WO2023229405A1 - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

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WO2023229405A1
WO2023229405A1 PCT/KR2023/007207 KR2023007207W WO2023229405A1 WO 2023229405 A1 WO2023229405 A1 WO 2023229405A1 KR 2023007207 W KR2023007207 W KR 2023007207W WO 2023229405 A1 WO2023229405 A1 WO 2023229405A1
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emitting diode
light emitting
light
wavelength conversion
layer
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PCT/KR2023/007207
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반희정
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서울반도체 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting diode package.
  • a light emitting diode (LED) package emits light to the outside through power received from the outside. These light emitting diode packages are exposed to the outside for a long time as they are used in lighting, display backlights, automobile headlamps, etc.
  • One embodiment of the present invention was invented with the above background in mind, and aims to provide a light emitting diode package that blocks foreign substances from penetrating the interior.
  • a light emitting diode chip 100 that generates light of a first color; a wavelength conversion layer 200 disposed above the light emitting diode chip 100 and generating light of a second color by being excited by light of the first color; A transparent layer 300 disposed above the wavelength conversion layer 200; And a wall portion 400 in which an accommodating space for accommodating the light emitting diode chip 100 and the wavelength conversion layer 200 is formed, and the wall portion 400 has an inner surface 401 surrounding the accommodating space.
  • the transparent layer 300 may be provided with a light emitting diode package 1 connected to the inner surface of the wall portion 400 so that the receiving space is closed to the outside.
  • the light emitting diode chip 100 includes a semiconductor layer 120 and a light transmitting substrate 110 disposed above the semiconductor layer 120, and the thickness t3 of the transparent layer 300 is determined by the light emitting diode chip 100.
  • a light emitting diode package 1 that is smaller than the thickness t1 of the plate 110 may be provided.
  • a light emitting diode package 1 may be provided in which the thickness t1 of the light transmitting substrate 110 is 100 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • a light emitting diode package 1 may be provided in which the thickness t3 of the transparent layer 300 is 30 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the light emitting diode chip 100 includes a semiconductor layer 120 and a light transmitting substrate 110 disposed above the semiconductor layer 120, and the thickness t1 of the light transmitting substrate 110 is as described above.
  • a light emitting diode package 1 that is smaller than the thickness t2 of the wavelength conversion layer 200 may be provided.
  • a light emitting diode package 1 may be provided in which the thickness t2 of the wavelength conversion layer 200 is 120 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the wall portion 400 is provided with a light emitting diode package (1) that intersects an edge extension surface (p), which is a virtual plane extending along the horizontal direction from the bottom edge (a) of the transparent layer 300. It can be.
  • an inclined surface 410a is provided that is inclined downward toward the outside,
  • a light emitting diode package 1 may be provided in which the inclined surface 410a intersects the edge extension surface p between the top and bottom.
  • the upper end of the wall portion 400 is provided with an inclined surface 410a inclined downward toward the outside, and the wavelength conversion layer 200 includes a plurality of phosphors 210, and in the vertical direction, the A light emitting diode package 1 may be provided in which the phosphor 210 disposed at the top among the plurality of phosphors 210 is disposed between the top and bottom of the inclined surface 410a.
  • a light emitting diode package 1 may be provided in which the outer peripheral surface of the wavelength conversion layer 200 and the outer peripheral surface of the transparent layer 300 extend continuously without a notch.
  • the light emitting diode chip 100 includes a semiconductor layer 120 and a light transmitting substrate 110 disposed above the semiconductor layer 120, and the outer peripheral surface of the wavelength conversion layer 200 and the The outer peripheral surface of the light transmitting substrate 110 may be provided with a light emitting diode package 1 that is oriented parallel to each other along the vertical direction.
  • a light emitting diode package 1 may be provided in which at least a portion of the outer peripheral surface of the light emitting diode chip 100 is spaced apart from the inner surface 401 of the wall portion 400.
  • the light emitting diode chip 100 includes a semiconductor layer 120 and a light transmitting substrate 110 disposed above the semiconductor layer 120, and the thickness t1 of the light transmitting substrate 110 is, A light emitting diode package 1 may be provided that is larger than the horizontal separation distance between the top of the outer peripheral surface of the light transmitting substrate 110 and the top of the inner surface 401 of the wall portion 400.
  • a light-transmitting layer 700 that transmits light of the first color to the wavelength conversion layer 200, and the light-transmitting layer 700 transmits the light of the first color to the wavelength conversion layer 200.
  • a light emitting diode package 1 may be provided, which is disposed between.
  • a light emitting diode package 1 may be provided in which the thickness t4 of the light transmitting layer 700 is smaller than the thickness t3 of the transparent layer 300.
  • the wavelength conversion layer 200 may be provided with a light emitting diode package 1 formed of one or more of PIS (phosphor in silicone), PIG (phosphor in glass), and Si (silicone).
  • PIS phosphor in silicone
  • PIG phosphor in glass
  • Si silicon
  • a light emitting diode chip 100 that generates light of a first color
  • a wavelength conversion layer 200 disposed above the light emitting diode chip 100 and generating light of a second color by being excited by light of the first color
  • a wall portion 400 having an accommodation space in which the light emitting diode chip 100 and the wavelength conversion layer 200 are accommodated; and a transparent layer 300 disposed above the wavelength conversion layer 200 and the wall portion 400 so that the receiving space is closed to the outside, and the wall portion 400 has an inner surface surrounding the receiving space.
  • a light emitting diode package (1) may be provided, which includes (401), and the outer peripheral surface of the transparent layer (300) is disposed outside the inner surface (401) of the wall portion (400).
  • a light emitting diode package 1 may be provided in which the outer circumferential surface of the transparent layer 300 is oriented parallel to the outer circumferential surface of the wall portion 400 in the vertical direction.
  • a light emitting diode package 1 may be provided in which a plurality of irregularities 301a are formed on the surface 301 of the transparent layer 300 exposed to the outside.
  • a light emitting diode chip 100 that generates light of a first color
  • a wavelength conversion layer 200 disposed above the light emitting diode chip 100 and generating light of a second color by being excited by light of the first color
  • a wall portion 400 having an accommodation space in which the light emitting diode chip 100 and the wavelength conversion layer 200 are accommodated
  • a transparent layer 300 disposed above the wavelength conversion layer 200 and the wall portion 400 so that the receiving space is closed to the outside, and the surface 301 of the transparent layer 300 is exposed to the outside.
  • a light emitting diode package 1 may be provided, having a curved shape convex toward the light emitting diode package 1.
  • the light emitting diode package according to an embodiment of the present invention has the effect of improving reliability by blocking foreign substances from penetrating inside.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode package according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode package according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode package according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode package according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode package according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode package according to a fifth embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode package according to a sixth embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode package according to a seventh embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode package according to an eighth embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting diode package according to a ninth embodiment of the present invention.
  • Figure 11 shows the tenth embodiment of the present invention and shows a light emitting device installed in a vehicle lamp.
  • Figure 13 is a twelfth embodiment of the present invention and is a longitudinal cross-sectional view showing an example in which a plurality of light-emitting devices are installed.
  • the vertical direction may be defined as the direction in which the light emitting diode chip 100, the wavelength conversion layer 200, and the transparent layer 300 are stacked.
  • upward may be defined as the direction in which the wavelength conversion layer 200 faces the transparent layer 300, and downward may be defined as the direction opposite to upward.
  • the light emitting diode package 1 can receive power from the outside and emit light to the outside.
  • This light emitting diode package 1 may include a light emitting diode chip 100, a wavelength conversion layer 200, a transparent layer 300, a wall 400, and a substrate 600.
  • the light emitting diode chip 100 may be electrically connected to the substrate 600.
  • This light emitting diode chip 100 can generate light of the first color.
  • this first color light may be light having a peak wavelength in the wavelength range of 430 nm to 550 nm.
  • This light emitting diode chip 100 can be mounted on the substrate 600.
  • This light emitting diode chip 100 may include a light transmitting substrate 110 and a semiconductor layer 120.
  • the semiconductor layer 120 is formed on the light transmitting substrate 110 and may be in contact with the light transmitting substrate 110.
  • This light transmitting substrate 110 may be disposed between the semiconductor layer 120 and the wavelength conversion layer 200 in the vertical direction.
  • the light transmitting substrate 110 may be placed above the semiconductor layer 120 and below the wavelength conversion layer 200.
  • Materials of the light transmitting substrate 110 include, for example, sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), indium gallium nitride (InGaN), aluminum gallium nitride (AlGaN), and aluminum nitride (AlN). ), gallium oxide (Ga 2 O 3 ), and silicon.
  • the thickness t1 of the light transmitting substrate 110 may be 100 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the thickness t1 of the light transmitting substrate 110 may be defined as the vertical separation distance between the top and bottom of the light transmitting substrate 110.
  • the light generated from the semiconductor layer 120 spreads evenly in the horizontal and vertical areas inside the light transmitting substrate 110, and the uniformly distributed light passes through the light transmitting substrate 110 and then enters the wavelength conversion layer 200. do.
  • the thickness (t1) of the light transmitting substrate 110 is lower than 100 ⁇ m, sufficient diffusion of light is not achieved within the light transmitting substrate 110, so the amount of light incident on the wavelength conversion layer 200 becomes uneven and the wavelength conversion layer There is a problem that the light conversion efficiency in (200) is reduced. Accordingly, the thickness (t1) of the light transmitting substrate 110 is made greater than 100 ⁇ m, so that the light uniformly distributed in the area inside the light transmitting substrate 110 enters the wavelength conversion layer 200, thereby maximizing light conversion efficiency. there is.
  • the thickness t1 of the light transmitting substrate 110 is greater than 150 ⁇ m, the diffusion path becomes longer in the process of diffusing light within the light transmitting substrate 110, so there is a problem that the possibility of light being lost increases.
  • the thickness t1 of the light transmitting substrate 110 is greater than 150 ⁇ m, a large amount of heat generated from the light emitting diode chip 100 is accumulated in the light transmitting substrate 110, and the accumulated heat heats the wavelength conversion layer 200. Therefore, there is a problem that the wavelength conversion layer 200 is damaged.
  • the thickness t1 of the light transmitting substrate 110 is less than 150 ⁇ m, the extraction efficiency of light generated from the light emitting diode chip 100 can be improved.
  • the thickness (t1) of the light transmitting substrate 110 is less than 150 ⁇ m, a large amount of heat generated from the light emitting diode chip 100 is prevented from accumulating on the light transmitting substrate 110, thereby preventing damage to the wavelength conversion layer 200. It can be prevented.
  • This light transmitting substrate 110 may have a sapphire outer peripheral surface 111 and a patterned bottom surface 112.
  • the outer peripheral surface 111 of the light transmitting substrate 110 may be defined as the outer peripheral surface of the light transmitting substrate 110.
  • the peripheral surface 111 has a side perpendicular to the upper surface of the light transmitting substrate 110, that is, the surface of the light transmitting substrate 110 facing the wavelength conversion layer 200, or has a predetermined angle (0 to 30°). Branches may have slanted sides.
  • the outer peripheral surface 111 of the light transmitting substrate 110 may be surrounded by a wall portion 400.
  • a portion of the sapphire outer peripheral surface 111 may be adjacent to or contact the sapphire outer peripheral surface.
  • a portion of the sapphire outer peripheral surface 111 may be in contact with the wall portion 400, and another portion may be spaced apart from the wall portion 400.
  • the pattern bottom surface 112 may be defined as the bottom surface of the light transmitting substrate 110 .
  • a predetermined pattern may be formed on this patterned bottom surface 112.
  • a plurality of grooves or protrusions may be formed on the pattern bottom surface 112.
  • a plurality of grooves or protrusions formed on the pattern bottom surface 112 may be arranged along the horizontal direction.
  • This pattern bottom surface 112 may be connected to the top surface of the semiconductor layer 120.
  • the light transmitting substrate 110 on which such a patterned bottom surface 112 is formed may be called a patterned sapphire substrate (PSS).
  • PSS patterned sapphire substrate
  • the semiconductor layer 120 may include an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer.
  • the n-type semiconductor layer may be a gallium nitride-based (for example, AlGaN or GaN) semiconductor layer doped with silicon (Si).
  • the p-type semiconductor layer may be a gallium nitride-based (for example, AlGaN or GaN) semiconductor layer doped with magnesium (Mg).
  • This semiconductor layer 120 may be formed of one or more of a single layer, a multilayer, and a superlattice layer.
  • This semiconductor layer 120 may further include an active layer.
