KR20200043856A - 백라이트용 led 패키지 - Google Patents

백라이트용 led 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR20200043856A
KR20200043856A KR1020180124742A KR20180124742A KR20200043856A KR 20200043856 A KR20200043856 A KR 20200043856A KR 1020180124742 A KR1020180124742 A KR 1020180124742A KR 20180124742 A KR20180124742 A KR 20180124742A KR 20200043856 A KR20200043856 A KR 20200043856A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
led chip
cavity
backlight
reflector
led package
Prior art date
Application number
KR1020180124742A
Other languages
English (en)
Inventor
허민영
조윤건
Original Assignee
주식회사 루멘스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 루멘스 filed Critical 주식회사 루멘스
Priority to KR1020180124742A priority Critical patent/KR20200043856A/ko
Priority to US16/582,901 priority patent/US20200124786A1/en
Priority to CN201910988798.8A priority patent/CN111077694A/zh
Publication of KR20200043856A publication Critical patent/KR20200043856A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

청색광, 녹색광 및 적색광의 혼합에 의해 백색광을 얻는 백라이트용 LED 패키지가 개시된다. 상기 백라이트용 LED 패키지는 격벽에 의해 분리되어 형성된 제1 캐비티와 제2 캐비티를 갖는 리플렉터; 상기 제1 캐비티에 배치되며 청색광을 발광하는 제1 LED 칩; 상기 제2 캐비티에 배치되며 녹색광을 발광하는 제2 LED 칩; 상기 제1 캐비티 내에 형성되며, 상기 제1 LED 칩의 청색광을 적색광으로 변환하는 적색형광체가 혼합된 형광 수지부; 및 상기 제2 캐비티 내에 형성되며, 상기 제2 LED칩을 커버하는 투명 수지부;를 포함하며, 상기 적색광은 640 nm ~ 650 nm의 피크 파장과 60nm 미만의 반치폭(FWHM : Full Width at Half Maximun)을 갖는다.

Description

백라이트용 LED 패키지{LIGHT EMITTER FOR BACK LIGHT}
본 발명은 백라이트용 LED 패키지에 관한 것으로서, 디스플레이의 색 영역을 넓혀 색 재현성을 증가시킬 수 있는 고휘도 백라이트용 LED 패키지에 관한 것이다.
여기에서 본 발명에 관한 배경기술이 제공되는데, 이 배경기술은 반드시 공지 기술을 의미하는 것은 아니다.
백라이트용 LED 패키지의 한 예로 적색 LED 칩, 제2 LED 칩 및 제1 LED 칩을 조합하여 백색광을 얻는 타입이 있다. 이러한 타입의 백라이트용 LED 패키지는 외부 온도 등 주변 조건의 변화 및/또는 전압 불균일성으로 인해 LED 칩들의 광 출력이 변화하여 색좌표가 달라지는 문제점이 있다. 하나의 제1 LED 칩 위에 형광물질(예를 들면 YAG:CE)을 배치하여 백색광을 얻는 타입이 있다. 이런 타입의 백라이트용 LED 패키지로 동일 색좌표로 양산이 어렵고 색온도와 연색지수의 조절도 어렵다는 단점을 갖는다. 또한, 다른 타입의 백라이트용 LED 패키지로는 제1 LED 칩과 녹색 형광체 및 적색 형광체의 조합으로 백색광을 얻는 것이 있다. 그러나, 이러한 타입의 백라이트용 LED 패키지는 적색 형광체 및 녹색 형광체의 발광 스펙트럼의 FWHM(Full Width at Half Maximum; 반치폭) 한계로 인하여, 색 영역을 넓히는 것과 색 재현성을 높이는데 한계가 있다. 특히, BT2020은 단색의 RGB 원색을 필요로 하며, 가장 넓은 색영역을 규정하는 것인데, 기존 적색 형광체와 녹색 형광체를 이용하는 백라이트용 LED 패키지는 BT2020 90% 미만으로서 넓은 색영역을 제공하는데 한계가 있다.
