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KR102277127B1 - 발광소자 패키지 - Google Patents

발광소자 패키지 Download PDF

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KR102277127B1
KR102277127B1 KR1020140141058A KR20140141058A KR102277127B1 KR 102277127 B1 KR102277127 B1 KR 102277127B1 KR 1020140141058 A KR1020140141058 A KR 1020140141058A KR 20140141058 A KR20140141058 A KR 20140141058A KR 102277127 B1 KR102277127 B1 KR 102277127B1
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Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지는, 제1면 및 상기 제1면의 반대측에 위치한 제2면을 가지며, 중앙에 상기 제1면과 제2면을 관통하는 관통홀을 구비하는 반사부; 상기 관통홀 내에 배치되며, 상기 제1면과 제2면을 통해 외부로 노출되는 발광소자; 및 상기 반사부의 제1면 상에 놓이며, 상기 발광소자를 덮는 광학소자;를 포함하며, 상기 반사부의 측면과 적어도 상기 광학소자의 측면은 대칭을 이루며 연속하여 연결되며, 상기 광학소자는 상기 발광소자에서 발생한 광을 부분적으로 투과시키고, 부분적으로 반사시켜 외부로 방출하는 것을 특징으로 한다.

Description

발광소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
본 발명은 발광소자 패키지에 관한 것이다.
백라이트 유닛은 광원으로 사용되는 발광소자 패키지와 별개로 넓은 지향각 구현을 위해 2차 렌즈를 추가로 장착한다. 광(廣)지향각 렌즈인 이러한 2차 렌즈는 굴절을 이용하여 중심부에서 광을 측방향의 넓은 영역으로 확산시키는데 사용된다. 이러한 2차 렌즈는 발광소자 패키지와 별도로 발광소자 패키지가 실장된 PCB 위에 장착되어 고정되는 것이 일반적이다.
그러나, 렌즈의 크기가 크며, 별도로 렌즈를 장착하는 과정에서 발광소자 패키지와 렌즈의 중심을 정확히 맞추기가 어렵다는 단점이 있다. 또한, 렌즈를 장착하기 위한 공간이 추가적으로 필요하여 PCB를 필요 이상으로 넓게 설계해야 하므로 원가 측면에서도 불리하다.
이에 당 기술분야에서는 종래의 2차 렌즈를 사용하는데 따라 제기된 문제점을 극복할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지는, 제1면 및 상기 제1면의 반대측에 위치한 제2면을 가지며, 중앙에 상기 제1면과 제2면을 관통하는 관통홀을 구비하는 반사부; 상기 관통홀 내에 배치되며, 상기 제1면과 제2면을 통해 외부로 노출되는 발광소자; 및 상기 반사부의 제1면 상에 놓이며, 상기 발광소자를 덮는 광학소자;를 포함하며, 상기 반사부의 측면과 적어도 상기 광학소자의 측면은 대칭을 이루며 연속하여 연결되며, 상기 광학소자는 상기 발광소자에서 발생한 광을 부분적으로 투과시키고, 부분적으로 반사시켜 외부로 방출할 수 있다.
상기 광학소자는 상기 반사부의 제1면과 마주하는 제3면, 상기 제3면 상에 배치되는 제4면 및 상기 제3면과 제4면을 연결하는 제5면을 포함하며, 상기 제4면은 상기 제3면을 통해 입사된 상기 발광소자의 광을 일부는 직접 상부로 투과시켜 방출하고, 일부는 상기 제5면으로 반사시켜 상기 제5면을 통해 외부로 방출할 수 있다.
상기 제4면은 상기 제5면과 연결되는 가장자리에서 광축이 통과하는 중앙을 향해 함몰된 구조를 가질 수 있다.
상기 제4면을 덮는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 반사층은 금속층 또는 굴절률이 다른 복수의 투명층의 적층 구조를 가질 수 있다.
상기 광학소자의 제5면은 상기 반사부의 측면과 적어도 공면을 이룰 수 있다.
상기 발광소자를 덮는 파장변환층을 더 포함할 수 있다.
상기 파장변환층은 상기 반사부의 제1면과 공면을 이룰 수 있다.
상기 발광소자는 상기 반사부의 제2면으로 노출되는 면에 적어도 한 쌍의 전극 패드를 구비할 수 있다.
상기 광학소자는 상기 반사부의 제1면 상에 놓이는 면에 구비되는 홈부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 종래의 2차 렌즈를 사용하는데 따라 제기된 문제점을 극복할 수 있는 발광소자 패키지가 제공될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 절개사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 도 1의 발광소자 패키지의 평면도 및 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 발광소자 패키지에서 광학소자의 변형예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 발광소자 패키지에서 광학소자에 구비되는 반사층을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 절개사시도이다.
도 7은 도 6의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 채용가능한 파장변환물질을 설명하기 위한 CIE1931 좌표계이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자에 채용될 수 있는 LED 칩의 다양한 예를 나타내는 단면도이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지의 제조 방법을 단계별로 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치(벌브형)를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치(L램프형)를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치(평판형)를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 19는 본 발명에 따른 발광소자 패키지를 백라이트 유닛에 적용한 예를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 절개사시도이며, 도 3a 및 도 3b는 각각 도 1의 발광소자 패키지의 평면도 및 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지(10)는 발광소자(100), 반사부(200), 광학소자(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 발광소자(100)는 외부에서 인가되는 구동 전원에 의해 소정 파장의 광을 발생시키는 광전소자일 수 있다. 예를 들어, n형 반도체층 및 p형 반도체층과 이들 사이에 배치된 활성층을 갖는 반도체 발광다이오드(LED)를 포함할 수 있다.
