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KR20140057929A - 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템 - Google Patents

발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템 Download PDF

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KR20140057929A
KR20140057929A KR1020120124302A KR20120124302A KR20140057929A KR 20140057929 A KR20140057929 A KR 20140057929A KR 1020120124302 A KR1020120124302 A KR 1020120124302A KR 20120124302 A KR20120124302 A KR 20120124302A KR 20140057929 A KR20140057929 A KR 20140057929A
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Abstract

실시 예는 발광 소자에 관한 것이다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 캐비티를 갖는 몸체; 상기 캐비티 내에 서로 이격되게 배치된 제1 및 제2리드 프레임; 상기 제1 및 제2리드 프레임 사이에 배치된 간극부; 상기 캐비티의 측면들 중 적어도 한 측면으로부터 상기 제1 및 제2리드 프레임 중 적어도 하나의 상면으로 연장된 접착 물질; 상기 제1리드 프레임과 제2리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩; 및 상기 캐비티에 배치되며 상기 접착 물질과 접착된 몰딩 부재를 포함한다.

Description

발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHTING SYSTME HAVING THEREOF}
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시 예는 새로운 구조의 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 캐비티 바닥에 배치된 접착 물질을 분포를 줄일 수 있도록 한 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 캐비티를 갖는 몸체; 상기 캐비티 내에 서로 이격되게 배치된 제1 및 제2리드 프레임; 상기 제1 및 제2리드 프레임 사이에 배치된 간극부; 상기 캐비티의 측면들 중 적어도 한 측면으로부터 상기 제1 및 제2리드 프레임 중 적어도 하나의 상면으로 연장된 접착 물질; 상기 제1리드 프레임과 제2리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩; 및 상기 캐비티에 배치되며 상기 접착 물질과 접착된 몰딩 부재를 포함한다.
실시 예는 캐비티의 바닥에 배치된 제1 및 제2리드 프레임의 표면 광도를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 수율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 칩의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 3 내지 도 11은 도 2의 발광 소자의 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 12는 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 13은 실시 예에 따른 표시장치의 일 예를 나타낸 사시도이다.
도 14는 실시 예에 따른 표시장치의 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 15는 실시 예에 따른 조명 장치를 나타낸 도면이다.
실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층 또는 각 구조물의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서 각층 또는 각 구조물의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 제1실시 예에 따른 발광 소자에 대해 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이며, 도 2는 도 1의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 소자(1)는 캐비티(12)를 갖는 몸체(11), 간극부(15), 접착 물질(16), 제1 및 제2리드 프레임(21,31), 발광 칩(41), 및 몰딩 부재(51)를 포함한다.
상기 몸체(11)는 상기 발광 칩(41)에 의해 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(11)는 반사율이 70% 이상인 경우, 비 투광성의 재질로 정의될 수 있다. 상기 몸체(11)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(11)는 실리콘 계열, 또는 에폭시 계열, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기의 실리콘은 백색 계열의 수지를 포함한다. 또한 상기 몸체(11) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. 함유하고 있다. 상기 몸체(11)는 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해 성형될 수 있다. 예를 들면, 트리글리시딜이소시아누레이트, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜에테르 등으로 이루어지는 에폭시 수지와, 헥사히드로 무수 프탈산, 3-메틸헥사히드로 무수 프탈산4-메틸헥사히드로 무수프탈산 등으로 이루어지는 산무수물을, 에폭시 수지에 경화 촉진제로서 DBU(1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecene-7), 조촉매로서 에틸렌 그리콜, 산화티탄 안료, 글래스 섬유를 첨가하고, 가열에 의해 부분적으로 경화 반응시켜 B 스테이지화한 고형상 에폭시 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한 상기 몸체(11) 내에 차광성 물질 또는 확산제를 혼합하여 투과하는 광을 저감시켜 줄 수 있다. 또한 상기 몸체(11)는 소정의 기능을 갖게 하기 위해서, 열 경화성수지에 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질, 차광성 물질, 광 안정제, 윤활제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 적절히 혼합하여도 된다.