BT2020이 규정하는 넓은 색영역을 구현하기 위해, 3원색 광 파장의 반치폭을 줄일 필요성이 대두되었으며, 이를 위해, 제1 LED 칩과 제2 LED 칩과 적색 형광체의 조합으로 백색광을 얻는 것이 제안되었다. 그러나 이것은 제1 LED 칩이 발한 청색광이 적색 형광체를 여기시키는 구간에서 제2 LED 칩이 발생한 광의 손실이 많다는 단점이 있다. 그리고, 기존에 흔히 사용되는 적색 형광체로 여러 만족할만한 조건을 충족시키는데 한계가 있었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는, 제1 LED 칩과 제2 LED 칩과 적색 형광체의 조합으로 백색광을 얻되, 제1 LED 칩이 발한 청색광이 적색 형광체를 여기시키는 구간에서, 제2 LED 칩이 발생한 광의 손실을 최소화함으로써, 고휘도를 유지하면서도, BTE 2020이 규정하는 넓은 색 영역과 향상된 재현성 구현할 수 있는 고휘도 백라이트용 LED 패키지에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 백라이트용 LED 패키지는, 격벽에 의해 분리되어 형성된 제1 캐비티와 제2 캐비티를 갖는 리플렉터; 상기 제1 캐비티에 배치되며 청색광을 발광하는 제1 LED 칩; 상기 제2 캐비티에 배치되며 녹색광을 발광하는 제2 LED 칩; 상기 제1 캐비티에 형성되며, 상기 제1 LED 칩의 청색광을 적색광으로 변환하는 적색형광체가 혼합된 형광 수지부; 및 상기 제2 캐비티에 형성되며, 상기 제2 LED칩을 커버하는 투명 수지부;를 포함하며, 상기 적색광은 640 nm ~ 650 nm의 피크 파장과 60nm 미만의 반치폭(FWHM: Full Width at Half Maximun)을 갖는다.
일 실시예에 따라, 상기 적색 형광체의 응답 시간은 1μs 미만일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 적색 형광체는 Sr[LiAl3N4]Eu2+일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 녹색광은 520 nm ~ 530 nm의 피크 파장을 갖는다.
일 실시예에 따라, 상기 격벽은 상기 제2 캐비티의 녹색광이 상기 제1 캐비티의 적색광과 혼합되는 것을 방지한다.
일 실시예에 따라, 상기 투명 수지부는 클리어 실리콘 수지로 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 격벽의 최상단 높이는 상기 적색 형광체의 최상 높이 이상이다.
일 실시에에 따라, 상기 리플렉터는, 상기 격벽의 제1 면과 마주하도록 상기 제1 캐비티에 형성된 제1 경사벽과, 상기 격벽의 제2 면과 마주하도록 상기 제 2캐비티에 형성된 제2 경사벽을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 면과 상기 제2 면 각각은 수직면일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 면과 상기 제2 면 각각은 경사면일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 LED 패키지는 상기 제1 LED 칩과 상기 제2 LED 칩에 인가되는 전류를 서로 다르게 제어하기 위한 전류 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 LED 패키지는 상기 제1 LED 칩과 상기 제2 LED 칩이 실장되는 기재를 더 포함하며, 상기 기재의 상면에는 상기 제1 LED 칩의 제1 도전형 전극 및 제2 도전형 전극과 상기 제2 LED 칩의 제1 도전형 전극 및 제2 도전형 전극에 각각 연결되는 제1, 제2, 제3 및 제4 상면 전극패드가 형성되고, 상기 기재의 하면에는 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 상면 전극패드에 대응되는 제1, 제2, 제3 및 제4 하면 전극패드가 형성된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 백라이트 LED 패키지는, 제1 캐비티가 형성된 제1 리플렉터; 상기 제1 리플렉터와 분리된 제2 캐비티가 형성된 제2 리플렉터; 상기 제1 캐비티에 배치되며 청색광을 발광하는 제1 LED 칩; 상기 제2 캐비티에 배치되며 녹색광을 발광하는 제2 LED 칩; 상기 제1 캐비티에 형성되며, 상기 제1 LED 칩의 청색광을 적색광으로 변환하는 적색 형광체가 혼합된 형광 수지부; 및 상기 제2 캐비티에 형성되며, 상기 제2 LED칩을 커버하는 투명 수지부;를 포함하며, 상기 적색광은 640 nm ~ 650 nm의 피크 파장과 60nm 미만의 반치폭(FWHM: Full Width at Half Maximun)을 갖는다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 캐비티와 상기 제2 캐비티는 상기 제1 리플렉터의 외벽과 상기 제2 리플렉터의 외벽에 의해 분리된다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 리플렉터의 외벽과 상기 제2 리플렉터의 외벽이 밀착된다.
일 실시에에 따라, 상기 제1 리플렉터의 외벽과 상기 제2 리플렉터의 외벽은 이격된다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 리플렉터 및 상기 제2 리플렉터는 화이트월인일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 적색 형광체층의 상면은 상기 제1 리플렉터의 상단과 같거나 낮은 높이에 위치하다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 LED 칩 및 상기 제2 LED 칩은 저면에 전극을 포함하며, 상기 전극은 제1 리플렉터 및 상기 제2 리플렉터의 하단보다 더 아래로 돌출된다.
일 실시예에 따라, 상기 적색 형광체는 Sr[LiAl3N4]Eu2+일 수 있다.