  • the active layer can generate light.
  • This active layer may have a single quantum well (SQW) structure or a multi quantum well (MQW) structure.
  • the composition and thickness of the well layer of the active layer can determine the wavelength of the generated light.
  • the semiconductor layer is Al x In (1-x) GaN (0 ⁇ x ⁇ 1) or Al x In (1-x) GaP (0 ⁇ x ⁇ 1) or Al x In (1-x) GaAs (0 ⁇ x ⁇ 1) and other substances can be used.
  • the wavelength conversion layer 200 may convert the wavelength of light of the first color to generate light of the second color.
  • This wavelength conversion layer 200 may be referred to as a ‘wavelength conversion layer’ in this specification.
  • this second color light may have a peak wavelength in the wavelength range of 470 nm to 550 nm. Or it may be cyan light with CIE coordinates (X, Y) (0.02 ⁇ X ⁇ 0.24, 0.32 ⁇ Y ⁇ 0.68).
  • This wavelength conversion layer 200 may be disposed on the light emitting diode chip 100.
  • the wavelength conversion layer 200 may be disposed above the light emitting diode chip 100.
  • the thickness t2 of the wavelength conversion layer 200 may be greater than the thickness t1 of the light transmitting substrate 110.
  • the thickness t2 of the wavelength conversion layer 200 may be defined as the vertical separation distance between the top and bottom of the wavelength conversion layer 200.
  • the thickness t2 of the wavelength conversion layer 200 may be 120 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the thickness (t2) of the wavelength conversion layer 200 is lower than 120 ⁇ m, it is difficult to sufficiently implement the concentration ratio at which the phosphor 210 or absorber (not shown), which will be described later, is formed in a certain volume of the carrier 220. There is.
  • the thickness (t2) of the wavelength conversion layer 200 is lower than 120 ⁇ m, the above-described determined concentration ratio is implemented and At the same time, there is a problem that it is difficult to provide more than a certain amount of phosphor 210 that must be included for wavelength conversion.
  • the thickness t2 of the wavelength conversion layer 200 is greater than 120 ⁇ m, a predetermined concentration ratio can be realized and a predetermined amount or more of the phosphor 210 can be provided.
  • the thickness t2 of the wavelength conversion layer 200 is greater than 200 ⁇ m, there is a problem in that the luminous efficiency of the light emitting diode package 1 decreases as the amount of light absorbed inside the wavelength conversion layer 200 increases. In other words, if the thickness t2 of the wavelength conversion layer 200 is less than 200 ⁇ m, the amount of light absorbed inside the wavelength conversion layer 200 can be minimized, and the luminous efficiency of the light emitting diode package 1 can be prevented from lowering. there is.
  • the material of the wavelength conversion layer 200 may include one or more of PIS (phosphor in silicone), PIG (phosphor in glass), and Si (silicone).
  • This wavelength conversion layer 200 may include a phosphor 210, an absorber, a carrier 220, and a reinforcing material (not shown).
  • the phosphor 210 may excite light of the first color to generate cyan light, which is light of the second color.
  • a plurality of such phosphors 210 may be provided.
  • a plurality of phosphors 210 may be irregularly distributed within the carrier 220 .
  • the phosphor 210 closest to the transparent layer 300 may be disposed between the upper and lower ends of the inclined surface 410a, which will be described later, in the vertical direction.
  • the phosphor 210 disposed at the top among the plurality of phosphors 210 may be disposed above the bottom of the inclined surface 410a.
  • These plurality of phosphors 210 may be arranged so that the first phosphor is dispersed in several regions within the carrier 220, or may include a first phosphor and a second phosphor having different components.
  • the first phosphor may be a LuAG-based phosphor.
  • this first phosphor may generate light with a peak wavelength in the wavelength range of 490 nm to 550 nm.
  • the second phosphor may be a silicate-based phosphor.
  • this second phosphor can generate light with a peak wavelength in the wavelength range of 400 nm to 600 nm.
  • the spirit of the present invention is not limited thereto, and the phosphor 210 may further include other types of phosphors in addition to the LuAG-based phosphor and the silicate-based phosphor.
  • the absorbing material may absorb a predetermined wavelength range region of the spectrum of the phosphor 210.
  • the wavelength range of the spectrum of the phosphor 210 may be 550 nm or less.
  • This absorbent material may be mixed with the phosphor 210 and dispersed in the carrier 220. This absorbing material shortens the wavelength of the phosphor 210 and can improve cyan color purity.
  • the material of this absorbent material may include, for example, neodymium oxide. Additionally, the ratio of the first phosphor to the first phosphor, the second phosphor, and the absorbing material may be, for example, 70% to 80%.
  • the carrier 220 may support a first phosphor, a second phosphor, and an absorbing material.
  • This carrier 220 may be made of a transparent or translucent material.
  • this carrier 220 may include at least one of silicone series, epoxy series, PMMA (polymethyl methacrylate) series, PE (polyethylene) series, and PS (polystyrene) series.
  • the reinforcing material can improve the heat resistance and durability of the wavelength conversion layer 200.
  • the reinforcing material may be supported within the carrier 220. This reinforcing material may be, for example, glass fiber. Additionally, the reinforcing material may be named 'reinforcing filler'. Cracks occur due to heat generated in the light emitting diode chip and package, preventing unconverted light from being emitted between the crack areas.
  • the transparent layer 300 can close the accommodation space where the light emitting diode chip 100 and the wavelength conversion layer 200 are accommodated with respect to the outside of the light emitting diode package 1. In other words, the transparent layer 300 can block foreign substances, moisture, etc. from penetrating from the outside into the light emitting diode chip 100 and the wavelength conversion layer 200 accommodated in the receiving space. Additionally, the transparent layer 300 serves to emit uniformly distributed light after the light converted in the wavelength conversion layer 200 is diffused in the transparent layer 300 before being emitted to the outside.
  • This transparent layer 300 may include a transparent material.
  • This transparent layer 300 may be laminated on the upper surface of the wavelength conversion layer 200. In other words, the transparent layer 300 may be disposed above the wavelength conversion layer 200. Additionally, the thickness t3 of the transparent layer 300 may be smaller than the thickness t2 of the light emitting diode chip 100 and the wavelength conversion layer 200. The thickness t3 of the transparent layer 300 may be defined as the vertical separation distance between the top and bottom of the transparent layer 300. For example, the thickness t3 of the transparent layer 300 may be 30 ⁇ m to 50 ⁇ m. When the thickness t3 of the transparent layer 300 is lower than 30 ⁇ m, there is a problem in that the reliability of the light emitting diode package 1 is reduced as the possibility of foreign substances, moisture, etc.
  • the thickness t3 of the transparent layer 300 is greater than 30 ⁇ m, the reliability of the light emitting diode package 1 can be improved by blocking the possibility of foreign substances, moisture, etc. penetrating into the receiving space.
  • sufficient space is required for the light passing through the wavelength conversion layer 200 to spread uniformly in the transparent layer 300.
  • the thickness (t3) of the transparent layer 300 is lower than 30 ⁇ m, diffusion is not sufficient, and the wavelength conversion layer (200) )
  • the luminous intensity is emitted relatively high in areas where the phosphors 210 are densely located.
  • the thickness (t3) of the transparent layer 300 is greater than 30 ⁇ m, even if the luminous intensity of the light incident on the transparent layer 300 is non-uniform, it can be spread evenly in the transparent layer 300, thereby causing luminous intensity imbalance within the light emission surface of the package. It can be resolved.
  • the thickness t3 of the transparent layer 300 is greater than 50 ⁇ m, the height of the wall portion 400 becomes high, so there is a problem that the size of the light emitting diode package 1 cannot be miniaturized.
  • the height of the wall portion 400 is provided to correspond to the height of the transparent layer 300, and accordingly, the height of the wall portion 400 may be determined by the height of the transparent layer 300.
  • the thickness t3 of the transparent layer 300 is greater than 50 ⁇ m, the amount of light of the second color absorbed by the transparent layer 300 increases, causing a problem in that the luminous efficiency of the light emitting diode package 1 is reduced. In other words, if the thickness t3 of the transparent layer 300 is less than 50 ⁇ m, the amount of light of the second color absorbed by the transparent layer 300 can be minimized to prevent the light efficiency of the light emitting diode package 1 from being reduced.
  • the thickness t3 of the transparent layer 300 is greater than 50 ⁇ m, the diffusion path becomes longer in the process of light diffusing within the transparent layer 300, so there is a problem that the possibility of light being lost increases. Therefore, by setting the thickness of the transparent layer 300 in the range of 30 to 50 ⁇ m, it is possible to implement a package with optimal light efficiency in which light intensity imbalance is resolved.
  • An edge (a) may be formed at the bottom of the transparent layer 300.
  • This edge (a) may be defined as the edge of the interface between the transparent layer 300 and the wavelength conversion layer 200.
  • This edge (a) may be disposed between the upper and lower ends of the inclined surface 410a in the vertical direction.
  • the horizontal extension line (p) of the edge (a) may intersect the inclined surface (410a).
  • the horizontal extension line (p) of the edge may be defined as an imaginary line that passes through the edge (a) and extends along the horizontal direction perpendicular to the vertical direction.
  • the horizontal extension line (p) may be an imaginary line extending in the horizontal direction of the interface between the transparent layer 300 and the wavelength conversion layer 200 described above, and may be used to distinguish the interface between the transparent layer 300 and the wavelength conversion layer 200.
  • This transparent layer 300 may include a reinforcing material.
  • the reinforcing material may be the same material as the reinforcing material included in the wavelength conversion layer 200, and may have different shapes. Because the shape is different, the reinforcing and bonding forces may be different, so it has a variety of reinforcing and bonding forces, so the transparent layer can be effectively prevented due to a wide range of reinforcing and bonding forces.
  • the wall portion 400 may be arranged to surround the light emitting diode chip 100, the wavelength conversion layer 200, and the transparent layer 300.
  • This wall portion 400 can provide an accommodating space in which the light emitting diode chip 100, the wavelength conversion layer 200, and the transparent layer 300 can be accommodated.
  • This wall portion 400 may include a reflective material. Therefore, light emitted from the side of the light emitting diode chip 100 is reflected upward to increase light efficiency.
  • This wall portion 400 may have an inner surface 401 that forms a receiving space.
  • the inner surface 401 may reflect light generated from the wavelength conversion layer 200.
  • the inner surface 401 may be provided with a reflective material capable of reflecting light.
  • the wall portion 400 may include an inclined wall portion 410 and a body wall portion 420.
  • the inclined wall portion 410 may have a downwardly inclined surface 410a at its upper end.
  • This inclined surface 410a may have a shape whose height decreases from the inside to the outside.
  • the upper end of the inclined surface 410a may be disposed inside the lower end of the inclined surface 410a.
  • the inclined surface 410a may have a downward concave curvature.
  • the inclined wall portion 410 may have an inclined wall inner surface 411 surrounding the transparent layer 300.
  • the inclined wall inner surface 411 may be defined as the inner peripheral surface of the inclined wall portion 410. This inclined wall inner surface 411 may be connected to the transparent layer 300. For example, the inclined wall inner surface 411 may be in contact with the outer peripheral surface of the transparent layer 300.
  • the lower end of the inclined wall inner surface 411 may be disposed lower than the upper end of the wavelength conversion layer 200. In other words, the lower end of the inclined wall inner surface 411 may be disposed lower than the phosphor 210 disposed at the top among the plurality of phosphors 210.
  • This inclined wall inner surface 411 may be included in the inner surface 401.
  • the body wall portion 420 may be disposed between the inclined wall portion 410 and the substrate 600 in the vertical direction. This body wall portion 420 may extend along the vertical direction between the lower end of the inclined wall portion 410 and the upper surface of the substrate 600. This body wall portion 420 may have an inner body wall 421 surrounding the light emitting diode chip 100 and the wavelength conversion layer 200. The body wall portion 420 is formed to have a greater thickness in the vertical direction than the light emitting diode chip 100, and the upper surface of the body wall portion 420 may be positioned higher than the upper surface of the light emitting diode chip 100.
  • the body wall portion 420 serves to prevent the light generated from the light emitting diode chip 100 from leaking out, and at the same time has a light reflective function, so that the light generated from the light emitting diode chip 100 is reflected upward and emitted. do.
  • the outer surface of the body wall portion 420 has an outer surface parallel to the outer surface of the base portion 610 disposed at the bottom of the body wall portion 420. If the outer surface of the body wall 420 protrudes beyond the base 610, damage to the body wall 420 may occur due to external impact, and light may leak through the damaged body wall 420, causing light loss. You can do it. To prevent this, it is effective to align the outer surfaces of the base portion 610 and the body wall portion 420.
