KR20160093370A - 발광 소자 패키지 및 조명 장치 - Google Patents

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KR20160093370A
KR20160093370A KR1020150014273A KR20150014273A KR20160093370A KR 20160093370 A KR20160093370 A KR 20160093370A KR 1020150014273 A KR1020150014273 A KR 1020150014273A KR 20150014273 A KR20150014273 A KR 20150014273A KR 20160093370 A KR20160093370 A KR 20160093370A
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진보람
이은선
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예는 발광 소자 패키지 및 조명 장치에 관한 것이다.
실시 예의 발광 소자 패키지는 발광 소자와, 발광 소자가 실장되는 수용홈을 포함하는 몸체, 및 수용홈에 위치한 접합층을 포함하고, 접합층은 수용홈과 발광 소자 사이에 개재될 수 있다.

Description

발광 소자 패키지 및 조명 장치{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND LIGHTING DEVICE}
실시 예는 발광 소자 패키지 및 조명 장치에 관한 것이다.
발광 소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로서, 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 생성될 수 있고 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
GaN 계열의 발광 소자(LED)는 천연색 LED 표시소자, LED 교통 신호기, 백색 LED 등 다양한 응용에 사용되고 있다. 최근, 고효율 백색 LED의 발광 효율(luminous efficiency)은 통상의 형광램프의 효율보다 우수하여 일반 조명 분야에서도 형광 램프를 대체할 것으로 기대되고 있다.
종래의 발광 소자는 기판 상에 발광 소자가 실장되고, 외부의 정전기와 같은 고전압에 전극들 가장자리에 집중되는 전류 밀집 현상에 의해 전극이 파손되는 문제가 있었다. 특히, 종래의 발광 소자는 높은 구동전압을 이용하는 자외선 발광 소자에서 전류 밀집 현상에 의해 전극의 가장자리가 파손되는 문제가 있었다.
실시 예는 광 효율을 향상시킬 수 있는 발광 소자 패키지 및 조명 장치를 제공한다.
실시 예는 방열이 우수한 발광 소자 패키지 및 조명 장치를 제공한다.
실시 예에 의한 발광 소자는 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층의 상에 위치한 활성층, 및 활성층 상에 위치한 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치한 제1 전극 패드; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치한 제2 전극 패드; 및 상기 제1 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드 중 적어도 하나의 가장자리와 중첩되는 전류 차단 패턴을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 상기 발광 소자를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 광을 흡수하는 발광 소자의 지지부재 및 제2 전극 패드가 몸체의 수용홈에 수용되므로 광 손실을 최소화할 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 광 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 발광 소자로부터 발생된 열이 접합층과 수용홈을 통해서 몸체에 직접 전도되므로 방열이 우수한 장점을 갖는다.
더욱이 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 발광 소자의 지지부재 및 제2 전극 패드가 상기 수용홈에 수용되고, 상기 수용홈과 지지부재 및 제2 전극 패드 사이에 접합층이 개재되어 일반적인 발광 소자 패키지 보다 발광 소자와 본체의 넓은 접촉 면적으로 방열이 우수한 장점을 갖는다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 3은 실시 예에 따른 도 1의 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 실시 예의 발광 소자 패키지를 포함하는 에지 방식의 백라이트 유닛을 갖는 표시장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 실시 예의 발광 소자 패키지를 포함하는 직하 방식의 백라이트 유닛을 갖는 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 도시한 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 소자 및 발광 소자 패키지에 대해서 상세하게 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인을 따라 절단한 발광 소자 패키지를 도시한 단면도이고, 도 3은 실시 예에 따른 도 1의 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 몸체(230) 및 발광 소자(100)를 포함한다.
상기 몸체(230)는 상부가 개방된 캐비티(231)를 포함하고, 상기 캐비티(231)의 바닥면에 수용홈(233)을 포함한다. 상기 몸체(230)는 복수의 절연층의 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 몸체(230)의 재질은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, 또는 AlN일 수 있으고, 복수의 세라믹 층의 적층 구조를 포함할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 몸체(230)가 전기 전도성 재질로 형성된 경우, 상기 몸체(230)는 표면에 절연층을 포함할 수 있다. 상기 절연층은 발광 소자(100)의 상이한 전극 사이의 쇼트(Short)를 방지할 수 있다.