본 발명에 따른 백라이트용 LED 패키지는, 제1 LED 칩과 제2 LED 칩과 적색 형광체의 조합으로 백색광을 얻되, 제1 LED 칩이 발한 청색광이 적색 형광체를 여기시키는 구간에서, 제2 LED 칩이 발생한 광의 손실을 최소화함으로써, 고휘도를 유지하면서도, BTE 2020이 규정하는 넓은 색 영역과 향상된 재현성을 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 반사면을 갖는 서로 격리된 두 캐비티 중 하나에 제1 LED 칩과 적색 형광체를 배치하고, 나머지 하나의 캐비티에 제2 LED 칩을 배치하는데, 이와 같이 함으로써, 제1 LED 칩이 적색 형광체를 여기시킬 때 녹색광이 적색 형광체에 작용하지 않게 하여, 광 효율 저하를 막는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 LED 칩과 제2 LED 칩에 의해 발광되는 청색광과 녹색광의 파장대는 물론이고 제1 LED 칩이 적색 형광체를 여기시킬 때 발생하는 적색광의 FWHM도 작아, 다른 파장대가 서로 겹치게 되어 야기될 수 있는 광량 저하를 막을 수 있다.
또한, 520 ~ 530nm 피크 파장의 제2 LED 칩을 이용함으로써 BT2020 대비 색영역을 더욱 넓힐 수 있다.
또한, 제1 LED 칩과 제2 LED 칩을 병렬적으로 배치하고, 전류 제어부에 의해 서로 다른 크기의 전류가 제1 LED 칩과 제2 LED 칩에 인가될 수 있게 구성함으로써, 원하는 색좌표계를 얻기가 용이하다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트용 LED 패키지를 도시한 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트용 LED 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트용 에미터를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이용 LED 패키지를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 백라이트용 LED 패키지에 적용될 수 있는 전력 입출력용 하면 전극 패드들의 예를 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 백라이트용 LED 패키지에 적용될 수 있는 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명에 따른 백라이트용 LED 패키지의 발광 스펙트럼 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 백라이트용 LED 패키지가 제공하는 BT2020 대비 색영역을 비교예와 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트용 LED 패키지를 도시한 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트용 LED 패키지를 도시한 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트용 LED 패키지는, LCD 등과 같은 디스플레이 장치의 백라이트용 공원으로 이용되는 것으로서, 청색광을 발하는 제1 LED 칩(20)과, 상기 제1 LED 칩(20)의 인근에 배치되고 녹색광을 발하는 제2 LED 칩(40)과, 상기 청색광의 일부에 의해 여기되어 적색광을 발하는 적색 형광체(32)와, 상기 청색광이 상기 적색 형광체를 여기시키는 구간에서 상기 청색광과 상기 녹색광을 격리하는 격리수단을 포함한다.
또한, 상기 백라이트용 LED 패키지는 상기 제1 LED 칩(20)과 상기 제2 LED 칩(40)을 수용하는 리플렉터(60)를 포함하며, 상기 격리수단은 상기 리플렉터(60)의 일부인 격벽(61)을 포함한다.
상기 리플렉터(60)는, 예컨대 TiO2또는 SiO2등과 같은 입자 상의 반사 물질들이 혼합된 수지 재료로부터 성형될 수 있다. 이때, 상기 수지 재료는 EMC, PCT, PPA 계열의 몰드 레진이 유리하게 이용될 수 있다. 상기 제1 LED 칩(20) 및 적색 형광체(32)와 상기 제2 LED 칩(40)이 모두 수용되는 상측 개방형의 공간을 포함한다. 그리고, 상기 공간은 상기 격벽(61)에 의해 분리 구획되는 두 개의 캐비티, 즉, 제1 캐비티(62a)와 제2 캐비티(62b)를 포함한다. 그리고, 상기 제1 캐비티(62a)에는 제1 LED 칩(20)과 적색 형광체(32)가 수용되고, 상기 제2 캐비티(62b)에는 제2 LED 칩(40)이 수용된다. 본 실시예에서, 상기 적색 형광체(32)는 상기 투명 수지, 바람직하게는, 실리콘 수지에 분산된 상태로 제1 캐비티(62a) 내에 위치한다. 이때, 상기 제1 캐비티(62a) 내에 형성되어 있고, 수지에 적색 형광체(32)가 분산되어 있는 부분을 형광 수지부(30)라 한다.
