KR101942042B1

KR101942042B1 - 내습성 칩 스케일 패키징 발광 디바이스

Info

Publication number: KR101942042B1
Application number: KR1020170097665A
Authority: KR
Inventors: 쳔 치에
Original assignee: 마븐 옵트로닉스 씨오., 엘티디.
Priority date: 2016-08-05
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-01-25
Also published as: TWI599078B; JP2018056552A; JP7100383B2; JP6817167B2; JP2021044554A; TW201806189A

Abstract

발광 반도체 다이 및 상기 발광 반도체 다이 위에 배치된 층상 축광(PL) 구조를 포함하는 칩 스케일 패키징(CSP) 발광 디바이스가 공개된다. PL 구조는 제2 PL층 및 상기 제2 PL층 위에 배치된 제1 PL층을 포함하되, 상기 제1 PL층은 축광층 및 상기 제2 PL층을 주변 산소 및 수분으로부터 보호하는 장벽층 기능을 한다. 상기 제1 PL층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 적은 감습성 PL물질을 포함하는 반면, 상기 제2 PL층은 제2 폴리머 물질 내에 분산된 감습성 PL물질을 포함한다. 이와 같은 배치를 통해, 적은 감습성 축광 물질을 포함하는 가장 바깥쪽의 제1 PL층은 파장 변환층 기능을 하고 또한 주변 산소 및 수분으로부터 감습성 축광물질을 포함하는 내부의 제2 PL층을 보호하는 장벽층의 역할도 한다. 따라서, 감습성 PL물질의 저하는 감소될 수 있다.

Description

내습성 칩 스케일 패키징 발광 디바이스{Moisture-resistant chip scale packaging light-emitting device}

본 발명은 발광 디바이스, 특히 동작 중에 전자기 방사를 발생시키는 발광 반도체 다이를 포함하는 항산화 및 내습성(oxygen and moisture-resistant) 칩 스케일 패키징 발광 디바이스에 관한 것이다.

본 출원은 2016년 8월 5일에 출원된 대만 특허 출원 1015124965 및 2016년 8월 9일에 출원된 중국 특허 출원 20161064826.7에 대한 이점 및 우선권을 청구하며 해당 출원의 전체 내용은 참조 자료로 본 출원에 통합된다.

발광 디바이스들(LEDs)은 일반 조명, 백라이트 유닛(backlight units), 교통 신호등, 휴대용 디바이스들, 자동차 조명들 등과 같은 다양한 응용들에서 폭넓게 사용된다. 일반적으로, 발광 반도체 다이는 패키징된 LED를 형성하기 위해 리드 프레임(lead frame)과 같은 패키징 구조 내부에 배치된다. 백색광을 발생시키기 위해 상이한 파장들로 구성된 광이 서로 혼합되도록 발광 반도체 다이에서 방출되는 1차 광(primary light)(예를 들어, 청색광)을 부분적으로 더 긴 파장을 가진 2차 광(secondary light)(예를 들어, 황색광)으로 변환하기 위해 패키징 구조 내부에 축광 물질들(photoluminescent materials)이 더 포함될 수 있다. 다양한 광 응용들의 사양에 부합하기 위해 스펙트럼의 적합한 사양을 가진 다른 축광 물질들이 바람직하다.

예를 들어, 액정 표시 장치(LCD)는 일반적으로 LED를 백라이트 소스로 사용한다. 이와 같은 응용에서, 더 좁은 반치전폭(FWHM)을 가진 축광 물질의 방출 스펙트럼은 색순도를 향상시킬 수 있고 LCD의 더 넓은 색역이 더 선명한 컬러 이미지를 제공하도록 할 수 있다. 더 나아가, 일반적인 조명 응용들의 경우, 방출 스펙트럼의 좁은 반치전폭을 가진 적색 축광 물질이 LED에 사용될 때, 빛의 연색지수(CRI)는 최소량의 1차 광을 하향변환(down conversion)하여 광변환 효율성을 과도하게 떨어트리지 않으면서 실질적으로 향상될 수 있다. 따라서, LED는 훌륭한 광 효율성뿐만 아니라 동시에 높은 CRI를 가질 수 있다.

