KR102114931B1 - Light emitting device package - Google Patents
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Abstract
광 출사각을 고르게 하고, 보호소자 실장 부에 크랙이 발생하는 현상을 개선할 수 있는 발광소자 패키지를 개시한다.
일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 캐비티를 갖는 몸체; 상기 몸체 내에 위치하는 방열 블록; 상기 캐비티 내에 위치하며, 상기 방열 블록의 상부에 위치하는 발광소자; 및 상기 캐비티 내에 상기 발광소자와 이격되어 위치하는 보호소자;를 포함하고, 상기 방열 블록과 상기 발광소자 사이, 그리고 상기 방열 블록과 상기 보호소자 사이에 상기 몸체의 일부가 위치하고, 상기 방열 블록과 상기 발광소자 사이에 위치하는 몸체의 두께보다 상기 방열 블록과 상기 보호소자 사이에 위치하는 몸체의 두께가 크다.Disclosed is a light emitting device package capable of making a light emission angle even and improving a phenomenon in which cracks are generated in a protection device mounting portion.
A light emitting device package according to an embodiment includes a body having a cavity; A heat dissipation block located in the body; A light emitting device positioned in the cavity and positioned on the heat dissipation block; And a protection element spaced apart from the light emitting element in the cavity, wherein a portion of the body is located between the heat dissipation block and the light emitting element, and between the heat dissipation block and the protection element, and the heat dissipation block and the The thickness of the body positioned between the heat dissipation block and the protection element is greater than the thickness of the body positioned between the light emitting elements.
Description
실시예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.The embodiment relates to a light emitting device package.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.Light emitting devices such as light emitting diodes or laser diodes using semiconductor group 3 or 2-6 compound semiconductor materials of semiconductors have various colors such as red, green, blue, and ultraviolet light due to the development of thin film growth technology and device materials. It is possible to realize high-efficiency white light rays by using fluorescent materials or combining colors, and it has lower power consumption, semi-permanent life, faster response speed, safety, and environmental friendliness than conventional light sources such as fluorescent and incandescent lamps. It has the advantage of sex.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백 라이트를 구성하는 냉 음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백 라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.Therefore, a light emitting diode back light that replaces a Cold Cathode Fluorescence Lamp (CCFL) constituting a back light of a transmission module of an optical communication means and a back light of a liquid crystal display (LCD) display device, which can replace a fluorescent lamp or an incandescent light bulb Applications are expanding to white light-emitting diode lighting devices, automotive headlights and traffic lights.
자외선(UV)을 방출하는 발광소자를 실장한 발광소자 패키지의 경우, 자외선 반사광이 패키지 몸체에 닿으면 몸체에 포함된 유기 재질이 변색되거나 변질되어 패키지의 신뢰성이 저하되는 문제점이 존재한다. 따라서, 우수한 방열 특성을 유지하면서도 발광소자 패키지의 신뢰성을 향상시킬 필요가 있다.In the case of a light emitting device package equipped with a light emitting device that emits ultraviolet (UV) light, when the ultraviolet reflected light hits the package body, the organic material included in the body is discolored or deteriorated, and thus the reliability of the package is deteriorated. Therefore, it is necessary to improve the reliability of the light emitting device package while maintaining excellent heat dissipation characteristics.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional light emitting device package.
도 1을 참조하면, 종래의 발광소자 패키지(1)는 몸체(10), 몸체(10) 내에 위치하는 방열 블록(20), 방열 블록(20)의 상부에 위치하는 발광소자(30)를 포함한다. 그러나 종래의 발광소자 패키지(1)에는 다음과 같은 문제점이 있다.Referring to FIG. 1, the conventional light emitting device package 1 includes a
방열 블록(20)과 몸체(10)가 서로 다른 재질로 이루어지므로 열팽창계수의 차이에 의해, 노출된 방열 블록(20)의 상면과 하면이 볼록하게 돌출될 수 있으며, 이로 인해 발광소자(30)가 기울어지게 되어 광 출사 각이 기울어지고 발광 소자의 패키지와의 본딩이 불안정하여 신뢰성이 저하될 수 있다. 또한, 발광소자 패키지(1)가 회로기판에 실장될 때 바닥면이 볼록한 방열 블록(20)으로 인하여 발광소자 패키지(1)가 기울어질 수 있다.Since the
실시예는 발광소자 패키지의 광 출사각을 고르게 하고, 보호소자 실장 부에 크랙이 발생하는 현상을 개선하고자 한다.The embodiment is intended to improve the phenomenon in which the light emission angle of the light emitting device package is uniform and cracks are generated in the protection device mounting portion.
일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 캐비티를 갖는 몸체; 상기 몸체 내에 위치하는 방열 블록; 상기 캐비티 내에 위치하며, 상기 방열 블록의 상부에 위치하는 발광소자; 및 상기 캐비티 내에 상기 발광소자와 이격되어 위치하는 보호소자;를 포함하고, 상기 방열 블록과 상기 발광소자 사이, 그리고 상기 방열 블록과 상기 보호소자 사이에 상기 몸체의 일부가 위치하고, 상기 방열 블록과 상기 발광소자 사이에 위치하는 몸체의 두께보다 상기 방열 블록과 상기 보호소자 사이에 위치하는 몸체의 두께가 크다.A light emitting device package according to an embodiment includes a body having a cavity; A heat dissipation block located in the body; A light emitting device positioned in the cavity and positioned on the heat dissipation block; And a protection element spaced apart from the light emitting element in the cavity, wherein a portion of the body is located between the heat dissipation block and the light emitting element, and between the heat dissipation block and the protection element, and the heat dissipation block and the The thickness of the body positioned between the heat dissipation block and the protection element is greater than the thickness of the body positioned between the light emitting elements.
상기 캐비티의 측벽은 계단 형상으로 이루어지고, 상기 보호소자는 상기 캐비티의 측벽에 위치할 수 있다.The side wall of the cavity may be formed in a step shape, and the protection element may be located on the side wall of the cavity.
상기 몸체는 복수 개의 층으로 이루어질 수 있다.The body may be made of a plurality of layers.
상기 보호소자는 상기 방열 블록과 적어도 일부가 수직적으로 중첩될 수 있다.The protection element may vertically overlap at least a portion of the heat dissipation block.
상기 방열 블록과 상기 보호소자 사이에 위치하는 몸체의 두께는 100um 내지 200um일 수 있다.The thickness of the body positioned between the heat dissipation block and the protection element may be 100um to 200um.
