KR101078033B1 - Light emitting device package and backlight unit having same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 균일한 휘도의 광을 방출할 수 있으며 적은 개수로도 고성능의 백라이트 유닛을 구현할 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 위하여, 적어도 일 리드를 포함하는 리드프레임과, 상기 리드프레임 상의 발광소자와, 상기 리드프레임에 결합되고 상기 발광소자에서 생성된 광이 방출되도록 하는 반사부를 갖는 몰딩재와, 상기 발광소자에서 방출될 광의 진행경로 상에 배치되는 렌즈부를 구비하며, 상기 발광소자의 광축으로부터의 거리를 x라 하고 상기 발광소자의 광축으로부터의 거리가 x인 지점에서 상기 발광소자가 배치된 평면으로부터의 거리를 f(x)라 하며 상기 광축에 수직인 평면으로부터의 각도인 θr이 10° 내지 35°라 할 시, 상기 렌즈부의 상기 발광소자를 향한 면이 아닌 외측면의 적어도 일부분이 하기 수학식 1에 의해 정의되는, 발광소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공한다.
[수학식 1]
f'(x) = tan{45°+ θr/2 - 0.5 × tan-1(x/f(x)) }The present invention provides a lead frame including at least one lead for a light emitting device package and a backlight unit having the same, which can emit light having a uniform brightness and can implement a high performance backlight unit with a small number, and the lead frame And a light emitting element coupled to the lead frame, a molding material having a reflection portion to emit light generated by the light emitting element, and a lens portion disposed on a traveling path of light to be emitted from the light emitting element. Is the distance from the optical axis of x and the distance from the plane where the light emitting element is disposed at the point where the distance from the optical axis of the light emitting element is x is f (x) and is the angle from the plane perpendicular to the optical axis. When r is 10 ° to 35 °, at least a part of the outer surface of the lens unit, not the surface facing the light emitting element, is represented by the following equation. Provided is a light emitting device package defined by 1 and a backlight unit having the same.
[Equation 1]
f '(x) = tan {45 ° + θ r / 2-0.5 × tan -1 (x / f (x))}
Description
본 발명은 발광소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 더 상세하게는 균일한 휘도의 광을 방출할 수 있으며 적은 개수로도 고성능의 백라이트 유닛을 구현할 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device package and a backlight unit having the same, and more particularly, to a light emitting device package capable of emitting light having a uniform brightness and implementing a high performance backlight unit with a small number, and a backlight having the same. It is about a unit.
일반적으로 발광소자는 전자장치, 예컨대 디스플레이장치에서 백라이트 유닛의 광원으로 사용되고 있다. 이러한 발광소자는 백라이트 유닛에 결합하기 전에 다양한 형태로 패키징될 수 있다.In general, the light emitting device is used as a light source of the backlight unit in an electronic device, such as a display device. Such a light emitting device may be packaged in various forms before coupling to the backlight unit.
패키징된 다수의 발광소자 패키지들을 이용해서 백라이트 유닛을 구성할 시, 백라이트 유닛은 그 전면(全面)에 있어서 휘도가 균일할수록 바람직하다. 백라이트 유닛의 전면에서 휘도가 균일하도록 하기 위해서는 복수개의 발광소자 패키지들을 균일하게 배치할 필요가 있다.When constructing a backlight unit using a plurality of packaged light emitting device packages, the backlight unit is preferably more uniform in brightness over its entire surface. In order to make the luminance uniform in the front of the backlight unit, it is necessary to uniformly arrange the plurality of light emitting device packages.
그러나 발광소자 패키지의 발광소자로서 광의 특정 방향으로의 직진성이 높은 광원을 사용할 경우, 발광소자 패키지들이 배치된 부분과 발광소자 패키지들 사이의 부분에서의 휘도차이가 발생할 수 있다. 그 결과, 이러한 발광소자 패키지들을 이용하여 백라이트 유닛을 제조할 시 백라이트 유닛 전면에 걸친 휘도 균일도를 담보할 수 없게 된다는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 백라이트 유닛을 제조할 시 발광소자 패키지들의 배치간격을 줄이는 것을 고려할 수 있으나, 이 경우 백라이트 유닛의 제조에 필요한 발광소자 패키지들의 개수가 급격하게 증가하여 제조비용이 높아진다는 문제점이 발생할 수 있다.However, when a light source having high linearity in a specific direction of light is used as a light emitting device of a light emitting device package, a luminance difference may occur between a portion where the light emitting device packages are disposed and a portion between the light emitting device packages. As a result, when manufacturing a backlight unit using such light emitting device packages, there may be a problem that it is impossible to ensure the uniformity of luminance across the entire back light unit. In order to solve this problem, it may be considered to reduce the arrangement interval of the light emitting device packages when manufacturing the backlight unit, but in this case, the number of light emitting device packages required for manufacturing the backlight unit is rapidly increased, thereby increasing the manufacturing cost. May occur.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 균일한 휘도의 광을 방출할 수 있으며 적은 개수로도 고성능의 백라이트 유닛을 구현할 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the various problems including the above problems, the light emitting device package which can emit light of uniform brightness and can implement a high-performance backlight unit with a small number and a backlight unit having the same It aims to provide.