상기 리플렉터(60)는 상기 제1 캐비티(62a)의 바닥면에 형성된 제1 상면 전극패드(65a) 및 제2 상면 전극패드(65b)와, 상기 제2 캐비티(62b)의 바닥면에 형성된 제3 상면 전극패드(65c) 및 제4 상면 전극패드(65d)를 포함한다. 상기 제1 LED 칩(20)은 상기 제1 캐비티(62a)의 바닥면에 실장되고, 상기 제2 LED 칩(40)은 상기 제2 캐비티(62b)의 바닥면에 실장된다. 상기 제1 LED 칩(20) 및 상기 제2 LED 칩(40) 각각은 하부에 제1 도전형 반도체층과 연결된 제1 도전형 전극 및 제2 도전형 반도체층과 연결된 제2 도전형 전극을 포함한다. 상기 제1 LED 칩(20)은, 상기 제1 캐비티(62a)의 바닥면에 실장 때, 자신의 제1 도전형 전극이 상기 제1 상면 전극패드(65a)에 본딩되고 자신의 제2 도전형 전극이 상기 제2 상면 전극패드(65b)에 본딩된다. 또한, 상기 제2 LED 칩(40)은 상기 제2 캐비티(62b)의 바닥면에 실장될 때, 자신의 제1 도전형 전극이 상기 제3 상면 전극패드(65c)에 본딩되고 자신의 제2 도전형 전극이 상기 제4 상면 전극패드(65d)에 본딩된다. 상기 제1 상면 전극패드, 상기 제2 상면 전극패드, 상기 제3 상면 전극패드 및 상기 제4 상면 전극패드는, 리플렉터(60)의 일부를 구성하거나 또는 리플렉터(60)와 결합되어 있는 기재의 상면에 형성된다. 그리고, 상기 기재의 하면에는 상기 제1 상면 전극패드(65a), 상기 제2 상면 전극패드(65b), 상기 제3 상면 전극패드(65c) 및 상기 제4 상면 전극패드(65d)에 대응하는 제1 하면 전극패드, 제2 하면 전극패드, 제3 하면 전극패드, 제4 하면 전극패드가 형성될 있으며, 대응하는 상면 전극패드와 하면 전극패드 사이는 비아 또는 리드 금속에 의해 연결된다. 이와 같은 구성에 의해, 제1 LED 칩(20)과 제2 LED 칩(40)은 병렬로 배열될 수 있고, 하나의 전원에 의해 동작되더라도, 이하 설명되는 전류 제어부에 의해 서로 다른 전류가 인가될 있다.
한편, 상기 격벽(61)의 최상단 높이는 상기 형광 수지부(30)의 적색 형광체(32)의 최상 높이와 같거나 크므로, 상기 제1 LED 칩(20)이 상기 적색 형광체(32)를 여기시키는 적색 파장 변환 구간에서, 상기 제2 LED 칩(40)에서 발생한 광을 상기 적색 형광체(32)로부터 격리시킬 수 있다. 상기 적색 파장 변환 구간을 지난 구간에서, 청색광, 적색광 및 녹색광이 혼합되어 백색광을 얻을 수 있다.
또한, 상기 격벽(61)은 서로 평행하고 수직면으로 되어 있는 제1 면(612a)과 제2 면(612b)을 포함한다. 그리고, 상기 리플렉터(60)는, 상기 격벽(61)의 제1 면(612a)과 마주하도록 상기 제1 캐비티에 형성된 제1 경사벽(64a)과, 상기 격벽(61)의 제2 면(612b)과 마주하도록 상기 제 2캐비티에 형성된 제2 경사벽(64b)을 포함한다. 상기 리플렉터(60)와 그것의 일부인 상기 격벽(61)은 반사벽, 더 구체적으로는, 화이트월로 이루어지 수 있다.
한편, 상기 제1 캐비티(62a) 내에는 전술한 적색 형광체(32)를 포함하는 형광 수지부(30)가 상기 제1 LED 칩(20)의 상면 및 측면들을 모두 덮도록 형성되고, 상기 제2 캐비티(62b) 내에는 제2 LED 칩(40)을 덮도록 투명 수지부(50)가 형성된다. 상기 형광 수지부(30)는 적색 형광체가 분산된 유동성 실리콘 수지가 상기 제1 캐비티(62a)를 채움으로써 형성될 수 있다. 상기 투명 수지부(50)는 유동성 클리어 실리콘 수지가 상기 제2 캐비티(62b)를 채움으로써 형성된다.