상기 발광소자(100)로는 다양한 구조의 반도체 발광다이오드(LED) 칩이 사용될 수 있다. 상기 발광소자(100)의 구체적인 구성 및 구조에 대해서는 추후 설명한다.
상기 발광소자(100)의 상면에는 파장변환층(110)이 구비되어 상기 발광소자(100)를 덮을 수 있다. 상기 발광소자(100)의 하면에는 외부 전원과의 전기적 연결을 위해 적어도 한 쌍의 전극 패드(120)가 구비될 수 있다.
상기 파장변환층(110)은 파장변환물질을 함유할 수 있다. 파장변환물질로는, 예컨대 상기 발광소자(100)에서 발생된 광에 의해 여기되어 다른 파장의 광을 방출하는 형광체가 적어도 1종 이상 함유될 수 있다. 이를 통해 백색 광을 비롯해 다양한 색상의 광이 방출될 수 있도록 조절할 수 있다.
예를 들어, 발광소자(100)가 청색 광을 발광하는 경우, 황색, 녹색, 적색 또는 오랜지색의 형광체를 조합하여 백색 광을 발광하도록 할 수 있다. 또한, 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선을 발광하는 발광소자 중 적어도 하나를 포함하게 구성할 수도 있다. 이 경우, 발광소자(100)는 연색성(CRI)을 나트륨(Na)등(연색지수 40)에서 태양광(연색지수 100) 수준으로 조절할 수 있으며, 또한, 색온도를 2000K에서 20000K 수준으로 다양한 백색 광을 발생시킬 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 보라색, 청색, 녹색, 적색, 오랜지색의 가시광 또는 적외선을 발생시켜 주위 분위기 또는 기분에 맞게 색을 조정할 수 있다. 또한, 식물 성장을 촉진할 수 있는 특수 파장의 광을 발생시킬 수도 있다.
청색 LED에 황색, 녹색, 적색 형광체 및/또는 녹색 LED, 적색 LED의 조합으로 만들어지는 백색 광은 2개 이상의 피크 파장을 가지며, 도 8에서 도시하는 CIE 1931 좌표계의 (x, y) 좌표가 (0.4476, 0.4074), (0.3484, 0.3516), (0.3101, 0.3162), (0.3128, 0.3292), (0.3333, 0.3333)을 잇는 선분 상에 위치할 수 있다. 또는, 상기 선분과 흑체 복사 스펙트럼으로 둘러싸인 영역에 위치할 수 있다. 상기 백색 광의 색 온도는 2000K ~ 20000K사이에 해당한다.
형광체는 다음과 같은 조성식 및 컬러(color)를 가질 수 있다.
산화물계: 황색 및 녹색 Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce
실리케이트계: 황색 및 녹색 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 (Ba,Sr)3SiO5:Ce
질화물계: 녹색 β-SiAlON:Eu, 황색 La3Si6N11:Ce, 등색 α-SiAlON:Eu, 적색 CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu
플루오라이트(fluoride)계: KSF계 적색 K2SiF6:Mn4+
형광체 조성은 기본적으로 화학양론(Stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상 각 족들 내 다른 원소로 치환이 가능하다. 예를 들어 Sr은 알카리토류(II)족의 Ba, Ca, Mg 등으로, Y는 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 등으로 치환이 가능하다. 또한, 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 등으로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제 등이 추가로 적용될 수 있다.
또한, 형광체 대체 물질로 양자점(Quantum Dot, QD) 등의 물질들이 적용될 수 있으며, 형광체와 QD를 혼합 또는 단독으로 사용될 수 있다.
QD는 CdSe, InP 등의 코어(Core)(3~10nm)와 ZnS, ZnSe 등의 셀(Shell)(0.5 ~ 2nm) 및 Core, Shell의 안정화를 위한 리간드(ligand)의 구조로 구성될 수 있으며, 사이즈에 따라 다양한 컬러를 구현할 수 있다.
상기 반사부(200)는 본 발명에 따른 발광소자 패키지(10)의 몸체에 해당하는 프레임 구조물이며, 상기 발광소자(100)를 보호하는 한편 추후 설명하는 광학소자(300)를 지지할 수 있다.
상기 반사부(200)는 평평한 제1면(201) 및 상기 제1면(201)의 반대측에 위치한 평평한 제2면(202)을 가지며, 중앙에 상기 제1면(201)과 제2면(202)을 관통하는 관통홀(203)을 구비할 수 있다. 상기 제1면(201)과 제2면(202)은 각각 상기 반사부(200)의 상면과 바닥면을 정의할 수 있다.
상기 관통홀(203)은 상기 발광소자(100)의 수평 단면 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 발광소자(100)와 상기 파장변환층(110)은 상기 제1면(201)과 제2면(202)을 통해 노출되는 구조로 상기 관통홀(203) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1면(201)과 제2면(202)은 서로 평행하며, 상기 제1면(201)과 제2면(202) 사이의 간격에 해당하는 상기 반사부(200)의 두께는 상기 발광소자(100)와 파장변환층(110)의 전체 두께에 상응할 수 있다. 따라서, 상기 파장변환층(110)의 상면은 상기 반사부(200)의 제1면(201)과 공면을 이루고, 상기 발광소자(100)의 바닥면은 상기 반사부(200)의 제2면(202)과 공면을 이룰 수 있다. 여기서, 상기 반사부(200)의 관통홀(203)에서 상기 제1면(201)으로 노출되는 상기 파장변환층(110)의 상면은 발광소자 패키지(10)의 발광면을 정의할 수 있다.
상기 파장변환층(110)과 함께 상기 발광소자(100)를 둘러싼 상기 반사부(200)는 상기 발광소자(100)에서 측면 방향으로 방출되는 광을 반사시켜 원하는 방향, 예를 들어, 상기 발광면으로 광이 방출되도록 할 수 있다.