  • the body wall portion 420 disposed on the left and right sides of the light emitting diode chip 100 extends from the surface where the light emitting diode chip 100 and the body wall portion 420 face to the outer surface of the body wall portion 420.
  • the thickness may be different.
  • the upper part of the body wall inner surface 421 may be arranged to surround the wavelength conversion layer 200.
  • the upper part of the body wall inner surface 421 may be in contact with the outer peripheral surface of the wavelength conversion layer 200.
  • the lower portion of the body wall inner surface 421 may be arranged to surround the light transmitting substrate 110.
  • the lower portion of the body wall inner surface 421 may be spaced apart from the light transmitting substrate 110 in the horizontal direction.
  • This body wall inner surface 421 may be formed to be inclined to tilt outward.
  • the upper end of the lower portion of the body wall inner surface 421 may be disposed outside the lower end.
  • the base portion 610 may be connected to the electrode pad portion 620 and the wall portion 400. This base portion 610 may be placed lower than the receiving space. The upper surface of the base portion 610 may extend in the horizontal direction to form the bottom surface of the substrate 600.
  • the electrode pad unit 620 can receive power from the outside. This electrode pad portion 620 may be electrically connected to the light emitting diode chip 100. The upper surface of the electrode pad portion 620 may be in contact with the lower surface of the light emitting diode chip 100. The upper surface of the electrode pad unit 620 may be disposed higher than the upper surface of the base unit 610. Additionally, the lower surface of the electrode pad unit 620 may be disposed lower than the lower surface of the base unit 610. At least a portion of the electrode pad portion 620 may be disposed inside the base portion 610.
  • the light emitting diode package 1 has the effect of preventing foreign substances or moisture from penetrating into the light emitting diode chip 100 and the wavelength conversion layer 200 disposed in the receiving space by the transparent layer 300 closing the receiving space to the outside. There is.
  • a light transmissive layer 700 may be further included.
  • a second embodiment of the present invention will be described. In describing the second embodiment, the differences compared to the above-described embodiment will be mainly explained, and the same description and reference numerals will be used as reference to the above-described embodiment.
  • the light transmitting layer 700 may transmit the first color light generated by the light emitting diode chip 100 to the wavelength conversion layer 200.
  • This light-transmitting layer 700 may be disposed between the light-emitting diode chip 100 and the wavelength conversion layer 200 in the vertical direction.
  • the upper surface of the light-transmitting layer 700 may be connected to the lower surface of the wavelength conversion layer 200
  • the lower surface of the light-transmitting layer 700 may be connected to the upper surface of the light-emitting diode chip 100.
  • the light transmitting layer 700 can bond the light emitting diode chip 100 and the wavelength conversion layer 200 to each other.
  • This light-transmitting layer 700 may be called an 'adhesive layer'.
  • the thickness t4 of the light-transmissive layer 700 may be thinner than the thickness t3 of the transparent layer 300.
  • the thickness t4 of the light transmitting layer 700 may be defined as the vertical separation distance between the top and bottom of the light transmitting layer 700.
  • the outer peripheral surface of the wavelength conversion layer 200 and the outer peripheral surface of the transparent layer 300 may be oriented not parallel to each other.
  • FIG. 4 a third embodiment of the present invention will be described. In describing the third embodiment, the differences compared to the above-described embodiment will be mainly explained, and the same description and reference numerals will be used as reference to the above-described embodiment.
  • the outer circumferential surface of the wavelength conversion layer 200 and the outer circumferential surface of the transparent layer 300 may extend non-linearly along the vertical direction.
  • the outer circumferential surface of the wavelength conversion layer 200 and the outer circumferential surface of the transparent layer 300 form a notch at the point where they meet each other and may have a continuous shape.
  • the outer peripheral surface of the wavelength conversion layer 200 and the outer peripheral surface of the transparent layer 300 partially overlap each other. While some others may not overlap.
  • the horizontal width of the wavelength conversion layer 200 and the horizontal width of the transparent layer 300 may be different from each other.
  • a predetermined gap may be formed between the lower part of the body wall inner surface 421 and the light transmitting substrate 110, and the bonding member 500 may be disposed in the gap.
  • the gap between the lower portion of the body wall inner surface 421 and the light transmitting substrate 110 may have a shape where the width in the horizontal direction increases upward.
  • the width of this gap can be defined as the separation distance between the outer peripheral surface of the light transmitting substrate 110 and the lower portion of the body wall inner surface 421.
  • the width (d) of the upper end of this gap may be smaller than the thickness (t1) of the light transmitting substrate 110.
  • the bonding member 500 may be disposed in the gap and supported on the substrate 600.
  • the bonding member 500 may be filled in the gap between the lower portion of the body wall inner surface 421 and the light transmitting substrate 110.
  • This bonding member 500 may be in contact with the lower portion of the body wall inner surface 421, the outer peripheral surface of the light transmitting substrate 110, and the wavelength conversion layer 200.
  • this joint member 500 may be made of transparent silicon.
  • the joining member 500 may be made of the same material as the support member 220, for example.
  • the joint member 500 may include at least one of silicone series, epoxy series, PMMA (polymethyl methacrylate) series, PE (polyethylene) series, and PS (polystyrene) series.
  • the phosphor 210 may be absent in the joining member 500.
  • the outer peripheral surface of the light transmitting substrate 110 and the outer peripheral surface of the wavelength conversion layer 200 may be oriented parallel to each other.
  • FIG. 6 a fifth embodiment of the present invention will be described. In describing the fifth embodiment, the differences compared to the above-described embodiment will be mainly explained, and the same description and reference numerals will be used as reference to the above-described embodiment.
  • the outer circumferential surface of the light transmitting substrate 110 and the outer circumferential surface of the wavelength conversion layer 200 may extend continuously along the vertical direction.
  • the outer circumferential surface of the light transmitting substrate 110 and the outer circumferential surface of the wavelength conversion layer 200 may have a continuous shape without notches.
  • the outer peripheral surface of the light transmitting substrate 110 and the outer peripheral surface of the wavelength conversion layer 200 may overlap each other. You can. Additionally, when the light emitting diode package 1 is viewed in the horizontal direction, the horizontal width of the light transmitting substrate 110 and the horizontal width of the wavelength conversion layer 200 may be the same.
  • the transparent layer 300 may be laminated on the wavelength conversion layer 200 and the wall portion 400.
  • FIG. 7 a sixth embodiment of the present invention will be described. In describing the sixth embodiment, the differences compared to the above-described embodiment will be mainly explained, and the same description and reference numerals will be used as reference to the above-described embodiment.
  • the transparent layer 300 may be laminated on the wavelength conversion layer 200 and the wall portion 400.
  • the transparent layer 300 may extend along the horizontal direction and be connected to the upper surface of the wall portion 400.
  • This transparent layer 300 may have a shape that covers the upper surface of the wavelength conversion layer 200 and the upper surface of the wall portion 400.
  • the outer peripheral surface of the transparent layer 300 may be oriented parallel to the outer peripheral surface of the wall portion 400.
  • the outer circumferential surface of the transparent layer 300 may continuously extend along the vertical direction of the outer circumferential surface of the wall portion 400.
  • the outer circumferential surface of the transparent layer 300 may have a shape that is continuously continuous with the outer circumferential surface of the wall portion 400 without a notch.
  • the outer peripheral surface of the transparent layer 300 and the outer peripheral surface of the wall portion 400 may overlap each other. Additionally, when the light emitting diode package 1 is viewed in the horizontal direction, the horizontal width of the transparent layer 300 and the horizontal width of the wall portion 400 may be the same.
  • the surface 301 of the transparent layer may be defined as the top surface of the transparent layer 300.
  • the surface 301 of this transparent layer may be exposed to the outside of the light emitting diode package 1.
  • the irregularities 301a formed on the surface 301 of this transparent layer may be arranged along the horizontal direction. Through these irregularities 301a, total reflection of light of the second color on the surface 301 of the transparent layer can be minimized. In this way, the unevenness 301a has the effect of maximizing the light extraction efficiency of the light emitting diode package 1.
  • the surface 301 of the transparent layer may have a curved shape that is convex toward the outside.
  • the surface 301 of the transparent layer may have an upwardly convex shape.
  • the surface 301 of the transparent layer may have an arch shape whose width in the horizontal direction increases as it goes downward. Through this shape of the surface 301 of the transparent layer, total reflection of the second color light on the surface 301 of the transparent layer can be minimized.
  • the surface 301 of the transparent layer having this curved shape has the effect of maximizing the light extraction efficiency of the light emitting diode package 1.
  • a portion of the upper surface of the transparent layer 300 of the light emitting diode package 1 may have a structure that is recessed in the direction of the light emitting diode chip 100.
  • FIG. 10 a ninth embodiment of the present invention will be described. In describing the ninth embodiment, the differences compared to the above-described embodiment will be mainly explained, and the same description and reference numerals will be used as reference to the above-described embodiment.
  • the transparent layer 300 has a structure in which a portion of the upper surface is recessed in the direction of the light emitting diode chip 100, which has the effect of improving light extraction and increasing the outer surface area of the transparent layer to lengthen the moisture permeation path.
  • At least one of a convex portion 301c and a depressed portion 301b may be formed on the transparent layer 300.
  • the convex portion 301c of the transparent layer 300 is formed as a curved surface that is convex upward at the edge of the upper part of the transparent layer 300, so that external shock and stress can be distributed and damage can be prevented.
  • the convex portion 301c is disposed in a position overlapping the wall portion 400 in the vertical direction, the thickness of the transparent layer 300 increases at the top of the wall portion 400, which is effective in preventing moisture infiltration.
  • the convex portion 301c may have a smaller curvature at the top than the curvature of the recessed portion 301b, which is a depressed portion of the transparent layer 300. Additionally, the convex portion 301c may be disposed adjacent to the edge of the light emitting diode package 1 and spaced apart from the central axis L1. The distance between the central axis (L1) and the line (L2) that passes through the vertex of the convex portion (301c) and is parallel to the central axis (L1) is the outer surface (L3) disposed at the edge of the substrate 600 and the central axis (L1). It may be greater than half the distance between them and less than the distance between the outer surface L3 of the substrate 600 and the central axis L1.
  • the width of the transparent layer 300 may gradually decrease upward from a position horizontally parallel to the recessed portion 301b to the vertex of the convex portion 301c. As the width of the transparent layer 300 decreases, the deviation in light sensitivity and chromaticity between the center and the periphery per unit area of the light emitting diode package 1 can be reduced. In other words, the slope of the outer surface of the transparent layer 300 from the recessed part 301b to the convex part 301c may be gentler than the slope of the inner surface of the inclined wall 411. Accordingly, light extraction from the side of the light emitting diode package 1 may be advantageous.
  • the transparent layer 300 includes an inclined surface on the upper edge side, a first surface 301c1 extending from the convex part 301c to the recessed part 301b, and a second surface (outermost edge surface) 301c2, which is the outer surface of the substrate.
  • the first surface 301c1 and the second surface 301c2 may have different inclinations.
  • the outer surface 301c2 of the substrate may extend in the vertical direction.
  • the transparent layer 300 may further include a third surface 301c3 parallel to the substrate.
  • the slope of the second surface 301c2 may be greater than the slope of the first surface 301c1 and smaller than the slope of the third surface 301c3.
  • the slope of the second surface 301c2 of the convex part 301c may be steeper than the slope of the slope 410a of the wall part 400. Therefore, the inclined surface 410a of the wall portion 400 guides the light so that the light generated from the light emitting diode chip 100 can be directed toward the second surface 301c2 of the convex portion 301c, so that the convex portion of the transparent layer 300 ( The difference in luminosity between 301c) and the depression 301b can be reduced.
  • the thickness h1 of the third surface 301c3 of the transparent layer 300 may be greater than the distance h2 from the center point P1 of the depression 301b to the wavelength conversion layer 200. Additionally, the point P2 where the third surface 301c3 and the second surface 301c2 are connected can be placed at a lower level than the center point P1 of the depression 301b, so a wide beam angle can be realized. In some areas of the transparent layer 300 located directly above the wavelength conversion layer 200, the thickness from the bottom of the transparent layer 300 upward increases (in the horizontal direction) from the center of the transparent layer 300 toward the lower wall 400. It can increase toward the edge of .
  • the center point P1 of the depression 301b may be arranged to vertically overlap the light emitting diode chip 100. Therefore, light can be extracted in a balanced manner on both sides.
