KR101929873B1 - 발광소자 패키지, 라이트 유닛 및 표시장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 리세스를 포함하는 몸체; 상기 리세스에 배치된 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 위에 배치된 발광소자; 상기 리세스에 배치되며 상기 발광소자의 일부 측면을 덮는 제1 몰딩재; 상기 제1 몰딩재 위에 배치되며 상기 발광소자의 상면을 덮는 제2 몰딩재; 를 포함하고, 상기 제1 몰딩재는 반사물질과 수지물을 포함한다.

Description

발광소자 패키지, 라이트 유닛 및 표시장치 {LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE, LIGHT UNIT, AND DISPLAY DEVICE}
실시 예는 발광소자 패키지, 라이트 유닛 및 표시장치에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛에너지로 변환되는 소자이다. 발광소자는 LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode)를 포함한다. 예를 들어, 발광소자는 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
발광소자는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구현할 수 있다.
이러한 발광소자는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광소자 패키지로 구현될 수 있으며, 발광소자 패키지는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 적용되고 있다.
실시 예는 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지, 라이트 유닛 및 표시장치를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 리세스를 포함하는 몸체; 상기 리세스에 배치된 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 위에 배치된 발광소자; 상기 리세스에 배치되며 상기 발광소자의 일부 측면을 덮는 제1 몰딩재; 상기 제1 몰딩재 위에 배치되며 상기 발광소자의 상면을 덮는 제2 몰딩재; 상기 몸체 및 상기 제2몰딩재 위에 배치되는 렌즈; 및 상기 몸체 위와 상기 렌즈 둘레에 배치되는 고정돌기를 포함하고, 상기 제1 몰딩재의 상면이 곡면으로 형성되고, 상기 제1 몰딩재는 반사물질과 수지물을 포함하고, 상기 발광소자의 측면에 인접한 상기 제1몰딩재의 높이는 상기 발광소자 측면 높이의 80%이하이고, 상기 제1 몰딩재의 상면은 상기 발광소자가 위치된 아래 방향으로 오목하게 형성되며,
상기 제1 몰딩재는 상기 리세스의 경사면과 접촉하고, 상기 제2몰딩재와 상기 리세스의 경사면 사이에 배치되는 반사부를 포함하고, 상기 반사부는 상기 제1 몰딩재 상면과 접촉하고, 상기 반사부는 반사물질이 코팅되어 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 라이트 유닛은, 기판; 상기 기판 위에 배치된 발광소자 패키지; 상기 발광소자 패키지로부터 제공되는 빛이 지나가는 광학 부재; 를 포함하고, 상기 발광소자 패키지는, 리세스를 포함하는 몸체; 상기 리세스에 배치된 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 위에 배치된 발광소자; 상기 리세스에 배치되며 상기 발광소자의 일부 측면을 덮는 제1 몰딩재; 상기 제1 몰딩재 위에 배치되며 상기 발광소자의 상면을 덮는 제2 몰딩재; 를 포함하고, 상기 제1 몰딩재는 반사물질과 수지물을 포함한다.
실시 예에 따른 표시장치는, 발광소자 패키지를 포함하는 발광모듈; 상기 발광모듈로부터 빛을 제공받는 표시패널; 을 포함하고, 상기 발광소자 패키지는, 리세스를 포함하는 몸체; 상기 리세스에 배치된 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 전극 위에 배치된 발광소자; 상기 리세스에 배치되며 상기 발광소자의 일부 측면을 덮는 제1 몰딩재; 상기 제1 몰딩재 위에 배치되며 상기 발광소자의 상면을 덮는 제2 몰딩재; 를 포함하고, 상기 제1 몰딩재는 반사물질과 수지물을 포함한다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지, 라이트 유닛 및 표시장치는 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 2는 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 제공된 발광소자를 설명하는 도면이다.
도 3은 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 실시 예에 따른 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 실시 예에 따른 표시장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 실시 예에 따른 조명 장치를 나타낸 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지, 라이트 유닛 및 표시장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(211), 제2 전극(213), 발광소자(230), 몸체(240)를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 제1 전극(211)과 제2 전극(213)을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(230)는 상기 제1 전극(211) 상면에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(230)는 와이어(270)를 통하여 상기 제2 전극(213)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서 상기 발광소자(230)는 수직형 발광소자로 구현될 수도 있으며, 수평형 발광소자로 구현될 수도 있다. 상기 발광소자(230)는 상기 제1 전극(211) 및 상기 제2 전극(213)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광소자(230)는 와이어 본딩, 플립칩 본딩, 다이 본딩 등에 의하여 상기 제1 전극(211) 또는 상기 제2 전극(213)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 몸체(240)는 상기 제1 전극(211) 및 상기 제2 전극(213) 위에 제공될 수 있다. 상기 몸체(240)는 상기 발광소자(230) 둘레에 경사면을 갖는 측면을 제공할 수 있다. 상기 몸체(240)는 상기 측면에 의하여 형성된 리세스(220)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자(230)는 상기 리세스(220) 내에 배치되어 상기 제1 전극(211) 위에 배치될 수 있다.