상기 몸체(230)는 복수의 리드 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 리드 전극은 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au) 등을 적어도 하나 포함하는 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 복수의 리드 전극은 도금 방식, 증착 방식, 포토리소그래피 등을 이용하여 선택적으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(230)의 캐비티(231)에는 몰딩부(240)를 포함하고, 몰딩부(240)는 상기 발광 소자(100) 상에 위치하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 상기 몰딩부(240)는 형광체가 포함하고, 상기 형광체는 상기 발광 구조체(20)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
상기 수용홈(233)은 상기 발광 소자(100)를 수용할 수 있다. 상기 수용홈(233)과 상기 발광 소자(100) 사이에는 접합층(250)을 포함한다. 상기 수용홈(233)은 리드 전극이 노출될 수 있고, 상기 노출된 리드 전극 상에 발광 소자(100)가 실장될 수 있다.
상기 수용홈(233)의 깊이(D)는 상기 발광 소자(100)의 높이의 70% 이상일 수 있다.
상기 접합층(250)은 실버 페이스트(Ag paste)와 같은 열 전도성이 높은 페이스트를 이용하여 상기 몸체(230)와 상기 발광 소자(100)를 접합할 수 있다.
상기 수용홈(233)과 상기 발광 소자(100) 사이의 간격은 5~30일 수 있다. 즉, 상기 접합층(250)은 5~30의 두께를 가질 수 있다.
상기 접합층(250)의 일면은 상기 발광 소자(100)와 직접 접촉될 수 있고, 상기 접합층(250)의 타면은 상기 수용홈(233)을 통해 몸체(230)와 직접 접촉될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 발광 구조체(20)와, 상기 발광 구조체(20) 상에 위치한 제1 전극 패드(51), 상기 발광 구조체(20) 아래에 위치한 제2 전극 패드(53), 상기 발광 구조체(20)와 제2 전극 패드(53) 사이에 위치하고, 제1 전극 패드(51)와 수직 방향으로 대응된 전류 차단층(40), 및 지지부재(60)를 포함한다.
상기 발광 구조체(20)는 제1 도전형 반도체층(21), 활성층(22) 및 제2 도전형 반도체층(23)을 포함한다.
상기 제1 도전형 반도체층(21)은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(21)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체일 수 있다. 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(21)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(21)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
상기 활성층(22)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 어느 하나일 수 있다. 상기 활성층(22)은 질화갈륨계 반도체층으로 형성된 우물층 및 장벽층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 활성층(22)은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs, InGaAs/AlGaAs, GaInP/AlGaInP, GaP/AlGaP, InGaP/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
상기 활성층(22)의 장벽층 및 우물층은 활성층의 결정 품질을 향상시키기 위해 불순물이 도핑되지 않은 언도프트층으로 형성될 수 있으나, 순방향 전압을 낮추기 위해 일부 또는 전체 활성 영역 내에 불순물이 도핑될 수도 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(23)은 상기 활성층(22) 아래에 위치하고, 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(23)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체일 수 있다.
상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 상기 제2 도전형 반도체층(23)은 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP와 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제2 전극 패드(53)는 발광 구조체(20)의 제2 도전형 반도체층(23) 아래에 위치하는 접촉층(55), 반사층(56), 및 본딩층(57)을 포함할 수 있다.
상기 접촉층(55)은 상기 제2 도전형 반도체층(23)의 하부면에 접촉되며, 일부는 상기 전류 차단층(40)의 하부면으로 연장될 수 있다. 상기 접촉층(55)은 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등과 같은 전도성 물질이거나 Ni, Ag의 금속을 이용할 수 있다.
상기 접촉층(55) 아래에 반사층(56)이 형성될 수 있으며, 상기 반사층(56)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 또는 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어진 적어도 하나의 층을 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 상기 반사층(56)은 상기 제2 도전형 반도체층(23) 아래에 접촉될 수 있으며, 금속으로 오믹 접촉하거나 ITO와 같은 전도 물질로 오믹 접촉할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사층(56) 아래에는 본딩층(57)이 형성될 수 있으며, 상기 본딩층(57)은 베리어 금속 또는 본딩 금속으로 사용될 수 있으며, 그 물질은 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 및 Ta와 선택적인 합금 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광 구조체(20) 아래에는 채널층(70)이 배치될 수 있다. 상기 채널층(70)은 상기 제2 도전형 반도체층(23)의 하부면 에지를 따라 형성되며, 링 형상, 루프 형상 또는 프레임 형상으로 형성될 수 있다.