  • the central point P1 of the depression 301b is disposed between the light emitting diode chips 100, and is a depression disposed on the upper surface of each light emitting diode chip 100. Light may be guided by the surface of the portion 301b.
  • the light emitting device 10 can be applied to a vehicle lamp.
  • a tenth embodiment of the present invention will be described. In describing the tenth embodiment, the differences compared to the above-described embodiment will be mainly explained, and the same description and reference numerals will be used as reference to the above-described embodiment.
  • the vehicle lamp 20 may include a combination lamp 23 and may further include a main lamp 21.
  • the vehicle lamp 20 can be applied to various parts of the vehicle, such as headlights, backlights, and side mirror lights.
  • the combination lamp 23 may perform two or more functions including the light emitting devices 10.
  • the combination lamp 23 can be used as a daytime running light (DRL). , daytime running light) or turn signal function.
  • DRL daytime running light
  • FIG. 11 shows the combination lamp 23 including the light emitting device 10
  • the main lamp 21 can also be configured to use the light emitting device 10 using a light emitting diode or the like.
  • an optical element 2210 is disposed on the upper part of the light-emitting device 2160 at a position corresponding to each light-emitting device 2160, and a plurality of light-emitting devices 2160 ) can be guided to the side by reflecting the light emitted from them and heading to the optical element 2210, and can be used in a display device or display device.
  • an 11th embodiment of the present invention will be described. In describing the 11th embodiment, the differences compared to the above-described embodiment will be mainly explained, and the same description and reference numerals will be used as reference to the above-described embodiment.
  • the optical element 2210 may be arranged to be vertically spaced apart from the light emitting element 2160, and a material having a lower refractive index than the optical element 2210 may be placed in part or all of the space. Therefore, light extraction efficiency can be improved.
  • Materials with a low refractive index may be silicon, air, SiO2, TiO2, epoxy, polymer, etc.
  • the optical element 2210 is formed in the form of a plate with a uniform thickness, so that the optical element 2210 can have uniform reflectivity at any point.
  • the optical element 2210 may be thickest at its center and become thinner as it moves away from the center. Therefore, reflection efficiency for various incident lights can be increased.
  • the light emitting element can be applied to a display device.
  • a twelfth embodiment of the present invention will be described. In describing the twelfth embodiment, the differences compared to the above-described embodiment will be mainly described, and the same description and reference numerals will be used as reference to the above-described embodiment.
  • the display panel 2110 is not particularly limited and may be, for example, a liquid crystal display panel including a liquid crystal layer.
  • a gate driving PCB that supplies a driving signal to the gate line may be placed at the edge of the display panel 2110.
  • the gate driving PCB may not be provided on a separate PCB but may be formed on a thin film transistor substrate.
  • the display device of this embodiment may be used as a backlight unit and may include a light source module including at least one substrate and a plurality of light emitting elements 2160. Additionally, the backlight unit may further include a bottom cover 2180, a reflective sheet 2170, a diffusion plate 2131, and one or more optical sheets 2130.
  • the bottom cover 2180 is opened upward and can support the substrate, the light emitting device 2160, the reflective sheet 2170, the diffusion plate 2131, and one or more optical sheets 2130. Additionally, the bottom cover 2180 may be combined with a panel guide.
  • the substrate may be positioned below the reflective sheet 2170 and surrounded by the reflective sheet 2170. However, it is not limited to this, and if a reflective material is coated on the surface, it may be located on the reflective sheet 2170.
  • the substrate may be formed in plural, and the plurality of substrates may be arranged side by side, but the present invention is not limited to this and may be formed as a single substrate.
  • the light emitting device 2160 may include at least one of the light emitting devices according to the embodiments of the present invention described above.
  • the light emitting elements 2160 may be regularly arranged in a certain pattern on the substrate. Additionally, an optical element 2210 is disposed on each light-emitting device 2160 to improve uniformity of light emitted from one or more light-emitting devices 2160.
  • a diffusion plate 2131 and one or more optical sheets 2130 are located on the light emitting element 2160. Light emitted from the light emitting device 2160 may be supplied to the display panel 2110 in the form of a planar light source through the diffusion plate 2131 and one or more optical sheets 2130.
  • the embodiments of the present invention are described above in detail. However, this is merely an example, and the present invention is not limited thereto, and should be construed as having the widest scope following the technical idea disclosed in this specification.
  • a person skilled in the art may implement a pattern of a shape not specified by combining/substituting the disclosed embodiments, but this also does not depart from the scope of the present invention.
  • a person skilled in the art can easily change or modify the embodiments disclosed based on the present specification, and it is clear that such changes or modifications also fall within the scope of the present invention.

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 색의 광을 발생시키는 발광 다이오드 칩(100); 상기 발광 다이오드 칩(100)보다 상측에 배치되고, 상기 제1 색의 광에 의해 여기됨으로써 제2 색의 광을 발생시키는 파장변환층(200); 상기 파장변환층(200)보다 상측에 배치되는 투명층(300); 및 상기 발광 다이오드 칩(100) 및 상기 파장변환층(200)이 수용되는 수용공간이 형성된 벽부(400)를 포함하고, 상기 벽부(400)는 상기 수용공간을 둘러싸는 내면(401)을 구비하고, 상기 투명층(300)은, 상기 수용공간이 외부에 대하여 폐쇄되도록 상기 벽부(400)의 내면에 연결되는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.

Description

발광 다이오드 패키지
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 대한 발명이다.
발광 다이오드(light emitting diode, LED) 패키지는 외부로부터 입력 받은 전력을 통하여 외부로 빛을 발산한다. 이러한 발광 다이오드 패키지는 조명, 디스플레이 백라이트, 자동차 헤드램프 등에 이용됨에 따라 외부에 장시간 노출된다.
외부에 장시간 노출되더라도 발광 다이오드 패키지 내부에 이물질, 수분 등이 침투되는 것을 차단하여, 장시간 동안 신뢰성이 유지될 수 있는 발광 다이오드 패키지에 대한 필요성이 있다.
본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 배경에 착안하여 발명된 것으로서, 내부에 이물질이 침투되는 것을 차단하는 발광 다이오드 패키지를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 색의 광을 발생시키는 발광 다이오드 칩(100); 상기 발광 다이오드 칩(100)보다 상측에 배치되고, 상기 제1 색의 광에 의해 여기됨으로써 제2 색의 광을 발생시키는 파장변환층(200); 상기 파장변환층(200)보다 상측에 배치되는 투명층(300); 및 상기 발광 다이오드 칩(100) 및 상기 파장변환층(200)이 수용되는 수용공간이 형성된 벽부(400)를 포함하고, 상기 벽부(400)는 상기 수용공간을 둘러싸는 내면(401)을 구비하고, 상기 투명층(300)은, 상기 수용공간이 외부에 대하여 폐쇄되도록 상기 벽부(400)의 내면에 연결되는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드 칩(100)은, 반도체층(120) 및 상기 반도체층(120)보다 상측에 배치되는 투광기판(110)을 포함하고, 상기 투명층(300)의 두께(t3)는 상기 투광기판(110)의 두께(t1)보다 작은, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 투광기판(110)의 두께(t1)는 100μm 내지 150μm인, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 투명층(300)의 두께(t3)는 30μm 내지 50μm인, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드 칩(100)은, 반도체층(120) 및 상기 반도체층(120)보다 상측에 배치되는 투광기판(110)을 포함하고, 상기 투광기판(110)의 두께(t1)는 상기 파장변환층(200)의 두께(t2)보다 작은, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 파장변환층(200)의 두께(t2)는 120μm 내지 200μm인, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 벽부(400)는, 상기 투명층(300)의 하단의 엣지(a)로부터 수평방향을 따라 연장되는 가상의 평면인 엣지 연장면(p)과 교차하는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 벽부(400)의 상단에는, 외측을 향하여 하측으로 기울어진 경사면(410a)이 구비되고,
상기 경사면(410a)은 상단 및 하단 사이에서 상기 엣지 연장면(p)과 교차하는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 벽부(400)의 상단에는, 외측을 향하여 하측으로 기울어진 경사면(410a)이 구비되고, 상기 파장변환층(200)은 복수 개의 형광체(210)를 포함하고, 상하방향에 있어서, 상기 복수 개의 형광체(210) 중 최상단에 배치된 형광체(210)는 상기 경사면(410a)의 상단 및 하단 사이에 배치되는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 파장변환층(200)의 외측 둘레면 및 상기 투명층(300)의 외측 둘레면은, 노치(notch)없이 연속적으로 연장되는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드 칩(100)은, 반도체층(120) 및 상기 반도체층(120)보다 상측에 배치되는 투광기판(110)을 포함하고, 상기 파장변환층(200)의 외측 둘레면 및 상기 투광기판(110)의 외측 둘레면은, 상하방향을 따라 서로 나란하게 배향되는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드 칩(100)의 외측 둘레면의 적어도 일부는, 상기 벽부(400)의 내면(401)과 이격 배치된, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드 칩(100)은, 반도체층(120) 및 상기 반도체층(120)보다 상측에 배치되는 투광기판(110)을 포함하고, 상기 투광기판(110)의 두께(t1)는, 상기 투광기판(110)의 외측 둘레면의 상단과 상기 벽부(400)의 내면(401)의 상단 사이의 수평방향으로의 이격 거리보다 큰, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 색의 광을 상기 파장변환층(200)으로 투과시키는 투광층(700)을 더 포함하고, 상기 투광층(700)은 상기 발광 다이오드 칩(100) 및 상기 파장변환층(200) 사이에 배치되는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 투광층(700)의 두께(t4)는 상기 투명층(300)의 두께(t3)보다 작은, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 파장변환층(200)은, PIS(phosphor in silicone), PIG(phosphor in glass) 및 Si(silicone) 중 하나 이상으로 형성된, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 제1 색의 광을 발생시키는 발광 다이오드 칩(100); 상기 발광 다이오드 칩(100)보다 상측에 배치되고, 상기 제1 색의 광에 의해 여기됨으로써 제2 색의 광을 발생시키는 파장변환층(200); 상기 발광 다이오드 칩(100) 및 상기 파장변환층(200)이 수용되는 수용공간이 형성된 벽부(400); 및 상기 수용공간이 외부에 대하여 폐쇄되도록, 상기 파장변환층(200) 및 상기 벽부(400)보다 상측에 배치되는 투명층(300)을 포함하고, 상기 벽부(400)는 상기 수용공간을 둘러싸는 내면(401)을 구비하고, 상기 투명층(300)의 외측 둘레면은 상기 벽부(400)의 내면(401)보다 외측에 배치되는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 투명층(300)의 외측 둘레면은 상기 벽부(400)의 외측 둘레면은 상하방향을 따라 나란하게 배향되는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 외부에 노출된 상기 투명층(300)의 표면(301)에는, 복수 개의 요철(301a)이 형성된, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
또한, 제1 색의 광을 발생시키는 발광 다이오드 칩(100); 상기 발광 다이오드 칩(100)보다 상측에 배치되고, 상기 제1 색의 광에 의해 여기됨으로써 제2 색의 광을 발생시키는 파장변환층(200); 상기 발광 다이오드 칩(100) 및 상기 파장변환층(200)이 수용되는 수용공간이 형성된 벽부(400); 및 상기 수용공간이 외부에 대하여 폐쇄되도록, 상기 파장변환층(200) 및 상기 벽부(400)보다 상측에 배치되는 투명층(300)을 포함하고, 상기 투명층(300)의 표면(301)은 외부를 향하여 볼록한 곡면 형상을 갖는, 발광 다이오드 패키지(1)가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 내부에 이물질이 침투되는 것을 차단하여, 신뢰성을 향상시킨다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 종단면도이다.
도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 종단면도이다.
도 5은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 제10 실시예이고, 발광장치가 차량용 램프에 설치된 것을 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 제11 실시예이고, 복수 개의 발광 소자가 설치된 일 예를 나타낸 종단면도이다.
도 13은 본 발명의 제12 실시예이고, 복수 개의 발광 소자가 설치된 일 예를 나타낸 종단면도이다.
이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '적층'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 적층될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 상부, 하부, 상면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 또한, 상하방향은 발광 다이오드 칩(100), 파장변환층(200) 및 투명층(300)이 적층되는 방향으로 정의될 수 있다. 또한, 상방은 파장변환층(200)이 투명층(300)을 향하는 방향으로 정의되며, 하방은 상방의 반대방향으로 정의될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(1)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(1)는 외부로부터 전력을 공급받아 외부로 광을 발산할 수 있다. 이러한 발광 다이오드 패키지(1)는 발광 다이오드 칩(100), 파장변환층(200), 투명층(300), 벽부(400) 및 기판(600)을 포함할 수 있다.