상기 반사부(200)는 반사 특성을 향상시키기 위해 광 반사율이 높은 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 이산화 티타늄(TiO2), 백색 성형 복합재(molding compound), FR-4, CEM-3, 에폭시 재질 또는 세라믹 재질 등으로 이루어질 수 있다. 백색 성형 복합재는 고 내열성의 열경화성 수지 계열 또는 실리콘 수지 계열을 포함할 수 있다. 또한, 열 가소성 수지 계열에 백색 안료 및 충진제, 경화제, 이형제, 산화방지제, 접착력 향상제 등이 첨가될 수 있다. 이를 통해서 발광소자(100)에서 방출되는 광을 반사시켜 발광면으로 방출되는 광량을 증가시킬 수 있다.
상기 광학소자(300)는 상기 반사부(200)의 제1면(201) 상에 놓이며, 상기 발광소자(100)를 덮는 구조로 배치될 수 있다.
상기 광학소자(300)는 상기 발광소자(100)에서 발생하여 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학소자(300)는 상기 광을 확산시켜 넓은 지향각을 구현하는 광(廣)지향각 렌즈를 포함할 수 있다. 다만, 본 실시 형태에 따른 광학소자(300)는 일반적인 광지향각 렌즈가 단순히 광을 외부로 굴절시켜 방출하는 것과 달리 상기 발광소자(100)에서 발생한 광을 부분적으로 투과 및 굴절시켜 외부로 방출하고, 동시에 부분적으로 반사시켜 외부로 방출하는 점에서 차이가 있다.
상기 광학소자(300)는 상기 반사부(200)의 제1면(201)과 마주하는 제3면(301), 상기 제3면(301) 상에 배치되는 제4면(302) 및 상기 제3면(301)과 제4면(302)을 연결하는 제5면(303)을 포함할 수 있다. 상기 제3면(301)과 제4면(302)은 각각 상기 광학소자(300)의 바닥면과 상면을 정의할 수 있다. 그리고, 상기 제5면(303)은 상기 광학소자(300)의 측면을 정의할 수 있다. 또한, 상기 제3면(301)은 상기 발광소자(100)의 광이 입사되는 광입사면, 상기 제4면(302)과 제5면(303)은 상기 광이 외부로 방출되는 광출사면으로 정의될 수 있다.
상기 광학소자(300)의 제3면(301)은 상기 반사부(200)의 제1면(201)에 놓여 본딩될 수 있다. 상기 발광소자(100)의 광은 상기 제3면(301)을 통과하여 상기 광학소자(300) 내부로 입사될 수 있다.
상기 광학소자(300)의 제5면(303)은 상기 제3면(301)의 가장자리에서 수직하게 연장되며, 상기 반사부(200)의 외측면과 적어도 공면을 이룰 수 있다. 즉, 상기 반사부(200)의 측면과 적어도 상기 광학소자(300)의 측면은 대칭을 이루며 연속하여 연결되는 구조를 가질 수 있다.
상기 광학소자(300)의 제4면(302)은 상기 제5면(303)과 연결되는 가장자리에서 광축이 통과하는 중앙을 향해 함몰된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4면(302)은 중앙이 오목한 깔때기 형상의 구조를 가질 수 있다.
도 2 및 도 3b에서 도시하는 바와 같이, 상기 제4면(302)은 단면이 직선형태로 연장된 구조를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 도 4a 및 도 4b에서 도시하는 바와 같이, 상기 제4면(302)은 단면이 곡선형태로 연장된 구조를 가질 수도 있다.
도 5a 및 도 5b에서는 상기 광학소자(300)에 구비되는 반사층(310)을 개략적으로 나타내고 있다.
도 5a 및 도 5b에서 도시하는 바와 같이, 상기 제4면(302)에는 부분 반사 및 부분 투과성을 갖는 반사층(310)이 구비될 수 있다. 이를 통해서 상기 제4면(302)은 상기 제3면(301)을 통해 입사된 상기 발광소자(100)의 광을 일부는 직접 상부로 투과시켜 방출하고, 일부는 상기 제5면(303)으로 반사시켜 상기 제5면(303)을 통해 외부로 방출할 수 있다.
도 5a에서와 같이, 상기 반사층(310)은, 예를 들어, 크롬(Cr), 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 등의 금속재질로 이루어진 금속층일 수 있다. 상기 반사층(310)은, 예를 들어, 코팅을 통해 상기 제4면(302)을 덮거나 박막 형태로 부착하는 방식을 통해 상기 제4면(302)을 덮을 수 있다.
도 5b에서와 같이, 상기 반사층(320)은 굴절률이 다른 복수의 투명층(321, 322, 323)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 투명층(321, 322, 323)은 굴절률이 점진적으로 증가하는 구조로 적층될 수 있으며, 브래그 반사(Bragg reflection) 현상을 통해 상기 광을 부분적으로 반사 및 투과시킬 수 있다.
본 실시 형태에서는 상기 반사층(310)이 상기 제4면(302)을 전체적으로 덮는 구조로 구비되는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 반사층(310)은 상기 제4면(302)을 부분적으로 덮는 구조로 구비되는 것도 가능하다.