상기 몸체는 상기 방열 블록과 상기 발광소자 사이에 위치하는 제1층, 상기 제1층과 상기 보호소자 사이에 위치하는 제2층, 상기 제2층과 함께 상기 캐비티의 측벽을 구성하는 제3층 및 상기 제1층의 하부에 위치하는 제4층을 포함할 수 있다.The body includes a first layer positioned between the heat dissipation block and the light emitting element, a second layer positioned between the first layer and the protective element, and a third layer constituting side walls of the cavity together with the second layer And a fourth layer positioned below the first layer.
상기 방열 블록은 하부 면이 외부로 노출될 수 있다.In the heat dissipation block, a lower surface may be exposed to the outside.
상기 방열 블록은 외면이 상기 몸체에 의해 둘러싸일 수 있다.The heat dissipation block may have an outer surface surrounded by the body.
상기 방열 블록의 하부에 상기 몸체의 일부가 위치할 수 있다.A part of the body may be located under the heat dissipation block.
상기 몸체는 세라믹 재질을 포함하여 이루어질 수 있다.The body may be made of a ceramic material.
상기 발광소자와 상기 몸체의 사이에 제1 전극 패드가 위치하고, 상기 캐비티의 측벽에 제2 전극 패드가 위치할 수 있다.A first electrode pad may be positioned between the light emitting device and the body, and a second electrode pad may be positioned on a sidewall of the cavity.
상기 제2 전극패드는 상기 몸체의 바닥에서부터의 수직 높이를 고려할 때 상기 보호소자보다 높게 위치할 수 있다.The second electrode pad may be positioned higher than the protection element when considering the vertical height from the bottom of the body.
상기 방열 블록은 서로 폭을 달리하는 제1 영역 및 제2 영역을 포함할 수 있다.The heat dissipation block may include first and second regions having different widths from each other.
상기 제1 영역은 상기 발광소자와 인접하고, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역의 하부에 위치할 수 있다.The first region may be adjacent to the light emitting device, and the second region may be located under the first region.
상기 제1 영역은 상기 제2 영역보다 폭이 넓을 수 있다.The first region may be wider than the second region.
상기 발광소자는 260nm 내지 406nm 영역의 파장의 빛을 방출할 수 있다.The light emitting device may emit light having a wavelength in the range of 260 nm to 406 nm.
상기 몸체의 상부에 상기 발광소자와 이격되어 광 투과부가 위치할 수 있다.A light transmissive portion may be positioned at a distance from the light emitting element on the upper portion of the body.
상기 몸체는 몸체의 중심을 지나는 가상의 수직선을 기준으로 좌우 대칭의 형상을 가질 수 있다.The body may have a shape of left and right symmetry based on an imaginary vertical line passing through the center of the body.
다른 실시예에 따른 발광소자 패키지는 캐비티를 가지며 복수 개의 층이 적층되어 이루어진 몸체; 상기 몸체 내에 위치하는 방열 블록; 상기 캐비티 내에 위치하며, 상기 방열 블록의 상부에 위치하는 발광소자; 및 상기 캐비티 내에 상기 발광소자와 이격되어 위치하는 보호소자;를 포함하고, 상기 방열 블록과 상기 보호소자 사이에 상기 몸체의 복수 개의 층 중에서 적어도 두 개의 층이 위치할 수 있다.The light emitting device package according to another embodiment has a cavity and a body formed by stacking a plurality of layers; A heat dissipation block located in the body; A light emitting device positioned in the cavity and positioned on the heat dissipation block; And a protection element spaced apart from the light emitting element in the cavity. At least two layers may be located among the plurality of layers of the body between the heat dissipation block and the protection element.
실시예에 따르면 발광소자와 인접한 방열 블록이 볼록하게 돌출되는 것을 방지하여 발광소자의 광 출사 각을 고르게 할 수 있다.According to an embodiment, the light emitting angle of the light emitting element can be made even by preventing the heat dissipation block adjacent to the light emitting element from protruding convexly.
실시예에 따르면 보호소자 실장부의 위치를 방열 블록으로부터 상향 조정하여 보호소자 실장 부 주변의 몸체에서 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the embodiment, the position of the protection element mounting portion may be adjusted upward from the heat dissipation block to prevent cracks in the body around the protection element mounting portion.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 나타낸 도면.
도 2는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지의 사시도.
도 3은 도 2의 발광소자 패키지를 AA 방향으로 절단하여 측면에서 바라본 단면도.
도 4는 도 3의 발광소자 패키지의 평면도.
도 5는 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 발광소자의 일 예시를 나타낸 측단면도.
도 6은 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 발광소자의 다른 예시를 나타낸 측단면도.
도 7은 도 4에서 제2 전극패드의 P 영역을 확대하여 나타낸 도면.
도 8은 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지의 측단면도.
도 9는 실시예들에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지가 배치된 헤드램프의 일 실시예를 도시한 도면.
도 10은 실시예에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일 실시예를 도시한 도면.1 is a view showing a conventional light emitting device package.
2 is a perspective view of a light emitting device package according to the first embodiment.
3 is a cross-sectional view of the light emitting device package of FIG. 2 cut in the AA direction and viewed from the side.
4 is a plan view of the light emitting device package of FIG. 3.
5 is a side cross-sectional view showing an example of a light emitting device that can be applied to a light emitting device package according to an embodiment.
6 is a side cross-sectional view showing another example of a light emitting device that can be applied to a light emitting device package according to an embodiment.
7 is an enlarged view of a P region of the second electrode pad in FIG. 4.
8 is a side cross-sectional view of a light emitting device package according to a second embodiment.
9 is a view showing an embodiment of a headlamp in which a light emitting device or a light emitting device package according to embodiments is disposed.
10 is a view showing an embodiment of a display device in which a light emitting device package according to an embodiment is disposed.
이하 첨부한 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, when described as being formed on "on (up) or down (down)" (on or under) of each element, the top (top) or bottom (bottom) (on or under) includes both two elements directly contacting each other or one or more other elements formed indirectly between the two elements. In addition, when expressed as "up (up) or down (on or under)", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.