본 발명은 적어도 일 리드를 포함하는 리드프레임과, 상기 리드프레임 상의 발광소자와, 상기 리드프레임에 결합되고 상기 발광소자에서 생성된 광이 방출되도록 하는 반사부를 갖는 몰딩재와, 상기 발광소자에서 방출될 광의 진행경로 상에 배치되는 렌즈부를 구비하며, 상기 발광소자의 광축으로부터의 거리를 x라 하고 상기 발광소자의 광축으로부터의 거리가 x인 지점에서 상기 발광소자가 배치된 평면으로부터의 거리를 f(x)라 하며 상기 광축에 수직인 평면으로부터의 각도인 θr이 10° 내지 35°라 할 시, 상기 렌즈부의 상기 발광소자를 향한 면이 아닌 외측면의 적어도 일부분이 하기 수학식 1에 의해 정의되는, 발광소자 패키지를 제공한다.The present invention provides a lead frame including at least one lead, a light emitting device on the lead frame, a molding material coupled to the lead frame and configured to emit light generated by the light emitting device, and the light emitting device emits light. A lens unit disposed on a traveling path of light to be used, wherein a distance from an optical axis of the light emitting device is x and a distance from a plane where the light emitting device is disposed at a point where the distance from the optical axis of the light emitting device is x; (x) and when θ r, which is an angle from a plane perpendicular to the optical axis, is 10 ° to 35 °, at least a part of the outer surface of the lens unit, not the surface facing the light emitting element, is represented by Equation 1 below. Provided is a light emitting device package.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 렌즈부의 상기 수학식 1에 의해 정의되는 면은, 상기 렌즈부의 외측면의 상기 발광소자의 광축이 통과하는 부분을 포함하는 것으로 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the surface defined by Equation 1 of the lens unit may include a portion through which the optical axis of the light emitting element of the outer surface of the lens unit passes.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 발광소자의 광축은 상기 리드프레임의 상기 발광소자가 배치되는 면에 수직인 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the optical axis of the light emitting device may be perpendicular to the surface on which the light emitting device of the lead frame is disposed.
본 발명은 또한, 반사시트와, 상기 반사시트 상에 배치되거나 상기 반사시트 상부에 배치된 도광판과, 상기 도광판으로 광을 조사하도록 배치된 전술한 것과 같은 발광소자 패키지들 중 적어도 어느 하나를 구비하는, 백라이트 유닛을 제공한다.The present invention also includes at least one of a reflective sheet, a light guide plate disposed on or on the reflective sheet, and at least one of the light emitting device packages as described above arranged to irradiate light to the light guide plate. Provide a backlight unit.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 발광소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛에 따르면, 균일한 휘도의 광을 방출할 수 있으며 적은 개수로도 고성능의 백라이트 유닛을 구현할 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 구현할 수 있다.According to the light emitting device package and the backlight unit having the same of the present invention made as described above, the light emitting device package and the backlight having the same can emit a light of a uniform brightness and implement a high-performance backlight unit with a small number Units can be implemented.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 렌즈부를 개략적으로 도시하는 절단 사시도이다.
도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 렌즈부 외측면 일부에서의 광경로에 대한 설명 및 해당 외측면 일부의 면 형태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device package according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a lens unit of the light emitting device package of FIG. 1.
FIG. 3 is a conceptual diagram for describing an optical path on a portion of an outer surface of a lens unit of the light emitting device package of FIG. 1 and a surface shape of a portion of the outer surface.
4 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention.