상기 리플렉터(60)의 성형시 상기 격벽(61)이 상기 리플렉터(60)의 일부가 되도록 성형될 수 있고, 대안적으로, LED 칩들 및 형광체가 수용되는 하나의 큰 수용 공간을 포함하는 리플렉터를 제작한 후, 상기 공간에 격벽(61)을 세워 상기 공간을 제1 캐비티와 제2 캐비티로 분리 구획할 수도 있음에 유의한다. 전자의 경우, 상기 격벽(61)은, 상기 리플렉터(60)의 일부로서 같은 재료로 이루어지므로, 후자의 경우, 리플렉터(60)와 다른 재료로 이루어질 수도 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트용 LED 패키지를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트용 LED 패키지는 제1 LED 칩(20) 및 제2 LED 칩(40) 모두 제1 도전형 전극과 제2 도전형 전극을 상부에 갖는 래터럴형 LED 칩이 이용된다. 앞선 실시예와 마찬가지로, 리플렉터(60)의 일부 또는 리플렉터(60)와 결합되는 기재의 상면에는 제1 상면 전극패드(65a), 제2 상면 전극패드(65b), 제3 상면 전극패드(65c) 및 제4 상면 전극패드(65d)가 형성되고, 상기 제1 LED 칩(20)의 제1 도전형 전극과 상기 제1 상면 전극패드(65a) 사이, 상기 제1 LED 칩(20)의 제2 도전형 전극과 상기 제2 상면 전극패드(65b) 사이, 상기 제2 LED 칩(40)의 제1 도전형 전극과 상기 제3 상면 전극패드(65c) 사이, 상기 제2 LED 칩(40)의 제2 도전형 전극과 상기 제4 상면 전극패드(65d) 사이 각각은 본딩와이어(w1, w2, w3, w4)에 의해 연결된다. 또한, 제1 캐비티의 바닥면과 격벽(61)에 의해 상기 제1 캐비티와 분리된 제2 캐비티의 바닥면 각각에는 정전기 등 순간 고전압이 유입될 경우 상기 제1 LED 칩(20)과 상기 제2 LED 칩(40)을 보호하기 위한 제너다이오드(70)들이 추가로 실장된다. 그 외 나머지 구성은 앞선 실시예에서 설명한 것과 같으므로 중복을 피하기 위해 추가적인 설명이 생략된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트용 LED 패키지를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 백라이트용 LED 패키지는, 앞선 실시예와 마찬가지로, 격벽(61)이 제1 면(612a)과 제2 면(612b)을 포함하고, 상기 제1 면(612a)은 상기 제1 캐비티(62a)에 형성된 제1 경사벽(64a)과 마주하고, 상기 제2 면(612b)은 상기 제2 캐비티(62b)에 형성된 제2 경사벽(64b)과 마주한다. 앞선 실시예와 달리, 격벽(61)의 제1 면(612a)과 제2 면(612b) 각각은 경사면이며, 경사면인 제1 면(612a)과 제1 경사벽(64a) 사이에 제1 LED 칩(20)과 적색 형광체(32)가 위치하고, 경사면인 제2 면(612b)과 제2 경사벽(64b) 사이에 제2 LED 칩(40)이 위치한다. 광의 진행 방향을 따라 상기 제1 면(612a)과 상기 제1 경사벽(64a) 사이의 거리는 점진적으로 멀어지고, 광의 진행 방향을 따라 상기 제2 면(612b)과 상기 제2 경사벽(64b) 사이의 거리도 점진적으로 멀어진다.
나머지 구성은 앞선 실시예들과 동일하므로 추가적인 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명에 따른 백라이트용 LED 패키지에 적용될 수 있는 전력 입출력용 하면 전극 패드들의 예를 보여준다. 여기에서 기재는 수지 성형된 리플렉터의 일부인 것이 바람직하다. 상기 전극 패드들(69a, 69b, 69c, 69)은 제1 LED 칩(20; 도 1a, 도 1b, 도 2, 도 3 참조)과 제2 LED 칩(40; 도 1a, 도 1b, 도 2, 도 3 참조)에 대하여 전력 입출력용 전극패드로서의 기능을 하며, 제1 LED 칩(20; 도 1a, 도 1b, 도 2, 도 3 참조)의 제1 도전형 전극 및 제2 도전형 전극과 제2 LED 칩(40; 도 1a, 도 1b, 도 2, 도 3 참조)의 제1 도전형 전극 및 제2 도전형 전극에 대응되게 분리되어 있는 4개의 전극패드들, 즉, 제1 하면 전극패드(69a), 제2 하면 전극패드(69b), 제3 하면 전극패드(69c) 및 제4 하면 전극패드(69d)가 제공됨으로써, 제1 LED 칩과 제2 LED 칩 각각에 대한 전류를 서로 다르게 제어할 수 있는 전류 제어부를 제공하는 것이 가능하다. 상기 제1 하면 전극패드(69a)와 상기 제2 하면 전극패드(69b)는 서로 연결되어 있다고 트리밍 공정에서 서로 분리되는 꼬리 부분들(691, 691)을 각각 포함한다. 마찬가지로, 상기 제3 하면 전극패드(69c)와 상기 제4 하면 전극패드(69d)도 서로 연결되어 있다고 트리밍 공정에서 서로 분리되는 꼬리 부분들(691, 691)을 각각 포함한다. 또한, 서로 대응하는 두 꼬리 부분들(691, 691)은, 서로 좁은 갭으로 이격되되, 두 꼬리 부분들(691, 691) 사이의 갭과 인접하도록 상기 갭보다 큰 폭의 광폭 영역(692)이 제공된다. 