상기 몸체(240)는 실리콘 재료, 세라믹 재료, 수지 재료 중에서 어느 하나로 구현될 수 있다. 상기 몸체(240)는, 예컨대, 실리콘(silicon), 실리콘 카바이드(silicon carbide: SiC), 질화 알루미늄(aluminum nitride; AlN), 폴리프탈아마이드(polyphthalamide: PPA), 고분자액정(Liquid Crystal Polymer: LCP) 중 적어도 한 재질로 구현될 수 있으며, 이에 한정하지는 않는다.
또한, 몸체(240)는 단층 또는 다층 기판의 구조물로 형성되거나, 사출 성형될 수 있으며, 이러한 몸체(240)의 형상이나 구조물에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(240)의 상기 리세스(220) 내에 제1 몰딩재(250) 및 제2 몰딩재(260)가 제공될 수 있다. 상기 제1 몰딩재(250)는 상기 리세스(220)에 배치되며 상기 발광소자(230)의 일부 측면을 덮을 수 있다. 상기 제2 몰딩재(260)는 상기 제1 몰딩재(250) 위에 배치되며, 상기 발광소자(230)의 상면을 덮을 수 있다.
상기 와이어(270)는 상기 발광소자(230)와 상기 제2 전극(213)을 전기적으로 연결하며 일부 영역이 상기 제1 몰딩재(250)로부터 노출될 수 있다. 상기 와이어(270)의 노출된 부분은 상기 제2 몰딩재(260)에 의하여 보호될 수 있다.
상기 제1 몰딩재(250)의 상면은 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제1 몰딩재(250)의 상면은 볼록 형상 또는 오목 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 몰딩재(250)의 상면은 상기 발광소자(230)가 위치된 아래 방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 몰딩재(250)의 상면은 평탄하게 형성될 수도 있다.
상기 제1 몰딩재(250)는 반사물질과 수지물을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 몰딩재(250)는 TiO2와 실리콘, 에폭시 등을 포함할 수 있다. 상기 제1 몰딩재(250)는 상기 발광소자(230)로부터 발광되는 빛을 상부로 반사하는 기능을 수행할 수 있다. 보통, 상기 발광소자(230)에서 발광되는 빛은 측면 높이의 80% 이상되는 영역에서 방출된다. 예를 들어, 상기 제1 몰딩재(250)는 상기 발광소자(230) 측면 높이의 80% 이하에 형성될 수 있다. 따라서, 실시 예에 의하면 상기 발광소자(230)로부터 발광 되는 빛이 상기 제1 몰딩재(250)에 의하여 상부로 반사될 수 있게 되므로 외부 광 추출 효과를 향상시킬 수 있게 된다. 상기 제1 몰딩재(250)에 의하여 상기 발광소자(230)로부터 발광되는 빛이 상기 몸체(240)의 하부 영역에서 흡수되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 제1 몰딩재(250) 위에 상기 제2 몰딩재(260)가 배치될 수 있다. 상기 제2 몰딩재(260)는 상기 발광소자(230) 상부에 제공되어 상기 발광소자(230)를 보호할 수 있다. 상기 제2 몰딩재(260)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 상기 발광소자(230)로부터 제공되는 제1 파장대역의 빛을 입사 받고, 변환된 제2 파장대역의 빛을 발광할 수 있다. 상기 제2 몰딩재(260)는 예컨대 실리콘 또는 에폭시와 같은 투명한 수지 재료로 구현될 수 있다. 또한, 상기 몰드부(60)의 표면은 편평하게 제공될 수도 있으며, 오목하거나 볼록한 형상으로 제공될 수도 있다. 상기 제2 몰딩재(260)에는 적어도 한 종류의 형광체가 첨가될 수도 있다. 예컨대, 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride 또는 Oxynitride계 형광체일 수 있다.