8 is a side conceptual view schematically illustrating a backlight unit according to another exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms, and the following embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to inform you completely. In addition, the components may be exaggerated or reduced in size in the drawings for convenience of description.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.In the following embodiments, the x-axis, the y-axis, and the z-axis are not limited to three axes on the orthogonal coordinate system, and can be interpreted in a broad sense including the three axes. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 렌즈부(70)를 개략적으로 도시하는 절단 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면 본 실시예에 따른 발광소자 패키지는 리드프레임(10), 발광소자(20, light emitting device), 몰딩재(40) 및 렌즈부(70)를 구비한다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a light emitting device package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cutaway perspective view schematically illustrating a
발광소자(20)는 전기 신호를 인가받아 광을 방출하는 소자로서 다양한 전자 장치의 광원으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 발광소자(20)는 화합물 반도체의 다이오드로 구성될 수 있고, 이러한 발광소자(20)는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)로 불릴 수 있다. 이러한 발광 다이오드는 화합물 반도체의 물질에 따라서 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다.The
리드프레임(10)은 적어도 한 개의 리드(14)를 포함하는데, 도면에서는 리드프레임(10)이 발광소자(20)를 중심으로 +y 방향과 -y 방향에 배치된 리드들(14)을 포함하는 경우를 도시하고 있다. 발광소자(20)는 리드프레임(10) 상에 배치될 수 있다. 예컨대 발광소자(20)는 적절한 접착 부재를 이용하여 리드 프레임(10) 상에 접합될 수 있다. 나아가, 발광소자(20)는 적절한 커넥터, 예컨대 본딩 와이어(미도시)를 이용하여 리드 프레임(10)과 전기적으로 연결될 수 있다.The
리드프레임(10)은 도면에 도시된 것과 같이 리드(14) 외에 다이패드(12)를 더 포함할 수도 있는데, 리드프레임(10) 상에 배치되는 발광소자(20)는 특히 다이패드(12) 상에 배치될 수도 있다. 이 경우 다이패드(12)는 홈(13)을 갖도록 절곡되고, 발광소자(20)는 이 홈(13) 내의 다이패드(12) 상에 접합될 수 있다. 발광소자(2)가 홈(13) 내에 안착될 수 있도록, 홈(13)의 깊이는 발광소자(20)의 높이보다 클 수 있다.The
리드들(14)은 발광소자(20)와 외부 기기 사이의 전기적 신호전달을 매개하는 역할을 할 수 있다. 리드들(14)의 수는 발광소자(20)에 따라서 적절하게 선택될 수 있는데, 예컨대 발광 다이오드의 경우 도시된 것과 같이 한 쌍의 리드들이 제공될 수 있다. 다이패드(12)는 발광소자(20)의 전기적인 신호전달에 직접 관여하지 않을 수 있다는 점에서, 리드들(14)과 분리되거나 또는 리드들(14)의 하나와 연결될 수도 있다. 도면에서는 발광소자(20)를 중심으로 +y 방향에 배치된 리드(14)가 다이패드(12)와 일체(一體)인 경우를 도시하고 있다. 물론 이와 달리 발광소자(20)를 중심으로 +y 방향에 배치된 리드(14)가 다이패드(12)와 이격되어 있되, 양자가 와이어링(배선) 등을 통해 전기적으로 연결될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 물론 와이어링은 리드(14)와 다이패드(12) 사이에 이루어지는 것이 아니라, 리드(14)와 발광소자(20) 사이에 이루어지는 것일 수도 있다. 물론 발광소자(20)를 중심으로 -y 방향에 배치된 리드(14)와 발광소자(20)도 와이어링(미도시)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.The
다이패드(12)와 리드(14)는 같은 물질로 구성되거나 또는 다른 물질로 구성될 수도 있다. 다이패드(12)와 리드(14)가 같은 물질로 구성된 경우, 리드프레임(10)은 도전성 플레이트를 펀칭 기술 등을 이용하여 패터닝하여 형성될 수 있다. 패키징 작업 중 다이패드(12)가 리드 프레임(10)으로부터 분리될 염려가 있는 경우, 다이패드(12)는 복수개의 리드(14)들 중 하나와 일체로 형성될 수도 있다.The
몰딩재(40)는 리드프레임(10)에 결합되어 측면 발광형 발광소자 패키지의 전체적인 외형을 이룰 수 있다. 몰딩재(40)는 발광소자(20)에서 생성된 광이 일 방향으로 방출되도록 하는 반사부(50)를 갖는다. 반사부(50)는 발광소자(20)에서 생성된 광이 방출될 방향(+x 방향)으로의 개구(52)를 한정하는 것으로 이해할 수도 있다. 이에 따라 개구(52)를 통해 발광소자(20)가 몰딩재(40)에서 노출될 수 있다. 물론 발광소자(20)를 외부 습기 등으로부터 보호하기 위하여 발광소자(20)가 외부에 노출되지 않도록, 몰딩재(40)에서 노출된 발광소자(20)를 덮는 투광성 충진재(미도시)를 필요에 따라 형성할 수도 있음은 물론이다.The
이러한 충진재에는 형광체가 혼입되어 홈(13) 및/또는 개구(52)에 전체적으로 또는 부분적으로 채워질 수 있다. 형광체는 다양한 색상이 독립적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 예컨대 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체의 하나 또는 이들의 조합을 이용하여 백색을 구현할 수 있으나, 본 실시예가 이러한 예에 한정되는 것은 아니다. 충진재는 홈(13)에만 채워지거나 또는 홈(13) 및 개구(52)에 같이 채워질 수도 있다. 예컨대, 홈(13)에는 형광체가 혼합된 충진재가 채워지고, 개구(52)에는 형광체 없는 (투명) 충진재가 별도로 채워질 수도 있다.Such fillers may incorporate phosphors to fill the
반사부(50)는 백라이트 모듈에 실장될 때는 도광판을 향하도록 배치된다(도 8 참조). 이러한 반사부(50)는 발광소자(20)로부터 발산되는 광을 반사시켜 발광소자(20)의 발광효율을 높이는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 개구(52)는 경사면을 갖도록 형성될 수 있고, 경사면의 각도는 광 반사 효율과 성형성을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.The
