할 수 있고, 발광소자 패키지(100) 사이의 영역에서 암부 발생을 최소화할 수 있다.
이때 발광소자 패키지(100)의 광원 중심(P0)에서 볼록면(S11)까지의 거리는 발광소자 패키지(100)의 폭에 비해 3배 이하이며, 비교 예의 볼록면(S16)까지의 거리는 3.3배 이상일 수 있다. 이에 따라 발광소자 패키지(100)로부터 발광되는 면적이 넓고 제1방향으로 넓은 광을 제공하므로, 볼록면(S11)까지의 거리를 줄여 조명 장치의 길이를 줄일 수 있으며, 방출되는 광도가 개선될 수 있다.
도 13은 실시 예에 따른 조명 모듈이 적용된 차량 램프가 적용된 차량의 평면도이며, 도 14는 실시 예에 개시된 조명 모듈 또는 조명 장치를 갖는 차량 램프를 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 차량(900)에서 후미등(800)은 제 1 램프 유닛(812), 제 2 램프 유닛(814), 제 3 램프 유닛(816), 및 하우징(810)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 램프 유닛(812)은 방향 지시등 역할을 위한 광원일 수 있으며, 제 2 램프 유닛(814)은 차폭등의 역할을 위한 광원일 수 있고, 제3램프 유닛(816)은 제동등 역할을 위한 광원일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 내지 제3램프 유닛(812,814,816) 중 적어도 하나 또는 모두는 실시 예에 개시된 조명 모듈을 포함할 수 있다. 상기 하우징(810)은 제 1 내지 제 3 램프 유닛(812, 814, 816)들을 수납하며, 투광성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 하우징(810)은 차량 몸체의 디자인에 따라 굴곡을 가질 수 있고, 제 1 내지 제 3 램프 유닛(812, 814,816)은 하우징(810)의 형상에 따라, 곡면을 갖는 수 있는 면 광원을 구현할 수 있다. 이러한 차량 램프는 상기 램프 유닛이 차량의 테일등, 제동등이나, 턴 시그널 램프에 적용될 경우, 차량의 턴 시그널 램프에 적용될 수 있다.
상기 조명 모듈 또는 상기 조명 장치는 조명이 필요로 하는 다양한 램프, 이를테면 차량용 램프, 가정용 조명장치, 산업용 조명장치에 적용이 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 경우, 헤드 램프, 사이드 미러등, 차폭등(side maker light), 안개등, 테일등(Tail lamp), 제동등, 주간 주행등, 차량 실내 조명, 도어 스카프(door scar), 리어 콤비네이션 램프, 백업 램프 등에 적용 가능하다. 본 발명의 조명장치는 실내, 실외의 광고장치, 표시 장치, 및 각 종 전동차 분야에도 적용 가능하며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야나 광고관련 분야 등에 적용 가능하다고 할 것이다.
10: 몸체 11: 제1측면부
12: 제2측면부 13: 제3측면부
14: 제4측면부 15A: 캐비티
20: 제1리드 프레임 30: 제2리드 프레임
40: 제3리드 프레임 71,72: 발광 칩
80: 몰딩 부재 100: 발광소자 패키지
401: 회로 기판 410,440: 반사층
420: 레진층 430: 확산층
400, 400A: 조명장치

Claims (12)

  1. 회로 기판;
    상기 회로 기판 상에 배치된 복수의 발광소자 패키지;
    상기 복수의 발광소자 패키지를 덮는 레진층; 및
    상기 레진층 상에 광을 확산 또는 반사하는 층을 포함하며,
    상기 발광소자 패키지 각각은,
    상기 회로 기판 상에 대면하는 제1측면부, 상기 제1측면부의 반대측 제2측면부, 상기 제1 및 제2측면부의 양측 제3 및 제4측면부, 및 전면부의 일부가 오픈된 캐비티를 갖는 몸체;
    상기 캐비티의 바닥에 배치된 복수의 프레임 및 상기 복수의 프레임 각각으로부터 제1측면부로 절곡된 복수의 본딩부를 각각 갖는 복수의 리드 프레임; 및
    상기 캐비티의 바닥에서 상기 복수의 프레임과 전기적으로 연결된 복수의 발광 칩을 포함하며,
    상기 몸체의 제3측면부와 상기 제4측면부는 상기 몸체의 제1방향으로 배치되며,
    상기 몸체의 전면부와 후면부는 제1방향과 직교하는 제2방향 양측에 배치되며,