상기 광학소자(300)는 투광성을 갖는 수지 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 아크릴(acrylic) 등을 포함할 수 있다. 또한, 글라스 재질로 이루어질 수도 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 광학소자(300)에는 광분산 물질이 대략 3% 내지 15% 사이의 범위 내에서 함유될 수 있다. 상기 광분산 물질로는, 예를 들어, SiO2, TiO2 및 Al2O3로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 광분산 물질이 3%보다 적게 함유되는 경우에는 광이 충분히 분산되지 않아 광분산 효과를 기대할 수 없다는 문제가 발생한다. 그리고, 광분산 물질이 15% 이상 함유되는 경우에는 상기 광학소자(300)를 통해 외부로 방출되는 광량이 감소하게 되어 광추출 효율이 저하되는 문제가 발생한다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 발광소자 패키지(10)는 패키지 몸체에 해당하는 반사부(200)가 LED 칩과 대응되는 수준의 얇은 두께를 가지며, 2차 렌즈에 해당하는 광학소자(300)를 패키지와 일체시키는 구조를 가짐으로써 발광소자 패키지의 크기를 칩 사이즈 수준으로 소형화할 수 있다. 따라서, 종래의 2차 렌즈가 PCB 상에 패키지와 별개로 실장되는 구조와 비교하여 발광소자 패키지가 차지하는 면적의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 종래의 구조에서 2차 렌즈를 PCB 상에 장착하는데 따른 문제점들을 용이하게 해소할 수 있다.
특히, 본 실시 형태에 따른 광학소자(300)는 부분 반사 및 부분 투과의 광학 특성을 구현함으로써 종래의 2차 렌즈와 비교하여 작아진 광학소자의 한계(예를 들어, 넓은 지향각 구현)를 극복할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 설명한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 절개사시도이고, 도 7은 도 6의 단면도이다.
도 6 및 도 7에서 도시하는 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 구성하는 구성은 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시 형태와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 광학소자의 구조가 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시 형태와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시 형태와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고 광학소자에 관한 구성을 위주로 설명한다.
도 6 및 도 7에서 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 발광소자 패키지(10')는 발광소자(400), 반사부(500), 광학소자(600)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 발광소자(400)는 외부에서 인가되는 구동 전원에 의해 소정 파장의 광을 발생시키는 광전소자일 수 있다. 예를 들어, n형 반도체층 및 p형 반도체층과 이들 사이에 배치된 활성층을 갖는 반도체 발광다이오드(LED)를 포함할 수 있다.
상기 발광소자(400)로는 다양한 구조의 발광다이오드(LED) 칩이 사용될 수 있다. 상기 발광소자(400)의 구체적인 구성 및 구조에 대해서는 추후 설명한다.
상기 발광소자(400)의 상면에는 파장변환층(410)이 구비되어 상기 발광소자(400)를 덮을 수 있다. 상기 발광소자(400)의 하면에는 외부 전원과의 전기적 연결을 위해 적어도 한 쌍의 전극 패드(420)가 구비될 수 있다.
상기 반사부(500)는 평평한 제1면(501) 및 상기 제1면(501)의 반대측에 위치한 평평한 제2면(502)을 가지며, 중앙에 상기 제1면(501)과 제2면(502)을 관통하는 관통홀(503)을 구비할 수 있다. 상기 제1면(501)과 제2면(502)은 각각 상기 반사부(500)의 상면과 바닥면을 정의할 수 있다.
상기 관통홀(503)은 상기 발광소자(400)의 수평 단면 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 발광소자(400)와 상기 파장변환층(410)은 상기 제1면(501)과 제2면(502)을 통해 노출되는 구조로 상기 관통홀(503) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1면(501)과 제2면(502)은 서로 평행하며, 상기 제1면(501)과 제2면(502) 사이의 간격에 해당하는 상기 반사부(500)의 두께는 상기 발광소자(400)와 파장변환층(410)의 전체 두께에 상응할 수 있다. 따라서, 상기 파장변환층(410)의 상면은 상기 반사부(500)의 제1면(501)과 공면을 이루고, 상기 발광소자(400)의 바닥면은 상기 반사부(500)의 제2면(502)과 공면을 이룰 수 있다. 여기서, 상기 반사부(500)의 제1면(501)으로 노출되는 상기 파장변환층(410)의 상면은 발광소자 패키지(20)의 발광면을 정의할 수 있다.
상기 반사부(500)는 상기 도 1의 반사부(200)와 기본적인 구조가 실질적으로 동일하다. 따라서, 이에 대한 구체적은 설명은 생략한다.
상기 광학소자(600)는 상기 반사부(500)의 제1면(501) 상에 놓이며, 상기 발광소자(400)를 덮는 구조로 배치될 수 있다.
상기 광학소자(600)는 상기 반사부(500)의 제1면(501)과 마주하는 제3면(601), 상기 제3면(601) 상에 배치되는 제4면(602) 및 상기 제3면(601)과 제4면(602)을 연결하는 제5면(603)을 포함할 수 있다. 상기 제3면(601)과 제4면(602)은 각각 상기 광학소자(600)의 바닥면과 상면을 정의할 수 있다. 그리고, 상기 제5면(603)은 상기 광학소자(600)의 측면을 정의할 수 있다. 또한, 상기 제3면(601)은 상기 발광소자(400)의 광이 입사되는 광입사면, 상기 제4면(602)과 제5면(603)은 상기 광이 외부로 방출되는 광출사면으로 정의될 수 있다.
상기 광학소자(600)의 제3면(601)은 상기 반사부(500)의 제1면(501)에 놓여 본딩될 수 있다. 상기 제3면(601)의 중앙에는 오목하게 함몰된 홈부(620)가 구비될 수 있다.
상기 홈부(620)는 상기 발광소자(400), 구체적으로는 상기 발광소자(400)를 덮는 파장변환층(410)과 마주하여 상기 제1면(501)으로 노출된 상기 파장변환층(410)을 덮는 구조로 배치될 수 있다.
상기 홈부(620)는 상기 파장변환층(410)의 굴절률보다 높고 상기 광학소자(600)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 물질로 채워질 수 있다. 또한, 상기 홈부(620)는 공기로 채워질 수도 있다.
