JP6629382B2 - 発光素子パッケージ - Google Patents

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Description

実施形態は、発光素子パッケージに関する。
半導体の3−5族または2−6族化合物半導体物質を用いた発光ダイオード(Ligh
t Emitting Diode)やレーザーダイオードのような発光素子は、薄膜成
長技術及び素子材料の開発によって赤色、緑色、青色及び紫外線などの様々な色を具現す
ることができ、蛍光物質を用いたり、色を組み合わせることによって効率の良い白色光線
も具現可能であり、蛍光灯、白熱灯などの既存の光源に比べて低消費電力、半永久的な寿
命、速い応答速度、安全性、環境親和性などの長所を有する。
したがって、光通信手段の送信モジュール、LCD(Liquid Crystal
Display)表示装置のバックライトを構成する冷陰極管(CCFL:Cold C
athode Fluorescence Lamp)を代替する発光ダイオードバック
ライト、蛍光灯や白熱電球を代替することができる白色発光ダイオード照明装置、自動車
ヘッドライト及び信号灯にまで応用が拡大されている。
発光素子パッケージは、パッケージボディーに第1電極と第2電極が配置され、パッケ
ージボディーの底面に発光素子が配置され、第1電極及び第2電極と電気的に接続される
図1は、従来の発光素子パッケージを示す図である。
発光素子パッケージ100は、パッケージボディー110a,110b,110cにキ
ャビティ構造が形成され、キャビティの底面に発光素子140が配置される。パッケージ
ボディー110a,110b,100cの下部には放熱部130を配置することができ、
放熱部130と発光素子140は導電性接着層(図示せず)で固定することができる。
キャビティ内には、モールディング部150が発光素子140を取り囲んで保護するこ
とができる。モールディング部150は蛍光体160を含むことができ、発光素子140
から放出された第1波長領域の光が蛍光体160を励起させ、蛍光体160で第2波長領
域の光が放出され得る。
しかし、従来の発光素子パッケージは、次のような問題点がある。
図1で、放熱部130は熱伝導性に優れた物質からなることができ、発光素子パッケー
ジ100において発光素子140から熱が放熱部130を通じて放出され得る。
このとき、放熱部130が熱膨張すると、発光素子140に損傷を与えることがあるた
め、セラミック層120などを放熱部の上に配置して、放熱部の熱膨張による発光素子1
40の損傷を防止することができる。
しかし、放熱部130上にセラミック層120を配置すると、セラミックパッケージを
作製する焼成(Co−fired)工程の過程で、放熱部130とパッケージボディー1
00bとの熱膨張係数の差(Mis−match)によって、放熱部130とパッケージ
ボディー100bとの境界部分の上のセラミック層120が応力(Stress)を受け
て、図1の‘A’領域に示すように、焼成工程後、パッケージの内部のセラミック層12
0にクラックが生じうる。すなわち、異種物質間の熱膨張係数の差によってセラミック層
120に損傷が与えられ、発光素子パッケージ100の密封(Hermetic Sea
ling)耐久性の低下によって、長期駆動または高湿環境での動作時に寿命の低下を誘
発することがある。
実施形態は、発光素子パッケージの密封耐久性を向上させようとする。
実施形態は、パッケージボディーと;前記パッケージボディーに配置される少なくとも
一つの電極パターンと;前記電極パターンと電気的に接続される少なくとも一つの発光素
子と;前記パッケージボディーの内部に挿入され、前記発光素子と熱接触する放熱部と;
前記放熱部上に配置されるクラック防止部と;を含み、前記クラック防止部は、前記放熱
部の周りの少なくとも一部の領域において前記放熱部と垂直に重畳する発光素子パッケー
ジを提供する。
クラック防止部は、内部にオープン領域が形成され、前記オープン領域に前記発光素子
を配置することができる。
パッケージボディーは、複数個の第1セラミック層からなることができる。
放熱部の水平方向の断面積は、第1断面積と、前記第1断面積と異なる第2断面積とを
有することができる。
クラック防止部は、第2セラミック層からなることができる。
一つの第1セラミック層に対応する高さでの前記放熱部の水平方向の断面積は、他の第
1セラミック層に対応する高さでの前記放熱部の水平方向の断面積と異なってもよい。
互いに異なる第1セラミック層間の境界に対応する領域で、前記放熱部に拡張部が形成
されてもよい。
クラック防止部は、第2セラミック層からなることができる。
クラック防止部をなす第2セラミック層の厚さは、前記パッケージボディーをなすそれ
ぞれの厚さの異なる第1セラミック層のうち、最も厚さが薄いセラミック層の0.5倍乃
至1倍であってもよい。
オープン領域の面積は、前記発光素子方向の前記放熱部の断面積よりも小さくてもよい
クラック防止部のオープン領域の面積が、前記放熱部の最小断面積よりも小さくてもよ
い。
クラック防止部のオープン領域の面積は、前記放熱部の最大断面積よりも小さく、前記
放熱部の最小断面積よりも大きくすることができる。
放熱部は、前記発光素子方向の断面積を最も大きくすることができる。