몰딩재(40)는 리드 프레임(10) 상에 적절한 성형 방법, 예컨대 사출 성형법 또는 트랜스퍼 성형법을 이용하여 형성될 수 있다. 몰딩재(40)는 적절한 수지, 예컨대 에폭시 몰딩 수지를 포함할 수 있다. 반사부(50)는 개구(52)를 포함하는 몰딩재(40)의 일부분을 지칭할 수 있다.The
렌즈부(70)는 발광소자(20)에서 방출될 광의 진행경로 상에 배치된다. 도 1에서는 발광소자(20)에서 방출될 광의 진행경로가 대략 +x 방향이므로, 발광소자(20)로부터 +x 방향에 배치된다. 물론 도시된 것과 같이 렌즈부(70)는 몰딩재(40)의 일부분이라 할 수 있는 반사부(50)와 컨택할 수 있다. 이러한 렌즈부(70)는 발광소자(20)의 광축(AL)으로부터의 거리를 x라 하고(+x 방향이 아닌 +y 방향 또는 -y 방향으로의 거리임) 발광소자(20)의 광축(AL)으로부터의 거리가 x인 지점에서 발광소자(20)가 배치된 평면으로부터의 거리를 f(x)라 할 시, 발광소자(20)를 향한 면이 아닌 외측면(+x 방향의 외면)의 적어도 일부분이 하기 수학식 1에 의해 정의되도록 할 수 있다.The
[수학식 1][Equation 1]
f'(x) = tan{45°+ θr/2 - 0.5 × tan-1(x/f(x)) }f '(x) = tan {45 ° + θ r / 2-0.5 × tan -1 (x / f (x))}
여기서 발광소자(20)가 배치된 평면이라 함은 도 1의 경우에는 다이패드(12)의 발광소자(20)가 배치된 부분의 상면을 의미하는 것일 수 있다. 도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 렌즈부(70)를 개략적으로 도시하는 절단 사시도인바, 도 1과 도 2에서는 발광소자(20)의 광축(AL)으로부터 도 1에서 거리 x로 표시된 부분까지의 부분에서, 렌즈부(70)의 외측면이 상기 수학식 1에 의해 정의되는 면이 되는 것으로 도시하고 있다. 즉, 도 2에서 발광소자(20)의 광축(AL)을 중심으로 오목한 가운데 부분의 적어도 일부 면이, 다시 설명하면 렌즈부(70)의 외측면의 발광소자(20)의 광축(AL)이 통과하는 부분을 포함하는 부분이, 상기 수학식 1에 의해 정의되는 것으로 이해할 수 있다. 여기서 발광소자(20)의 광축(AL)은 리드프레임(10)의 발광소자(20)가 배치되는 면, 즉 다이패드(14)의 상면에 수직일 수 있다.Herein, the plane on which the
상기 수학식 1에 의해 정의되는 면의 의미를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The meaning of the plane defined by Equation 1 will be described below with reference to FIG. 3.
도 3에서 (x,f(x))로 정의되는 점은 렌즈부(70)의 외측면의 일 지점을 의미한다. 발광소자(20)는 원점(O)에 위치한 점광원인 것으로 가정한다. 발광소자(20)에서 방출된 광의 해당 지점으로의 입사광(Li)이 해당 지점에서 반사되어 반사광(Lr)이 된다면, 해당 지점에서의 렌즈부(70)에 접하는 평면(tl)과 이에 수직인 직선(vl)을 도 3에 도시된 것과 같이 정의할 수 있다. 입사광(Li)이 평면(tl)과 이루는 각을 θ, 입사광(Li)이 y축과 평행한 직선과 이루는 각을 θi, 평면(tl)과 x축이 이루는 각을 α라 하면, 반사광(Lr)이 x축과 이루는 각도가 θr이 될 시, α는 다음 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.In FIG. 3, a point defined as (x, f (x)) means a point on the outer surface of the
한편, 평면(tl)의 x축에 대한 기울기는 지점 (x, f(x))에서의 함수의 미분값으로, 즉 f'(x)로 나타낼 수 있다. 이때 이 기울기는 도 3에 도시된 것과 같은 기하학적 구조를 고려하면, α = θ + θr이므로, 다음 수학식 3에서와 같이 나타낼 수도 있다.On the other hand, the slope of the plane (tl) with respect to the x-axis can be expressed as the derivative value of the function at the point (x, f (x)), that is, f '(x). At this time, if the slope is taken into account the geometry as shown in Figure 3, since α = θ + θ r, can be expressed as in the following equation (3).
여기서 θr은 반사광(Lr)이 x축(즉, 광축과 수직인 평면)과 이루는 각도로서 10° 내지 35°일 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, θr이 10°보다 작게 되면, 즉 반사광(Lr)이 수평에 대해 10°의 각도보다 작은 각도를 갖는 경우를 상정하면, 렌즈부(70)를 구성하는 물질의 굴절율이 1.3 내지 1.6인 것을 고려할 시, 경우에 따라서는 입사광(Li)의 입사각이 해당 굴절율에 의해 결정되는 임계각(39° 내지 50°)보다 작아질 수 있어 전반사가 일어나지 않을 수 있다. 또한, 일반적으로 요구되는 발광소자 패키지 전방에서의 최소 광 퍼짐 각도가 110°인 것을 고려할 시, 컴퓨터 시뮬레이션 결과 θr이 35°보다 크게 되면, 즉 반사광(Lr)이 수평에 대해 35°의 각도보다 큰 각도를 갖는 경우를 상정하면, 발광소자 패키지 전방에서의 광 퍼짐 각도가 110°(=(90°- 35°)×2)보다 작게 되어 발광소자 패키지 전방에서의 휘도 균일도가 저하되는 것으로 나타났다. 따라서 전술한 바와 같은 면의 결정에 있어서 반사광(Lr)이 x축과 이루는 각도인 θr이 10° 내지 35°가 되도록 하는 것이 바람직하다.Here, θ r is an angle formed by the reflected light Lr with the x-axis (ie, a plane perpendicular to the optical axis), and may be 10 ° to 35 °. As a result of computer simulation, when θ r is smaller than 10 °, that is, the case where the reflected light Lr has an angle smaller than 10 ° with respect to the horizontal, the refractive index of the material constituting the
아울러 상기 수학식 2와 α = θ + θr의 관계를 이용하면, 하기 수학식 4와 같이 θ를 나타낼 수 있다.In addition, by using the relationship between Equation 2 and α = θ + θ r , θ can be expressed as shown in Equation 4 below.
따라서 수학시기 3은 다음 수학식 5와 같이 표현할 수 있다.Therefore, math period 3 can be expressed as Equation 5 below.