상기 발광소자(400)의 광은 상기 홈부(620)를 통과하여 상기 광학소자(600) 내부로 입사될 수 있다.
상기 광학소자(600)의 제5면(603)은 상기 제3면(601)의 가장자리에서 수직하게 연장되며, 상기 반사부(500)의 외측면과 적어도 공면을 이룰 수 있다.
상기 광학소자(600)의 제4면(602)은 상기 제5면(603)과 연결되는 가장자리에서 광축(Z)이 통과하는 중앙을 향해 함몰된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제4면(602)은 중앙이 오목한 깔때기 형상의 구조를 가질 수 있다.
상기 제4면(602)에는 부분 반사 및 부분 투과성을 갖는 반사층(610)이 구비될 수 있다. 이를 통해서 상기 제4면(602)은 상기 제3면(601)의 홈부(620)를 통해 입사된 상기 발광소자(400)의 광을 일부는 직접 상부로 투과시켜 방출하고, 일부는 상기 제5면(603)으로 반사시켜 상기 제5면(603)을 통해 외부로 방출할 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하여 발광소자로 사용될 수 있는 LED 칩의 다양한 실시예를 설명한다. 도 9 내지 도 11은 발광소자로 사용될 수 있는 LED 칩의 다양한 예를 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, LED 칩(100)은 성장 기판(gs)상에 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층(101), 활성층(102) 및 제2 도전형 반도체층(103)을 포함할 수 있다.
성장 기판(gs) 상에 적층되는 제1 도전형 반도체층(101)은 n형 불순물이 도핑된 n형 질화물 반도체층일 수 있다. 그리고, 제2 도전형 반도체층(103)은 p형 불순물이 도핑된 p형 질화물 반도체층일 수 있다. 다만, 실시 형태에 따라서 제1 및 제2 도전형 반도체층(101, 103)은 위치가 바뀌어 적층될 수도 있다. 이러한 제1 및 제2 도전형 반도체층(101, 103)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x＜1, 0≤y＜1, 0≤x+y＜1)을 가지며, 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN 등의 물질이 이에 해당될 수 있다.
제1 및 제2 도전형 반도체층(101, 103) 사이에 배치되는 활성층(102)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출한다. 활성층(102)은 제1 및 제2 도전형 반도체층(101, 103)의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 도전형 반도체층(101, 103)이 GaN계 화합물 반도체인 경우, 활성층(102)은 GaN의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 InGaN계 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 활성층(102)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(Multiple Quantum Wells, MQW) 구조, 예컨대, InGaN/GaN 구조가 사용될 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니므로 상기 활성층(102)은 단일 양자우물 구조(Single Quantum Well, SQW)가 사용될 수도 있다.
상기 LED 칩(100)은 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(101, 103)과 각각 전기적으로 접속하는 제1 및 제2 전극 패드(104, 105)를 구비할 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극 패드(104, 105)는 동일한 방향을 향하도록 노출 및 배치될 수 있다. 그리고, 와이어 본딩 또는 플립 칩 본딩 방식으로 기판과 전기적으로 접속될 수 있다.
도 10에 도시된 LED 칩(700)은 성장 기판(gs) 상에 형성된 반도체 적층체를 포함한다. 상기 반도체 적층체는 제1 도전형 반도체층(701), 활성층(702) 및 제2 도전형 반도체층(703)을 포함할 수 있다.
상기 LED 칩(700)은 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(701, 703)에 각각 접속된 제1 및 제2 전극 패드(704, 705)를 포함한다. 상기 제1 전극 패드(704)는 제2 도전형 반도체층(703) 및 활성층(702)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(701)과 접속된 도전성 비아(704a) 및 도전성 비아(704a)에 연결된 전극 연장부(704b)를 포함할 수 있다. 도전성 비아(704a)는 절연층(706)에 의해 둘러싸여 활성층(702) 및 제2 도전형 반도체층(703)과 전기적으로 분리될 수 있다. 도전성 비아(704a)는 반도체 적층체가 식각된 영역에 배치될 수 있다. 도전성 비아(704a)는 접촉 저항이 낮아지도록 개수, 형상, 피치 또는 제1 도전형 반도체층(701)과의 접촉 면적 등을 적절히 설계할 수 있다. 또한, 도전성 비아(704a)는 반도체 적층체 상에 행과 열을 이루도록 배열됨으로써 전류 흐름을 개선시킬 수 있다. 상기 제2 전극 패드(705)는 제2 도전형 반도체층(703) 상의 오믹 콘택층(705a) 및 전극 연장부(705b)를 포함할 수 있다.
도 11에 도시된 LED 칩(800)은 성장 기판(gs)과, 상기 성장 기판(gs) 상에 형성된 제1 도전형 반도체 베이스층(801)과, 상기 제1 도전형 베이스층(801) 상에 형성된 복수의 나노 발광구조물(802)을 포함한다. 그리고, 절연층(803) 및 충진부(806)를 더 포함할 수 있다.
나노 발광구조물(802)은 제1 도전형 반도체 코어(802a)와 그 코어(802a)의 표면에 셀층으로 순차적으로 형성된 활성층(802b) 및 제2 도전형 반도체층(802c)을 포함한다.