発光素子パッケージは、放熱部と前記クラック防止部との間に配置される第3セラミッ
ク層をさらに含み、前記発光素子は、前記セラミック層を通じて前記放熱部と熱接触する
ことができる。
発光素子は、近紫外線または深紫外線波長領域の光を放出することができる。
パッケージボディーとクラック防止部のうち少なくとも一つは、SiO、Si
、Si、SiO、AlまたはAlNのうち少なくとも一つを含むこと
ができる。
他の実施形態は、パッケージボディーと;前記パッケージボディーに配置される少なく
とも一つの電極パターンと;前記電極パターンと電気的に接続される少なくとも一つの発
光素子と;前記パッケージボディーの内部に挿入され、前記発光素子と熱接触し、縁の一
部領域に拡張部が形成される放熱部と;を含み、前記放熱部は、前記拡張部を除外した領
域において、前記発光素子方向の断面積が最も大きい発光素子パッケージを提供すること
ができる。
実施形態に係る発光素子パッケージは、パッケージの製造工程中、焼成(cofire
d)工程の後に放熱部が熱膨張しても、第3セラミック層及びクラック防止部が放熱部の
熱膨張による応力に耐えることができ、特に、放熱部の縁に対応する領域で第3セラミッ
ク層に加えられる応力をクラック防止部が相殺することができるので、発光素子パッケー
ジの密封耐久性を向上させることができる。
従来の発光素子パッケージを示す図である。 発光素子パッケージの一実施形態の断面図である。 図2に示された放熱部とクラック防止部との位置関係の一実施形態を概略 的に示す図である。 図2に示された放熱部とクラック防止部との位置関係の一実施形態を概略 的に示す図である。 図2に示された放熱部とクラック防止部との位置関係の一実施形態を概略 的に示す図である。 図2に示されたクラック防止部の他の実施形態を示す図である。 図2に示されたクラック防止部の他の実施形態を示す図である。 図2に示されたクラック防止部の他の実施形態を示す図である。 発光素子の配置及びキャビティの側壁の実施形態を示す図である。 発光素子の配置及びキャビティの側壁の実施形態を示す図である。 発光素子の配置及びキャビティの側壁の実施形態を示す図である。 発光素子の配置及びキャビティの側壁の実施形態を示す図である。 発光素子パッケージが配置された映像表示装置の一実施形態を示す図である 。 発光素子パッケージが含まれた殺菌装置の一実施形態を示す図である。 発光素子パッケージが配置された照明装置の一実施形態を示す図である。
以下、上記の目的を具体的に実現することができる本発明の実施形態を、添付の図面を
参照して説明する。
本発明に係る実施形態の説明において、各構成要素(element)の「上(上部)
または下(下部)(on or under)」に形成されると記載される場合において
、上(上部)または下(下部)は、二つの構成要素が互いに直接(directly)接
触したり、一つ以上の他の構成要素が前記二つの構成要素の間に配置されて(indir
ectly)形成されることを全て含む。また、「上(上部)」または「下(下部)」と
表現される場合、一つの構成要素を基準にして上側方向のみならず、下側方向の意味も含
むことができる。
図2は、発光素子パッケージの一実施形態の断面図である。
実施形態に係る発光素子パッケージ200は、パッケージボディーが複数個の第1セラ
ミック層210a,210b,210c,210dからなる。パッケージボディーは、高
温同時焼成セラミック(High Temperature Cofired Cera
mics、HTCC)または低温同時焼成セラミック(Low Temperature
Cofired Ceramics、LTCC)技術を用いて具現することができる。
パッケージボディーが多層のセラミック基板である場合、各層の厚さは同一または異な
ってもよい。パッケージボディーは、窒化物または酸化物の絶縁性材質からなることがで
き、例えば、SiO、Si、Si、SiO、AlまたはAl
Nを含むことができる。
複数個の第1セラミック層210a,210b,210c,210dの幅がそれぞれ異
なってもよく、一部210a,210bは、発光素子パッケージ200またはキャビティ
の底をなすことができ、他の一部210c,210dは、キャビティの側壁をなすことが
できる。
上述した複数個の第1セラミック層210a,210b,210c,210dからなる
キャビティの底面に発光素子240a,240bが配置され、発光素子240a,240
bは、二つ以上を配置することができる。
発光素子240a,240bとワイヤー245a,245bを取り囲んでいるキャビテ
ィの内部にはモールディング部(図示せず)が配置され、モールディング部は、シリコン
樹脂や蛍光体(図示せず)を含むことができ、蛍光体は、発光素子240a,240bか
ら放出された第1波長領域の光をより長波長である第2波長領域の光に変換することがで
きる。例えば、第1波長領域が紫外線領域であれば、第2波長領域は可視光線領域であっ
てもよい。発光素子240a,240bが紫外線、具体的には、近紫外線または深紫外線
波長領域の光を放出するとき、モールディング部は蛍光体を含まなくてもよい。紫外線は
、波長が10nm乃至397nmである電磁波であり、波長が290nm乃至397nm
である紫外線を近紫外線といい、波長が190nm乃至290nmである紫外線を深紫外
線といえる。