상기 제1몸체(11)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지 재질에 금속 산화물이 첨가될 수 있으며, 상기 금속 산화물은 TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함하며, 상기 몸체(11) 내에 3wt% 이상의 비율로 첨가될 수 있다. 이에 따라 상기 몸체(11)는 입사되는 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 몸체(11) 내에 첨가된 금속 산화물의 함량이 3wt% 이하인 경우, 반사 효율이 저하될 수 있으며, 이러한 반사 효율이 저하되면 광 지향각 분포가 달라질 수 있다.
다른 예로서, 상기 몸체(11)는 투광성의 수지 물질 또는 입사 광의 파장을 변환시키는 형광체를 갖는 수지 물질로 형성될 수 있다.
상기 몸체(11)의 상측에는 캐쏘드 마크(cathode mark)가 형성될 수 있다. 상기 캐쏘드 마크는 상기 발광 소자(100)의 제1 리드 프레임(21) 또는 제2 리드 프레임(31)을 구분하여, 상기 제1,2 리드 프레임(21,31)의 극성의 방향에 대한 혼동을 방지할 수 있다.
상기 몸체(11) 내에는 캐비티(12)가 형성되며, 상기 캐비티(12)는 상면으로부터 리세스된 오목한 형상 또는 컵(cup) 형상으로 형성될 수 있다. 상기 캐비티(12)는 소자 탑측에서 볼 때, 원 형상, 타원 형상, 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 캐비티(12)의 바닥에는 제1 및 제2리드 프레임(21,31)이 배치되며, 전원을 공급하게 된다.
상기 캐비티(12)의 둘레 측면(13)은 곡면 또는/및 각진 면으로 형성될 수 있으며, 상기 캐비티(12)의 바닥에 대해 경사지거나 수직하게 형성될 수 있다.
상기 캐비티(12)의 바닥에는 제1 및 제2리드 프레임(21,31)이 배치되고, 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 사이에는 간극부(15)가 배치된다. 상기 제1리드 프레임(21)은 상기 간극부(15)로부터 몸체(11)의 제1측면(S1) 아래로 연장된다. 상기 제2리드 프레임(32)은 상기 간극부(15)로부터 상기 몸체(11)의 제2측면(S2) 아래로 연장된다.
상기 캐비티(12)의 바닥에 제1리드 프레임(21) 및 상기 제2리드 프레임(31)이 배치됨으로써, 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)은 상기 캐비티(12)의 바닥의 연장 선 아래에 배치된 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)은 플랫한 프레임 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)은 소정 두께를 갖는 금속 플레이트로 형성될 수 있으며, 상기 금속 플레이트의 표면에 다른 금속층이 도금될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)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) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1, 2리드 프레임(21,31)은 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 두께는 0.25mm~1.5mm일 수 있으며, 예컨대 0.3mm~0.8mm를 포함한다.
상기 간극부(15)는 상기 제1리드 프레임(21)과 상기 제2리드 프레임(31)의 사이에 배치되며, 상기 제1리드 프레임(21)과 제2리드 프레임(31)을 물리적으로 분리시켜 주게 된다. 상기 간극부(14)는 상기 몸체(11)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(11)의 하면, 상기 간극부(14)의 하면, 및 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 하면은 동일 평면 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(12)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(21)과 제2리드 프레임(31) 중 적어도 하나의 위에는 발광 칩(41)이 배치되며, 상기 발광 칩(41)은 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 가시광선 대역 또는 자외선(Ultra Violet) 대역을 발광하는 다이오드로 구현될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(41)은 도시된 것과 같이, 제2리드 프레임(31) 위에 탑재되고, 제2리드 프레임(21)과 전기적으로 연결되고, 상기 제1리드 프레임(21)과 연결 부재(43)로 연결된다. 상기 연결 부재(43)는 와이어를 포함한다.