발광 다이오드 칩(100)은 기판(600)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 발광 다이오드 칩(100)은 제1 색의 광을 발생시킬 수 있다. 이러한 제1 색의 광은 일 예로, 430nm 내지 550nm의 파장 범위에서 피크 파장을 갖는 광일 수 있다. 이러한 발광 다이오드 칩(100)은 기판(600)에 실장될 수 있다.
이러한 발광 다이오드 칩(100)은 투광기판(110) 및 반도체층(120)을 포함할 수 있다. 반도체층(120)은 투광기판(110)상에 형성되어 투광기판(110)과 접촉할 수 있다. 이러한 투광기판(110)은 상하방향에 있어서, 반도체층(120)과 파장변환층(200) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 투광기판(110)은 반도체층(120)보다 상측에 배치되고, 파장변환층(200)보다 하측에 배치될 수 있다.
이러한 투광기판(110)의 소재는 일 예로, 사파이어(Al2O3), 실리콘 카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN), 질화인듐갈륨(InGaN), 질화알루미늄갈륨(AlGaN), 질화알루미늄(AlN), 갈륨 산화물(Ga2O3), 실리콘 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 투광기판(110)의 두께(t1)는 일 예로, 100μm 내지 150μm일 수 있다. 투광기판(110)의 두께(t1)는 투광기판(110)의 상단과 하단 사이의 상하 이격거리로 정의될 수 있다. 반도체층(120)에서 발생된 광은 투광기판(110) 내부의 수평 및 수직한 영역에서 고루 퍼지게 되며, 균일하게 분포된 광이 투광기판(110)을 통과 후 파장변환층(200)으로 입사하게 된다. 이때 투광기판(110)의 두께(t1)가 100μm보다 낮을 경우, 투광기판(110)내에서 광의 충분한 확산이 이루어지지 못하게 되므로 파장변환층(200)으로 입사하는 광의 양이 불균일하게 되어 파장변환층(200)에서의 광 변환 효율이 저하되는 문제점이 있다. 이에 따라, 투광기판(110)의 두께(t1)가 100μm보다 크게 하여 투광기판(110)내부의 영역에서 균일하게 분포된 광이 파장변환층(200)으로 입사하여 광 변환 효율을 극대화 하는 효과가 있다.
또한, 투광기판(110)의 두께(t1)가 150μm보다 클 경우, 투광기판(110)내에서 광이 확산되는 과정에서 확산 경로가 길어지므로, 광이 소실될 가능성이 높아지는 문제점이 있다. 또한, 투광기판(110)의 두께(t1)가 150μm보다 클 경우, 투광기판(110)에 발광 다이오드 칩(100)에서 발생한 열이 다량 축적되고, 축적된 열은 파장변환층(200)을 가열하여 파장변환층(200)이 손상된다는 문제점이 있다.
이에 따라, 투광기판(110)의 두께(t1)가 150μm보다 작으면, 발광 다이오드 칩(100)에서 발생한 광의 추출 효율을 향상 시킬 수 있다. 또한, 투광기판(110)의 두께(t1)가 150μm보다 작으면, 투광기판(110)에 발광 다이오드 칩(100)에서 발생한 열이 다량 축적되는 것을 방지하여 파장변환층(200)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 투광기판(110)은 사파이어 외측 둘레면(111)과 패턴 바닥면(112)을 구비할 수 있다.
투광기판(110)의 외측 둘레면(111)은 투광기판(110)의 외주면으로 정의될 수 있다. 둘레면(111)은 투광기판(110)의 상면, 즉 투광기판(110)이 파장변환층(200)과 마주하는 면에 대하여 수직한 측면을 가지거나, 소정의 각도 (0~30°)를 가지는 기울어진 측면을 가질수도 있다. 이러한 투광기판(110)의 외측 둘레면(111)은 벽부(400)로 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 사파이어 외측 둘레면(111)의 어느 일부는 사파이어 외측 둘레면과 인접하거나 접촉할 수 있다. 또는 다른 형태로 사파이어 외측 둘레면(111)의 어느 일부는 벽부(400)와 접촉되고, 다른 일부는 벽부(400)와 이격될 수 있다.
도 2를 더 참조하면, 패턴 바닥면(112)은 투광기판(110)의 하면으로 정의될 수 있다. 이러한 패턴 바닥면(112)에는 소정의 패턴이 형성될 수 있다. 예를 들어, 패턴 바닥면(112)에는 복수 개의 홈 또는 돌기가 형성될 수 있다. 또한, 패턴 바닥면(112)에 형성된 복수 개의 홈 또는 돌기는 수평방향을 따라 배열될 수 있다. 이러한 패턴 바닥면(112)은 반도체층(120)의 상면과 연결될 수 있다. 이러한 패턴 바닥면(112)이 형성된 투광기판(110)은 PSS(patterned sapphire substrate)로 명명될 수 있다.
반도체층(120)은 n형 반도체층 및 p형 반도체층을 포함할 수 있다. n형 반도체층은 실리콘(Si)이 도핑된 질화갈륨계(일 예로, AlGaN 또는 GaN) 반도체층일 수 있다. p형 반도체층은 마그네슘(Mg)이 도핑된 질화갈륨계(일 예로, AlGaN 또는 GaN) 반도체층일 수 있다. 이러한 반도체층(120)은 단일층, 다중층 및 초격자층 중 하나 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 반도체층(120)은 활성층을 더 포함할 수 있다. 활성층은 광을 발생시킬 수 있다. 이러한 활성층은 단일양자우물구조(single quantum well(SQW)) 또는 다중양자우물구조(multi quantum well(MQW))를 가질 수 있다. 이러한 활성층의 우물층의 조성 및 두께는 생성되는 광의 파장을 결정할 수 있다. 반도체층은 AlxIn(1-x)GaN (0≤x≤1) 또는 AlxIn(1-x)GaP (0≤x≤1)또는 AlxIn(1-x)GaAs (0≤x≤1) 등의 물질이 이용될 수 있다.
파장변환층(200)은 제1 색의 광의 파장을 변환시켜 제2 색의 광을 발생시킬 수 있다. 이러한 파장변환층(200)은 본 명세서에서 '파장변환층'으로 명명될 수 있다. 이러한 제2 색의 광은, 일 예로, 파장영역 470nm 내지 550nm에서 피크파장을 가질 수 있다. 또는 CIE 좌표 (X, Y) (0.02<X<0.24, 0.32<Y<0.68)를 갖는 시안(cyan)광일 수 있다. 이러한 파장변환층(200)은 발광 다이오드 칩(100) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 파장변환층(200)은 발광 다이오드 칩(100)보다 상측에 배치될 수 있다. 또한, 파장변환층(200)의 두께(t2)는 투광기판(110)의 두께(t1)보다 클 수 있다. 파장변환층(200)의 두께(t2)는 파장변환층(200)의 상단과 하단 사이의 상하 이격거리로 정의될 수 있다. 이러한 파장변환층(200)의 두께(t2)는 일 예로, 120μm 내지 200μm일 수 있다. 파장변환층(200)의 두께(t2)가 120μm보다 낮을 경우, 후술할 형광체(210) 또는 흡수물질(미도시) 이 담지체(220)의 일정 부피에서 형성되는 농도비율을 충분히 구현하기 어렵다는 문제점이 있다. 예를 들어, 제2 색의 광을 발생시키기 위해서는 소정량 이상의 형광체(210)가 필요하나, 파장변환층(200)의 두께(t2)가 120μm보다 낮을 경우, 상술한 정해진 농도비율을 구현함과 동시에 파장변환을 위해 포함되어야 하는 소정량 이상의 형광체(210)를 구비하기 어렵다는 문제점이 있다. 다시 말해, 파장변환층(200)의 두께(t2)가 120μm보다 크면, 미리 정해진 농도비율을 구현함과 동시에 소정량 이상의 형광체(210)가 구비될 수 있다.
또한, 파장변환층(200)의 두께(t2)가 200μm보다 클 경우, 파장변환층(200) 내부에 흡수되는 광량이 높아짐에 따라 발광 다이오드 패키지(1)의 광효율이 낮아진다는 문제점이 있다. 다시 말해, 파장변환층(200)의 두께(t2)가 200μm보다 작으면, 파장변환층(200) 내부에 흡수되는 광량을 최소화하여, 발광 다이오드 패키지(1)의 광효율이 낮아지는 것이 방지될 수 있다.
이러한 파장변환층(200)의 소재는 PIS(phosphor in silicone), PIG(phosphor in glass) 및 Si(silicone) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 파장변환층(200)은 형광체(210), 흡수물질, 담지체(220) 및 보강물질(미도시)을 포함할 수 있다.
형광체(210)는 제1 색의 광을 여기시켜 제2 색의 광인 시안광을 발생시킬 수 있다. 이러한 형광체(210)는 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 형광체(210)는 담지체(220) 내에 불규칙적으로 분산 배치될 수 있다. 이러한 복수 개의 형광체(210) 중 투명층(300)에 가장 인접한 형광체(210)는, 상하방향에 있어서, 후술할 경사면(410a)의 상하단 사이에 배치될 수 있다. 다시 말해, 복수 개의 형광체(210) 중 최상단에 배치된 형광체(210)는 경사면(410a)의 하단보다 상측에 배치될 수 있다. 이러한 복수 개의 형광체(210)는 제1 형광체가 담지체(220)내에서 여러 영역으로 분산되어 배치된 것일 수도 있고, 다른 성분을 가지는 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함할 수도 있다.
제1 형광체는 LuAG 계열의 형광체일 수 있다. 이러한 제1 형광체는 일 예로, 490nm 내지 550nm의 파장 범위에서 피크 파장광을 발생시킬 수 있다. 제2 형광체는 silicate 계열의 형광체일 수 있다. 이러한 제2 형광체는 일 예로, 400nm 내지 600nm의 파장 범위에서 피크 파장을 갖는 광을 발생시킬 수 있다. 한편, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체(210)는 LuAG 계열의 형광체 및 silicate 계열의 형광체 외에 다른 계열의 형광체를 더 포함할 수도 있다.
흡수물질은 형광체(210) 스펙트럼의 소정 파장범위 영역을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 형광체(210) 스펙트럼의 파장 영역은 550nm이하일 수 있다. 이러한 흡수물질은 형광체(210)와 혼합되어 담지체(220)에 분산될 수 있다. 이러한 흡수물질은 형광체(210)를 단파장화시키며, 시안색의 색 순도를 향상시킬 수 있다. 이러한 흡수물질의 소재는 일 예로, 네오디뮴 산화물(neodymium oxide)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 형광체, 제2 형광체 및 흡수물질에 대한 제1 형광체의 비율은 일 예로, 70% 내지 80%일 수 있다.
담지체(220)는 제1 형광체, 제2 형광체 및 흡수물질을 담지할 수 있다. 이러한 담지체(220)는 투명 또는 반투명 재질일 수 있다. 이러한 담지체(220)는 일 예로, 실리콘(silicone) 계열, 에폭시(epoxy) 계열, PMMA(polymethyl methacrylate) 계열, PE(polyethylene) 계열 및 PS(polystyrene) 계열 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보강물질은 파장변환층(200)의 내열성, 내구성을 향상시켜줄 수 있다. 보강물질은 담지체(220) 내에 담지될 수 있다. 이러한 보강물질은 일 예로, 유리섬유(glass fiber)일 수 있다. 또한, 보강물질은 '강화필러'로 명명될 수 있다. 발광 다이오드 칩 및 패키지에서 발생된 열로 인하여 크랙이 발생하여 크랙 영역 사이로 변환되지 않은 광이 방출되는 것을 방지한다.
투명층(300)은 발광 다이오드 칩(100) 및 파장변환층(200)이 수용된 수용공간을 발광 다이오드 패키지(1)의 외부에 대하여 폐쇄시킬 수 있다. 다시 말해, 투명층(300)은 수용공간에 수용된 발광 다이오드 칩(100) 및 파장변환층(200)에 이물질, 수분 등이 외부로부터 침투되는 것을 차단할 수 있다. 또한 투명층(300)은 파장변환층(200)에서 변환된 광이 외부로 방출되기 전에 투명층(300)에서 확산된 후 균일하게 분포된 광을 방출하는 역할을 한다.