また、モールディング部の上部に金属蒸着またはメッキを行って、ガラスキャップ(G
lass CapまたはLid)と共晶接合(Eutectic Bonding)また
は溶接(Welding)などを適用して密封(Hermetic Sealing)、
または複数個の第1セラミック層210d,210cのように段差構造を有するようにし
、その段差溝に非反射コーティングガラス(Anti−reflecting glas
s plate)を接着剤(UV Bond、熱硬化性Bondなど)を適用したボンデ
ィングを通じて密封(Hermetic Sealing)してもよい。
発光素子は、複数の化合物半導体層、例えば、3族−5族元素の半導体層を用いたLE
D(Light Emitting Diode)を含み、発光素子は、青色、緑色また
は赤色などのような光を放出する有色発光素子、またはUVを放出するUV発光素子であ
ってもよい。
上述した発光素子240a,240bは、垂直型発光素子または水平型発光素子であっ
てもよく、それぞれ、第1導電型半導体層、活性層及び第2導電型半導体層を含む発光構
造物を含むことができる。
第1導電型半導体層は、半導体化合物で形成することができ、例えば、3族−5族また
は2族−6族などの化合物半導体で形成することができる。また、第1導電型ドーパント
がドーピングされてもよい。第1導電型半導体層がn型半導体層である場合、前記第1導
電型ドーパントは、n型ドーパントとして、Si、Ge、Sn、Se、Teを含むことが
できるが、これに限定されない。
前記第1導電型半導体層は、第1導電型半導体層のみで形成されたり、前記第1導電型
半導体層の下にアンドープ半導体層をさらに含むことができ、これに限定しない。
前記アンドープ半導体層は、前記第1導電型半導体層の結晶性の向上のために形成され
る層であって、前記n型ドーパントがドーピングされないので前記第1導電型半導体層に
比べて低い電気伝導性を有すること以外は、前記第1導電型半導体層と同一であってもよ
い。
第1導電型半導体層上に活性層を形成することができる。活性層は、第1導電型半導体
層を通じて注入される電子と、以降に形成される第2導電型半導体層を通じて注入される
正孔とが会って活性層(発光層)物質固有のエネルギーバンドによって決定されるエネル
ギーを有する光を放出する層である。
前記活性層は、二重接合構造(Double Hetero Junction St
ructure)、単一井戸構造、多重井戸構造、量子線(Quantum−Wire)
構造、または量子点(Quantum Dot)構造のうち少なくともいずれか一つで形
成することができる。例えば、前記活性層は、トリメチルガリウムガス(TMGa)、ア
ンモニアガス(NH)、窒素ガス(N)、及びトリメチルインジウムガス(TMIn
)が注入されて多重量子井戸構造が形成されてもよいが、これに限定されるものではない
前記活性層の井戸層/障壁層は、例えば、InGaN/GaN、InGaN/InGa
N、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlG
aAs、GaP(InGaP)/AlGaPのいずれか一つ以上のペア構造で形成されても
よいが、これに限定されない。前記井戸層は、前記障壁層のバンドギャップよりも小さい
バンドギャップを有する物質で形成することができる。
前記活性層の上及び/又は下には導電型クラッド層(図示せず)を形成することができ
る。導電型クラッド層は、活性層の障壁層のバンドギャップよりさらに広いバンドギャッ
プを有する半導体で形成することができる。例えば、導電型クラッド層は、GaN、Al
GaN、InAlGaNまたは超格子構造を含むことができる。また、導電型クラッド層
は、n型またはp型にドーピングされてもよい。
そして、活性層上に第2導電型半導体層を形成することができる。第2導電型半導体層
は、半導体化合物で形成することができ、例えば、第2導電型ドーパントがドーピングさ
れた3族−5族化合物半導体で形成することができる。前記第2導電型半導体層は、例え
ば、InAlGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)の組成
式を有する半導体物質を含むことができる。第2導電型半導体層がp型半導体層である場
合に、前記第2導電型ドーパントは、p型ドーパントとして、Mg、Zn、Ca、Sr、
Baなどを含むことができるが、これに限定しない。
ここで、上述とは異なり、第1導電型半導体層がp型半導体層を含み、前記第2導電型
半導体層がn型半導体層を含むこともできる。また、前記第1導電型半導体層上には、n
型またはp型半導体層を含む第3導電型半導体層を形成することもでき、これによって、
上述した発光素子240a,240bは、n−p、p−n、n−p−n、p−n−p接合
構造のうち少なくともいずれか一つを含むことができる。
そして、パッケージボディーが無機材質の第1セラミック層210a,210b,21
0c,210dからなっているので、紫外線LEDや約280nmの波長を有する深紫外
線(Deep UV)LED、または約365〜405nmの波長を有する近紫外線(N
ear UV)LEDを含む発光素子200を使用しても、発光素子200から放出され
た紫外線光によってパッケージボディーが変色したり、変質する虞がないので、発光モジ