도 3의 기하학적 구조를 고려하면 θi = tan-1( x/f(x) )이므로, 수학식 5는 결국 전술한 것과 같은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Considering the geometry of FIG. 3, since θ i = tan −1 (x / f (x)), Equation 5 may be expressed as Equation 1 as described above.
[수학식 1][Equation 1]
f'(x) = tan{45°+ θr/2 - 0.5 × tan-1(x/f(x)) }f '(x) = tan {45 ° + θ r / 2-0.5 × tan -1 (x / f (x))}
상기 수학식 1로 정의되는 y = f(x)의 함수는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 일의적으로 확정할 수 있으며, 도 2는 θr = 12.5°인 경우 그와 같이 확정된 함수를 y축을 중심으로 회전시켜 획득한 곡면의 일부가, 렌즈부(70)의 외측면의 발광소자(20)의 광축(AL)이 통과하는 부분을 포함하는 부분이 되는 경우를 도시하고 있다.The function of y = f (x) defined by Equation 1 may be uniquely determined through computer simulation, and FIG. 2 rotates the determined function about the y-axis when θ r = 12.5 °. The case where a part of the curved surface acquired by making it become the part containing the part which the optical axis AL of the
렌즈부(70)가 이와 같은 면을 가질 경우, 해당 면으로의 입사광은 전반사된다. 렌즈부(70)를 실리콘으로 형성할 경우 일반적인 실리콘의 굴절율은 대략 1.42이므로 전반사가 일어나기 위한 임계각은 44.7°이다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과에 따르면, 도 3에 도시된 것과 같은 기하학적 구조에서 입사광(Li)의 입사각은 언제나 이 임계각보다 크게 된다. 따라서 발광소자(20)에서 방출되어 렌즈부(70)의 해당 함수로 정의되는 외측면으로 입사하는 광은 모두 전반사되어, 수평에 대해 θr의 각도로(도 3 참조) 진행하게 된다. 한편, 렌즈부(70)를 구성하는 물질의 굴절율은 통상적으로 1.3 내지 1.6의 범위인바, 전술한 바와 같이 렌즈부(70)를 구성하는 물질의 굴절율이 1.3 내지 1.6의 범위일 경우에도, 후술하는 바와 같이 도 3에 도시된 것과 같은 기하학적 구조에서 입사광(Li)의 입사각은 언제나 해당 굴절율에 의해 결정되는 임계각보다 크게 된다. 따라서 발광소자(20)에서 방출되어 렌즈부(70)의 해당 함수로 정의되는 외측면으로 입사하는 광은 모두 전반사되어, 수평에 대해 θr의 각도로(도 3 참조) 진행하게 된다.When the
이 경우 발광소자 패키지의 전방(前方)에서 발광소자 패키지를 바라보게 되면(즉, 발광소자 패키지를 -x 방향으로 바라볼 시), 종래의 발광소자 패키지와 비교해서 발광소자 패키지의 중심 근방(발광소자(20)가 위치한 근방, 즉 광축(AL) 근방)에서의 휘도가 상대적으로 낮아지는 반면 발광소자 패키지의 외곽부분에서의 휘도가 상대적으로 높아지게 된다. 이는 결국 발광소자 패키지의 전방에서 휘도가 균일한 영역, 즉 특정 휘도 이상인 영역이 더 넓어지는 것으로 이해할 수 있다.In this case, when the light emitting device package is viewed from the front of the light emitting device package (that is, when the light emitting device package is viewed in the -x direction), the light emitting device package is closer to the center of the light emitting device package than the conventional light emitting device package. The luminance in the vicinity of the
이와 같은 본 실시예에 따른 발광소자 패키지들을 이용하여 백라이트 유닛을 제조하게 되면, 발광소자 패키지들 사이의 거리가 넓어지더라도 발광소자 패키지들이 배치된 부분과 발광소자 패키지들 사이의 부분에서의 휘도차이를 줄일 수 있다. 그 결과, 이러한 발광소자 패키지들을 이용하여 백라이트 유닛을 제조할 시 백라이트 유닛 전면에 걸친 휘도 균일도를 높일 수 있으며, 특히 백라이트 유닛 제조 시 사용되는 발광소자 패키지들의 수를 줄임으로써 백라이트 유닛 제조비용을 획기적으로 절감할 수 있다. 이러한 효과는 발광소자 패키지의 발광소자(20)로서 광의 특정 방향으로의 직진성이 높은 광원 발광 다이오드 등을 사용할 경우 더욱 높아질 수 있다.When the backlight unit is manufactured using the light emitting device packages according to the present exemplary embodiment, even if the distance between the light emitting device packages increases, the luminance difference between the portion where the light emitting device packages are disposed and the part between the light emitting device packages is different. Can be reduced. As a result, when manufacturing the backlight unit using such light emitting device packages, it is possible to increase the uniformity of brightness across the entire backing unit, and in particular, by reducing the number of light emitting device packages used when manufacturing the backlight unit, the backlight unit manufacturing cost is significantly reduced. Can be saved. Such an effect may be further increased when a light source LED having a high linearity in a specific direction of the