이 광폭 영역(692)은 하면 전극패드를 지지하는 리플렉터용 수지벽 또는 화이트월을 형성하기 위해 수지를 주입하는 주입구가 형성되어 있던 영역으로, 이 광폭 영역(692)을 갭이 가장 작은 두 꼬리 부분(691, 691) 사이의 갭과 인접하게 형성함으로서, 그 작은 갭에 수지가 잘 주입되지 않는 문제점을 해결한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 LED 칩(20)과 제2 LED 칩(40)은 병렬적으로 배치되며, 전술한 것과 같이, 기재 상면에 4개의 전극패드들과 기재 하면에 4개의 전극패드들을 구비함으로서, 제1 LED 칩(20)의 인가 전류를 제어하는 제1 전류 제어 스위치(91) 및 제2 LED 칩(40)의 인가 전류를 제어하는 제2 전류 제어 스위치(92)를 포함하는 전류 제어부(90)가 구현될 수 있다. 일예로, 제1 LED 칩(20)에 인가되는 전류를 100 mA로 하고, 제2 LED 칩(40)에 인가되는 전류를 조절함으로써, 디스플레이 장치의 색 영역을 원하는 대로 확장시키는 조절이 가능하다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백라이트용 LED 패키지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 백라이트용 LED 패키지는 제1 LED 칩(20)의 측면들과 제2 LED 칩(40)의 측면들을 덮는 화이트월(60')을 갖는 리플렉터를 포함하며, 격리수단은 상기 화이트월(60')의 일부인 격벽(61)을 포함한다. 그리고, 상기 제1 LED 칩(20)의 상면을 덮도록 상기 적색 형광체(32)를 포함하는 적색 형광체층(30')이 형성되며, 상기 적색 형광체층(30')의 상면은 상기 격벽(61)의 상단과 같거나 낮은 높이에 위치한다. 상기 적색 형광체층(30')은 상기 제1 LED 칩(20)의 상면 뿐 아니라 측면을 덮도록 형성될 수도 있다. 상기 제2 LED 칩(40)의 상면에는 투명 수지층(50')이 형성될 수 있다. 상기 제1 LED 칩(20)의 도전형 전극들 및 제2 LED 칩(20)의 도전형 전극들은 상기 화이트월(60')의 하단을 지나 아래로 더 돌출되어 있다.
위에서 설명한 실시예들에 따른 백라이트용 LED 패키지는 하나의 리플렉터 형성된 하나의 공간 내에 제1 LED 칩, 적색 형광체 및 제2 LED 칩이 모두 수용되되, 그 공간이 격벽에 제1 캐비티와 제2 캐비티로 구획되고, 제1 캐비티에 수용된 제1 LED 칩이 발한 청색광과 제1 캐비티에 수용된 적색 형광체가 발한 광이 제2 캐비티에 수용된 제2 LED 칩이 발한 광과 격리되는 구조로 되어 있다.
하지만, 도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 제1 LED 칩(20) 및 적색 형광체(32)가 수용되는 제1 캐비티가 형성된 제1 리플렉터(60a)와 제2 LED 칩(40)이 형광체 없이 수용되는 제2 캐비티가 형성된 제2 리플렉터(60b)를 포함하는 백라이트용 LED 패키지도 고려될 수 있다. 이러한 백라이트용 LED 패키지에 있어서는, 격리 수단이 제1 리플렉터(60a)의 외벽과 제2 리플렉터(60b)의 외벽을 포함한다. 그리고, 도 7에 도시된 것과 같이, 제1 리플렉터(60a)의 외벽과 제2 리플렉터(60b)의 외벽이 밀착되어 있을 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 리플렉터(60a)의 외벽과 제2 리플렉터(60b)의 외벽이 밀착되지 않고 떨어져 있을 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 리플렉터(60a) 및 상기 제2 리플렉터(60b)는 화이트월일 수 있다. 적색 형광체(32)를 포함하는 적색 형광체층 또는 형광 수지부의 상면은 적어도 상기 제1 리플렉터(60a)의 상단과 같거나 낮은 높이에 위치한다. 그리고, 상기 제1 LED 칩(20) 및 상기 제2 LED 칩(40)은 저면에 전극을 포함하며, 상기 전극은 제1 리플렉터(60a) 및 상기 제2 리플렉터(60b)의 하단보다 더 아래로 돌출된다.
이제 앞선 실시예들 모두에 적용된 백라이트용 LED 패키지의 특징들에 대해 설명한다. 아래에서 언급되는 구성 요소들에 대하여 도면 부호 없이 설명되지만, 앞에서 설명된 것들과 같다는 점에 유의한다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트용 LED 패키지는 제1 LED 칩, 적색 형광체 및 제2 LED 칩의 조합에 의해 도 9에 도시된 것과 같은 발광 스펙트럼의 백색광을 얻는 것으로서, 상기 청색광이 상기 적색 형광체를 여기시키는 구간에서 상기 청색광과 상기 녹색광이 서로에 대해 격리된다. 제1 LED 칩 및 제2 LED 칩 각각은 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 반도체 화합물을 포함하여 이루어질 수 있고, 청색광에 의해 여기되어 적색광을 발하는 적색 형광체로는 SLA 형광체, 즉, Sr[LiAl3N4]Eu2+가 유리하게 이용될 수 있다.