도 2는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이고, 도 3은 도 2의 발광소자 패키지를 AA 방향으로 절단하여 측면에서 바라본 단면도이고, 도 4는 도 3의 발광소자 패키지의 평면도이다.2 is a perspective view of a light emitting device package according to a first embodiment, FIG. 3 is a cross-sectional view of the light emitting device package of FIG. 2 cut in the AA direction, and FIG. 4 is a plan view of the light emitting device package of FIG. 3.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 발광소자 패키지(200A)는 몸체(210), 상기 몸체(210) 내에 위치하는 방열 블록(220), 상기 방열 블록(220)의 상부에 위치하는 발광소자(100)를 포함한다.2 to 4, the light
몸체(210)는 단일 층 또는 복수 개의 층으로 이루어질 수 있다. 도 2 내지 도 4에는 일 예로서, 몸체(210)가 복수 개의 층으로 이루어진 것으로 도시하였다. 몸체(210)를 이루는 층의 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다.The
몸체(210)는 세라믹 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 몸체(210)는 고온 동시 소성 세라믹(High Temperature Cofired Ceramics, HTCC) 또는 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Cofired Ceramics, LTCC) 기술을 이용하여 구현될 수 있다. 몸체(210)는 질화물 또는 산화물의 절연성 재질을 포함하여 이루어질 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SixOy, Si3Ny, SiOxNy, Al2O3 또는 AlN를 포함할 수 있다.The
몸체(210)를 이루는 복수 개의 층(211~217) 각각의 두께는 동일할 수도 있고, 적어도 하나의 층의 두께가 다를 수도 있다. 몸체(210)를 이루는 복수 개의 층(211~217)은 제조 공정에서 구별되는 개별 층일 수 있으며, 소성 완료 후 일체로 형성될 수 있다.The thickness of each of the plurality of
도시하지는 않았으나, 몸체(210)를 이루는 복수 개의 층(211~217) 각각에는 도전성 비아홀이 형성될 수 있으며, 몸체(210)를 이루는 각 층 사이에 위치하는 전극 패턴과 상기 도전성 비아홀을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 발광소자(100)는 몸체(210)에 배치된 전극 패턴과 와이어 본딩 또는 직접 통전에 의해 외부 전원으로부터 전류를 공급받을 수 있다.Although not shown, conductive via holes may be formed in each of the plurality of
몸체(210)는 캐비티(210a)를 갖는다. 캐비티(210a)는 몸체(210)의 상부에서 하부 방향으로 함몰되어 형성된다. 캐비티(210a)의 내 측면에는 반사 물질이 도포될 수도 있다. 상기 반사 물질은 발광소자(100)에서 생성된 빛을 반사시켜 외부로 방출되도록 함으로써, 광의 외부 추출 효율을 향상시킬 수 있다.The
몸체(210) 내에 방열 블록(220)이 위치한다. 방열 블록(220)은 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 배출할 수 있도록 열전도성이 높은 물질로 이루어지며, 예를 들어, Cu 또는 Cu를 포함한 합금(CuW, CuMo, CuWMo 등)으로 이루어질 수 있다.The
방열 블록(220)은 서로 폭을 달리하는 제1 영역(221) 및 제2 영역(220)을 포함할 수 있다. 제1 영역(221)은 발광소자(100)에 인접한 부분이며, 제2 영역(222)은 발광소자(100)에서 먼 부분, 즉 상기 제1 영역(221)의 하부에 위치하는 부분이다. 제1 영역(221)은 제2 영역(222)보다 폭이 넓게 형성될 수 있다. 열을 발생시키는 발광소자(100)와 인접한 부분인 제1 영역(221)의 폭을 넓게 형성함으로써, 발광소자(100)에서 발생하는 열을 효과적으로 전달받아 외부로 방출함으로써 방열 특성을 향상시킬 수 있다.The
몸체(210)의 캐비티(210a) 내에 발광소자(100)가 위치한다. 발광소자(100)는 캐비티(210a) 내에서 방열 블록(220)의 상부에 배치된다.The
방열 블록(220)은 상부 면과 측면은 몸체(210)에 의해 둘러싸여 있고, 하부면은 몸체(210)의 외부로 노출될 수 있다.The
발광소자(100)는 복수의 화합물 반도체 층, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 원소의 반도체 층을 이용한 LED(Light Emitting Diode)를 포함하며, LED는 청색, 녹색 또는 적색 등과 같은 광을 방출하는 유색 LED이거나, 백색 LED 또는 UV LED일 수 있다. LED의 방출 광은 다양한 반도체를 이용하여 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 발광소자(100)가 자외선을 방출하는 UV LED인 경우 260nm 내지 406nm 영역의 파장의 빛을 방출할 수 있다.The
도 5는 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 발광소자의 일 예시를 나타낸 측단면도이다.5 is a side cross-sectional view showing an example of a light emitting device that can be applied to a light emitting device package according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 일 예시에 따른 발광소자(100A)는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 위치하며 제1 반도체 층(122)과 활성 층(124) 및 제2 반도체 층(126)을 포함하는 발광 구조물(120), 제1 반도체 층(122)의 일면에 배치된 제1 전극(150) 및 제2 반도체 층(126)의 일면에 배치된 제2 전극(155)을 포함한다.Referring to FIG. 5, a
일 예시에 따른 발광소자(100A)는 수평 형 발광소자일 수 있다.The
수평 형(Lateral) 발광소자란 발광 구조물(120)에서 제1 전극(150)과 제2 전극(155)이 동일한 방향을 향해 형성되는 구조를 의미한다. 일 예로서, 도 5를 참조하면, 제1 전극(150)과 제2 전극(155)이 발광 구조물(120)의 상부 방향으로 형성되어 있다.The horizontal type (Lateral) light emitting device means a structure in which the
기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 재료, 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있다. 기판(110)은 예를 들어, 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 기판(110)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.The
발광 구조물(120)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
발광 구조물(120)과 기판(110) 사이에 버퍼층(112)이 위치할 수 있다. 버퍼층(112)은 발광 구조물(120)과 기판(110) 재료의 격자 부정합 및 열팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 버퍼층(112)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 또는 2족-6족 화합물 반도체, 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 버퍼층(112)은 발광 구조물(120)의 성장 온도보다 낮은 온도에서 성장될 수 있다.A