ュールの信頼性を維持することができる。
本実施形態において、パッケージボディーは、互いに同一の厚さを有する4個の第1セ
ラミック層210a,210b,210c,210dからなっているが、より多くの個数
の第1セラミック層からなってもよく、それぞれの第1セラミック層の厚さが互いに異な
るように備えられてもよい。
図2において、パッケージボディーの表面に発光素子240a,240bが配置されて
おり、発光素子240a,240bは、導電性接着層286a,286bと第3セラミッ
ク層220を通じて放熱部230と接触している。放熱部230は、熱伝導性に優れた物
質からなることができ、特に、Cu, W, CuWからなることができる。図2では、一つの
放熱部230が図示されているが、2個以上の放熱部に分けて配置してもよい。
放熱部230を第1セラミック層210a,210bの内部に配置することができ、放
熱部230と第1セラミック層210a,210bの上には第3セラミック層220とク
ラック防止部270を配置することができ、クラック防止部270は第2セラミック層か
らなることができる。
そして、クラック防止部270の一部ないし中心領域にオープン領域が形成され、上述
したオープン領域を通じて第3セラミック層220が露出され、上述した第3セラミック
層220の露出された領域の一部に発光素子240a,240bが配置されて、発光素子
240a,240bが、第3セラミック層220を通じて放熱部230と熱接触すること
ができる。そして、クラック防止部270は、放熱部230の周りの少なくとも一部の領
域で、放熱部230と接触することができる。
第1セラミック層210c,210dがキャビティの側壁をなし、発光素子パッケージ
200において発光素子240a,240bの電気的な接続について、以下で説明する。
複数個の第1セラミック層210a,210b、第3セラミック層220及びクラック
防止部270に、複数個の第1電極パターン281a〜284aと第2電極パターン28
1b〜284bが配置され、それぞれの第1電極パターン281a〜284aの間、第2
電極パターン281b〜284bの間には、それぞれ連結電極291a〜293a、29
1b〜293bが配置される。
具体的に説明すると、次の通りである。
放熱部230は第1セラミック層210a,210bの内部に配置され、クラック防止
部270にはそれぞれ、第1ボンディングパッド285aと第2ボンディングパッド28
5bが配置され、発光素子240a,240bはそれぞれ、第1ボンディングパッド28
5a及び第2ボンディングパッド285bとワイヤー245a,245bでボンディング
することができる。そして、第1ボンディングパッド285a及び第2ボンディングパッ
ド285bはそれぞれ、第1電極パターン284a及び第2電極パターン284bと連結
電極294a,294bで電気的に接続することができる。
上述した連結電極291a〜294a,291b〜294bは、第1セラミック層21
0a,210b、第3セラミック層220及びクラック防止部270内に貫通孔を形成し
、前記貫通孔に導電性物質を充填して形成することができる。
図2において、第1セラミック層210aの下には、放熱部230と第2電極パターン
281a,281bが露出されて回路基板に直接電気的に接触することができ、放熱部2
30は電極パターンとして作用することができる。
図3A乃至図3Cは、図2に示された放熱部とクラック防止部との位置関係の一実施形
態を概略的に示す図である。
図3Aにおいて、放熱部230は、第1セラミック層210aと対応する高さでの幅W
が、第1セラミック層210bと対応する高さでの幅Wよりさらに広い。そして、ク
ラック防止部270のオープン領域の幅Wは、上述した第1セラミック層210aと対
応する高さでの幅Wより狭く、第1セラミック層210bと対応する高さでの幅W
りさらに広くすることができる。上述した幅Wは、他の幅Wの1.1倍乃至1.2倍
であってもよく、幅Wは、3.0mm乃至3.4mmであり、他の幅Wは、2.5m
m乃至3.0mmであってもよい。
すなわち、放熱部230は、発光素子と接触する部分での幅ないし面積よりも、反対方
向に放出する部分での幅ないし面積がさらに広いので、放熱効果の向上を期待することが
できる。
そして、クラック防止部270のオープン領域の幅Wが、第1セラミック層210a
と対応する高さでの幅Wより狭いので、放熱部230の熱膨張による応力をクラック防
止部270が防ぐことで、第3セラミック層220に発生し得るクラック(crack)
を防止することができる。そして、第3セラミック層220が露出される領域には発光素
子を配置することができるので、クラック防止部270のオープン領域の幅Wを、第1
セラミック層210bと対応する高さでの幅Wよりも広く配置することができる。
図3Aにおいて、一つの第1セラミック層210aの厚さtは、他の第1セラミック
層210bの厚さtと同一であってもよい。そして、第2セラミック層であり得るクラ
ック防止部270の厚さtは、第3セラミック層tの厚さと同一であってもよく、第
1セラミック層210aの厚さtの0.5倍ないし1倍の厚さに形成することができる
。本実施形態では、第1セラミック層210aの厚さt,tは0.6mmであり、ク
ラック防止部270の厚さtは0.4mmであり、第3セラミック層の厚さtは0.