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 본 실시예에 따른 발광소자 패키지는 전술한 실시예에 따른 발광소자 패키지와 달리 몰딩재(40)의 오목부를 채우는 투광성 충진재(60)를 더 구비한다. 이 충진재(60)는, 렌즈부(70)가 포함하는 물질의 굴절율이 충진재(60)의 굴절율보다 작도록 선택될 수 있다.4 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention. The light emitting device package according to the present embodiment, unlike the light emitting device package according to the above-described embodiment, further includes a
이러한 충진재(60)를 갖는 발광소자 패키지의 경우, 발광소자(20)에서 방출된 광은 충진재(60)와 렌즈부(70) 사이의 경계를 통과하면서, 충진재(60)의 굴절율이 렌즈부(70)가 포함하는 물질의 굴절율과 같은 경우와 달리, 발광소자 패키지의 외곽 방향으로 굴절된다. 이를 통해 결과적으로, 발광소자 패키지의 전방(前方)에서 발광소자 패키지를 바라보게 되면(즉, 발광소자 패키지를 -x 방향으로 바라볼 시), 충진재(60)가 없거나 렌즈부(70)가 없을 때와 비교해서 발광소자 패키지의 중심 근방(발광소자(20)가 위치한 근방)에서의 휘도가 상대적으로 낮아지는 반면 발광소자 패키지의 외곽부분에서의 휘도가 상대적으로 높아지게 된다. 이는 결국 발광소자 패키지의 전방에서 휘도가 균일한 영역, 즉 특정 휘도 이상인 영역이 더욱 넓어지는 것으로 이해할 수 있다.In the light emitting device package having the
이와 같은 본 실시예에 따른 발광소자 패키지들을 이용하여 백라이트 유닛을 제조하게 되면, 발광소자 패키지들 사이의 거리가 넓어지더라도 발광소자 패키지들이 배치된 부분과 발광소자 패키지들 사이의 부분에서의 휘도차이를 줄일 수 있다. 그 결과, 이러한 발광소자 패키지들을 이용하여 백라이트 유닛을 제조할 시 백라이트 유닛 전면에 걸친 휘도 균일도를 높일 수 있으며, 특히 백라이트 유닛 제조 시 사용되는 발광소자 패키지들의 수를 줄임으로써 백라이트 유닛 제조비용을 획기적으로 절감할 수 있다. 이러한 효과는 발광소자 패키지의 발광소자(20)로서 광의 특정 방향으로의 직진성이 높은 광원 발광 다이오드 등을 사용할 경우 더욱 높아질 수 있다.When the backlight unit is manufactured using the light emitting device packages according to the present exemplary embodiment, even if the distance between the light emitting device packages increases, the luminance difference between the portion where the light emitting device packages are disposed and the part between the light emitting device packages is different. Can be reduced. As a result, when manufacturing the backlight unit using such light emitting device packages, it is possible to increase the uniformity of brightness across the entire backing unit, and in particular, by reducing the number of light emitting device packages used when manufacturing the backlight unit, the backlight unit manufacturing cost is significantly reduced. Can be saved. Such an effect may be further increased when a light source LED having a high linearity in a specific direction of the
충진재(60)는 발광소자 패키지의 휘도 균일도를 높이는 것 외에, 전술한 바와 같이 발광소자(20)를 외부 습기 등으로부터 보호하기 위하여 발광소자(20)가 외부에 노출되지 않도록 하는 역할도 할 수 있다. 이러한 충진재(60)에는 형광체가 혼입된 것일 수 있다. 물론 도면에 도시된 것과 달리, 홈(13)에는 형광체가 혼합된 충진재가 채워지고, 개구(52)에는 형광체 없는 (투명) 충진재가 별도로 채워질 수도 있다.In addition to increasing the luminance uniformity of the light emitting device package, the
한편, 도 4에서는 충진재(60)와 렌즈부(70)가 서로 상이한 구성요소인 것으로 도시하고 있으나, 도 5에 도시된 것과 같은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지에서와 같이 충진재(60)와 렌즈부(70)가 일체(一體)일 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.Meanwhile, although FIG. 4 shows that the
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 본 실시예에 따른 발광소자 패키지는 도 4를 참조하여 전술한 실시예에 따른 발광소자 패키지와 달리 몰딩재(40)의 오목부를 채우는 투광성 충진재(60)의 상면이 오목한 형상을 갖는다. 이 충진재(60)는, 렌즈부(70)가 포함하는 물질의 굴절율이 충진재(60)의 굴절율보다 작도록 선택될 수 있다.6 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention. In the light emitting device package according to the present embodiment, unlike the light emitting device package according to the above-described embodiment, the upper surface of the
이러한 충진재(60)를 갖는 발광소자 패키지의 경우, 충진재(60)가 오목렌즈와 유사한 효과를 갖기 때문에, 발광소자(20)에서 방출되는 광은 충진재(60)와 렌즈부(70) 사이의 경계를 통과하면서 발광소자 패키지의 외곽 방향으로 굴절된다. 이 경우 광이 충진재(60)와 렌즈부(70) 사이의 경계를 통과할 시 도 4에 도시된 경우보다 더 외곽 방향으로 굴절된다.In the case of the light emitting device package having the
이를 통해 결과적으로, 발광소자 패키지의 전방(前方)에서 발광소자 패키지를 바라보게 되면(즉, 발광소자 패키지를 -x 방향으로 바라볼 시), 충진재(60)가 없거나 렌즈부(70)가 없을 때와 비교할 시는 물론 충진재(60)와 렌즈부(70)가 있다 하더라도 충진재(60)와 렌즈부(70) 사이의 계면이 평탄한 경우 비교할 시, 발광소자 패키지의 중심 근방(발광소자(20)가 위치한 근방)에서의 휘도가 상대적으로 낮아지는 반면 발광소자 패키지의 외곽부분에서의 휘도가 상대적으로 높아지게 된다. 이는 결국 발광소자 패키지의 전방에서 휘도가 균일한 영역, 즉 특정 휘도 이상인 영역이 더욱 넓어지는 것으로 이해할 수 있다.As a result, when looking at the light emitting device package from the front of the light emitting device package (that is, when looking at the light emitting device package in the -x direction), there is no