이러한 투명층(300)은 투명한 재질을 포함할 수 있다. 이러한 투명층(300)은 파장변환층(200)의 상면에 적층될 수 있다. 다시 말해, 투명층(300)은 파장변환층(200)보다 상측에 배치될 수 있다. 또한, 투명층(300)의 두께(t3)는 발광 다이오드 칩(100) 및 파장변환층(200)의 두께(t2)보다 작을 수 있다. 투명층(300)의 두께(t3)는 투명층(300)의 상단과 하단 사이의 상하 이격거리로 정의될 수 있다. 이러한 투명층(300)의 두께(t3)는 일 예로, 30μm 내지 50μm일 수 있다. 투명층(300)의 두께(t3)가 30μm보다 낮을 경우, 수용공간에 이물질, 수분 등이 침투될 가능성이 높아짐에 따라, 발광 다이오드 패키지(1)의 신뢰성이 저하된다는 문제점이 있다. 다시 말해, 투명층(300)의 두께(t3)가 30μm보다 크면, 수용공간에 이물질, 수분 등의 침투될 가능성을 차단함으로써, 발광 다이오드 패키지(1)의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한 파장변환층(200)을 통과한 광이 투명층(300)에서 균일하게 확산될 충분한 공간이 필요한데, 투명층(300)의 두께(t3)가 30μm보다 낮을 경우 확산이 충분히 되지 않아 파장변환층(200)의 형광체(210)가 밀집된 영역에서 광도가 상대적으로 높게 방출되는 문제가 있다. 다시 말해, 투명층(300)의 두께(t3)가 30μm보다 크면, 투명층(300)으로 입사되는 광의 광도가 불균일 하더라도 투명층(300)에서 고르게 확산될 수 있고 이로 인하여 패키지의 광 방출면내의 광도 불균형을 해소할 수 있다.
또한, 투명층(300)의 두께(t3)가 50μm보다 크면, 벽부(400)의 높이가 높아지게 되어 발광 다이오드 패키지(1)의 크기를 소형화시킬 수 없다는 문제점이 있다. 예를 들어, 벽부(400)의 높이는 투명층(300)의 높이에 대응되도록 제공되고, 이에 따라 벽부(400)의 높이는 투명층(300)의 높이에 의해 결정될 수 있다. 또한, 투명층(300)의 두께(t3)가 50μm보다 크면, 투명층(300)에 흡수되는 제2 색의 광량이 커지게 되어, 발광 다이오드 패키지(1)의 광효율이 저하되는 문제점이 있다. 다시 말해, 투명층(300)의 두께(t3)가 50μm보다 작으면, 투명층(300)에 흡수되는 제2 색의 광량을 최소화하여 발광 다이오드 패키지(1)의 광효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 투명층(300)의 두께(t3)가 50μm보다 크면, 투명층(300)내에서 광이 확산되는 과정에서 확산 경로가 길어지므로, 광이 소실될 가능성이 높아지는 문제점이 있다. 따라서 투명층(300)의 두께를 30~50μm범위로 가짐으로써 광도 불균형이 해소된 최적의 광 효율을 가지는 패키지를 구현할 수 있다.
이러한 투명층(300)의 하단에는 엣지(a)가 형성될 수 있다. 이러한 엣지(a)는 투명층(300)과 파장변환층(200)의 계면의 가장자리로 정의될 수 있다. 이러한 엣지(a)는 상하방향에 있어서, 경사면(410a)의 상하단 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 엣지(a)의 수평 연장선(p)은 경사면(410a)과 교차할 수 있다. 엣지의 수평 연장선(p)은 엣지(a)를 지나고, 상하방향과 수직인 수평방향을 따라 연장되는 가상의 선으로 정의될 수 있다. 수평 연장선(p)은 앞서 설명한 투명층(300)과 파장변환층(200)의 계면의 수평한 방향으로 연장된 가상의 선일 수 있고, 투명층(300)과 파장변환층(200)의 계면의 구분이 명확하지 않은 경우에는 형광체(210)의 최상단으로부터 투광기판(110)과 평행하게 연장되는 가상의 선을 수평 연장선(p)으로 정의할 수 있다. 수평 연장선(p)을 경사면(410a)과 교차하도록 배치하는 경우, 파장변환층(200)의 측면에 위치한 측벽의 두께가 균일하지 않게 된다. 즉, 파장변환층(200)의 상부영역의 측면에 배치된 측벽(400)이 파장변환층(200)의 하부영역의 측면에 배치된 측벽(400)보다 수평방향으로의 두께가 얇게 되므로, 출광면에 해당하는 상면에 가까운 영역에서 열방출을 용이하게 하므로, 출광면에 가까운 영역에 배치되는 형광체(210)의 열화를 방지될 수 있다. 형광체(210)의 열화가 방지됨으로써, 형광체(210)에서 방출되도록 의도하고자 하였던 파장 외의 다른 파장의 광이 방출되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 투명층(300)은 보강물질을 포함할 수 있다. 보강물질은 파장변환층(200)에 포함된 보강물질과 동일한 물질일 수 있고, 형태가 각기 다른 모양일 수 있다. 모양이 다르기 때문에 강화력 및 접합력이 각기 다를 수 있으므로, 다양한 강화력 및 접합력을 가지게 되므로 넓은 범위의 강화력 및 접합력으로 인하여 투명층의 효과적으로 방지할 수 있다.
벽부(400)는 발광 다이오드 칩(100), 파장변환층(200) 및 투명층(300)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이러한 벽부(400)는 발광 다이오드 칩(100), 파장변환층(200) 및 투명층(300)이 수용될 수 있는 수용공간을 제공할 수 있다. 이러한 벽부(400)는 반사성 재질을 포함할 수 있다. 따라서 발광 다이오드 칩(100)의 측면에서 방출된 광을 상부로 반사시켜 광 효율을 증가시킨다. 이러한 벽부(400)는 수용공간을 형성하는 내면(401)을 구비할 수 있다. 내면(401)은 파장변환층(200)에서 발생하는 광을 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 내면(401)에는 광을 반사시킬 수 있는 반사물질이 구비될 수 있다. 또한, 벽부(400)는 경사벽부(410) 및 바디벽부(420)를 포함할 수 있다.
경사벽부(410)는 상단부에 하방으로 기울어진 경사면(410a)을 구비할 수 있다. 이러한 경사면(410a)은 내측에서 외측으로 갈수록 높이가 낮아지는 형상을 가질 수 있다. 다시 말해, 경사면(410a)의 상단은 경사면(410a)의 하단보다 내측에 배치될 수 있다. 또한, 경사면(410a)은 하방으로 오목한 곡률을 가질 수 있다. 경사벽부(410)는 투명층(300)을 둘러싸는 경사벽 내면(411)을 구비할 수 있다.
경사벽 내면(411)은 경사벽부(410)의 내주면으로 정의될 수 있다. 이러한 경사벽 내면(411)은 투명층(300)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 경사벽 내면(411)은 투명층(300)의 외측 둘레면과 접촉될 수 있다. 이러한 경사벽 내면(411)의 하단은 파장변환층(200)의 상단보다 하측에 배치될 수 있다. 다시 말해, 경사벽 내면(411)의 하단은 복수 개의 형광체(210) 중 최상단에 배치된 형광체(210)보다 하측에 배치될 수 있다. 이러한 경사벽 내면(411)은 내면(401)에 포함될 수 있다.
바디벽부(420)는 상하방향에 있어서, 경사벽부(410)와 기판(600) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 바디벽부(420)는 경사벽부(410)의 하단과 기판(600)의 상면 사이에서 상하방향을 따라 연장될 수 있다. 이러한 바디벽부(420)는 발광 다이오드 칩(100) 및 파장변환층(200)을 둘러싸는 바디벽 내면(421)을 구비할 수 있다. 바디벽부(420)는 발광 다이오드 칩(100)보다 상하방향으로의 두께가 더 크게 형성되며, 바디벽부(420)의 상면은 발광 다이오드 칩(100)의 상면보다 높게 위치할 수 있다. 바디벽부(420)는 발광 다이오드 칩(100)에서 발생한 광이 외부로 새어 나가는 것을 방지하는 역할을 하면서, 동시에 광 반사성 기능도 가지고 있어 발광 다이오드 칩(100)에서 발생한 광을 상부로 반사시켜 방출하게 한다. 바디벽부(420)의 외측면은 바디벽부(420) 하단에 배치되는 베이스부(610)의 외측면과 나란한 외측면을 가진다. 바디벽부(420)의 외측면이 베이스부(610)보다 돌출되는 경우에는 외부 충격에 의하여 바디벽부(420)의 손상이 발생할 수 있고, 손상된 바디벽부(420)로 광이 새어나가 광 손실을 유발시킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여 베이스부(610)와 바디벽부(420)의 외측면을 나란히하는 것이 효과적이다. 측단면으로 보아 발광 다이오드 칩(100)을 기준으로 좌, 우에 배치된 바디벽부(420)는 발광 다이오드 칩(100)과 바디벽부(420)가 마주하는 면에서부터 바디벽부(420)의 외측면까지의 두께가 상이할 수 있다.
바디벽 내면(421)의 상부는 파장변환층(200)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이러한 바디벽 내면(421)의 상부는 파장변환층(200)의 외측 둘레면과 접촉될 수 있다. 또한, 바디벽 내면(421)의 하부는 투광기판(110)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이러한 바디벽 내면(421)의 하부는 투광기판(110)과 수평방향으로 이격될 수 있다. 이러한 바디벽 내면(421)에는 외측으로 기울어지도록 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 바디벽 내면(421)의 하부의 상단은 하단보다 외측에 배치될 수 있다.
기판(600)은 발광 다이오드 칩(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 기판(600)에는 발광 다이오드 칩(100)이 실장될 수 있다. 이러한 기판(600)은 발광 다이오드 칩(100), 파장변환층(200), 투명층(300) 및 벽부(400)를 지지할 수 있다. 이러한 기판(600)은 베이스부(610) 및 전극패드부(620)를 포함할 수 있다.
베이스부(610)는 전극패드부(620) 및 벽부(400)와 연결될 수 있다. 이러한 베이스부(610)는 수용공간보다 하측에 배치될 수 있다. 이러한 베이스부(610)의 상면은 수평방향을 따라 연장되어, 기판(600)의 바닥면을 형성할 수 있다.
전극패드부(620)는 외부로부터 전력을 공급 받을 수 있다. 이러한 전극패드부(620)는 발광 다이오드 칩(100)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 전극패드부(620)의 상면은 발광 다이오드 칩(100)의 하면과 접촉될 수 있다. 이러한 전극패드부(620)의 상면은 베이스부(610)의 상면보다 상측에 배치될 수 있다. 또한, 전극패드부(620)의 하면은 베이스부(610)의 하면보다 하측에 배치될 수 있다. 이러한 전극패드부(620)의 적어도 일부는 베이스부(610)의 내부에 배치될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(1)의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
발광 다이오드 패키지(1)는 외부로부터 공급 받은 전류를 이용하여, 발광 다이오드 칩(100)에서 제1 색의 광을 발생시킬 수 있다. 이러한 제1 색의 광의 어느 일부는 파장변환층(200)을 향하고, 다른 일부는 갭을 향해 나아갈 수 있다. 제1 색의 광의 다른 일부는, 바디벽 내면(421)의 하부에서 반사될 수 있다. 예를 들어, 반사된 제1 색의 광의 다른 일부의 광경로는, 바디벽 내면(421)의 하부에 형성된 경사에 의해 상방을 향할 수 있다. 이처럼, 바디벽 내면(421)의 하부에 형성된 경사를 통하여 파장변환층(200)을 향하는 제1 색의 광량을 증대시켜, 광효율이 높아진다는 효과가 있다.
이러한 제1 색의 광은 파장변환층(200)에 도달할 수 있다. 파장변환층(200)에 도달한 제1 색의 광은 제1 형광체, 제2 형광체 및 흡수물질이 혼합된 혼합물에 의해 여기되어 제2 색(시안색)의 광으로 변환될 수 있다. 이러한 제2 색의 광은 투명층(300)을 통과하여 발광 다이오드 패키지(1)의 외부로 방출될 수 있다.