본 실시예에서, 나노 발광구조물(802)은 코어-셀(core-shell) 구조로서 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 피라미드 구조와 같은 다른 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체 베이스층(801)은 나노 발광구조물(802)의 성장면을 제공하는 층일 수 있다. 상기 절연층(803)은 나노 발광구조물(802)의 성장을 위한 오픈 영역을 제공하며, SiO2 또는 SiNx와 같은 유전체 물질일 수 있다. 상기 충진부(806)는 나노 발광구조물(802)을 구조적으로 안정화시킬 수 있으며, 빛을 투과 또는 반사하는 역할을 수행할 수 있다. 이와 달리, 상기 충진부(806)가 투광성 물질을 포함하는 경우, 충진부(806)는 SiO2, SiNx, 탄성 수지, 실리콘(silicone), 에폭시 수지, 고분자 또는 플라스틱과 같은 투명한 물질로 형성될 수 있다. 필요에 따라, 상기 충진부(806)가 반사성 물질을 포함하는 경우, 충진부(806)는 PPA(polypthalamide) 등의 고분자 물질에 고반사성을 가진 금속분말 또는 세라믹 분말이 사용될 수 있다. 고반사성 세라믹 분말로서는, TiO2, Al2O3, Nb2O5, Al2O3 및 ZnO로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 이와 달리, 고반사성 금속이 사용될 수도 있으며, Al 또는 Ag와 같은 금속일 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극 패드(804, 805)는 나노 발광구조물(802)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극 패드(804)는 제1 도전형 반도체 베이스층(801)의 노출된 상면에 위치하고, 제2 전극 패드(805)는 나노 발광구조물(802) 및 충진부(806)의 하부에 형성되는 오믹 콘택층(805a) 및 전극 연장부(805b)를 포함한다. 이와 달리, 오믹 콘택층(805a)과 전극 연장부(805b)는 일체로 형성될 수도 있다.
도 12 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지의 제조 방법을 설명한다. 도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지의 제조 방법을 단계별로 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12에서 도시하는 바와 같이, 지지 기판(1) 상에 배열된 복수의 발광소자(100)를 마련한다. 상기 복수의 발광소자(100)는 상호 소정 간격으로 이격되어 배열될 수 있다.
상기 복수의 발광소자(100)는 각각 상기 지지 기판(1)과 접하는 바닥면에 전극 패드(120)를 구비할 수 있다. 그리고, 상면에 파장변환층(110)을 구비할 수 있다.
도 13에서는 복수의 발광소자(100) 사이에서 각 발광소자(100)를 둘러싸도록 상기 지지 기판(1) 상에 반사부(200)를 형성하는 단계를 도시하고 있다.
상기 반사부(200)는 상기 복수의 발광소자(100) 사이의 공간을 유동성의 반사부 성형물로 메우는 방식으로 형성될 수 있다. 반사부 성형물로는, 예를 들어, 이산화 티타늄(TiO2), 백색 성형 복합재(molding compound), FR-4, CEM-3, 에폭시 또는 세라믹 등이 포함될 수 있다.
상기 반사부(200)는, 예를 들어, 스퀴지(S)를 사용한 스크린 프린팅 공정을 통해서 상기 복수의 발광소자(100) 사이의 공간을 상기 반사부 성형물로 메우고, 경화시켜 형성될 수 있다.
도 14a 및 도 14b에서는 각 발광소자(100)를 덮도록 해당 발광소자(100)를 둘러싸는 반사부(200) 상에 각각 광학소자(300)를 형성하는 단계를 도시하고 있다.
구체적으로, 상기 복수의 발광소자(100)에 대응하여 복수의 광학소자(300)가 배열된 렌즈 시트(300')를 별도로 준비하고, 상기 복수의 광학소자(300)가 상기 복수의 발광소자(100) 각각의 직상부에 배치되도록 상기 렌즈 시트(300')를 상기 반사부(200) 상에 부착한다.
상기 각 광학소자(300)는 상면이 광축(Z)이 통과하는 중앙을 향해 함몰된 구조를 가질 수 있다. 상기 광학소자(300)는 상기 도 1의 광학소자(300)와 기본적인 구조가 실질적으로 동일하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 렌즈 시트(300')는 유동성의 용제를 금형 내부로 주입하고 고형화하는 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 인젝션 몰딩(injection molding), 트랜스퍼 몰딩(transfer molding), 컴프레션 몰딩(compression molding) 등의 방식을 포함할 수 있다.
본 실시 형태에서는 복수의 광학소자(300)가 배열된 렌즈 시트(300')를 상기 반사부(200) 상에 일괄적으로 부착하는 방식으로 각 발광소자(100) 상에 광학소자(300)를 배치시키는 것으로 예시하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 광학소자(300)를 개별적으로 부착하여 각 발광소자(100) 상에 배치시키는 것도 가능하다.
한편, 광학소자(300)를 부착한 이후 상기 광학소자(300)의 각각의 상면에 반사층(310)을 형성하는 공정이 수행될 수 있다.
상기 반사층(310)은 상기 발광소자(100)의 광을 부분 반사 및 부분 투과시키는 것으로, 광의 부분 투과를 통해 상부에서의 암부 발생을 방지할 수 있고, 광의 부분 반사를 통해 측면 지향 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 반사층은, 예를 들어, 크롬(Cr), 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 등의 금속재질로 이루어진 금속층일 수 있다. 상기 반사층은, 예를 들어, 코팅을 통해 상기 제4면을 덮거나 박막 형태의 반사층을 부착하는 방식을 통해 상기 제4면을 덮을 수 있다.
또한, 상기 반사층은 굴절률이 다른 복수의 투명층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 투명층은 굴절률이 점진적으로 증가하는 구조로 적층될 수 있으며, 브래그 반사(Bragg reflection) 현상을 통해 상기 광을 부분적으로 반사 및 투과시킬 수 있다.
도 15에서는 상기 복수의 발광소자(100)를 개별 발광소자 패키지(10)로 분리하는 단계를 도시하고 있다.