2mmであってもよい。上述した第1セラミック層210aの厚さtは、発光素子パッ
ケージの一実施形態に過ぎず、他の実施形態を例に挙げると、クラック防止部270の厚
さtと第1セラミック層210aの厚さtとが同一であってもよい。
図3Bに示された実施形態は、図3Aの実施形態と比較すると、放熱部230の上、下
の幅が変わっている。すなわち、第1セラミック層210bと対応する高さでの幅W
、第1セラミック層210aと対応する高さでの幅Wよりも広い。このとき、放熱部2
30の熱膨張による応力は、特に放熱部230の縁に集中し得るが、クラック防止部27
0のオープン領域の幅Wが、第1セラミック層210bと対応する高さでの幅Wより
狭いので、放熱部230の縁に対応する領域の第3セラミック層220に集中し得る応力
をクラック防止部270が緩和することができる。
また、発光素子と隣接した放熱部230の幅がさらに広いので、発光素子から放出され
る熱を放熱部230に容易に伝達することができる。但し、拡張部235が形成された領
域の放熱部230の幅は、発光素子と隣接した放熱部230の幅よりもさらに広い幅を有
することができる。
図3Cに示された実施形態は、図3Aの実施形態と類似するが、クラック防止部270
のオープン領域の幅Wが、第1セラミック層210bと対応する高さでの幅Wより狭
く配置されて、放熱部230の縁に対応する領域の第3セラミック層220に集中し得る
応力をクラック防止部270が緩和することができる。
図4A乃至図4Cは、図2に示されたクラック防止部の他の実施形態を示す図である。
放熱部230は、第1セラミック層210a,210bからなっているので、異種の材
質に熱が加えられる時に、熱膨張係数の差などによって、特に、図3Aや図3Cに示され
た形状のような場合、放熱部230が図面の下側方向に離脱することがある。
したがって、放熱部230の水平方向の断面積ないし水平方向の一辺の長さが、互いに
異なる第1セラミック層210a,210bに対応する高さにおいてそれぞれ異なっても
よい。したがって、放熱部230の水平方向の断面積は、第1断面積と、前記第1断面積
と異なる第2断面積とを有することができる。そして、第1セラミック層210a,21
0bの間の境界に対応する領域で、放熱部230に拡張部を形成することができる。
したがって、図4A及び図4Bに示されたように、放熱部230の一部の領域に拡張部
235が形成されて、放熱部230を固定させることができる。拡張部235は、放熱部
の最上端の縁が突出して形成可能であり、‘C’領域と‘D’領域で、拡張部235が第
1セラミック層210bによって支持され得る。
図4Cは、拡張部235が‘C’領域と‘D’領域に形成されて、放熱部230を第1
セラミック層210a,210bにさらに堅固に固定させることができる。図4A乃至図
4Cにおいて、‘E’領域にも拡張部が形成されているが、放熱部230の固定に寄与す
る程度は、‘C’領域と‘D’領域に比べて小さいことがある。
上述した実施形態において、拡張部235は、放熱部230の縁に円形に形成すること
ができるが、断面図で両側にのみ示されており、一つの拡張部235は、隣接した2個の
層、例えば、第1セラミック層210a,210bの間、または第1セラミック層210
bと第3セラミック層220との間に配置することができる。
上述した発光素子パッケージの一実施形態は、放熱部230が熱膨張しても、第3セラ
ミック層220とクラック防止部270が放熱部230の熱膨張による応力に耐えること
ができ、特に、放熱部230の縁に対応する領域で第3セラミック層220に加えられる
応力をクラック防止部270が相殺することができるので、発光素子パッケージの耐久性
が向上することができる。
図5A乃至図5Dは、発光素子の配置及びキャビティの側壁の実施形態を示す図である
図5Aにおいてキャビティの底面、本実施形態では第3セラミック層220上に4個の
発光素子240a〜240dが配置され、2個のセラミック層210c,210dが四角
形状にキャビティの側壁をなしている。
図5Bにおいてキャビティの底面、本実施形態では第3セラミック層220上に4個の
発光素子240a〜240dが配置され、2個のセラミック層210c,210dが円形
状にキャビティの側壁をなしている。
図5Cに示された実施形態は、図5Aに示された実施形態と類似するが、キャビティの
側壁をなす2個のセラミック層210c,210dの対向する2個の辺に一対のオープン
領域が形成されている。
図5Dに示された実施形態は、図5Bに示された実施形態と類似するが、キャビティの
側壁をなす2個のセラミック層210c,210dの対向する領域に一対のオープン領域
が形成されている。
実施形態に係る発光素子パッケージは、複数個が基板上にアレイされ、前記発光素子パ
ッケージの光経路上に光学部材である導光板、プリズムシート、拡散シートなどを配置す
ることができる。このような発光素子パッケージ、基板、光学部材は、ライトユニットと
して機能することができる。更に他の実施形態は、上述した各実施形態に記載された半導
体素子または発光素子パッケージを含む表示装置、指示装置、照明システムで具現するこ
とができ、例えば、照明システムは、ランプ、街灯を含むことができる。以下では、上述
した発光素子パッケージが配置されたバックライトユニット、殺菌装置及び照明装置を説
明する。図6は、発光素子パッケージを含む映像表示装置の一実施形態を示す図である。
図示のように、本実施形態に係る映像表示装置500は、光源モジュールと、ボトムカ
バー510上の反射板520と、前記反射板520の前方に配置され、前記光源モジュー
ルから放出される光を映像表示装置の前方にガイドする導光板540と、前記導光板54
0の前方に配置される第1プリズムシート550及び第2プリズムシート560と、前記
第2プリズムシート560の前方に配置されるパネル570と、前記パネル570の前方
に配置されるカラーフィルター580と、を含んでなる。
光源モジュールは、回路基板530上の発光素子パッケージ535を含んでなる。ここ
で、回路基板530はPCBなどを使用することができ、発光素子パッケージ535は、
図2などで説明した通りであり、特に可視光線領域の光を放出することができる。ボトム
カバー510は、映像表示装置500内の構成要素を収納することができる。反射板52
0は、図6でのように別途の構成要素として設けてもよく、導光板540の後面や、前記
ボトムカバー510の前面に反射度の高い物質でコーティングされる形態で設けてもよい