발광 구조물(120)은 기판(110)에서 멀어지는 방향으로 제1 반도체층(122), 활성층(124) 및 제2 반도체층(126)을 포함한다.The
제1 반도체층(122)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 반도체층(122)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제1 반도체층(122)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
제1 반도체층(122)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(122)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 발광소자(100A)가 자외선 영역의 빛을 방출하는 자외선 발광소자인 경우, 제1 반도체층(122)은 Al을 포함하여 이루어질 수 있다.The
기판(110)과 제1 반도체층(122) 사이에 언도프트 반도체층(114)이 배치될 수 있다. 언도프트 반도체층(114)은 제1 반도체층(122)의 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, 제1 반도체층(122)과 동일한 물질 또는 제1 반도체층(122)과 다른 물질로 형성될 수 있다. 언도프트 반도체층(114)에는 제1 도전형 도펀트가 도핑되지 않아 제1 반도체층(122)에 비해 낮은 전기 전도성을 나타낸다. 언도프트 반도체층(114)은 버퍼층(112)의 상부에서 제1 반도체층(122)과 접하여 배치될 수 있다. 언도프트 반도체층(114)은 버퍼층(112)의 성장 온도보다 높은 온도에서 성장되며, 버퍼층(112)에 비해 좋은 결정성을 나타낸다.An
제2 반도체층(126)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제2 반도체층(126)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
제2 반도체층(126)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 반도체층(126)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 발광소자(100A)가 자외선 영역의 빛을 방출하는 자외선 발광소자인 경우, 제2 반도체층(126)은 Al을 포함하여 이루어질 수 있다.The
이하에서는, 제1 반도체층(122)이 n형 반도체층, 제2 반도체층(126)이 p현 반도체층인 경우를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, a case where the
상기 제2 반도체층(126) 상에는 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체, 예컨대 상기 상기 제2 반도체층(126)이 p형 반도체층일 경우 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광 구조물(120)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.On the
제1 반도체층(122)과 제2 반도체층(126) 사이에 활성층(124)이 위치한다.The
활성층(124)은 전자와 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. 제1 반도체층(122)이 n형 반도체층이고 제2 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제1 반도체층(122)으로부터 전자가 주입되고 상기 제2 반도체층(126)으로부터 정공이 주입될 수 있다. 발광소자(100A)가 UV LED인 경우, 활성층(124)은 약 260nm 내지 406nm 영역의 파장의 빛을 방출할 수 있다.The
활성층(124)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(124)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자 우물 구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
활성층(124)이 다중 우물 구조로 형성되는 경우, 활성층(124)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, InGaN/AlGaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층보다 에너지 밴드갭이 작은 물질로 형성된다.When the
제1 반도체층(122)과 활성층(124) 사이에 응력 완화층(130)이 배치될 수 있다. 응력 완화층(130)은 제1 반도체층(122)과 활성층(124) 사이의 격자 부정합을 완화하기 위한 것이다. 응력 완화층(130)은 복수 개의 우물층과 장벽층이 교대로 적층된 초격자 구조로 이루어질 수 있다. 응력 완화층(130)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, InGaN/AlGaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 응력 완화층(130)의 우물층은 활성층(124)의 우물층보다 에너지 밴드갭이 큰 물질로 형성될 수 있다.The
제2 반도체층(126)과 활성층(124) 사이에 전자 차단층(150)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 전자 차단층(Electron Blocking Layer, 150)은 제2 반도체층(126) 내에서 활성층(124)에 인접하여 배치될 수도 있다. 전자 차단층(150)은 제1 반도체층(122)에서 제공되는 전자의 이동도(mobility)가 높기 때문에, 전자가 발광에 기여하지 못하고 활성층(124)을 넘어 제2 반도체층(126)으로 빠져나가 누설 전류의 원인이 되는 것을 방지하는 전위 장벽의 역할을 한다. 전자 차단층(150)은 활성층(124)보다 큰 에너지 밴드갭을 갖는 물질로 형성되며, InxAlyGa1 -x-yN(0≤x<y<1)의 조성을 갖는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 전자 차단층(150)에 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.An
발광 구조물(120)은 제2 반도체층(126)과 활성층(124) 및 제1 반도체층(122)의 일부가 식각되어 제1 반도체층(122)의 일부를 노출하는 노출면(S)을 포함한다. 상기 노출면(S) 상에 제1 전극(150)이 배치된다.The
제1 전극(150) 및 제2 전극(155)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 바나듐(V), 텅스텐(W), 납(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 또는 이리듐(Ir) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The
제2 전극(155)이 형성되기 전 제2 반도체층(126) 상에 도전층(157)이 형성될 수도 있다. 실시예에 따라, 제2 반도체층(126)이 노출되도록 도전층(157)의 일부가 오픈되어 제2 반도체층(126)과 제2 전극(155)이 접할 수 있다. 또는, 도 5에 도시된 바와 같이, 도전층(157)을 사이에 두고 제2 반도체층(126)과 제2 전극(155)이 전기적으로 연결될 수도 있다.A
도전층(157)은 제2 반도체층(126)의 전기적 특성을 향상시키고 제2 전극(155)과의 전기적 접촉을 개선하기 위한 것으로, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다. 도전층(155)은 투과성을 갖는 투명 전극층으로 형성될 수 있다.The
도전층(155)에는 투광성 전도층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되지 않는다.A transparent conductive layer and a metal may be selectively used in the