발광 다이오드 패키지(1)는 투명층(300)이 수용공간을 외부에 대하여 폐쇄함으로써, 수용공간에 배치된 발광 다이오드 칩(100) 및 파장변환층(200)에 이물질이나 수분이 침투되는 것을 방지한다는 효과가 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 투광층(700)을 더 포함할 수 있다. 이하, 도 3을 더 참조하여, 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
투광층(700)은 발광 다이오드 칩(100)에서 발생된 제1 색의 광을 파장변환층(200)으로 투과시켜줄 수 있다. 이러한 투광층(700)은 상하방향에 있어서, 발광 다이오드 칩(100)과 파장변환층(200) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 투광층(700)의 상면은 파장변환층(200)의 하면에 연결되고, 투광층(700)의 하면은 발광 다이오드 칩(100)의 상면에 연결될 수 있다. 다시 말해, 투광층(700)은 발광 다이오드 칩(100) 및 파장변환층(200)을 서로 접착시켜줄 수 있다. 이러한 투광층(700)은 '접착층'으로 명명될 수 있다. 또한, 투광층(700)의 두께(t4)는 투명층(300)의 두께(t3)보다 얇을 수 있다. 투광층(700)의 두께(t4)는 투광층(700)의 상단과 하단 사이의 상하 이격거리로 정의될 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 파장변환층(200)의 외측 둘레면과 투명층(300)의 외측 둘레면은 서로 나란하지 않게 배향될 수 있다. 이하, 도 4를 더 참조하여, 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. 제3 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
파장변환층(200)의 외측 둘레면과 투명층(300)의 외측 둘레면은 상하방향을 따라 비선형적으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 파장변환층(200)의 외측 둘레면과 투명층(300)의 외측 둘레면은 서로 만나는 점에서 노치(notch)를 형성하며 연속적으로 이어지는 형상을 가질 수 있다.
또한, 파장변환층(200)의 최상면이 상하방향을 따라 투명층(300)의 최상면으로 투영되었을 때, 파장변환층(200)의 외측 둘레면과 투명층(300)의 외측 둘레면은 서로 일부가 중첩되면서 다른 일부는 중첩되지 않을 수 있다. 또한, 발광 다이오드 패키지(1)를 수평방향으로 바라봤을 때, 파장변환층(200)의 수평방향으로의 폭과 투명층(300)의 수평방향으로의 폭은 서로 상이할 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 발명의 제4 실시예에 따르면, 바디벽 내면(421)의 하부와 투광기판(110) 사이에는 소정의 갭이 형성될 수 있으며, 갭에는 접합부재(500)가 배치될 수 있다. 이하, 도 5를 참조하여 제4 실시예를 설명한다. 제4 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
바디벽 내면(421)의 하부와 투광기판(110) 사이의 갭은 상방으로 갈수록 수평방향으로의 폭이 넓어지는 형상을 가질 수 있다. 이러한 갭의 폭은 투광기판(110)의 외측 둘레면과 바디벽 내면(421)의 하부의 이격 거리로 정의될 수 잇다. 이러한 갭의 상단의 폭(d)은 투광기판(110)의 두께(t1)보다 작을 수 있다.
접합부재(500)는 갭에 배치되어 기판(600)에 지지될 수 있다. 예를 들어, 접합부재(500)는 바디벽 내면(421)의 하부와 투광기판(110) 사이의 갭에 채워질 수 있다. 이러한 접합부재(500)는 바디벽 내면(421)의 하부, 투광기판(110)의 외측 둘레면 및 파장변환층(200)과 접촉될 수 있다. 이러한 접합부재(500)는 일 예로, 투명한 재질의 실리콘일 수 있다.
또한, 접합부재(500)는 일 예로, 담지체(220)와 동일한 물질일 수 있다. 다시 말해, 접합부재(500)는 실리콘(silicone) 계열, 에폭시(epoxy) 계열, PMMA(polymethyl methacrylate) 계열, PE(polyethylene) 계열 및 PS(polystyrene) 계열 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 접합부재(500) 내에는 형광체(210)가 부존재할 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제5 실시예에 따르면, 투광기판(110)의 외측 둘레면과 파장변환층(200)의 외측 둘레면은 서로 나란하게 배향될 수 있다. 이하, 도 6을 더 참조하여, 본 발명의 제5 실시예를 설명한다. 제5 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
투광기판(110)의 외측 둘레면과 파장변환층(200)의 외측 둘레면은 상하방향을 따라 연속적으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 투광기판(110)의 외측 둘레면과 파장변환층(200)의 외측 둘레면은 노치 없이 연속적으로 이어지는 형상을 가질 수 있다.
또한, 투광기판(110)과 파장변환층(200)이 상하방향을 따라 서로에 대하여 투영되었을 때, 투광기판(110)의 외측 둘레면과 파장변환층(200)의 외측 둘레면은 서로 중첩될 수 있다. 또한, 발광 다이오드 패키지(1)를 수평방향으로 바라봤을 때, 투광기판(110)의 수평방향으로의 폭과 파장변환층(200)의 수평방향으로의 폭은 동일할 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제6 실시예에 따르면, 투명층(300)은 파장변환층(200) 및 벽부(400) 상에 적층될 수 있다. 이하, 도 7을 더 참조하여, 본 발명의 제6 실시예를 설명한다. 제6 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
투명층(300)은 파장변환층(200) 및 벽부(400)에 적층될 수 있다. 예를 들어, 투명층(300)은 수평방향을 따라 연장되어, 벽부(400)의 상면에 연결될 수 있다. 이러한 투명층(300)은 파장변환층(200)의 상면 및 벽부(400)의 상면을 커버하는 형상을 가질 수 있다.
또한, 투명층(300)의 외측 둘레면은 벽부(400)의 외측 둘레면과 나란하게 배향될 수 있다. 투명층(300)의 외측 둘레면은 벽부(400)의 외측 둘레면 상하방향을 따라 연속적으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 투명층(300)의 외측 둘레면은 벽부(400)의 외측 둘레면은 노치(notch) 없이 연속적으로 이어지는 형상을 가질 수 있다.
또한, 투명층(300)과 벽부(400)가 상하방향을 따라 서로에 대하여 투영되었을 때, 투명층(300)의 외측 둘레면은 벽부(400)의 외측 둘레면은 서로 중첩될 수 있다. 또한, 발광 다이오드 패키지(1)를 수평방향으로 바라봤을 때, 투명층(300)의 수평방향으로의 폭과 벽부(400)의 수평방향으로의 폭은 동일할 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제7 실시예에 따르면, 투명층의 표면(301)에는 요철(301a)이 형성될 수 있다. 이하, 도 8을 더 참조하여, 본 발명의 제7 실시예를 설명한다. 제7 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
투명층의 표면(301)은 투명층(300)의 상면으로 정의될 수 있다. 이러한 투명층의 표면(301)은 발광 다이오드 패키지(1)의 외부에 노출될 수 있다. 이러한 투명층의 표면(301)에 형성된 요철(301a)은 수평방향을 따라 배열될 수 있다. 이러한 요철(301a)을 통하여, 투명층의 표면(301)에서 제2 색의 광이 전반사되는 것이 최소화될 수 있다. 이처럼 요철(301a)은 발광 다이오드 패키지(1)의 광 추출 효율을 극대화한다는 효과가 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제8 실시예에 따르면, 투명층의 표면(301)에는 곡률이 형성될 수 있다. 이하, 도 9를 더 참조하여, 본 발명의 제8 실시예를 설명한다. 제8 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
투명층의 표면(301)은 외부를 향하여 볼록한 곡면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드 패키지(1)를 수평방향으로 바라봤을 때, 투명층의 표면(301)은 상방으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 다시 말해, 투명층의 표면(301)은 하방으로 갈수록 수평방향으로의 폭이 커지는 아치 형상을 가질 수 있다. 이러한 투명층의 표면(301)의 형상을 통하여, 제2 색의 광이 투명층의 표면(301)에서 전반사되는 것이 최소화될 수 있다. 이처럼 곡면 형상을 갖는 투명층의 표면(301)은 발광 다이오드 패키지(1)의 광 추출 효율을 극대화한다는 효과가 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제9 실시예에 따르면, 발광 다이오드 패키지(1)의 투명층(300)의 상면 일부는 발광 다이오드 칩(100) 방향으로 함몰된 구조를 가질 수 있다. 이하, 도 10을 더 참조하여, 본 발명의 제9 실시예를 설명한다. 제9 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
도 10을 참조하면, 투명층(300)의 상면 일부가 발광 다이오드 칩(100) 방향으로 함몰된 구조를 가짐으로서 광 추출을 개선하고 투명층의 외표면적을 증가하여 투습경로를 길게한다는 효과가 있다.
투명층(300)의 상부에는 볼록부(301c) 및 함몰부(301b) 중 하나 이상이 형성될 수 있다.
투명층(300)의 볼록부(301c)는 투명층(300) 상부의 가장자리에서, 상방으로 볼록한 곡면으로 형성됨으로써 외부 충격, 스트레스가 분산되어 파손이 방지될 수 있다. 또한, 볼록부(301c)는 벽부(400)와 상하방향으로 중첩되는 위치에 배치되기 때문에 벽부(400) 상부에서 투명층(300)의 두께가 증가되어 투습방지에 효과적이다.
볼록부(301c)는 투명층(300)의 함몰된 부분인 함몰부(301b)의 곡률보다 상부에서의 곡률이 더 작게 형성될 수 있다. 또한, 볼록부(301c)는 발광 다이오드 패키지(1)의 가장자리에 인접하게 배치되어 중심축(L1)으로부터 이격될 수 있다. 볼록부(301c)의 꼭지점을 지나고 중심축(L1)에 평행한 선(L2)과 중심축(L1) 사이의 거리는 기판(600)의 가장자리에 배치되는 외측면(L3)과 중심축(L1) 사이의 거리의 절반보다 크고 기판(600)의 외측면(L3)과 중심축(L1) 사이의 거리보다 작을 수 있다.
함몰부(301b)에 수평으로 평행한 위치로부터 볼록부(301c)의 꼭지점까지 상부로 갈수록 투명층(300)의 폭이 점차 작아질 수 있다. 투명층(300)의 폭이 작아짐에 따라, 발광 다이오드 패키지(1)의 단위면적당 중심부와 주변부 간의 광 감도의 편차 및 색도 편차를 감소시킬 수 있다. 다시 말해, 함몰부(301b)에서 볼록부(301c)에 이르는 투명층(300) 외측면의 기울기는 경사벽 내면(411)의 기울기보다 완만할 수 있다. 따라서, 발광 다이오드 패키지(1)의 측면 광 추출이 유리할 수 있다.
투명층(300)은 상부 가장자리 측의 경사면과 볼록부(301c)에서 함몰부(301b)에 이르는 제1 면(301c1) 및 기판의 외측면인 제2 면(최외각 가장자리면)(301c2)을 포함할 수 있고, 제1 면(301c1)과 제2 면(301c2)은 서로 기울기가 다를 수 있다. 기판의 외측면(301c2)은 상하방향으로 연장될 수 있다. 한편, 투명층(300)은 기판에 평행한 제3 면(301c3)을 더 포함할 수 있다. 제2 면(301c2)의 기울기는 제1 면(301c1)의 기울기보다 크고 제3 면(301c3)의 기울기보다 작을 수 있다.
볼록부(301c)의 제2 면(301c2)의 기울기는 벽부(400)의 경사면(410a)의 기울기보다 가파르게 형성될 수 있다. 따라서 발광 다이오드 칩(100)에서 발생된 광이 볼록부(301c)의 제2 면(301c2)을 향할 수 있도록 벽부(400)의 경사면(410a)이 광을 가이드하므로 투명층(300)의 볼록부(301c)와 함몰부(301b)간의 광도 차이를 감소시킬 수 있다.
투명층(300)의 제3 면(301c3)의 두께(h1)는 함몰부(301b)의 중심 지점(P1)에서 파장변환층(200)까지의 거리(h2)보다 클 수 있다. 또한 제3 면(301c3)과 제2 면(301c2)이 연결되는 지점(P2)은 함몰부(301b)의 중심 지점(P1)보다 낮은 레벨에 배치될 수 있어 넓은 지향각이 구현될 수 있다. 파장변환층(200)의 직상방에 위치하는 투명층(300)의 일부 영역은 투명층(300)의 하면으로부터 상방으로의 두께가 투명층(300)의 중심으로부터 하부 벽부(400) 측으로 갈수록(수평방향으로의 가장자리측으로 갈수록) 증가할 수 있다.
단일의 발광 다이오드 칩(100)을 포함하는 경우, 함몰부(301b)의 중심 지점(P1)은 발광 다이오드 칩(100)과 수직적으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 따라서, 양측으로 균형있게 광 추출이 될 수 있다.