이와 같은 본 실시예에 따른 발광소자 패키지들을 이용하여 백라이트 유닛을 제조하게 되면, 발광소자 패키지들 사이의 거리가 넓어지더라도 발광소자 패키지들이 배치된 부분과 발광소자 패키지들 사이의 부분에서의 휘도차이를 줄일 수 있다. 그 결과, 이러한 발광소자 패키지들을 이용하여 백라이트 유닛을 제조할 시 백라이트 유닛 전면에 걸친 휘도 균일도를 높일 수 있으며, 특히 백라이트 유닛 제조 시 사용되는 발광소자 패키지들의 수를 줄임으로써 백라이트 유닛 제조비용을 획기적으로 절감할 수 있다. 이러한 효과는 발광소자 패키지의 발광소자(20)로서 광의 특정 방향으로의 직진성이 높은 광원 발광 다이오드 등을 사용할 경우 더욱 높아질 수 있다.When the backlight unit is manufactured using the light emitting device packages according to the present exemplary embodiment, even if the distance between the light emitting device packages increases, the luminance difference between the portion where the light emitting device packages are disposed and the part between the light emitting device packages is different. Can be reduced. As a result, when manufacturing the backlight unit using such light emitting device packages, it is possible to increase the uniformity of brightness across the entire backing unit, and in particular, by reducing the number of light emitting device packages used when manufacturing the backlight unit, the backlight unit manufacturing cost is significantly reduced. Can be saved. Such an effect may be further increased when a light source LED having a high linearity in a specific direction of the
충진재(60)의 상면이 도 6에 도시된 것과 같이 오목하게 되도록 하는 방법은 다양할 수 있는데, 예컨대 충진재(60)를 발광소자(20) 상면에 주입한 후, 도 6에 도시된 것과 같이 충진재(60)와 접할 하면이 볼록한 렌즈부(70)를 이용하여, 충진재(60)의 상면이 렌즈부(70)의 하면에 눌려 오목하게 되도록 할 수 있다. 물론 충진재(60)를 디스펜싱 할 시 언더도팅(액상의 수지와 형광체의 혼합물의 양을 줄여서 디스펜싱)함으로써 충진재(60)의 상면이 오목하도록 할 수 있는 등 다양한 방법을 이용할 수 있음은 물론이다. 후자의 경우, 렌즈부(70)의 하면은 도 6에 도시된 것과 같이 볼록하지 않고 도 4에 도시된 것과 같이 평탄할 수도 있으며, 이 경우 렌즈부(70)의 하면과 충진재(60)의 상면이 접하지 않을 수도 있다.The method of making the top surface of the
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 7에서는 전술한 실시예들과 달리 충진재(60) 외에 오목렌즈(62)를 더 구비하는 것으로 도시하고 있다. 이처럼 발광소자(20)가 배치되기 위해 형성된 홈(13)의 적어도 일부를 채우되 그 상면이 오목한 오목렌즈(62)를 구비할 수도 있다. 이 경우 발광소자(20)에서 방출되는 광은 오목렌즈(62)와 충진재(60) 사이의 경계를 통과하면서 발광소자 패키지의 외곽 방향으로 굴절된다.7 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device package according to another embodiment of the present invention. In FIG. 7, the
이를 통해 결과적으로, 발광소자 패키지의 전방(前方)에서 발광소자 패키지를 바라보게 되면(즉, 발광소자 패키지를 -x 방향으로 바라볼 시), 오목렌즈(62)가 없는 경우와 비교할 시, 발광소자 패키지의 중심 근방(발광소자(20)가 위치한 근방)에서의 휘도가 상대적으로 낮아지는 반면 발광소자 패키지의 외곽부분에서의 휘도가 상대적으로 높아지게 된다. 이는 결국 발광소자 패키지의 전방에서 휘도가 균일한 영역, 즉 특정 휘도 이상인 영역이 더욱 넓어지는 것으로 이해할 수 있다.As a result, when the light emitting device package is viewed from the front of the light emitting device package (that is, when the light emitting device package is viewed in the -x direction), the light emission when the
물론 이 경우 오목렌즈(62)는 형광체가 포함될 수 있고 충진재(60)는 단순 투명수지로 형성된 것일 수 있다. 경우에 따라서는 충진재(60)가 생략될 수도 있음은 물론이다. 오목렌즈(62)는 충진재 물질을 디스펜싱 할 시 언더도팅(액상의 수지와 형광체의 혼합물의 양을 줄여서 디스펜싱)함으로써 상면이 오목한 오목렌즈(62)가 되도록 할 수 있는 등 다양한 방법을 이용할 수 있다. 이미 형성된 상면이 오목한 오목렌즈(62)를 홈(13)에 장착할 수도 있음은 물론이다.Of course, in this case, the
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 도시하는 개념도로서, 구체적으로는 발광소자 패키지(130)가 도광판(120) 하부에 배치되는 소위 직하형 백라이트 유닛에 대한 것이다. 도 8에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛은 프레임(110) 상에 복수개의 발광소자 패키지(130)들이 배치되고, 그 상부에 도광판(120)이 배치된다. 발광소자 패키지(130)들은 그 상부의 도광판(120)을 향해(+z 방향으로) 광을 조사한다. 발광소자 패키지(130)들은 물론 xy평면에 걸쳐 2차원적으로 배치될 수 있다. 물론 필요에 따라 프레임(110)을 덮는 반사시트(115)를 더 구비할 수 있는데, 예컨대 반사시트(115)는 프레임(110)을 덮어 발광소자 패키지(130)에서 방출된 광이 프레임(110)으로 향할 시 이를 반사시켜 도광판(120)으로 진행되도록 한다. 반사시트(115)는 관통홀을 가져 해당 관통홀에 발광소자 패키지(130)가 배치될 수도 있다.FIG. 8 is a conceptual view schematically illustrating a backlight unit according to another embodiment of the present invention, and specifically, a so-called direct backlight unit in which the light emitting