도 6은 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 발광소자의 다른 예시를 나타낸 측단면도이다. 상술한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.6 is a side cross-sectional view showing another example of a light emitting device that can be applied to a light emitting device package according to an embodiment. The contents overlapping with the above-described contents will not be described again, and the following description will focus on the differences.
도 6을 참조하면, 다른 예시에 따른 발광소자(100B)는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 위치하며 제1 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 반도체층(126)을 포함하는 발광 구조물(120), 제1 반도체층(122)의 일면에 배치된 제1 전극(150) 및 제2 반도체층(126)의 일면에 배치된 제2 전극층(160)을 포함한다.Referring to FIG. 6, a
일 예시에 따른 발광소자(100B)는 수직형 발광소자일 수 있다.The
수직형(Vertical) 발광소자란, 발광 구조물(120)에서 제1 전극(150)과 제2 전극층(160)이 서로 다른 방향에 각각 형성되는 구조를 의미한다. 일 예로서, 도 6을 참조하면, 발광 구조물(120)의 상부 방향으로 제1 전극(150)이 형성되고 발광 구조물(120)의 하부 방향으로 제2 전극층(160)이 형성되어 있다.The vertical type (Vertical) light emitting device means a structure in which the
제1 반도체층(120)에 광추출 패턴(R)이 위치할 수 있다. 광추출 패턴은(R)은 PEC(Photo enhanced chemical) 식각 방법이나 마스크 패턴을 이용한 에칭 공정 수행하여 형성할 수 있다. 광추출 패턴은\(R)은 활성층(124)에서 생성된 광의 외부 추출 효율을 증가시키기 위한 것으로서, 규칙적인 주기로 형성되거나 불규칙적으로 형성될 수 있다.The light extraction pattern R may be positioned on the
제2 전극층(160)은 도전층(160a) 또는 반사층(160b) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 도전층(160a)은 제2 반도체층(126)의 전기적 특성을 개선하기 위한 것으로, 제2 반도체층(126)과 접하여 위치할 수 있다.The
도전층(160a)은 투명 전극층 또는 불투명 전극층으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되지는 않는다.The
반사층(160b)은 활성층(124)에서 생성된 빛을 반사시켜 발광소자의 내부에서 소멸되는 빛의 양을 줄임으로써, 발광소자의 외부양자효율을 향상시킬 수 있다.The reflective layer 160b reflects the light generated by the
반사층(160b)은 Ag, Ti, Ni, Cr 또는 AgCu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 반사층(160b)이 제2 반도체층(126)과 오믹 접촉하는 물질로 이루어진 경우, 도전층(160a)은 별도로 형성하지 않을 수 있다.The reflective layer 160b may include at least one of Ag, Ti, Ni, Cr, or AgCu, but is not limited thereto. When the reflective layer 160b is made of a material in ohmic contact with the
발광 구조물(120)은 지지기판(170)에 의해 지지된다.The
지지기판(170)은 전기 전도성과 열 전도성이 높은 물질로 형성되며, 예를 들어, 소정의 두께를 갖는 베이스 기판(substrate)으로서, 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu), 구리-텅스텐 합금(Cu-W) 또는 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 또는 전도성 시트 등을 선택적으로 포함할 수 있다.The
발광 구조물(120)은 본딩층(175)에 의해 지지기판(170)에 본딩될 수 있다. 이 때, 발광 구조물(120)의 하부에 위치하는 제2 전극층(160)과 본딩층(175)이 접할 수 있다.The
본딩층(175)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
본딩층(175)은 발광 구조물(120)에 인접하여 확산 방지층(미도시)을 포함하여, 본딩층(175)에 사용된 금속 등이 상부의 발광 구조물(120) 내부로 확산되는 것을 방지할 수도 있다.The
발광 구조물(120)의 측면 및 상부면의 적어도 일부에 패시베이션층(180)이 배치될 수 있다.The
패시베이션층(180)은 산화물 또는 질화물로 이루어져 발광 구조물(120)을 보호할 수 있다. 일 예로서, 패시베이션층(180)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 실리콘 질화물층, 산화 질화물층, 또는 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.The
도시하지는 않았으나, 발광 구조물(120)의 상부면에도 패시베이션층(180)이 위치하는 경우, 상기 패시베이션층(180)에 광추출 패턴(R)이 형성될 수도 있다.Although not illustrated, when the
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 방열 블록(220)과 발광소자(100) 사이에 몸체(210)의 일부가 위치한다. 몸체(210)가 복수 개의 층(211~217)으로 이루어진 경우, 방열 블록(220)과 발광소자(100) 사이에 적어도 하나의 층(211)이 배치될 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 4 again, a portion of the
실시예에 따르면, 방열 블록(220)과 발광소자(100) 사이에 몸체(210)의 일부가 위치하므로, 열팽창 계수의 차이에 의해 방열 블록(220)의 상부면이 발광소자(100)의 방향으로 볼록하게 돌출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 발광소자(100)의 접착력에 있어서 신뢰성이 개선되고, 발광소자 패키지(200A)의 광 출사각을 고르게 구현할 수 있다.According to the embodiment, since a part of the
몸체(210)의 캐비티(210a) 내에는 발광소자(100)와 이격되어 보호소자(230)가 위치한다. 보호소자(230)는 정전기적 충격에 의하여 역방향 과전압이 과전류가 가해지는 경우 발광소자(100)를 보호하는 역할을 하며, 발광소자(100)와 역 극성을 갖도록 병렬 연결될 수 있다. 보호소자(230)는 제너 다이오드(Zener Diode)일 수 있다.In the
보호소자(230)는 몸체(210)의 캐비티(210a) 내에서 방열 블록(220)의 주변 영역에 위치할 수 있다. 방열 블록(220)의 주변 영역이란, 방열 블록(220)과 몸체(210)의 경계면 주변 영역을 의미할 수 있다. 보호소자(230)는 방열 블록(220)과 적어도 일부가 수직적으로 중첩될 수 있다. 즉, 방열 블록(220)의 상부에 위치하는 몸체(210)와 보호소자(230) 실장 부(210b)가 적어도 일부 중첩될 수 있다.The
방열 블록(220)과 보호소자(230) 사이에도 몸체(210)의 일부가 위치한다. 몸체(210)가 복수 개의 층(211~217)으로 이루어진 경우, 방열 블록(220)과 보호소자(230) 사이에 적어도 두 개의 층(211, 212)이 배치될 수 있다.A portion of the
방열 블록(220)과 몸체(210)의 열팽창 계수의 차이에 의해 특히 방열 블록(220)의 경계면 주변에서 몸체(210)에 크랙이 많이 발생하게 된다. 따라서, 방열 블록(220)의 주변 영역에 보호소자(230)가 위치하는 경우, 보호소자(230)가 기울어지거나 몸체(210)와의 접착력이 저하되고, 발생한 크랙 안으로 외부 습기를 포함한 기체 등이 침투하여 패키지 내부의 밀봉성(Hermetic Sealing)이 저하되는 등 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다.Due to the difference in thermal expansion coefficient between the