상기 와이어(270)를 통하여 상기 발광소자(230)와 상기 제2 전극(213)이 연결된 후, 상기 제1 몰딩재(250)가 형성될 수 있다. 이때 상기 제1 몰딩재(250) 위로 상기 와이어(270)의 일부 영역이 외부로 노출될 수 있다. 이후 상기 제2 몰딩재(260)가 형성되고, 상기 제2 몰딩재(260)는 상기 발광소자(230) 및 상기 와이어(270)를 모두 보호할 수 있다.
한편, 하나의 예로서 도 2에 도시된 발광소자가 도 1을 참조하여 설명된 발광소자 패키지에 적용될 수 있다. 도 2는 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 도면이다.
실시 예에 따른 발광소자(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 전극(20), 반사전극(50)을 포함할 수 있다.
상기 발광구조물(10)은 제1 도전형 반도체층(11), 활성층(12), 제2 도전형 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)의 상부 표면에 요철(17)이 제공될 수 있다.
예로써, 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(11)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 활성층(12)은 상기 제1 도전형 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 도전형 반도체층(13)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(12)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(12)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(12)은 예로서 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 양자 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 구현될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 구현될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
한편, 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13) 아래에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11) 및 상기 제2 도전형 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이에는 제1 도전형 InGaN/GaN 슈퍼래티스 구조 또는 InGaN/InGaN 슈퍼래티스 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2 도전형의 AlGaN층이 형성될 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(11)의 상부 표면에 상기 요철(17)이 제공될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 GaN층인 경우, 성장 방향 및 식각 방향을 고려할 때, 상기 요철(17)이 형성된 면은 N면(N-face) 일 수 있다.
상기 발광구조물(10) 아래에 오믹접촉층(40)과 상기 반사전극(50)이 배치될 수 있다. 상기 발광구조물(10) 위에 상기 전극(20)이 배치될 수 있다. 상기 전극(20)과 상기 반사전극(50)은 상기 발광구조물(10)에 전원을 제공할 수 있다. 상기 오믹접촉층(40)은 상기 발광구조물(10)과 오믹 접촉이 되도록 형성될 수 있다. 또한 상기 반사전극(50)은 상기 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 오믹접촉층(40)은 예컨대 투명 도전성 산화막층으로 형성될 수 있다. 상기 오믹접촉층(40)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 반사전극(50)은 고 반사율을 갖는 금속 재질로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사전극(50)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사전극(50)은 상기 금속 또는 합금과 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide), IAZO(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), IGTO(Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), ATO(Antimony-Tin-Oxide) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 반사전극(50)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광구조물(10)과 상기 오믹접촉층(40) 사이에 전류차단층(CBL: Current Blocking Layer)(30)이 배치될 수 있다. 상기 전류차단층(30)은 상기 전극(20)과 수직 방향으로 적어도 일부가 중첩되는 영역에 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 전극(20)과 상기 반사전극(40) 사이의 최단 거리로 전류가 집중되는 현상을 완화하여 실시 예에 따른 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 전류차단층(30)은 전기 절연성을 갖거나, 상기 발광구조물(10)과 쇼트키 접촉을 형성하는 재질을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 전류차단층(30)은 산화물, 질화물 또는 금속으로 형성될 수 있다. 상기 전류차단층(30)은, 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 , TiOx, Ti, Al, Cr 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전류차단층(30)은 상기 발광구조물(10) 아래의 제1 영역에 배치될 수 있으며, 상기 오믹접촉층(40)은 상기 발광구조물(10) 아래의 제2 영역 및 상기 전류차단층(30) 아래에 배치될 수 있다. 상기 오믹접촉층(40)은 상기 발광구조물(10)과 상기 반사전극(50) 사이에 배치될 수 있다. 또한 상기 오믹접촉층(40)은 상기 전류차단층(30)과 상기 반사전극(50) 사이에 배치될 수 있다.
상기 발광구조물(10)과 상기 오믹접촉층(40) 사이에 아이솔레이션층(80)이 더 배치될 수 있다. 상기 아이솔레이션층(80)은 상기 발광구조물(10)의 하부 둘레 및 상기 오믹접촉층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 아이솔레이션층(80)은 예를 들어, 전기 절연성을 갖는 재질 또는 상기 발광 구조물(10)에 비해 낮은 전기 전도성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 아이솔레이션층(80)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 아이솔레이션층(80)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, ITO, AZO, ZnO 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 상기 아이솔레이션층(80)은 상기 전류차단층(30)과 같은 물질로 형성될 수 있으며, 또한 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다. 상기 아이솔레이션층(80)은 채널층으로 지칭될 수도 있다.