이와 같은 본 실시예에 따른 백라이트 유닛의 경우 발광소자 패키지(130)의 전방에서의 휘도 균일도가 개선되어 있기 때문에 적은 개수의 발광소자 패키지(130)들이 배열되어 있더라도 휘도 균일도가 높은 백라이트 유닛을 구현할 수 있다. 또한, 발광소자 패키지(130)의 전방에서의 휘도가 높을 경우 백라이트 유닛을 정면에서 바라볼 시(즉 -z 방향으로 xy평면을 바라볼 시), xy평면에 걸쳐 2차원적으로 배치된 발광소자 패키지(130) 위치에서는 상대적으로 휘도가 높은 밝은 점들이 인지될 수도 있지만, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛의 경우 발광소자 패키지(130)의 전방에서의 휘도 균일도가 개선되어 있기 때문에 그와 같은 불량이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.In the case of the backlight unit according to the present exemplary embodiment, the luminance uniformity in front of the light emitting
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
10: 리드프레임 12: 다이패드
14: 리드 20: 발광소자
40: 몰딩재 50: 반사부
52: 개구 60: 충진재
70: 렌즈부10: lead frame 12: die pad
14: lead 20: light emitting element
40: molding material 50: reflecting portion
52: opening 60: filler
70: lens unit
Claims (4)
상기 리드프레임 상의 발광소자;
상기 리드프레임에 결합되고, 상기 발광소자에서 생성된 광이 방출되도록 하는 반사부를 갖는 몰딩재; 및
상기 발광소자에서 방출될 광의 진행경로 상에 배치되며, 상기 발광소자의 광축으로부터의 거리를 x라 하고 상기 발광소자의 광축으로부터의 거리가 x인 지점에서 상기 발광소자가 배치된 평면으로부터의 거리를 f(x)라 하며 상기 광축에 수직인 평면으로부터의 각도인 θr이 10° 내지 35°라 할 시, 상기 발광소자를 향한 면이 아닌 외측면의 적어도 일부분이 하기 수학식 1에 의해 정의되는 렌즈부;를 구비하는, 발광소자 패키지:
[수학식 1]
f'(x) = tan{45°+ θr/2 - 0.5 × tan-1(x/f(x)) }A leadframe including at least one lead;
A light emitting device on the lead frame;
A molding material coupled to the lead frame and having a reflector configured to emit light generated by the light emitting device; And
The distance from the plane where the light emitting device is disposed on the traveling path of the light to be emitted from the light emitting device, the distance from the optical axis of the light emitting device being x and the distance from the optical axis of the light emitting device being x. When f (x) and θ r, which is an angle from a plane perpendicular to the optical axis, is 10 ° to 35 °, at least a part of the outer surface, not the surface facing the light emitting device, is defined by Equation 1 below. A light emitting device package having a lens unit;
[Equation 1]
f '(x) = tan {45 ° + θ r / 2-0.5 × tan -1 (x / f (x))}
상기 렌즈부의 상기 수학식 1에 의해 정의되는 면은, 상기 렌즈부의 외측면의 상기 발광소자의 광축이 통과하는 부분을 포함하는, 발광소자 패키지.The method of claim 1,
The surface defined by Equation 1 of the lens unit includes a portion through which the optical axis of the light emitting element of the outer surface of the lens unit passes.
상기 발광소자의 광축은 상기 리드프레임의 상기 발광소자가 배치되는 면에 수직인, 발광소자 패키지.The method of claim 1,
The optical axis of the light emitting device is perpendicular to the surface on which the light emitting device of the lead frame is disposed, the light emitting device package.
상기 반사시트 상에 배치되거나 상기 반사시트 상부에 배치된 도광판; 및
상기 도광판으로 광을 조사하도록 배치된, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지;를 구비하는 백라이트 유닛.Reflective sheet;
A light guide plate disposed on the reflective sheet or disposed on the reflective sheet; And
And a light emitting device package according to any one of claims 1 to 3 arranged to irradiate light to the light guide plate.
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| KR (1) | KR101078033B1 (en) |
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| WO2019098596A1 (en) * | 2017-11-14 | 2019-05-23 | 엘지이노텍 주식회사 | Lighting module and lighting apparatus having same |
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2010
- 2010-08-19 KR KR1020100080536A patent/KR101078033B1/en active Active
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