상기 발광 칩(41)은 칩 내의 두 전극이 평행하게 배치된 수평형 칩, 또는 칩 내의 두 전극이 서로 반대 측면에 배치된 수직형 칩으로 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 수평형 칩은 적어도 2개의 와이어에 연결될 수 있고, 수직형 칩은 적어도 1개의 와이어에 연결될 수 있다. 또는 상기 발광 칩(41)은 플립 방식으로 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(12)에는 몰딩 부재(51)가 형성되며, 상기 몰딩 부재(51)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 투광성의 수지 재질을 포함할 수 있다. 또한 상기 몰딩 부재(51)에는 형광체 또는/및 확산제가 선택적으로 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 형광체는 예를 들면, YAG 계열, 실리케이트(Silicate) 계열, 또는 TAG 계열의 형광 물질을 포함할 수 있다. 상기 몰딩 부재(51) 위에는 광학 렌즈가 형성될 수 있으며, 상기 광학 렌즈는 오목한 렌즈 형상, 볼록한 렌즈 형상, 일정 부분이 오목하고 다른 부분이 볼록한 형상의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 캐비티(12)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(21) 및 제2리드 프레임(31)의 상면에는 접착 물질(16)이 접착되며, 상기 접착 물질(16)은 상기 캐비티(12)의 측면(13)으로부터 연장된다. 상기 접착 물질(16)은 제1리드 프레임(21) 및 제2리드 프레임(31)의 상면의 일부에 형성될 수 있는데, 이에 한정하지는 않는다.
상기 접착 물질(16)은 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)과 다른 절연성 재질로서, 상기 몸체(11)의 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 에폭시 물질로 형성될 수 있다. 상기 접착 물질(16)에는 금속 산화물 예컨대, TiO2, SiO2, Al2O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 접착 물질(16)의 표면 색상은 상기 몸체(11)의 색상과 동일한 색상, 예컨대 백색이거나 다른 색상일 수 있다.
상기 접착 물질(16)은 상기 캐비티(12)의 바닥 영역 중에서 상기 캐비티(12)의 측면(13)에 인접한 영역에 형성되거나, 상기 캐비티(12)의 측면(13)과 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 경계 면을 따라 형성될 수 있다. 상기 접착 물질(16)은 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 상에 하나 또는 복수의 영역에 배치될 수 있으며, 상기 캐비티(12)의 바닥 중에서 상기 발광 칩(41)에 인접한 영역 보다는 상기 캐비티(12)의 둘레에 더 많이 분포하게 된다.
상기 접착 물질(16)은 불규칙한 형상을 갖고 서로 이격된다. 이러한 접착 물질(16)은 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 표면에 접착됨으로써, 습기 침투를 억제할 수 있고, 몰딩 부재(51)과의 접착력이 개선될 수 있다. 다만, 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 표면 광도를 달라지게 하는 문제가 발생될 수 있어, 표면 광도에 영향이 적은 영역에 최소로 분포시켜 주게 된다.
또한 상기 접착 물질(16)은 상기 캐비티(12)의 모서리 영역에 더 많이 분포될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 접착 물질(16)의 소정의 표면 거칠기를 가지며, 상기 표면 거칠기는 0.1㎛ 이상 예컨대, 0.116㎛~0.290㎛ 범위로 형성될 수 있다.
상기 접착 물질(16)의 표면 거칠기가 0.290㎛ 이상인 경우, 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 표면 광도가 저하되는 문제가 있다. 상기 접착 물질(16)의 두께는 상기 발광 칩(41)의 두께보다 얇은 두께로서, 5㎛ 이하 예컨대, 0.001㎛~3㎛ 범위로 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 11는 도 2의 발광 소자의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 원판의 리드 프레임(20)에는 복수의 간극 영역(15A)이 배치되며, 상기 간극 영역(15A)은 각 발광 소자의 간극부에 대응되는 즉, 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 영역 사이에 배치된다.
베이스 플레이트(71) 상에 리드 프레임(20)을 배치한 후, 사출 틀(72)를 결합하게 된다. 이후 베이스 플레이트(71)와 상기 사출 틀(72) 사이에 액상의 몸체 재질을 주입하게 된다. 이에 따라 상기 리드 프레임(20) 상에 몸체(11)가 성형된다. 상기 몸체(11)에는 캐비티(12)가 배치되며, 상기 캐비티(12)의 바닥에는 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 및 간극부(15)가 배치된다. 여기서, 상기 캐비티(12)의 바닥에는 접착 물질(16)이 배치된다. 상기 접착 물질(16)은 상기 몸체(11)와 동일한 재질로 형성되고, 그 위치는 상기 캐비티(12)의 둘레 및 상기 간극부(15)에 인접한 영역에 형성될 수 있다.