    상기 캐비티는 상기 몸체의 제1방향 길이와 동일한 길이를 갖는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티는 상기 제3측면부에 인접한 어느 하나의 프레임 상에 배치된 제1반사 지지부 및 상기 제4측면부에 인접한 다른 어느 하나의 프레임 상에 배치된 제2반사 지지부를 포함하며,
    상기 제1 및 제2반사 지지부는 상기 캐비티의 제1방향 양측 바닥에 상기 전면부로부터 오목하게 배치되는, 조명 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티 내에 몰딩 부재를 포함하며,
    상기 몰딩 부재의 길이는 상기 캐비티의 제1방향 길이와 동일한, 조명 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 몰딩 부재는 상기 몸체의 전면부 및 제3,4측면부에 각각 노출되는, 조명 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레진층 상에 광을 확산하는 확산층이 배치되며,
    상기 레진층과 상기 확산층 사이에 투광층 및 차광부를 포함하며,
    상기 차광부는 상기 발광소자 패키지와 수직하게 중첩되는, 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차광부는 상기 발광소자 패키지의 전방 위를 커버하며,
    상기 차광부는 상기 발광소자 패키지의 몸체의 제3,4측면부 위를 커버하는 제1,2서브 차광부를 포함하는, 조명 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1,2서브 차광부는 제1방향으로 서로 이격되며, 상기 발광소자 패키지의 제3,4측면부보다 제1방향의 양측 및 제2방향의 후방으로 더 연장되는, 조명 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레진층 상에 확산층이 배치되며,
    상기 레진층과 상기 확산층 사이에 광학패턴부를 갖는 차광부를 포함하며,
    상기 차광부의 광학 패턴부는 상기 발광소자 패키지와 수직하게 중첩되는 복수의 오목부를 갖는, 조명 장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레진층 상에 광을 반사하는 제1반사층이 배치되며,
    상기 회로 기판, 상기 레진층 및 상기 제1반사층은 상기 발광소자 패키지의 전면부 상에 볼록한 곡면을 갖고 돌출된 복수의 볼록면을 포함하는, 조명 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리드 프레임은 제1리드 프레임 및 상기 제1리드 프레임의 양측에 제2 및 제3리드 프레임을 포함하며,
    상기 발광 칩은 제1, 제2, 및 제3리드 프레임의 프레임들 각각에 플립 형태로 탑재된 복수의 발광 칩을 포함하며,
    상기 제1리드 프레임의 프레임은 상기 복수의 발광 칩 사이에 최 상층이 제거된 홈 영역을 포함하는, 조명 장치.
  11. 회로 기판; 및
    상기 회로 기판 상에 배치된 복수의 발광소자 패키지를 포함하며,
    상기 발광소자 패키지 각각은,
    상기 회로 기판 상에 대면하는 제1측면부, 상기 제1측면부의 반대측 제2측면부, 상기 제1 및 제2측면부의 양측 제3 및 제4측면부, 및 전면부의 일부가 오픈된 캐비티를 갖는 몸체;
    상기 캐비티의 바닥에 배치된 복수의 프레임 및 상기 복수의 프레임 각각으로부터 제1측면부로 절곡된 복수의 본딩부를 각각 갖는 복수의 리드 프레임;
    상기 캐비티의 바닥에서 상기 복수의 프레임과 전기적으로 연결된 복수의 발광 칩; 및
    상기 캐비티 내에 몰딩 부재를 포함하며,
    상기 몸체의 제3측면부와 상기 제4측면부는 상기 몸체의 제1방향으로 배치되며,
    상기 몸체의 전면부와 후면부는 제1방향과 직교하는 제2방향 양측에 배치되며,
    상기 캐비티는 상기 몸체의 제1방향 길이와 동일한 길이를 가지며,
    상기 몰딩 부재의 길이는 상기 캐비티의 제1방향 길이와 동일한, 조명 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 캐비티는 상기 제3측면부에 인접한 어느 하나의 프레임 상에 배치된 제1반사 지지부 및 상기 제4측면부에 인접한 다른 어느 하나의 프레임 상에 배치된 제2반사 지지부를 포함하며,
    상기 제1 및 제2반사 지지부는 상기 캐비티의 제1방향 양측 바닥에 상기 전면부로부터 오목하게 배치되며, 상기 몰딩 부재와 접촉되는, 조명 장치.
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