현재, 플루오라이드(fluoride) 축광 물질 또는 반도체 나노 결정 물질(semiconductor nano-crystal material)(예를 들어, 양자점)과 같이 더 좁은 FWHM을 가진 광 스펙트럼을 제공하기 위해 지정된 여러 축광 물질들이 있다. 그러나, 이러한 축광 물질들은 산소 또는 수분에 민감하다. 예를 들어, 플루오라이드 축광 물질은 고 반응성 전이 금속 이온 활성화제(예를 들어, 망간, Mn⁴⁺)를 포함하는데, 그것은 주변 환경에서 침투되는 산소 또는 수분에 노출될 때 산화될 수 있다. 산화된 활성화제는 이러한 축광 물질들이 점차적으로 파장 변환 능력을 상실하도록 축광 물질을 비활성화시키므로 지정된 동작 수명 동안 지정된 밝기가 점차 저하되거나 색체 스펙트럼 시프팅(shifting)을 일으킬 것이다. 결과적으로, 이러한 감습성(moisture-sensitive) 축광 물질들에 대한 산소 또는 수분의 영향력을 감소시키기 위해 LED 업계에서 제안하는 여러 가지 접근법들이 있다.

예를 들어, 하나의 접근법은 각 형광체 입자의 외부 표면 위에 형성된 보호 캡슐화층(encapsulation layer)을 포함하는 망간에 의해 활성화되는 플루오라이드 형광 물질을 포함한다. 이러한 캡슐화층은 산소 또는 수분에 의해 발생되는 저하 기능(degradation mechanism)을 감소시키기 위한 망간이 없는(Manganese-free) 플루오라이드 형광 물질이다. 추가적인 하나의 접근법에서는, 저하 문제를 해결하기 위해 또 다른 플루오라이드 형광 물질이 제시되되, 형광 입자는 내부 영역 및 내부 영역을 캡슐화하는 외부 표면 영역을 포함하고 표면 영역에 있는 망간의 농도가 내부 영역 내 망간의 농도보다 낮다. 두 접근법 모두 망간이 산소 또는 수분에 노출되는 정도를 최소화함으로써 산소 또는 수분에 의해 야기되는 물질 저하의 문제를 해결한다. 상기 해결책은 산소 또는 수분에 의한 플루오라이드 축광 물질의 저하 과정을 늦춰줄 수는 있지만, 이러한 저하는 아직 완전히 방지되지 못한다. 또한 각각의 플루오라이드 축광 물질 입자를 망간이 없거나 망간 농도가 낮은 층들로 완전히 커버하는 것은 상당히 어려워서 형광체 제조비용도 증가시킬 것이다. 게다가, 캡슐화 층의 존재 역시 플루오라이드 축광 물질의 광 변환 효율성을 감소시킬 것이다.

일반적으로, 양자점들(QDs)은 약 1nm 에서 50nm 순으로 된 크기(예를 들어, 직경)를 가진 II-IV, III-V, IV-VI, 또는 IV 물질들의 작은 반도체 결정들을 가리키며 매우 좁은 FWHM 스펙트럼들을 가진 축광 물질로서 사용될 수 있다. 그러나, QDs의 표면 위의 과도한 결함 및 댕글링 본드(dangling bond)는 상대적으로 낮은 양자 효율을 발생시키는 비복사 정공 재결합(non-radiative electron-hole recombination)을 가져올 수 있다. 더 나아가, QDs의 표면은 산소 또는 수분과 접촉하게 될 때 광화학 반응으로 인해 산화되는 경향이 있다. 더 높은 방출 효율 및 안정성을 가진 QDs를 제조하기 위해, 또 다른 무기 반도체 쉘(inorganic semiconductor shell)이 코어/쉘 구조를 형성하도록 QD 코어 위에 형성된다. 이와 같은 배치에서, 쉘은 표면 결함을 줄임으로써 방출 효율을 증가시키고 QDs의 표면 위에 광화학 반응을 최소화함으로써 물질의 안정성을 향상시키기 위한 보호층으로 간주된다. 그러므로, 코어/쉘 QDs는 광화학 산화에 대비하여 더 높은 축광 효율성 및 더 많은 안정성을 포함할 수 있다. 그러나, 플루오라이드 형광 물질과 유사하게, 코어/쉘 구조를 사용함으로써 QDs의 저하를 늦출 수 있지만, 완전히 방지할 수 없다.

전이 금속 활성화제들을 가진 플루오라이드 축광 물질의 산화 과정을 최소화하기 위해 LED의 패키징 구조를 향상시켜서 LED의 안정성을 높이기 위해 다른 해결책들이 제시되었다. 예를 들어, 하나의 접근법에서는, 형광체 실리콘 슬러리층(phosphor-silicone slurry layer)의 상부에 배치된 투명한 실리콘 캡슐화층을 포함하는 리드 프레임 유형의(lead-frame-type) LED 디바이스가 제시된다. LED 패키징이 보호 캡슐화층에 의해 커버되지 않으면, 산소 또는 수분이 LED 패키징을 통해 형광 물질과 반응하기 위해 쉽게 침투할 수 있다. 따라서 투명한 실리콘 캡슐화층은 주변 산소 및 수분의 침투를 줄이기 위한 장벽층 기능을 한다. 일 추가 접근법에서는, 또 다른 리드 프레임 유형의 LED 디바이스가 제시되되, 실리콘 물질 안에 분산된 형광 물질이 리드 프레임에 의해 형성된 광학 캐비티(optical cavity) 안에 배치된다. 이와 같은 접근법에서는, 더 나은 산소/수분 저항력을 제공하기 위해 더 많은 양의 실리콘이 존재하도록 형광 슬러리에 대한 실리콘의 백분율이 더 높게 지정된다. 그러므로 산소/수분에 의해 유발되는 저하는 그에 따라 감소될 수 있다.