예를 들어, 절단 수단을 통해 각 발광소자(100)를 둘러싸는 반사부(200)를 커팅 라인을 따라서 다이싱하여 개별 발광소자 패키지(10)로 분리할 수 있다. 그리고, 각 발광소자(100)의 바닥면에 부착된 지지 기판(1)을 제거하여 발광소자 패키지(10) 단품을 완성한다.
이와 같이 제조된 발광소자 패키지(10)는, 예를 들어, 백라이트 유닛, 조명 장치 등에 장착되어 광원으로 사용될 수 있다.
도 16 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 발광소자 패키지를 채용하는 다양한 실시 형태에 따른 조명 장치를 설명한다.
도 16에서는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내고 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 조명 장치(1000)는 벌브형 램프일 수 있으며, 실내 조명용, 예를 들어, 다운라이트(downlight)로 사용될 수 있다.
조명 장치(1000)는 전기 연결 구조(1030)를 갖는 하우징(1020)과 상기 하우징(1020)에 장착되는 광원 모듈(1010)을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 상기 하우징(1020)에 장착되어 상기 광원 모듈(1010)을 덮는 커버(1040)를 더 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(1010)은 기판(1011) 및 상기 기판(1011) 상에 장착되어 배열된 복수의 발광소자 패키지(10)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(10)는 상기 도 1의 발광소자 패키지(10)와 실질적으로 동일하며, 따라서 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 하우징(1020)은 상기 광원 모듈(1010)을 지지하는 프레임으로서의 기능과, 상기 광원 모듈(1010)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 히트 싱크로서의 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해 상기 하우징(1020)은 열전도율이 높고 견고한 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질, 방열 수지등으로 이루어질 수 있다.
하우징(1020)의 외측면에는 공기와의 접촉면적을 증가시켜 방열 효율이 향상되도록 하기 위한 복수의 방열핀(1021)이 구비될 수 있다.
상기 하우징(1020)에는 상기 광원 모듈(1010)과 전기적으로 연결되는 전기 연결 구조(1030)가 구비된다. 상기 전기 연결 구조(1030)는 단자부(1031)와, 상기 단자부(1031)를 통해 공급되는 구동 전원을 상기 광원 모듈(1010)로 공급하는 구동부(1032)를 포함할 수 있다.
상기 단자부(1031)는 조명 장치(1000)를, 예컨대 소켓 등에 장착하여 고정 및 전기적으로 연결될 수 있도록 한다. 본 실시 형태에서는 단자부(1031)가 슬라이딩 삽입되는 핀 타입의 구조를 가지는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 필요에 따라서 상기 단자부(1031)는 나사산을 가져 돌려서 끼워지는 에디슨 타입의 구조를 가지는 것도 가능하다.
상기 구동부(1032)는 외부의 구동 전원을 상기 광원 모듈(1010)을 구동시킬 수 있는 적정한 전류원으로 변환시켜 제공하는 역할을 한다. 이러한 구동부(1032)는, 예를 들어 AC-DC 컨버터, 정류회로 부품, 퓨즈 등으로 구성될 수 있다. 또한, 경우에 따라 원격 제어를 구현할 수 있는 통신 모듈을 더 포함할 수도 있다.
상기 커버(1040)는 상기 하우징(1020)에 장착되어 상기 광원 모듈(1010)을 덮으며, 볼록한 렌즈 형상 또는 벌브 형상을 가질 수 있다. 상기 커버(1040)는 광 투과성 재질로 이루어질 수 있으며, 광 분산물질을 함유할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다. 도 17을 참조하면, 조명 장치(1100)는 일 예로서 바(bar) 타입 램프일 수 있으며, 광원 모듈(1110), 하우징(1120), 단자(1130) 및 커버(1140)를 포함하여 구성될 수 있다.
광원 모듈(1110)은 기판(1111) 및 상기 기판(1111) 상에 장착되어 배열된 복수의 발광소자 패키지(10)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(10)는 상기 도 1의 발광소자 패키지(10)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
하우징(1120)은 일면(1122)에 상기 광원 모듈(1110)을 탑재하여 고정시킬 수 있으며, 상기 광원 모듈(1110)에서 발생되는 열을 외부로 방출시킬 수 있다. 이를 위해 상기 하우징(1120)은 열전도율이 우수한 재질, 예컨대 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 양 측면에는 방열을 위한 복수의 방열 핀(1121)이 돌출되어 형성될 수 있다.
커버(1140)는 광원 모듈(1110)을 덮을 수 있도록 하우징(1120)의 걸림 홈(1123)에 체결된다. 그리고, 상기 광원 모듈(1110)에서 발생된 광이 외부로 전체적으로 균일하게 조사될 수 있도록 반원 형태의 곡면을 가질 수 있다. 커버(1140)의 바닥면에는 하우징(1120)의 걸림 홈(1123)에 맞물리는 돌기(1141)가 길이 방향을 따라서 형성될 수 있다.
단자(1130)는 하우징(1120)의 길이 방향의 양 끝단부 중 개방된 적어도 일측에 구비되어 광원 모듈(1110)에 전원을 공급할 수 있으며, 외부로 돌출된 전극 핀(1133)을 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다. 도 18을 참조하면, 조명 장치(1200)는 일 예로서 면 광원 타입의 구조를 가질 수 있으며, 광원 모듈(1210), 하우징(1220), 커버(1240) 및 히트 싱크(1250)를 포함하여 구성될 수 있다.
광원 모듈(1210)은 기판(1211) 및 상기 기판(1211) 상에 장착되어 배열된 복수의 발광소자 패키지(10)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(10)는 상기 도 1의 발광소자 패키지(10)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
하우징(1220)은 상기 광원 모듈(1210)이 탑재되는 일면(1222)과 상기 일면(1222) 둘레에서 연장되는 측면(1224)을 포함하여 박스형 구조를 가질 수 있다. 하우징(1220)은 상기 광원 모듈(1210)에서 발생되는 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 열전도율이 우수한 재질, 예컨대 금속 재질로 이루어질 수 있다.