상기 채널층(70)은 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 채널층(70)의 내측부는 상기 제2 도전형 반도체층(23) 아래에 배치되고, 외측부는 상기 발광 구조체(20)의 측면보다 더 외측에 위치할 수 있다. 상기 채널층(70)은 상기 수용홈(233)으로부터 외부에 노출될 수 있다.
상기 본딩층(57) 아래에는 지지 부재(60)가 형성되며, 상기 지지 부재(60)는 전도성 부재로 형성될 수 있으며, 그 물질은 구리(Cu-copper), 금(Au-gold), 니켈(Ni-nickel), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC 등)와 같은 전도성 물질로 형성될 수 있다.
상기 지지부재(60)는 다른 예로서, 전도성 시트로 구현될 수 있다. 상기 제2 전극 패드(53)는 상기 지지부재(60)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 전극 패드(53)의 층들 중 적어도 하나 또는 복수의 층은 상기 지지부재(60)와 동일한 너비로 형성될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(21)의 상부면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있다. 상기 제1 전극 패드(51)는 상기 제1 도전형 반도체층(21)의 상면 중 평탄한 면 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 구조체(20)의 측면 및 상면에는 절연층(미도시)이 더 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 전류 차단층(40)은 제1 전극 패드(51)와 오버랩되고, 상기 제2 전극 패드(53)의 하부에 전류가 집중되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
상기 전류 차단층(40)은 예컨대 산화물 또는 질화물등의 절연물질로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 전류 차단층(40)은 SixOy, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 상기 전류 차단층(40)은 굴절률이 서로 상이한 층들을 교대로 적층한 분포 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 접합층(250)은 상기 수용홈(233)과 상기 발광 소자(100) 사이에 개재될 수 있다.
상기 접합층(250)은 상기 지지 부재(60)의 외측면 및 하부면과 직접 접촉될 수 있고, 상기 제2 전극 패드(53)의 외측면과 직접 접촉될 수 있다.
상기 접합층(250)은 상기 채널층(70)과 접촉되지 않거나, 상기 채널층(70)의 외측면 일부와 접촉될 수 있다.
상기 접합층(250)은 발광 소자(100)의 구동시에 발생하는 열에 의해 유동성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 접합층(250)은 상기 발광 구조체(20)와 접하지 않도록 상기 채널층(70) 보다 아래에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 제2 전극 패드(53)의 외측면들 전체는 상기 수용홈(233) 내에 수용될 수 있고, 상기 접합층(250)과 직접 접촉될 수 있다.
상기 접합층(250)의 일면은 상기 제2 전극 패드(53)의 외측면들, 상기 지지부재(60)의 하부면 및 외측면들과 직접 접촉될 수 있다.
상기 접합층(250)의 타면은 상기 수용홈(233)과 직접 접촉될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 광을 흡수하는 상기 발광 소자(100)의 지지부재(60) 및 제2 전극 패드(53)가 상기 몸체(230)의 수용홈(233)에 수용되므로 광 손실을 최소화할 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 지지부재(60) 및 제2 전극 패드(53)으로 흠수되는 광 손실을 최소화하므로 광 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 발광 소자(100)로부터의 열이 접합층(250)과 수용홈(233)을 통해서 몸체(230)에 직접 전도되므로 방열이 우수한 장점을 갖는다.
더욱이 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 발광 소자(100)의 지지부재(60) 및 제2 전극 패드(53)가 상기 수용홈(233)에 수용되고, 상기 수용홈(233)과 지지부재(60) 및 제2 전극 패드(53) 사이에 접합층(250)이 개재되어 일반적인 발광 소자 패키지 보다 발광 소자(100)와 본체(230)의 넓은 접촉 면적으로 방열이 우수한 장점을 갖는다.
도 4 및 도 5는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 몸체(230)의 수용홈(233)에 전도성 물질의 접합층(250)이 형성될 수 있다.
상기 접합층(250)은 실버 페이스트(Ag paste)와 같은 열 전도성이 높은 페이스트일 수 있으나, 이에 한정하되는 것은 아니다. 예컨대 상기 페이스트는 도팅(dotting), 스템핑(stamping), 또는 디스펜싱 툴(dispensing tool)을 이용하여 상기 수용홈(233) 내에 형성될 수 있다.
상기 발광 소자 패키지(200)는 상기 접합층(250) 상에 발광 소자(100)가 정렬되고, 상기 발광 소자(100)가 수용홈(233) 내에 수용되면서 상기 발광 소자(100)의 외측면과 상기 수용홈(233)의 내벽면 사이에 상기 접합층(250)이 개재될 수 있다. 상기 접합층(250)의 일면은 상기 발광 소자(100)의 외측면들과 직접 접촉될 수 있고, 상기 접합층(250)의 타면은 상기 수용홈(233)의 내벽면과 직접 접촉될 수 있다.