反射板520は、反射率が高く、超薄型に形成可能な素材を使用することができ、ポリ
エチレンテレフタレート(PolyEthylene Terephtalate;PE
T)を使用することができる。
導光板540は、発光素子パッケージモジュールから放出される光を散乱させて、その
光が液晶表示装置の画面の全領域にわたって均一に分布するようにする。したがって、導
光板540は、屈折率及び透過率の良い材料からなり、ポリメチルメタクリレート(Po
lyMethylMethAcrylate;PMMA)、ポリカーボネート(Poly
Carbonate;PC)、またはポリエチレン(PolyEthylene;PE)
などで形成することができる。そして、導光板540が省略されると、エアーガイド方式
の表示装置を具現することができる。
前記第1プリズムシート550は、支持フィルムの一面に、透光性で且つ弾性を有する
重合体材料で形成され、前記重合体は、複数個の立体構造が反復して形成されたプリズム
層を有することができる。ここで、前記複数個のパターンは、図示のように、山と谷が反
復形成されたストライプ状に備えることができる。
前記第2プリズムシート560において、支持フィルムの一面の山と谷の方向は、前記
第1プリズムシート550内の支持フィルムの一面の山と谷の方向と垂直にすることがで
きる。これは、光源モジュールと反射シートから伝達された光を前記パネル570の全方
向に均一に分散させるためである。
本実施形態において、前記第1プリズムシート550と第2プリズムシート560とが
光学シートを構成するが、前記光学シートは、他の組み合わせ、例えば、マイクロレンズ
アレイにしてもよく、拡散シートとマイクロレンズアレイとの組み合わせ、または一つの
プリズムシートとマイクロレンズアレイとの組み合わせなどで構成できる。
前記パネル570としては、液晶表示パネル(Liquid crystal dis
play)を配置してもよいが、液晶表示パネル560の他に、光源を必要とする他の種
類のディスプレイ装置を備えてもよい。
前記パネル570は、ガラスボディー同士間に液晶が位置し、光の偏光性を用いるため
に偏光板を両ガラスボディーに載せた状態となっている。ここで、液晶は、液体と固体の
中間的な特性を有し、液体のように流動性を有する有機分子である液晶が結晶のように規
則的に配列された状態を有するもので、前記分子配列が外部電界によって変化する性質を
用いて画像を表示する。
表示装置に使用される液晶表示パネルは、アクティブマトリクス(ActiveMat
rix)方式であって、各画素に供給される電圧を調節するスイッチとしてトランジスタ
を使用する。
前記パネル570の前面にはカラーフィルター580が備えられ、前記パネル570か
ら投射された光を、それぞれの画素ごとに赤色、緑色及び青色の光のみを透過することで
画像を表現することができる。
本実施形態に係る映像表示装置に配置された発光素子パッケージは、第3セラミック層
とクラック防止部によって耐久性が向上することができる。
図7は、発光素子パッケージが配置された殺菌装置の一実施形態を示す図である。
図7を参照すると、殺菌装置600は、ハウジング601の一面に実装された発光モジ
ュール部610と、放出された深紫外線波長帯域の光を乱反射させる乱反射反射部材63
0a,630bと、発光モジュール部610で必要な可用電力を供給する電源供給部62
0と、を含むことができ、発光モジュール部610は、紫外線や近紫外線または深紫外線
波長領域の光を放出することができる。
まず、ハウジング601は、長方形構造からなり、発光モジュール部610、乱反射反
射部材630a,630b及び電源供給部620を全て内蔵する一体型、すなわち、コン
パクトな構造で形成することができる。また、ハウジング601は、殺菌装置600の内
部で発生した熱を外部に放出させるのに効果的な材質及び形状を有することができる。例
えば、ハウジング601の材質は、Al、Cu及びこれらの合金のうちいずれか一つの材
質からなることができる。したがって、ハウジング601の外気との熱伝逹効率が向上し
て、放熱特性を改善させることができる。
または、ハウジング601は、特有の外部表面形状を有することができる。例えば、ハ
ウジング601は、コルゲーション(corrugation)、メッシュ(mesh)
または不特定の凹凸形状に突出形成される外部表面形状を有することができる。したがっ
て、ハウジング601の外気との熱伝逹効率がさらに向上して、放熱特性を改善させるこ
とができる。
一方、このようなハウジング601の両端には、付着板650をさらに配置することが
できる。付着板650は、図示のように、ハウジング601を全体設備装置に拘束させて
固定するのに用いられるブラケット機能の部材を意味する。このような付着板650は、
ハウジング601の両端から一側方向に突出形成されてもよい。ここで、一側方向は、深
紫外線が放出され、乱反射が起こるハウジング601の内側方向を意味することができる
したがって、ハウジング601の両端上に備えられた付着板650は、全体設備装置と
の固定領域を提供して、ハウジング601をより効果的に固定設置できるようにする。
付着板650は、ねじ締結手段、リベット締結手段、接着手段及び着脱手段のいずれか
一つの形態を有することができ、これら様々な結合手段の方式は、当業者の水準で自明で
あるので、ここで詳細な説明は省略する。
一方、発光モジュール部610は、前述したハウジング601の一面上に実装される形
態で配置される。発光モジュール部610は、空気中の微生物を殺菌処理するように深紫
外線を放出する役割を果たす。そのために、発光モジュール部610は、基板612と、
基板612に搭載された多数の発光素子パッケージ200とを含む。ここで、発光素子パ
ッケージ200は、上述の通りであり、第3セラミック層とクラック防止部によって耐久
性が向上することができる。
基板612は、ハウジング601の内面に沿って単一の列に配置されており、回路パタ
ーン(図示せず)を含むPCBであってもよい。ただし、基板612は、一般のPCBだ
けでなく、メタルコアPCB(MCPCB、Metal Core PCB)、軟性(f
lexible)PCBなどを含むこともでき、これに限定しない。
次に、乱反射反射部材630a,630bは、前述した発光モジュール部610から放
出された深紫外線を強制的に乱反射させるように形成される反射板形態の部材を意味する