상기 하우징(1220)의 일면(1222)에는 추후 설명하는 히트 싱크(1250)가 삽입되어 체결되는 홀(1226)이 상기 일면(1222)을 관통하여 형성될 수 있다. 그리고, 상기 일면(1222)에 탑재되는 상기 광원 모듈(1210)의 기판(100)은 부분적으로 상기 홀(1226)상에 걸쳐져서 외부로 노출될 수 있다.
커버(1240)는 상기 광원 모듈(1210)을 덮을 수 있도록 상기 하우징(1220)에 체결될 수 있다. 그리고, 전체적으로 편평한 구조를 가질 수 있다.
히트 싱크(1250)는 하우징(1220)의 타면(1225)을 통해 상기 홀(1226)에 체결될 수 있다. 그리고, 상기 홀(1226)을 통해 상기 광원 모듈(1210)과 접촉하여 상기 광원 모듈(1210)의 열을 외부로 방출할 수 있다. 방열 효율의 향상을 위해 상기 히트 싱크(1250)는 복수의 방열 핀(1251)을 구비할 수 있다. 상기 히트 싱크(1250)는 상기 하우징(1220)과 같이 열전도율이 우수한 재질로 이루어질 수 있다.
도 19를 참조하여 본 발명의 발광소자 패키지를 채용하는 백라이트 유닛을 설명한다. 도 19는 본 발명에 따른 발광소자 패키지를 백라이트 유닛에 적용한 예를 나타내는 단면도이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 백라이트 유닛(1300)은 복수의 발광소자 패키지(10)가 장착되는 하우징(1310)과, 상기 하우징(1310) 상에 배치되는 광학시트(1320)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광소자 패키지(10)는 상기 도 1을 참조하여 상술한 구조를 갖는 발광소자 패키지(10)를 이용할 수 있다. 따라서 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 하우징(1310)은 상기 발광소자 패키지(10)를 지지하는 한편, 상기 발광소자 패키지(10)의 열을 외부로 방출할 수 있도록 금속재질로 이루어질 수 있다.
상기 광학시트(1320)는 프리즘 시트, 광확산 시트 등을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 발광소자 패키지(10)의 광이 균일하게 확산될 수 있도록 한다.
발광소자를 이용한 조명 장치는 그 용도에 따라 크게 실내용(indoor) 과 실외용(outdoor)으로 구분될 수 있다. 실내용 LED 조명 장치는 주로 기존 조명 대체용(Retrofit)으로 벌브형 램프, 형광등(LED-tube), 평판형 조명 장치가 여기에 해당되며, 실외용 LED 조명 장치는 가로등, 보안등, 투광등, 경관등, 신호등 등이 해당된다.
또한, LED를 이용한 조명 장치는 차량용 내외부 광원으로 활용 가능하다. 내부 광원으로는 차량용 실내등, 독서등, 계기판의 각종 광원등으로 사용 가능하며, 차량용 외부 광원으로 전조등, 브레이크등, 방향지시등, 안개등, 주행등 등 모든 광원에 사용 가능하다.
아울러, 로봇 또는 각종 기계 설비에 사용되는 광원으로 LED 조명 장치가 적용될 수 있다. 특히, 특수한 파장대를 이용한 LED 조명은 식물의 성장을 촉진시키고, 감성 조명으로서 사람의 기분을 안정시키거나 병을 치료할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10, 20... 발광소자 패키지
100, 400... 발광소자
200, 500... 반사부
300, 600... 광학소자
110, 410... 파장변환층
310, 610... 반사층

Claims (10)

  1. 제1면 및 상기 제1면의 반대측에 위치한 제2면을 가지며, 중앙에 상기 제1면과 제2면을 제1 방향으로 관통하는 관통홀을 구비하는 반사부;
    상기 반사부와 접촉하도록 상기 관통홀 내에 배치되어, 상기 반사부의 제2면으로 노출되는 면에 적어도 한 쌍의 전극 패드를 구비하는 발광소자; 및
    상기 반사부의 제1면 상에 놓이며, 상기 발광소자를 덮는 광학소자; 를 포함하며,
    상기 광학소자는 상기 제1면과 마주보며 광이 입사되는 제3면, 상기 제3면의 상부에 배치되어 적어도 일부의 광이 방출되는 제4면, 및 상기 제3면과 상기 제4면을 연결하고 상기 제4면으로부터 반사된 나머지 일부의 광이 외부로 방출되는 제5면을 포함하고,
    상기 반사부의 측면과 적어도 상기 광학소자의 제5면은 대칭을 이루며 연속하여 연결되며,
    상기 제1 방향에서 상기 광학소자의 두께는 상기 제5면이 위치하는 가장자리에서 가장 크고 광축에서 가장 작으며,
    상기 광학소자의 상기 제4면 중, 상기 제1 방향에서 상기 발광소자와 중첩하는 부분은 상기 발광소자에서 발생한 광을 부분적으로 투과시키고, 부분적으로 반사시켜 외부로 방출하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제4면은 상기 제5면과 연결되는 가장자리에서 광축이 통과하는 중앙을 향해 함몰된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4면을 덮는 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반사층은 금속층 또는 굴절률이 다른 복수의 투명층의 적층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학소자의 제5면은 상기 반사부의 측면과 적어도 공면을 이루는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자를 덮는 파장변환층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 파장변환층은 상기 반사부의 제1면과 공면을 이루는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광학소자는 상기 반사부의 제1면 상에 놓이는 면에 구비되는 홈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
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