상기 접합층(250)은 열 압착 및 경화공정을 통해서 상기 발광 소자(100)와 상기 몸체(230)를 접합시킨다.
도면에는 도시되지 않았지만, 상기 발광 소자(100)는 와이어 본딩 공정을 수행할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 발광 소자(100)와 몸체(230)가 접합되면, 상기 몸체(230)의 캐비티(231)에 외부 환경으로부터 발광 소자(100)를 보호하는 몰딩부(240)를 형성하는 몰딩 공정을 수행한다. 상기 몰딩부(240)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 무색 투명한 고분자 수지 재질일 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬수 있도록 형광체를 포함시킬 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 광을 흡수하는 상기 발광 소자(100)가 몸체(230)의 수용홈(233)에 수용되어 광 손실을 최소화하므로 광 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 발광 소자(100)로부터의 열이 접합층(250)과 수용홈(233)을 통해서 몸체(230)에 직접 전도되므로 방열이 우수한 장점을 갖는다.
도 6은 실시 예의 발광 소자 패키지를 포함하는 에지 방식의 백라이트 유닛을 갖는 표시장치를 도시한 사시도이고, 도 7은 실시 예의 발광 소자 패키지를 포함하는 직하 방식의 백라이트 유닛을 갖는 표시장치를 도시한 단면도이고, 도 8은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 실시 예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 모듈(1031)과, 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), 발광 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)에 포함될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈(1031)은 바텀 커버(1011) 내에 적어도 하나가 제공될 수 있으며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 기판(1033)과, 도 1 내지 도 5의 실시 예에 따른 발광 소자(100) 및 발광 소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(200)는 상기 기판(1033) 상에서 일정 간격을 두고 어레이될 수 있다.
상기 기판(1033)은 회로패턴을 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 패키지(200)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 위에 제공될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
상기 발광 소자 패키지(200)는 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 일정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자 패키지(200)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 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), 발광모듈(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 제1 및 제2 기판, 그리고 제1 및 제2 기판 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 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041) 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 7을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(100)가 어레이된 기판(1020), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다. 상기 기판(1020)과 상기 발광 소자 패키지(200)는 발광 모듈(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
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 methy 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 발광 모듈(1060) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 8을 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 발광소자 패키지를 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 갖는다.
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), 연장부(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 연장부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(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.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 발광 소자 200: 발광 소자 패키지
230: 수용홈 231: 캐비티
233: 수용홈 250: 접합층

Claims (11)

  1. 발광 소자;
    상기 발광 소자가 실장되는 수용홈을 포함하는 몸체; 및
    상기 수용홈에 위치한 접합층을 포함하고,
    상기 접합층은 상기 수용홈과 상기 발광 소자 사이에 개재된 발광 다이오드 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    지지부재;
    상기 지지부재 상에 위치한 제2 전극 패드;
    상기 제2 전극 패드 상에 위치하고, 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체; 및
    상기 발광 구조체 상에 위치한 제1 전극 패드를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 접합층은 상기 지지부재의 하부면 및 외측면들과 직접 접촉되고, 상기 제2 전극 패드의 외측면들과 직접 접촉되는 발광 다이오드 패키지.
  4. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 지지부재는 전도성 물질을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  5. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 제2 전극 패드는 상기 제2 도전형 반도체층의 하부에 위치한 접촉층, 반사층 및 본딩층을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  6. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층 가장자리 하부에 위치한 채널층을 더 포함하고, 상기 채널층은 상기 접촉층 상에 위치한 발광 다이오드 패키지.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 채널층은 상기 수용홈으로부터 외부에 노출된 발광 다이오드 패키지.
  8. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 제2 전극 패드의 외측면들 전체는 상기 수용홈 내에 수용되고, 상기 접합층과 직접 접촉되는 발광 다이오드 패키지.
  9. 제2 항 또는 제3 항에 있어서,
    상기 접합층의 일면은 상기 제2 전극 패드의 외측면들, 상기 지지부재의 하부면 및 외측면들과 직접 접촉되고, 상기 접합층의 타면은 상기 수용홈과 직접 접촉된 발광 다이오드 패키지.
  10. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 수직 타입 발광 소자인 발광 다이오드 패키지.
  11. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 하나의 발광 소자를 포함하는 조명 장치.
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