도 9를 참조하면, 청색광의 피크 파장은 440nm ~ 460nm의 범위에 있고, 녹색광의 피크 파장은 520 nm ~ 530 nm 범위 내에 있고, 상기 적색광의 피크 파장은 640 nm ~ 650 nm에 있다. 청색광 및 녹색광은 제1 LED 칩 및 제2 LED 칩에서 얻는 원색의 청색광 및 녹색광이므로 작은 FWHM을 갖는다. 적색 형광체를 이용함에도 불구하고, 아래 [표 1]과 같은 특성을 갖는 SLA 적색 형광체, 즉, Sr[LiAl3N4]Eu2+적색 형광체는 60nm 미만의 FWHM의 적색광을 얻을 수 있다. 아래의 [표 1]은 본 발명에 적용된 SLA 적색 형광체의 특성과 비교예로서의 KSF 적색 형광체를 비교하기 위한 것이다.
피크 파장 BT2020 coverage FWHM 응답시간
SLA 650 nm 90% 이상 단일 피크, < 60 nm < 1 μs
KSF 630 nm 90% 미만 3개의 좁은 피크 >10 ms
제2 LED 칩과 그와 격리된 제1 LED 칩 및 적색 형광체의 조합으로 백색광을 구현하는 본 발명의 적색 형광체로 피크 파장 650 nm, FWHM 60 nm 미만의 SLA 형광체가 적용되면, KSF 형광체를 적용했을 때와 비교해볼 때, BT2020 색영역 90% 이상으로 넓은 색영역을 제공할 수 있고 이에 따라 색재현성을 높일 수 있다. 원하는 색영역을 보장하기 위해서는 적어도 640 nm ~ 660 nm 피크 파장의 적색 형광체가 요구되며, 적색광 스펙트럼의 FWHM이 60 nm 이하인 것이 좋다. 또한, SLA 형광체는 응답시간이 < 1 μs인 특성을 갖는다. 응답시간이 >10 ms인 기존 적색 형광체 이용시 발생하던 잔광의 문제를 해결한다.
또한, 갈륨 나이트라이드 계열의 제1 LED 칩 및 제2 LED 칩과 SLA 형광체의 조합으로 BT2020 대비 색영역을 증가시킬 수 있으며, 특히, 도 10을 참조하면, 제1 LED 칩에서 나온 청색광이 적색 LED 칩을 여기시키는 구간에서 제1 LED 칩과 적색 LED 칩을 제2 LED 칩과 분리시키는 경우(본 발명)는 제1 LED 칩에서 나온 청색광이 적색 LED 칩을 여기시키는 구간에서 제1 LED 칩과 적색 LED 칩을 제2 LED 칩과 분리시키지 않는 경우에 비해 더 넓은 BT2020 대비 색영역을 제공할 수 있다. 이는 제1 LED 칩에서 나온 청색광이 적색 LED 칩을 여기시키는 구간에서 제1 LED 칩과 적색 LED 칩을 제2 LED 칩과 분리시키는 구성이 광 효율 면에서 유리함은 물론이고 색 재현성에서도 유리함을 의미한다.
20: 제1 LED 칩 32: 적색 형광체
40: 제2 LED 칩 60: 리플렉터
61: 격벽

Claims (20)

  1. 격벽에 의해 분리되어 형성된 제1 캐비티와 제2 캐비티를 갖는 리플렉터;
    상기 제1 캐비티에 배치되며 청색광을 발광하는 제1 LED 칩;
    상기 제2 캐비티에 배치되며 녹색광을 발광하는 제2 LED 칩;
    상기 제1 캐비티에 형성되며, 상기 제1 LED 칩의 청색광을 적색광으로 변환하는 적색형광체가 혼합된 형광 수지부; 및
    상기 제2 캐비티에 형성되며, 상기 제2 LED칩을 커버하는 투명 수지부;를 포함하며,
    상기 적색광은 640 nm ~ 650 nm의 피크 파장과 60nm 미만의 반치폭(FWHM: Full Width at Half Maximun)을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 적색 형광체의 응답 시간은 1μs 미만이 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 적색 형광체는 Sr[LiAl3N4]Eu2+인 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 녹색광은 520 nm ~ 530 nm의 피크 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 격벽은 상기 제2 캐비티의 녹색광이 상기 제1 캐비티의 적색광과 혼합되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 수지부는 클리어 실리콘 수지로 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 격벽의 최상단 높이는 상기 적색 형광체의 최상 높이 이상인 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 리플렉터는, 상기 격벽의 제1 면과 마주하도록 상기 제1 캐비티에 형성된 제1 경사벽과, 상기 격벽의 제2 면과 마주하도록 상기 제 2캐비티에 형성된 제2 경사벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 면과 상기 제2 면 각각은 수직면인 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 면과 상기 제2 면 각각은 경사면인 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 LED 칩과 상기 제2 LED 칩에 인가되는 전류를 서로 다르게 제어하기 위한 전류 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 LED 칩과 상기 제2 LED 칩이 실장되는 기재를 더 포함하며, 상기 기재의 상면에는 상기 제1 LED 칩의 제1 도전형 전극 및 제2 도전형 전극과 상기 제2 LED 칩의 제1 도전형 전극 및 제2 도전형 전극에 각각 연결되는 제1, 제2, 제3 및 제4 상면 전극패드가 형성되고, 상기 기재의 하면에는 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 상면 전극패드에 대응되는 제1, 제2, 제3 및 제4 하면 전극패드가 형성된 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  13. 제1 캐비티가 형성된 제1 리플렉터;
    상기 제1 리플렉터와 분리된 제2 캐비티가 형성된 제2 리플렉터;
    상기 제1 캐비티에 배치되며 청색광을 발광하는 제1 LED 칩;
    상기 제2 캐비티에 배치되며 녹색광을 발광하는 제2 LED 칩;