실시예에 따르면, 방열 블록(220)과 보호소자(230) 사이에 소정 두께의 몸체(210)를 위치시켜 방열 블록(220)의 경계면 주변의 몸체(210)에서 발생할 수 있는 크랙이 보호소자(230)에까지는 영향을 미치지 않게 된다. 따라서, 보호소자(230)가 기울어지거나 몸체(210)와의 접착력이 저하되고 패키지의 밀봉성이 저하되는 현상을 개선할 수 있다.According to an embodiment, by placing the
방열 블록(220)과 발광소자(100) 사이에 위치하는 몸체(210)의 두께(d1)보다 방열 블록(220)과 보호소자(230) 사이에 위치하는 몸체(210)의 두께(d2)가 더 크다(d1<d2). 즉, 몸체(210)의 바닥에서부터의 수직 높이를 고려할 때, 보호소자 실장부(210b)가 발광소자 실장부(210c)보다 높게 위치한다. 여기서, 방열 블록(220)과 보호소자(230) 사이에 위치하는 몸체(210)의 두께(d2)란 보호소자 실장부(210b)가 방열 블록(220)과 수직적으로 중첩되는 영역에서는 방열 블록(220)의 상부면으로부터 보호소자 실장부(210b)까지의 수직 거리이고, 보호소자 실장부(210b)가 방열 블록(220)과 수직적으로 중첩되지 않는 영역에서는 방열 블록(220)의 상부면에서 연장된 가상의 평면으로부터 보호소자 실장부(210b)까지의 수직 거리를 의미한다.The thickness of the
방열 블록(220)과 발광소자(100) 사이에 위치하는 몸체(210)의 두께(d1)는 발광소자 패키지(200A)의 방열 특성에 중요한 영향을 미치므로 방열 블록(220)과 보호소자(230) 사이에 위치하는 몸체(210)의 두께(d2)보다 작게 구현함으로써, 방열 특성의 저하를 최소화하면서 방열 블록(220)의 상부면이 발광소자(100)의 방향으로 볼록하게 돌출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 방열 블록(220)과 보호소자(230) 사이에 위치하는 몸체(210)의 두께(d2)는 방열 블록(220)과 발광소자(100) 사이에 위치하는 몸체(210)의 두께(d1)보다 크게 구현함으로써 보소호자 실장부(210b)에서의 크랙을 개선하기에 충분할 두께를 확보할 수 있다.The thickness (d 1 ) of the
일 예로서, 방열 블록(220)과 보호소자(230) 사이에 위치하는 몸체(210)의 두께(d2)는 100um 내지 200um일 수 있다. 방열 블록(220)과 보호소자(230) 사이에 위치하는 몸체(210)의 두께(d2)가 100um보다 작으면 보소호자 실장부(210b)에서의 크랙을 개선하는 효과를 충분히 발휘하기 어렵고 방열 블록(220)과 보호소자(230) 사이에 위치하는 몸체(210)의 두께(d2)가 200um보다 크면 보호소자(230)에서 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출하기 어렵고 보호소자(230)와 발광소자(100)의 전기적 연결 시 와이어의 길이가 불필요하게 길어질 수 있다.As an example, the thickness d 2 of the
몸체(210)의 캐비티(210a)는 측벽과 바닥 면을 포함한다. 캐비티(210a)의 측벽은 계단 형상으로 이루어질 수 있다. 캐비티(210a)의 바닥 면에 발광소자 실장부(210c)가 위치하고, 캐비티(210a)의 측벽에 보호소자 실장부(210b)가 위치한다. 보호소자 실장부(210b)는 캐비티(210a)의 계단 형상의 측벽 중 첫 번째 단차를 갖는 부분에 위치할 수 있다.The
실시예에 따라, 몸체(210)는 방열 블록(220)과 발광소자(100) 사이에 위치하는 제1층(211), 상기 제1층(211)과 보호소자(230) 사이에 위치하는 제2층(212), 상기 제2층(212)과 함께 캐비티(210a)의 측벽을 구성하는 제3층(213), 상기 제1층(211)의 하부에 위치하는 제4층(214)을 포함할 수 있다. 이 외에도, 몸체(210)는 상기 제4층(214)의 하부에 위치하는 제5층(215), 상기 제3층(213)의 상부에 위치하는 제6층(216) 및 제7층(217)을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한을 두지 않는다.According to an embodiment, the
몸체(210)는 몸체(210)의 중심을 지나는 가상의 수직선(C)을 기준으로 좌우 대칭의 형상을 가짐으로써, 몸체(210)나 몸체(210) 위에 배치되는 전극 패드 등이 열에 의해 비대칭적으로 뒤틀리는 현상을 방지할 수도 있다. 따라서, 몸체(210)는 상기 가상의 수직선(C)을 기준으로 좌우의 대응되는 위치에 보호소자 실장부(210b, 210d)를 각각 포함할 수 있다. 발광소자 패키지(200A) 당 보호소자(230)는 한 개 구비될 수 있으며, 두 개의 보호소자 실장부(210b, 210d) 중 어느 하나에 배치될 수 있다.The
도 2 및 도 4를 참조하면, 발광소자(100)와 몸체(210) 사이에 제1 전극 패드(250)가 위치하고, 캐비티(210a)의 측벽에 제2 전극 패드(260)가 위치한다. 제2 전극 패드(260)는 보호소자(230)보다 높게 위치할 수 있다. 즉, 제2 전극 패드(260)는 몸체(210)의 바닥에서부터의 수직 높이를 고려할 때, 보호소자(230)의 바닥 또는 보호소자 실장부(210b, 210d)보다 높게 위치할 수 있다.2 and 4, the
실시예에 따라, 제1 전극 패드(250) 및 제2 전극 패드(260) 각각은 발광소자(100)의 개수와 대응되도록 구비될 수 있다. 도 2 및 도 4에는 일 예로서, 발광소자(100), 제1 전극 패드(250) 및 제2 전극 패드(260)가 각각 네 개씩 존재하는 것으로 도시하였다.According to an embodiment, each of the
복수 개의 발광소자(100)가 서로 병렬 연결된 경우, 복수 개의 제1 전극 패드(250)는 몸체(210) 내에서 서로 동일한 극성으로 전기적으로 연결되고, 복수 개의 제2 전극 패드(260) 역시 몸체(210) 내에서 서로 동일한 극성으로 전기적으로 연결된다.When the plurality of light emitting
제2 전극 패드(260)는 서로 폭을 달리하는 부분을 포함할 수 있다.The
도 7은 도 4에서 제2 전극패드의 P 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.7 is an enlarged view of the P region of the second electrode pad in FIG. 4.
도 7을 참조하면, 제2 전극 패드(260)는 제1 방향과 나란히 배치된 제1 영역(261) 및 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향과 나란히 배치된 제2 영역(262)을 포함한다. 상기 제1 영역(261)은 상대적으로 좁은 폭(W1)을 갖는 부분과 상대적으로 넓은 폭(W2)을 갖는 부분을 포함하고, 상기 제2 영역(262) 역시 상대적으로 좁은 폭(W3)을 갖는 부분과 상대적으로 넓은 폭(W4)을 갖는 부분을 포함할 수 있다. 제2 전극 패드(260)가 서로 다른 폭을 갖는 부분을 포함함으로써, 노출되는 몸체(210)의 부분(210f)이 존재한다. 몸체(210)가 세라믹 재질을 포함하여 이루어진 경우, 이러한 제2 전극 패드(260)의 형상으로 인해 발광소자(100)에서 방출된 빛이 반사도가 높은 세라믹 재질의 몸체(210)에서 반사되는 면적을 증가시킴으로써 발광소자 패키지(200A)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 7, the
실시예에 따라, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 직각일 수도 있고,약 50~70도 범위의 각도를 이룰 수도 있다.Depending on the embodiment, the first direction and the second direction may be perpendicular to each other, or may form an angle in a range of about 50 to 70 degrees.