。このような乱反射反射部材630a,630bの前面形状及び配置形状は様々な形状を
有することができる。乱反射反射部材630a,630bの面状構造(例:曲率半径など
)を少しずつ変更して設計することによって、乱反射された深紫外線が重なるように照射
されて照射強度が強くなったり、または照射される領域の幅を拡張することができる。
電源供給部620は、電源を導入して、前述した発光モジュール部610で必要な可用
電力を供給する役割を果たす。このような電源供給部620は、前述したハウジング60
1内に配置することができる。図示のように、電源供給部620は、乱反射反射部材63
0a,630bと発光モジュール部610との間の離隔空間の内壁側に配置することがで
きる。外部電源を電源供給部620側に導入させるために、相互間を電気的に接続する電
源連結部640をさらに配置することができる。
電源連結部640の形態は面状であってもよいが、外部の電源ケーブル(図示せず)が
電気的に接続できるソケットまたはケーブルスロットの形態を有することができる。そし
て、電源ケーブルは、フレキシブルな延長構造を有し、外部電源との接続が容易な形態か
らなることができる。
図8は、発光素子パッケージを含む照明装置を示す。
本実施形態に係る照明装置は、カバー1100、光源モジュール1200、放熱体14
00、電源提供部1600、内部ケース1700、及びソケット1800を含むことがで
きる。また、実施形態に係る照明装置は、部材1300とホルダー1500のうち、いず
れか一つ以上をさらに含むことができ、光源モジュール1200は、可視光線領域の光を
放出することができ、上述した実施形態に係る発光素子パッケージを含むことで、上述し
たように、第3セラミック層とクラック防止部によって耐久性が向上することができる。
カバー1100は、バルブ(bulb)または半球の形状を有し、中空の内部を有し、
一部分が開口した形状に提供することができる。前記カバー1100は、前記光源モジュ
ール1200と光学的に結合することができる。例えば、前記カバー1100は、前記光
源モジュール1200から提供される光を拡散、散乱または励起させることができる。前
記カバー1100は、一種の光学部材であり得る。前記カバー1100は、前記放熱体1
400と結合することができる。前記カバー1100は、前記放熱体1400と結合する
結合部を有することができる。
カバー1100の内面には、乳白色塗料をコーティングすることができる。乳白色の塗
料は、光を拡散させる拡散材を含むことができる。前記カバー1100の内面の表面粗さ
は、前記カバー1100の外面の表面粗さよりも大きく形成することができる。これは、
前記光源モジュール1200からの光を十分に散乱及び拡散させて外部に放出させるため
である。
カバー1100の材質は、ガラス(glass)、プラスチック、ポリプロピレン(P
P)、ポリエチレン(PE)、ポリカーボネート(PC)などであってもよい。ここで、
ポリカーボネートは、優れた耐光性、耐熱性、及び強度を有する。前記カバー1100は
、外部から前記光源モジュール1200が見えるように透明であってもよく、または不透
明であってもよい。前記カバー1100は、ブロー(blow)成形を通じて形成するこ
とができる。
光源モジュール1200は、前記放熱体1400の一面に配置することができる。した
がって、光源モジュール1200からの熱は、前記放熱体1400に伝導される。前記光
源モジュール1200は、発光素子パッケージ1210、連結プレート1230、及びコ
ネクタ1250を含むことができる。
蛍光体は、上述したカバー1100の一側面に配置したり、発光素子パッケージ121
0内に配置することができる。蛍光体が発光素子パッケージ1210内に配置される場合
、赤色、緑色及び青色の蛍光体などがそれぞれ別個の発光素子上に配置されたり、赤色、
緑色及び青色の蛍光体などが混合されてそれぞれの発光素子上に配置されてもよい。
部材1300は、前記放熱体1400の上面上に配置され、複数の発光素子パッケージ
1210とコネクタ1250が挿入されるガイド溝1310を有する。ガイド溝1310
は、前記発光素子パッケージ1210の基板及びコネクタ1250と対応する。
部材1300の表面は、光反射物質で塗布またはコーティングされたものであってもよ
い。例えば、部材1300の表面は、白色の塗料で塗布またはコーティングされたもので
あってもよい。このような前記部材1300は、前記カバー1100の内面で反射されて
前記光源モジュール1200側の方向に戻ってくる光を再び前記カバー1100の方向に
反射する。したがって、実施形態に係る照明装置の光効率を向上させることができる。
部材1300は、例として絶縁物質からなることができる。前記光源モジュール120
0の連結プレート1230は電気伝導性の物質を含むことができる。したがって、前記放
熱体1400と前記連結プレート1230との間に電気的な接触が可能となる。前記部材
1300は、絶縁物質で構成されて、前記連結プレート1230と前記放熱体1400と
の電気的短絡を遮断することができる。前記放熱体1400は、前記光源モジュール12
00からの熱及び前記電源提供部1600からの熱が伝達されて放熱する。
ホルダー1500は、内部ケース1700の絶縁部1710の収納溝1719を塞ぐ。
したがって、前記内部ケース1700の前記絶縁部1710に収納される前記電源提供部
1600は密閉される。ホルダー1500はガイド突出部1510を有する。ガイド突出
部1510は、前記電源提供部1600の突出部1610が貫通するホールを有する。
電源提供部1600は、外部から提供された電気的信号を処理または変換して、前記光
源モジュール1200に提供する。電源提供部1600は、前記内部ケース1700の収
納溝1719に収納され、前記ホルダー1500によって前記内部ケース1700の内部
に密閉される。前記電源提供部1600は、突出部1610、ガイド部1630、ベース
1650、及び延長部1670を含むことができる。
前記ガイド部1630は、前記ベース1650の一側から外部に突出した形状を有する
。前記ガイド部1630は前記ホルダー1500に挿入可能である。前記ベース1650
の一面上に多数の部品を配置することができる。多数の部品は、例えば、外部電源から提
供される交流電源を直流電源に変換する直流変換装置、前記光源モジュール1200の駆
動を制御する駆動チップ、前記光源モジュール1200を保護するためのESD(Ele
ctro Static discharge)保護素子などを含むことができるが、こ