상기 접착 물질(16)은 상기 캐비티(12)의 바닥에 배치된 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 상에 1㎛ 미만의 두께로 형성될 수 있어, 그 분포된 면적이 클 경우 상기 캐비티(12)의 바닥에서의 표면 광도가 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
도 6 내지 도 8과 같이, 각 발광 소자 영역(1A)가 복수의 열(A,B,C)로 배열되는 발광 모듈로 이루어지며, 각 발광 소자 영역(1A)의 캐비티(12)의 바닥에는 접착 물질(16)가 서로 다른 영역에 분포하게 되며, 이러한 접착 물질(16)을 제거하는 과정을 수행하게 된다.
상기 발광 모듈에 대해 전류를 공급하여, 상기 접착 물질(16) 중 일부가 상기 리드 프레임(20)으로부터 팽창하거나 들뜨게 된다. 이후 상기 발광 소자 영역(1A)으로 물을 분사하는 공정(E1)을 진행하여 상기 접착 물질(16)을 제거하게 된다.
여기서, 도 8과 같이, 발광 모듈을 회전시켜 상기 발광 소자 영역(1A)가 하 방향으로 보일 수 있도록 한 후, 상기 물을 분사하는 공정을 수행함으로써, 상기 접착 물질(16)을 부분적으로 제거할 수 있다.
다른 예로서, 도 9와 같이 발광 모듈을 수직하게 배열한 후, 각 발광 소자 영역(1A)에 대해 수평 방향으로 서로 다른 압력을 갖는 물을 분사하는 공정(E2,E3)을 수행하게 된다. 이에 따라 발광 소자 영역(1A)의 캐비티(12)의 바닥에 접착된 접착 물질(16)을 부분적으로 제거하게 된다. 이때 상기 발광 모듈에 분사하는 물의 압력을 하 방향으로 갈수록 더 큰 압력으로 분사함으로써, 발광 모듈의 상/하 영역 전체에서 접착 물질(16)을 부분적으로 제거할 수 있게 된다.
다른 예로서, 상기 발광 모듈에 대해 시간 차이를 두고 압력 차이를 갖는 물을 분사함으로써, 상기의 접착 물질(16)을 부분적으로 제거할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 발광 소자 모듈을 회전 시킨 후 상기 발광 모듈의 전 영역에서 상기 접착 물질(16)의 분포를 줄일 수 있다.
상기와 같이 접착 물질(16)에 대해 물 분사 과정을 통해 분포 영역과 크기를 줄여줌으로써, 접착 물질(16)에 의해 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 표면 광도의 저하를 개선할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 캐비티(12)의 바닥에 배치된 제2리드 프레임(31) 상에 발광 칩(41)을 탑재하고 제1리드 프레임(21)과 연결 부재(43)로 연결되는 칩 탑재 공정을 수행하게 된다. 상기 발광 칩(41)을 탑재하면, 상기 캐비티(12) 내에 몰딩 부재(51)을 형성하게 된다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 발광 모듈에서 개별 발광 소자 크기(T1)로 커팅하여 도 11과 같은 개별 발광 소자를 제공할 수 있게 된다. 여기서, 상기 발광 소자에는 캐비티(12)의 측면(13)로부터 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 상면으로 연장된 접착 물질(16)이 남아있게 된다.
상기 캐비티(12)의 바닥에 배치된 제2리드 프레임(31) 상에 발광 칩(41)이 배치되고, 제1리드 프레임(21)과 연결 부재(43)로 연결시켜 준다.
상기 캐비티(12) 상에 몰딩 부재(51)를 형성하게 되며, 상기 몰딩 부재(51)는 디스펜싱하거나 스퀴즈 방식으로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(51)의 재질은 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 내부에 형광체가 첨가될 수 있다. 상기 몰딩 부재(51) 상에는 광학 렌즈가 더 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 개별 소자 단위로 커팅하여, 도 2와 같은 발광 소자를 제조하게 된다.