제2 전극 패드(260)는 캐비티(210a)의 측벽을 향해 돌출된 확장 패턴(260a)을 포함할 수 있다. 확장 패턴(260a)의 적어도 일부는 캐비티(210a)의 측벽의 아래에 위치할 수 있다. 확장 패턴(260a)은 몸체(210)를 이루는 복수 개의 층(211~217) 중에서 적어도 하나의 층을 관통하는 적어도 하나의 비아홀과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 비아홀 역시 캐비티(210a)의 벽부와 수직 방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 비아홀이 형성된 몸체(210) 상에 전극 패턴을 형성하는 경우, 비아홀에 의해 전극 패턴의 부분이 아래 방향으로 오목하게 되어 신뢰성에 영향을 줄 수 있으므로, 비아홀과 확장 패턴(260a)을 캐비티(210a)의 측벽의 아래에 형성하여 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.The
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 보호소자(230)와 몸체(210) 사이에 제3 전극 패드(270)가 위치한다. 제3 전극 패드(270)는 와이어 본딩에 의해 발광소자(100)와 보호소자(230)를 전기적으로 연결하며, 실시예에 따라 애노드 전극의 극성 또는 캐소드 전극의 극성을 나타낼 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 4 again, a
몸체(210)의 상부에 발광소자(100)와 이격되어 광 투과 부(240)가 위치할 수 있다. 광 투과 부(240)는 발광소자(100)에서 발생된 빛을 흡수하지 않고 외부로 통과시킬 수 있도록 투명한 재질과 비 반사 코팅 막으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 SiO2(Quartz, UV Fused Silica), Al2O3(Sapphire), LiF, MgF2, CaF2, 저-철분 투명 유리(Low Iron Transparent Glass) 또는 B2O3 등을 포함할 수 있다. 광 투과 부(240)는 발광소자(100)가 UV LED인 경우 발광소자(100)에서 방출된 자외선 광이 발광소자 패키지(200A)의 유기물을 파괴 또는 변질시키는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.The light-transmitting
광 투과 부(240)는 몸체(210)의 캐비티(210a)의 측벽에 의해 지지될 수 있다.The
광 투과 부(240)와 발광소자(100) 사이의 공간은 진공 상태일 수도 있고, 질소 가스(N2) 또는 포밍 가스(forming gas)로 충진 될 수도 있다.The space between the
또는, 도시하지는 않았으나, 광 투과 부(240)가 존재하지 않고, 발광소자(100)를 덮도록 캐비티(210a) 내에 몰딩 부가 형성될 수도 있으며, 이때, 몰딩 부에는 형광체가 혼합된 고 굴절률 또는 저 굴절률 실리콘 수지(Si-Resin), 자외선에 강한 실리콘 수지, 하이브리드계 수지 등을 포함할 수 있으며 이에 대해 제한을 두지 않는다.Alternatively, although not shown, the
도 8은 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지의 측 단면도이다. 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지의 사시도와 평면도는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같다. 상술한 실시예와 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.8 is a side cross-sectional view of a light emitting device package according to a second embodiment. The perspective and plan views of the light emitting device package according to the second embodiment are as shown in FIGS. 2 and 4. The content overlapping with the above-described embodiment will not be described again, and the following description will focus on the differences.
도 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지(200B)는 방열 블록(220)의 하부 면에도 몸체(210)가 위치한다. 따라서, 방열 블록(220)의 외면, 즉 상부 면과 하부 면 및 측 면이 몸체(210)에 의해 둘러싸여 있다.Referring to FIG. 8, in the light emitting device package 200B according to the second embodiment, the
방열 블록(220)과 몸체(210)의 열팽창 계수의 차이에 의하여 방열 블록(220)의 바닥 면이 몸체(210) 밖으로 볼록하게 돌출될 수 있다. 실시예에 따르면, 방열 블록(220)의 바닥 면에도 몸체(210)의 일부를 배치하여 방열 블록(220)이 돌출되는 것을 방지하고 발광소자 패키지(220B)가 회로기판(미 도시)에 실장 될 때 기울어지는 것을 방지하여 광 출사각을 고르게 할 수 있다.The bottom surface of the
방열 블록(220)의 하부에 배치된 몸체(210)의 층(218)의 두께(d3)는 방열 블록(220)의 돌출 방지 및 발광소자 패키지(200B)의 방열 특성의 관계를 고려하여 정해져야 하며, 일 예로서, 발광소자(100)와 방열 블록(220)의 사이에 위치하는 몸체(210)의 층(211)의 두께(d1)와 같을 수 있다.The thickness d 3 of the
도 9는 실시예들에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지가 배치된 헤드램프의 일 실시예를 도시한 도면이다.9 is a view showing an embodiment of a headlamp in which a light emitting device or a light emitting device package according to embodiments is disposed.
도 9를 참조하면, 실시예들에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지가 배치된 발광 모듈(710)에서 방출된 빛이 리플렉터(720)와 쉐이드(730)에서 반사된 후 렌즈(740)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다.Referring to FIG. 9, light emitted from the
상기 발광 모듈(710)은 회로기판 상에 발광소자 또는 발광소자 패키지가 복수 개로 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.The
도 10은 실시예에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.10 is a view showing an embodiment of a display device in which a light emitting device package according to an embodiment is disposed.
도 10을 참조하면, 실시예에 따른 표시장치(800)는 발광 모듈(830, 835)과, 바텀 커버(810) 상의 반사판(820)과, 상기 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드 하는 도광 판(840)과, 상기 도광 판(840)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(850)와 제2 프리즘시트(860)와, 상기 제2 프리즘시트(860)의 전방에 배치되는 패널(870)과 상기 패널(870)의 전반에 배치되는 컬러필터(880)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 10, the
발광 모듈은 회로 기판(830) 상의 상술한 발광소자 패키지(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(835)는 상술한 바와 같다.The light emitting module includes the above-described light
상기 바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 상기 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 상기 도광 판(840)의 후면이나, 상기 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.The
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.Here, the
도광 판(840)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전 영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광 판(830)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 도광 판이 생략되어 반사시트(820) 위의 공간에서 빛이 전달되는 에어 가이드 방식도 가능하다.The
상기 제1 프리즘 시트(850)는 지지필름의 일면에, 투광 성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.The
상기 제2 프리즘 시트(860)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(870)의 전 방향으로 고르게 분산하기 위함이다.In the
본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(850)과 제2 프리즘시트(860)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.In this embodiment, the
상기 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.The
상기 패널(870)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광 판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.In the
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.The liquid crystal display panel used in the display device uses an active matrix method, and a transistor is used as a switch for controlling the voltage supplied to each pixel.
상기 패널(870)의 전면에는 컬러 필터(880)가 구비되어 상기 패널(870)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.A
이상과 같이 실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, although the embodiments have been described with limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and variations from these descriptions will be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the following claims, but also by the claims and equivalents.