れに限定するものではない。
前記延長部1670は、前記ベース1650の他の一側から外部に突出した形状を有す
る。前記延長部1670は、前記内部ケース1700の連結部1750の内部に挿入され
、外部からの電気的信号を受ける。例えば、前記延長部1670は、前記内部ケース17
00の連結部1750の幅と同一または小さくして提供することができる。前記延長部1
670には、“+電線”と“−電線”の各一端が電気的に接続され、“+電線”と“−電
線”の他の一端はソケット1800に電気的に接続され得る。
内部ケース1700は、内部に前記電源提供部1600と共にモールディング部を含む
ことができる。モールディング部は、モールディング液体が固まった部分であって、前記
電源提供部1600を前記内部ケース1700の内部に固定できるようにする。
上述した照明装置は、発光素子パッケージ内の発光素子から放出されるUV光によって
、蛍光体で赤色、緑色及び青色波長領域の光が放出されて白色光が具現されて、青色発光
素子に黄色蛍光体を使用する発光素子パッケージよりも色再現性が向上することができる
以上、実施形態を中心に説明したが、これは単なる例示で、本発明を限定するものでは
なく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的
な特性を逸脱しない範囲で、以上に例示していない種々の変形及び応用が可能であるとい
うことが理解されるであろう。例えば、実施形態に具体的に示した各構成要素は変形実施
が可能である。そして、このような変形及び応用に係る差異点は、添付の特許請求の範囲
で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。

Claims (17)

  1. セラミック材料及びキャビティを含むパッケージボディーと、
    該パッケージボディーに配置される少なくとも1つの電極パターンと、
    該少なくとも1つの電極パターンに電気的に接続される発光素子と、
    前記パッケージボディーに配置される放熱部と、
    を具備し、
    前記パッケージボディーが、
    前記放熱部の外側に配置される複数の下部セラミック層と、
    前記キャビティの側壁を形成する複数の上部セラミック層と、
    前記放熱部を覆うように前記複数の下部セラミック層と前記複数の上部セラミック層との間に配置される第3のセラミック層と、
    を含み、
    前記第3のセラミック層の厚みが前記複数の下部セラミック層のうちの1つの下部セラミック層の厚みより小さく、
    前記少なくとも1つの電極パターンが、前記パッケージボディーの底面に配置され前記放熱部に垂直方向において重ならない、第1の電極パターン及び第2の電極パターンを含
    前記複数の上部セラミック層が、前記第3のセラミック層に最も近くに配置され前記放熱部に垂直方向において重なる第2のセラミック層を含み、
    前記第1の電極パターン及び前記第2の電極パターンが前記第2のセラミック層に垂直方向において重なる、発光素子パッケージ。
  2. 前記放熱部が、該放熱部の端部において円形に形成された拡張部を含み、
    前記第3のセラミック層が、前記放熱部の上に配置される第1の部分と、該第1の部分の外側に配置される第2の部分と、を含み、
    前記第1の部分の厚みが、前記第2の部分の厚みより小さい、請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  3. 前記第3のセラミック層の前記第1の部分が前記放熱部に直接接触する、請求項2に記載の発光素子パッケージ。
  4. 前記第3のセラミック層の厚みが前記複数の下部セラミック層の厚みより小さい、請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  5. 前記第3のセラミック層の厚みが前記複数の上部セラミック層のうちの1つの上部セラミック層の厚みより小さい、請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  6. 前記第2のセラミック層がオープン領域を含み、前記発光素子が前記オープン領域に配置される、請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  7. 前記第2のセラミック層の厚みが前記第3のセラミック層の厚みより大きい、請求項6に記載の発光素子パッケージ。
  8. 前記第2のセラミック層の厚みが前記第3のセラミック層の厚みと同一である、請求項6に記載の発光素子パッケージ。
  9. 前記オープン領域の幅が前記放熱部の最大の幅より小さい、請求項6に記載の発光素子パッケージ。
  10. 前記オープン領域の幅が前記放熱部の最小の幅より大きい、請求項6に記載の発光素子パッケージ。
  11. 前記放熱部が金属又は合金を含む、請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  12. 前記放熱部がCuWを含む、請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  13. 前記発光素子の上に配置され蛍光体を含むモールディング部をさらに具備する、請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  14. 前記発光素子が前記第3のセラミック層を介して前記放熱部に熱接触する、請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  15. 前記発光素子が近紫外線又は深紫外線を放出する、請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  16. 前記パッケージボディーが、SiO、Si、Si、SiO、Al及びAlNのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  17. 前記放熱部が、該放熱部の端部に配置された複数の拡張部を含み、
    該複数の拡張部のうちの一部が、前記複数の下部セラミック層の間に、又は、前記第3のセラミック層と前記複数の下部セラミック層との間に配置される、請求項1に記載の発光素子パッケージ。


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