    상기 제1 캐비티에 형성되며, 상기 제1 LED 칩의 청색광을 적색광으로 변환하는 적색 형광체가 혼합된 형광 수지부; 및
    상기 제2 캐비티에 형성되며, 상기 제2 LED칩을 커버하는 투명 수지부;를 포함하며,
    상기 적색광은 640 nm ~ 650 nm의 피크 파장과 60nm 미만의 반치폭(FWHM: Full Width at Half Maximun)을 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 캐비티와 상기 제2 캐비티는 상기 제1 리플렉터의 외벽과 상기 제2 리플렉터의 외벽에 의해 분리된 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제1 리플렉터의 외벽과 상기 제2 리플렉터의 외벽이 밀착된 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지..
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 제1 리플렉터의 외벽과 상기 제2 리플렉터의 외벽은 이격된 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  17. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 리플렉터 및 상기 제2 리플렉터는 화이트월인 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
  18. 청구항 13에 있어서, 상기 적색 형광체층의 상면은 상기 제1 리플렉터의 상단과 같거나 낮은 높이에 위치하는 것을 특징으로 백라이트용 LED 패키지.
  19. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 LED 칩 및 상기 제2 LED 칩은 저면에 전극을 포함하며, 상기 전극은 제1 리플렉터 및 상기 제2 리플렉터의 하단보다 더 아래로 돌출된 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
  20. 청구항 13에 있어서, 상기 적색 형광체는 Sr[LiAl3N4]Eu2+인 것을 특징으로 하는 백라이트용 LED 패키지.
KR1020180124742A 2018-10-18 2018-10-18 백라이트용 led 패키지 KR20200043856A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180124742A KR20200043856A (ko) 2018-10-18 2018-10-18 백라이트용 led 패키지
US16/582,901 US20200124786A1 (en) 2018-10-18 2019-09-25 Display devices using led backlight units and led packages for the backlight units
CN201910988798.8A CN111077694A (zh) 2018-10-18 2019-10-17 使用led背光单元的显示装置和led背光单元的led封装

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180124742A KR20200043856A (ko) 2018-10-18 2018-10-18 백라이트용 led 패키지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200043856A true KR20200043856A (ko) 2020-04-28

Family

ID=70456239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180124742A KR20200043856A (ko) 2018-10-18 2018-10-18 백라이트용 led 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200043856A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100924912B1 (ko) 웜화이트 발광장치 및 그것을 포함하는 백라이트 모듈
JP3645422B2 (ja) 発光装置
US8598608B2 (en) Light emitting device
KR101941450B1 (ko) 발광 다이오드 패키지
JP2013515366A (ja) 発光ダイオードアセンブリ、バックライト装置および表示装置
US20180254263A1 (en) Light-emitting device
KR20170077679A (ko) 광색역 발광소자
JP2006173326A (ja) 光源装置
US20200124786A1 (en) Display devices using led backlight units and led packages for the backlight units
KR101562774B1 (ko) 발광모듈
KR101396583B1 (ko) 웜화이트 발광장치 및 그것을 포함하는 백라이트 모듈
KR101493708B1 (ko) 백색 발광 장치
KR101274046B1 (ko) 웜화이트 발광장치 및 그것을 포함하는 백라이트 모듈
KR100698928B1 (ko) 발광 다이오드
KR20200043856A (ko) 백라이트용 led 패키지
KR101018183B1 (ko) 백색 ｌｅｄ 패키지
KR20160024533A (ko) 형광체 조성물 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지
KR20170101711A (ko) 수면 장애 방지용 발광 소자
KR100573488B1 (ko) 발광장치
KR100855556B1 (ko) 발광다이오드
JP2007103981A (ja) 光源装置
KR102497138B1 (ko) Led들 및 다색 인광체들
KR20100079688A (ko) Ｌｅｄ 패키지
KR20130027873A (ko) 형광체 조성물 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
KR100594419B1 (ko) 백색 발광소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application