복수의 발광 다이오드 칩(100)들을 포함하는 경우, 함몰부(301b)의 중심 지점(P1)은 발광 다이오드 칩(100)들 사이에 배치되어, 각 발광 다이오드 칩(100)의 상면에 배치된 함몰부(301b)의 면에 의하여 광이 가이드 될 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제10 실시예에 따르면, 발광 장치(10)는 차량용 램프에 적용될 수 있다. 이하, 도 11을 더 참조하여, 본 발명의 제10 실시예를 설명한다. 제10 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
도 11을 참조하면, 차량용 램프(20)는 콤비네이션 램프(23)를 포함할 수 있고, 나아가 메인 램프(21)를 더 포함할 수 있다. 차량용 램프(20)는 헤드라이트, 백라이트나 사이드 미러 라이트 등 차량의 다양한 부분에 적용될 수 있다.
메인 램프(21)는 차량용 램프(20)에 있어 주 발광등일 수 있고, 일례로, 차량용 램프(20)가 헤드라이트로 이용되는 경우, 차량의 전방을 비추는 전조등 역할을 할 수 있다.
콤비네이션 램프(23)는 발광 장치(10)들을 포함하여 둘 이상의 기능을 수행할 수 있고, 일례로, 차량용 램프(20)가 헤드라이트로 이용되는 경우, 콤비네이션 램프(23)는 주간 주행등(DRL, daytime running light)이나 방향 지시등의 기능을 수행할 수 있다.
도 11에서는 콤비네이션 램프(23)에 발광 장치(10)를 포함하는 것을 도시하였으나, 메인램프(21) 역시 발광 다이오드 등을 활용한 발광 장치(10)를 이용하도록 구성할 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제11 실시예에 따르면, 발광 소자(2160)의 상부에는 각 발광 소자(2160)에 대응되는 위치에 광학 요소(2210)가 배치되어, 복수의 발광 소자(2160)들로부터 방출되어 광학 요소(2210)로 향하는 광을 반사시켜 측면으로 가이드할 수 있으며, 디스플레이 장치 또는 표시장치에 사용될 수 있다. 이하, 도 12를 더 참조하여, 본 발명의 제11 실시예를 설명한다. 제11 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
다른 실시 형태로, 발광 소자(2160)의 상부에는 각 발광 소자(2160)에 상하방향으로 대응되는 위치에 광학 요소(2210)가 배치되어, 복수의 발광 소자(2160)들로부터 방출되어 광학 요소(2210)로 향하는 광을 반사시켜 측면으로 가이드할 수 있다. 각 발광 소자(2160)에 대응되는 광학 요소(2210)들은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 광이 중점적으로 방출되는 발광 소자(2160)의 상부 위치에 각각 배치하므로 광 분산 효율을 증가시켜, 단위 영역에서 광도 편차 및 색도 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 발광 소자는 앞선 실시예들에서의 발광 다이오드 패키지일 수 있다.
광학 요소(2210)는 발광 소자(2160)와 수직적으로 이격되어 배치될 수 있으며, 이격된 공간의 일부 또는 전부에는 광학 요소(2210)보다 굴절률이 낮은 물질이 배치될 수 있다. 따라서 광 추출 효율이 개선될 수 있다. 굴절률이 낮은 물질은 실리콘, 공기 SiO2, TiO2, 에폭시, 폴리머 등일 수 있다.
다른 형태로, 도시하지 않았지만 광학 요소(2210)는 발광 소자(2160)와 직접적으로 컨택하여 배치될 수 있다. 일 예로 광학 요소(2210)는 앞서 실시한 실시예에서 투명층(300)의 상면에 배치될 수 있다. 광학 요소(2210)가 투명층(300)의 적어도 일부 영역을 덮음으로써, 투명층(300)의 표면에 크랙이 발생하였을 때, 습기가 크랙을 통하여 침투하는 것을 방지하고 투습 경로를 길게 확보할 수 있다.
광학 요소(2210)의 형태는 두께가 균일한 판의 형태로 형성되어 광학 요소(2210)가 어느 지점에서나 균일한 반사도를 가질 수 있다. 또는 광학 요소(2210)는 그 중심부가 가장 두껍고, 중심부에서 멀어질수록 얇아지는 두께를 가질 수 있다. 따라서 다양한 입사광에 대한 반사효율이 증가될 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제12 실시예에 따르면, 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용할 수 있다. 이하, 도 13을 더 참조하여, 본 발명의 제12 실시예를 설명한다. 제12 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
본 실시예의 디스플레이 장치는 표시패널(2110), 표시패널(2110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛 및, 표시패널(2110)의 하부 가장자리를 지지하는 패널 가이드를 포함할 수 있다.
표시패널(2110)은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 액정층을 포함하는 액정표시패널일 수 있다. 표시패널(2110)의 가장자리에는 게이트 라인으로 구동신호를 공급하는 게이트 구동 PCB가 배치될 수 있다. 여기서, 게이트 구동 PCB는 별도의 PCB에 제공되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다.
본 실시예의 디스플레이 장치는 백라이트 유닛으로 사용될 수 있고, 적어도 하나의 기판 및 복수의 발광 소자(2160)를 포함하는 광원 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛은 바텀커버(2180), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 하나 이상의 광학 시트(2130)를 더 포함할 수 있다.
바텀커버(2180)는 상부로 개구되어, 기판, 발광 소자(2160), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 하나 이상의 광학 시트(2130)를 지지할 수 있다. 또한, 바텀커버(2180)는 패널 가이드와 결합될 수 있다. 기판은 반사 시트(2170)의 하부에 위치하여, 반사 시트(2170)에 둘러싸인 형태로 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 반사 물질이 표면에 코팅된 경우에는 반사 시트(2170) 상에 위치할 수도 있다. 또한, 기판은 복수로 형성되어, 복수의 기판들이 나란히 배치된 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 단일의 기판으로 형성될 수도 있다.
발광 소자(2160)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 발광 소자(2160)들은 기판 상에 일정한 패턴으로 규칙적으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 발광 소자(2160) 상에는 광학 요소(2210)가 배치되어, 하나 이상의 발광 소자(2160)로부터 방출되는 광을 균일성을 향상시킬 수 있다.
확산 플레이트(2131) 및 하나 이상의 광학 시트(2130)은 발광 소자(2160) 상에 위치한다. 발광 소자(2160)로부터 방출된 광은 확산 플레이트(2131) 및 하나 이상의 광학 시트(2130)를 거쳐 면 광원 형태로 표시패널(2110)로 공급될 수 있다.이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

Claims (20)

  1. 제1 색의 광을 발생시키는 발광 다이오드 칩(100);
    상기 발광 다이오드 칩(100)보다 상측에 배치되고, 상기 제1 색의 광에 의해 여기됨으로써 제2 색의 광을 발생시키는 파장변환층(200);
    상기 파장변환층(200)보다 상측에 배치되는 투명층(300); 및
    상기 발광 다이오드 칩(100) 및 상기 파장변환층(200)이 수용되는 수용공간이 형성된 벽부(400)를 포함하고,
    상기 벽부(400)는 상기 수용공간을 둘러싸는 내면(401)을 구비하고,
    상기 투명층(300)은, 상기 수용공간이 외부에 대하여 폐쇄되도록 상기 벽부(400)의 내면에 연결되는,
    발광 다이오드 패키지(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩(100)은, 반도체층(120) 및 상기 반도체층(120)보다 상측에 배치되는 투광기판(110)을 포함하고,
    상기 투명층(300)의 두께(t3)는 상기 투광기판(110)의 두께(t1)보다 작은,
    발광 다이오드 패키지(1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 투광기판(110)의 두께(t1)는 100μm 내지 150μm인,
    발광 다이오드 패키지(1).
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 투명층(300)의 두께(t3)는 30μm 내지 50μm인,
    발광 다이오드 패키지(1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩(100)은, 반도체층(120) 및 상기 반도체층(120)보다 상측에 배치되는 투광기판(110)을 포함하고,
    상기 투광기판(110)의 두께(t1)는 상기 파장변환층(200)의 두께(t2)보다 작은,
    발광 다이오드 패키지(1).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 파장변환층(200)의 두께(t2)는 120μm 내지 200μm인,
    발광 다이오드 패키지(1).
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 벽부(400)는, 상기 투명층(300)의 하단의 엣지(a)로부터 수평방향을 따라 연장되는 가상의 평면인 엣지 연장면(p)과 교차하는,
    발광 다이오드 패키지(1).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 벽부(400)의 상단에는, 외측을 향하여 하측으로 기울어진 경사면(410a)이 구비되고,
    상기 경사면(410a)은 상단 및 하단 사이에서 상기 엣지 연장면(p)과 교차하는,
    발광 다이오드 패키지(1).
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 벽부(400)의 상단에는, 외측을 향하여 하측으로 기울어진 경사면(410a)이 구비되고,
    상기 파장변환층(200)은 복수 개의 형광체(210)를 포함하고,
    상하방향에 있어서, 상기 복수 개의 형광체(210) 중 최상단에 배치된 형광체(210)는 상기 경사면(410a)의 상단 및 하단 사이에 배치되는,
    발광 다이오드 패키지(1).
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장변환층(200)의 외측 둘레면 및 상기 투명층(300)의 외측 둘레면은, 노치(notch)없이 연속적으로 연장되는,
    발광 다이오드 패키지(1).
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩(100)은, 반도체층(120) 및 상기 반도체층(120)보다 상측에 배치되는 투광기판(110)을 포함하고,
    상기 파장변환층(200)의 외측 둘레면 및 상기 투광기판(110)의 외측 둘레면은, 노치없이 연속적으로 연장되는,
    발광 다이오드 패키지(1).
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩(100)의 외측 둘레면의 적어도 일부는, 상기 벽부(400)의 내면(401)과 이격 배치된,
    발광 다이오드 패키지(1).
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩(100)은, 반도체층(120) 및 상기 반도체층(120)보다 상측에 배치되는 투광기판(110)을 포함하고,
    상기 투광기판(110)의 두께(t1)는,
    상기 투광기판(110)의 외측 둘레면의 상단과 상기 벽부(400)의 내면(401)의 상단 사이의 수평방향으로의 이격 거리보다 큰,
    발광 다이오드 패키지(1).
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 색의 광을 상기 파장변환층(200)으로 투과시키는 투광층(700)을 더 포함하고,
    상기 투광층(700)은 상기 발광 다이오드 칩(100) 및 상기 파장변환층(200) 사이에 배치되는,
    발광 다이오드 패키지(1).
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 투광층(700)의 두께(t4)는 상기 투명층(300)의 두께(t3)보다 작은,
    발광 다이오드 패키지(1).
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장변환층(200)은, PIS(phosphor in silicone), PIG(phosphor in glass) 및 Si(silicone) 중 하나 이상으로 형성된,
    발광 다이오드 패키지(1).
  17. 제1 색의 광을 발생시키는 발광 다이오드 칩(100);
    상기 발광 다이오드 칩(100)보다 상측에 배치되고, 상기 제1 색의 광에 의해 여기됨으로써 제2 색의 광을 발생시키는 파장변환층(200);
    상기 발광 다이오드 칩(100) 및 상기 파장변환층(200)이 수용되는 수용공간이 형성된 벽부(400); 및
    상기 수용공간이 외부에 대하여 폐쇄되도록, 상기 파장변환층(200) 및 상기 벽부(400)보다 상측에 배치되는 투명층(300)을 포함하고,
    상기 벽부(400)는 상기 수용공간을 둘러싸는 내면(401)을 구비하고,
    상기 투명층(300)의 외측 둘레면은 상기 벽부(400)의 내면(401)보다 외측에 배치되는,
    발광 다이오드 패키지(1).
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 투명층(300)의 외측 둘레면은 상기 벽부(400)의 외측 둘레면은 노치없이 연속적으로 연장되는,
    발광 다이오드 패키지(1).
  19. 제 17 항에 있어서,
    외부에 노출된 상기 투명층(300)의 표면(301)에는, 복수 개의 요철(301a)이 형성된,
    발광 다이오드 패키지(1).
  20. 제1 색의 광을 발생시키는 발광 다이오드 칩(100);
    상기 발광 다이오드 칩(100)보다 상측에 배치되고, 상기 제1 색의 광에 의해 여기됨으로써 제2 색의 광을 발생시키는 파장변환층(200);
    상기 발광 다이오드 칩(100) 및 상기 파장변환층(200)이 수용되는 수용공간이 형성된 벽부(400); 및
    상기 수용공간이 외부에 대하여 폐쇄되도록, 상기 파장변환층(200) 및 상기 벽부(400)보다 상측에 배치되는 투명층(300)을 포함하고,
    상기 투명층(300)의 표면(301)은 외부를 향하여 볼록한 곡면 형상을 갖는,
    발광 다이오드 패키지(1).
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