도 12를 참조하면, 발광 소자는 캐비티(12)를 갖는 몸체(11), 간극부(15), 접착 물질(16), 홈(22,32)을 갖는 제1 및 제2리드 프레임(21,31), 발광 칩(41), 및 몰딩 부재(51)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(21)은 상기 발광 칩(41)보다 상기 캐비티(12)의 측면(13)에 인접한 영역에 제1홈(22)이 배치되며, 상기 제1홈(22)은 상기 캐비티(12)의 측면(13)을 따라 배치되며 상기 캐비티(12)의 측면(13)과 소정 간격으로 이격된다.
상기 제2리드 프레임(31)은 발광 칩(41)보다 상기 캐비티(12)의 측면(13)에 인접한 제2홈(32)이 배치되며, 상기 제2홈(32)은 상기 캐비티(12)의 측면(13)을 따라 배치되며 상기 캐비티(12)의 측면(13)과 소정 간격으로 이격된다.
상기 제1 및 제2홈(22,32)의 깊이(T2)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 두께(T1)의 50% 이하로 형성될 수 있으며, 그 길이는 상기 캐비티(12)의 바닥 너비보다 길게 형성될 수 있다.
상기 접착 물질(16)은 상기 캐비티(12)의 측면(13)으로부터 연장되며, 상기 제1홈(22)과 상기 측면(13) 사이와 상기 제2홈(32)과 측면(13) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2홈(22,32)에는 몰딩 부재(51)의 일부가 채워질 수 있으며, 상기 접착 물질(16)이 상기 제1 및 제2홈(22,32)의 안쪽으로 침투하는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라 상기 접착 물질(16)에 의한 연결 부재(43)의 본딩 부분이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 13 및 도 14에 도시된 표시 장치, 도 15에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 13은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 13을 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl methacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphtha late) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 광원 모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 발광 소자(1035)를 포함하며, 상기 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
상기 기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 도광판(1041)의 일측 면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트 유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 14는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기의 광원 모듈(1160)은 기판(1120) 및 상기 기판(1120) 위에 배열된 복수의 발광 소자(1124)를 포함한다.
여기서, 상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(poly methyl methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 15는 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 15를 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
상기 커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 광원부(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
상기 부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 돌출부(2670)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 돌출부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 돌출부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 실시예 들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 발광 소자 11: 몸체
12: 캐비티 16: 접착 물질
21,31: 리드 프레임 22,32: 홈
41: 발광 칩 51: 몰딩 부재

Claims (9)

  1. 캐비티를 갖는 몸체;
    상기 캐비티 내에 서로 이격되게 배치된 제1 및 제2리드 프레임;
    상기 제1 및 제2리드 프레임 사이에 배치된 간극부;
    상기 캐비티의 측면들 중 적어도 한 측면으로부터 상기 제1 및 제2리드 프레임 중 적어도 하나의 상면으로 연장된 접착 물질;
    상기 제1리드 프레임과 제2리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩; 및
    상기 캐비티에 배치되며 상기 접착 물질과 접착된 몰딩 부재를 포함하며,
    상기 접착 물질의 일부가 0.116㎛~0.290㎛ 범위의 표면 거칠기를 갖는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착 물질은 상기 몸체와 동일한 재질로 형성되는 발광 소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 접착 물질은 상기 캐비티의 서로 다른 측면으로부터 상기 제1 및 제2리드 프레임 상에 연장된 발광 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착 물질은 상기 발광 칩보다 상기 캐비티의 적어도 한 측면에 더 인접하게 배치된 발광 소자.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착 물질은 에폭시 재질인 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 접착 물질은 금속 산화물을 포함하는 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2리드 프레임은 상기 캐비티의 바닥의 연장 선보다 아래에 배치되는 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2리드 프레임은 상기 발광 칩보다 상기 캐비티의 측면에 인접한 홈을 포함하며, 상기 접착 물질은 상기 캐비티의 측면과 상기 홈 사이에 배치되는 발광 소자.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 발광 소자를 포함하는 조명 시스템.


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