상기 반사전극(50) 아래에 확산장벽층(55), 본딩층(60), 지지부재(70)가 배치될 수 있다.
상기 확산장벽층(55)은 상기 본딩층(60)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(60)에 포함된 물질이 상기 반사전극(50) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 확산장벽층(55)은 상기 본딩층(60)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 반사전극(50) 등에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 상기 확산장벽층(55)은 Cu, Ni, Ti-W, W, Pt 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 본딩층(60)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 지지부재(70)는 실시 예에 따른 발광 소자를 지지하며, 외부 전극과 전기적으로 연결되어 상기 발광구조물(10)에 전원을 제공할 수 있다. 상기 지지부재(70)는 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한 상기 지지부재(70)는 절연물질로 형성될 수도 있다.
상기 발광구조물(10) 위에는 보호층(90)이 더 배치될 수 있다. 상기 보호층(90)은 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 상기 보호층(90)은 예를 들어, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 와 같이 투광성 및 절연성을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 보호층(90)은 상기 발광구조물(10)의 측면에 제공될 수 있다. 또한 상기 보호층(90)은 상기 발광구조물(10)의 측면뿐만 아니라 상부에도 제공될 수 있다.
이상의 설명에서는 상기 발광구조물(10)의 상부에 전극(20)이 배치되고 상기 발광구조물(10)의 하부에 반사전극(50)이 배치된 수직형 구조의 발광 소자를 기준으로 설명하였다. 그러나, 본 실시 예에 따른 발광소자는 상기 발광구조물(10)을 이루는 제1 도전형 반도체층(11)에 전기적으로 연결된 제1전극 및 상기 발광구조물(10)을 이루는 제2 도전형 반도체층(13)에 전기적으로 연결된 제2전극의 위치 및 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 실시 예에 따른 발광 소자는 제1전극 및 제2전극이 동일 방향으로 노출된 수평형 구조의 발광소자에도 적용될 수 있다.
도 3은 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1을 참조하여 설명된 부분과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 몸체(240) 위에 렌즈(290)를 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈(290)에 의하여 상기 발광소자 패키지에서 발광되는 빛의 지향각을 조절할 수 있게 된다. 상기 몸체(240) 위에 고정돌기(280)가 더 포함될 수 있다. 상기 고정돌기(280)는 상기 렌즈(290) 둘레에 배치되어 상기 렌즈(290)의 위치를 안정적으로 가이드할 수 있다.
도 4는 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1을 참조하여 설명된 부분과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자(230), 몸체(240), 반사부(245), 제1 몰딩재(250), 제2 몰딩재(260)를 포함할 수 있다.
상기 제1 몰딩재(250)의 상면은 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 제1 몰딩재(250)의 상면은 볼록 형상 또는 오목 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 몰딩재(250)의 상면은 상기 발광소자(230)가 위치된 아래 방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 몰딩재(250)의 상면은 평탄하게 형성될 수도 있다.
상기 제1 몰딩재(250)는 반사물질과 수지물을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 몰딩재(250)는 TiO2와 실리콘, 에폭시 등을 포함할 수 있다. 상기 제1 몰딩재(250)는 상기 발광소자(230)로부터 발광되는 빛을 상부로 반사하는 기능을 수행할 수 있다. 보통, 상기 발광소자(230)에서 발광되는 빛은 측면 높이의 80% 이상되는 영역에서 방출된다. 예를 들어, 상기 제1 몰딩재(250)는 상기 발광소자(230) 측면 높이의 80% 이하에 형성될 수 있다. 따라서, 실시 예에 의하면 상기 발광소자(230)로부터 발광 되는 빛이 상기 제1 몰딩재(250)에 의하여 상부로 반사될 수 있게 되므로 외부 광 추출 효과를 향상시킬 수 있게 된다. 상기 제1 몰딩재(250)에 의하여 상기 발광소자(230)로부터 발광되는 빛이 상기 몸체(240)의 하부 영역에서 흡수되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 제1 몰딩재(250) 위에 상기 제2 몰딩재(260)가 배치될 수 있다. 상기 제2 몰딩재(260)는 상기 발광소자(230) 상부에 제공되어 상기 발광소자(230)를 보호할 수 있다. 상기 제2 몰딩재(260)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 상기 발광소자(230)로부터 제공되는 제1 파장대역의 빛을 입사 받고, 변환된 제2 파장대역의 빛을 발광할 수 있다. 상기 제2 몰딩재(260)는 예컨대 실리콘 또는 에폭시와 같은 투명한 수지 재료로 구현될 수 있다. 또한, 상기 몰드부(60)의 표면은 편평하게 제공될 수도 있으며, 오목하거나 볼록한 형상으로 제공될 수도 있다. 상기 제2 몰딩재(260)에는 적어도 한 종류의 형광체가 첨가될 수도 있다. 예컨대, 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride 또는 Oxynitride계 형광체일 수 있다.