200A, 200B: 발광소자 패키지 210: 몸체
220: 방열 블록 230: 보호소자
240: 광 투과 부 250: 제1 전극 패드
260: 제2 전극 패드 710: 발광 모듈
720: 리플렉터 730: 쉐이드
800: 표시장치 810: 바텀 커버
820: 반사판 840: 도광판
850: 제1 프리즘시트 860: 제2 프리즘시트
870: 패널 880: 컬러필터200A, 200B: Light emitting device package 210: Body
220: heat dissipation block 230: protection element
240: light transmitting portion 250: first electrode pad
260: second electrode pad 710: light emitting module
720: Reflector 730: Shade
800: display device 810: bottom cover
820: reflector 840: light guide plate
850: first prism sheet 860: second prism sheet
870: Panel 880: Color filter
Claims (26)
상기 몸체 내에 배치되는 비아홀;
상기 캐비티의 바닥면에 배치되는 제1 전극 패드 및 상기 캐비티의 바닥면에 배치되고, 상기 제1 전극 패드와 상기 측벽 사이 및 상기 제1 전극 패드 둘레에 배치되는 복수 개의 제2 전극 패드;
상기 제1 전극 패드 상에 배치되는 복수 개의 발광소자;
상기 캐비티 내에 배치되는 보호소자;
상기 보호소자와 상기 몸체의 사이에 배치되는 제3 전극패드; 및
상기 측벽 상에 배치되어 상기 캐비티를 덮는 광 투과부;를 포함하고,상기 복수 개의 발광소자는 서로 제1 방향, 및 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 각각 이격된 발광소자를 포함하고,
상기 발광소자는 발광 구조물, 상기 발광 구조물 상부에 배치되는 제1 전극 및 상기 발광 구조물 하부에 배치되는 제2 전극을 포함하고, 와이어 본딩을 통해 상기 제2 전극 패드와 전기적으로 연결되고,
상기 복수 개의 제2 전극패드는 서로 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 각각 이격하고,
상기 복수 개의 제2 전극 패드 각각은 상기 제1 방향으로 나란하게 연장되는 제1 영역, 상기 제1 영역에서 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 나란하게 연장되는 제2 영역 및 상기 제1 영역에서 상기 측벽의 내측면을 향해 돌출된 확장 패턴을 포함하고,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 상기 측벽의 내측면과 이격하고,
상기 확장 패턴은 상기 제1 방향과 나란하게 배치되고,
상기 제3 전극 패드는 상기 제2 전극패드의 제1 영역과 상기 제1 방향으로 중첩되고,
상기 제3 전극 패드 및 상기 확장패턴의 적어도 일부는 상기 측벽 아래로 연장되어 상기 측벽과 수직 방향으로 중첩되도록 배치되고,
상기 비아홀은 상기 측벽과 수직 방향으로 중첩하는 제1 비아홀을 포함하고,
상기 확장패턴과 상기 제1 비아홀은 상기 측벽 아래에서 연결되는 발광소자 패키지.A body made of ceramic material including a cavity and sidewalls disposed around the cavity;
A via hole disposed in the body;
A first electrode pad disposed on the bottom surface of the cavity and a plurality of second electrode pads disposed on the bottom surface of the cavity and disposed between the first electrode pad and the sidewalls and around the first electrode pad;
A plurality of light emitting elements disposed on the first electrode pad;
A protection element disposed in the cavity;
A third electrode pad disposed between the protection element and the body; And
Includes; disposed on the sidewall to cover the cavity; includes, The plurality of light-emitting elements include light-emitting elements spaced apart from each other in a first direction and a second direction perpendicular to the first direction,
The light emitting device includes a light emitting structure, a first electrode disposed above the light emitting structure, and a second electrode disposed below the light emitting structure, and is electrically connected to the second electrode pad through wire bonding,
The plurality of second electrode pads are spaced apart from each other in the first direction and the second direction,
Each of the plurality of second electrode pads includes a first region extending side by side in the first direction, a second region extending side by side in a second direction different from the first direction in the first region, and the first region. It includes an expansion pattern protruding toward the inner side of the side wall,
The first region and the second region are separated from the inner surface of the side wall,
The extension pattern is arranged parallel to the first direction,
The third electrode pad overlaps the first region of the second electrode pad in the first direction,
At least a portion of the third electrode pad and the extension pattern extends below the sidewall and is disposed to overlap the sidewall in a vertical direction,
The via hole includes a first via hole overlapping the side wall in a vertical direction,
The light emitting device package in which the extension pattern and the first via hole are connected under the sidewall.
상기 보호소자는 상기 제2 전극 패드의 상기 제1 영역과 상기 제1 방향으로 이격하여 배치되는 발광소자 패키지.The method of claim 16,
The protection element is a light emitting device package that is spaced apart from the first region of the second electrode pad in the first direction.
상기 제3 전극 패드는 상기 제1 전극 패드와 상기 캐비티의 측벽 사이에 배치되는 제 3-1 전극 패드 및 제3-2 전극 패드를 포함하고,
상기 보호소자는 상기 제3-1 전극패드 또는 상기 제3-2 전극패드 중 하나에 배치되는 발광소자 패키지.The method of claim 17,
The third electrode pad includes a 3-1 electrode pad and a 3-2 electrode pad disposed between the first electrode pad and sidewalls of the cavity,
The protection element is a light emitting device package disposed on one of the 3-1 electrode pad or the 3-2 electrode pad.
상기 측벽의 내측면에 배치되는 반사 물질을 포함하는 발광소자 패키지.The method of claim 16,
A light emitting device package including a reflective material disposed on an inner surface of the side wall.
상기 제2 전극 패드는 상기 측벽의 내측면과 이격하면서 상기 몸체의 일부를 노출하는 발광소자 패키지.The method of claim 20,
The second electrode pad is spaced apart from the inner surface of the side wall, the light emitting device package to expose a portion of the body.
상기 제1 전극패드는 복수 개이며,
상기 복수 개의 발광소자는 각각 상기 복수 개의 제1 전극패드 상에 배치되는 발광소자 패키지.The method of claim 16,
A plurality of the first electrode pad,
Each of the plurality of light emitting devices is a light emitting device package disposed on the plurality of first electrode pads.
상기 발광소자는 260nm 내지 406nm 영역의 자외선 파장을 방출하는 발광소자 패키지.The method of any one of claims 16, 17, 19-22,
The light emitting device is a light emitting device package that emits ultraviolet wavelengths in the range of 260nm to 406nm.
상기 제3 전극 패드는 애노드 극성 또는 캐소드 극성을 가지는 발광소자 패키지.The method of claim 19,
The third electrode pad is a light emitting device package having an anode polarity or a cathode polarity.
상기 캐비티 내부는 진공 또는 질소를 포함하는 기체로 충진된 발광소자 패키지.The method of claim 23,
A light emitting device package filled with a gas containing vacuum or nitrogen inside the cavity.
상기 몸체는 상기 캐비티의 바닥면을 포함하는 제 1층 및 상기 캐비티의 바닥면보다 높게 배치되며 상기 측벽을 구성하는 제 2층을 포함하고,
상기 측벽은 상기 광 투과부를 지지하는 발광소자 패키지.The method of claim 16,
The body includes a first layer including a bottom surface of the cavity and a second layer disposed higher than the bottom surface of the cavity and constituting the sidewall,
The side wall is a light emitting device package supporting the light transmitting portion.
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