또한 실시 예에 의하면, 상기 제2 몰딩재(260)와 상기 몸체(240) 사이에 상기 반사부(245)가 배치될 수 있다. 상기 반사부(245)는 상기 제1 몰딩재(250) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 반사부(245)의 일부 영역은 상기 제1 몰딩재(25) 내에 배치될 수도 있다. 예로서, 상기 반사부(245)는 반사물질이 코팅되어 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 복수의 발광소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 5 및 도 6에 도시된 표시 장치, 도 7에 도시된 조명 장치를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 실시 예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 모듈(1031)과, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 발광 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈(1031)은 적어도 하나가 제공될 수 있으며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 기판(1033)과 위에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(200)는 상기 기판(1033) 위에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
상기 기판(1033)은 회로패턴을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자 패키지(200)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 위에 제공될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 다수의 발광소자 패키지(200)는 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자 패키지(200)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트 유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 발광모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제1 및 제2 기판, 그리고 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 6은 실시 예에 따른 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광소자 패키지(200)가 어레이된 기판(1020), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1020)과 상기 발광소자 패키지(200)는 발광 모듈(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 발광 모듈(1060), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛으로 정의될 수 있다.
상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 발광 모듈(1060) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 7은 실시 예에 따른 조명 장치의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 조명 장치(1500)는 케이스(1510)와, 상기 케이스(1510)에 설치된 발광모듈(1530)과, 상기 케이스(1510)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1520)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(1510)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(1530)은 기판(1532)과, 상기 기판(1532)에 제공되는 실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(200)는 복수 개가 매트릭스 형태 또는 소정 간격으로 이격 되어 어레이될 수 있다.
상기 기판(1532)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(1532)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등의 코팅층될 수 있다.
상기 기판(1532)에는 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)가 배치될 수 있다. 상기 발광소자 패키지(200) 각각은 적어도 하나의 LED(Light Emitting Diode) 칩을 포함할 수 있다. 상기 LED 칩은 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 다이오드 및 자외선(UV, UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1530)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광소자 패키지(200)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.
상기 연결 단자(1520)는 상기 발광모듈(1530)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 상기 연결 단자(1520)는 소켓 방식으로 외부 전원에 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1520)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
211: 제1 전극 213: 제2 전극
220: 리세스 230: 발광소자
240: 몸체 245: 반사부
250: 제1 몰딩재 260: 제2 몰딩재
270: 와이어 280: 고정돌기
290: 렌즈

Claims (10)

  1. 리세스를 포함하는 몸체;
    상기 리세스에 배치된 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 위에 배치된 발광소자;
    상기 리세스에 배치되며 상기 발광소자의 일부 측면을 덮는 제1 몰딩재;
    상기 제1 몰딩재 위에 배치되며 상기 발광소자의 상면을 덮는 제2 몰딩재;
    상기 몸체 및 상기 제2몰딩재 위에 배치되는 렌즈; 및
    상기 몸체 위와 상기 렌즈 둘레에 배치되는 고정돌기를 포함하고,
    상기 제1 몰딩재의 상면이 곡면으로 형성되고,
    상기 제1 몰딩재는 반사물질과 수지물을 포함하고,
    상기 발광소자의 측면에 인접한 상기 제1몰딩재의 높이는 상기 발광소자 측면 높이의 80%이하이고,
    상기 제1 몰딩재의 상면은 상기 발광소자가 위치된 아래 방향으로 오목하게 형성되며,
    상기 제1 몰딩재는 상기 리세스의 경사면과 접촉하고,
    상기 제2몰딩재와 상기 리세스의 경사면 사이에 배치되는 반사부를 포함하고,
    상기 반사부는 상기 제1 몰딩재 상면과 접촉하고,
    상기 반사부는 반사물질이 코팅되어 형성되고,
    상기 반사부의 일부 영역은 상기 제1 몰딩재 내에 배치되는 발광소자 패키지.
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WO2024035186A1 (ko) * 2022-08-11 2024-02-15 서울반도체주식회사 발광 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

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