패키징 레벨에서 산소 및 수분의 침투를 감소시키기 위한 상기 해결책은 리드 프레임 유형의 LED들을 위해 개발된 것으로 이해한다. 그러나 리드 프레임을 인클로저(enclosure) 또는 하우징(housing)으로 사용하는 것은 LED의 패키징 크기를 늘릴 것이다. 더 나아가 장벽 특성을 향상시키기 위해 더 두꺼운 실리콘 오버층(over-layer) 또는 더 많은 실리콘 양을 사용하는 것은 LED의 전체 크기를 넓힐 것이다. 그러므로 그와 같은 해결책들은 LED들이 내장된 일부 전자 제품에 적합하지 않은데, 그 이유는 이러한 전자 제품들은 휴대용 전자 디바이스 또는 LED TV를 위한 LED 백라이트와 같이 크기가 계속해서 더 얇고 더 소형화되는 것을 추구하기 때문이다. 엄격한 물리적 공간 사양에 부합하기 위해 LED들은 소형 크기로 제조되는 것이 바람직하다. 따라서, 칩 스케일 패키징(CSP) LED는 다른 LED 패키징들에 비해 크기 면에서 이점이 있으므로 LED 업계에서 점점 더 주목하고 있다. 그러나 LED의 크기 축소로 LED 패키징 안으로 외부 산소 및 수분이 침투하는 것을 방지하는 것은 훨씬 더 어려워진다.

그러므로 지정된 수명 동안 외부 산소 및 수분에 대해 탁월한 장벽 특성을 유지하면서, 광학 특성을 향상시키기 위한 감습성 축광 물질을 사용하는 소형 CSP LED를 제공하는 것이 필요하다.

본 발명의 일부 실시예들에 따른 일 목적은 발광 디바이스들 내부에 사용되는 감습성 축광 물질들이 산소 및 수분과 접촉하는 것을 방지 또는 최소화하기 위한 수분 장벽 구조로 지정된 발광 디바이스들을 제공하는 것이다. 바람직하게는, 수분 장벽 구조들의 실시예들은 칩 스케일 패키징 발광 디바이스가 작은 폼 팩터(form factor)의 이점을 유지하도록 발광 디바이스의 패키징 크기를 크게 증가시키지 않는다.

상기 언급된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 디바이스는: 발광 반도체 다이(light-emitting semiconductor die), 상기 발광 반도체 다이 위에 배치되는 층상 축광 구조(layer-by-layer photoluminescent structure) 및 상기 발광 반도체 다이의 단면(edge surface) 및 축광 구조의 단면을 감싸는 반사 구조(reflective structure)를 포함한다. 축광 구조는 제2 축광층 및 제2 축광층 위에 배치된 제1 축광층을 포함한다. 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질(polymer matrix material) 내에 분산된 제1 축광 물질(예를 들어, 감습성이 적은(less-moisture-sensitive) 축광 물질)을 포함하는 반면, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제2 축광 물질(예를 들어, 감습성 축광 물질)을 포함한다. 상기 반사 구조는 제3 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 광 산란 입자들(light scattering particles)(예를 들어, 비감습성 광 산란 입자들)을 포함한다.

상기 언급된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 발광 디바이스는: 발광 반도체 다이, 상기 발광 반도체 다이 위에 배치된 층상 축광 구조 및 상기 축광 구조를 커버하도록 배치된 캡슐화 구조(encapsulation structure)를 포함한다. 상기 축광 구조는 제2 축광층과 상기 제2 축광층을 커버하는 제1 축광층을 포함한다. 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제1 축광 물질(예를 들어, 감습성이 적은 축광 물질)을 포함하는 반면, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제2 축광 물질(예를 들어, 감습성 축광 물질)을 포함한다. 상기 캡슐화 구조는 실질적으로 투명한 제3 폴리머 물질을 포함한다.

상기 언급된 목적을 달성하기 위해, 리드 프레임 또는 서브 마운트 기판(submount substrate)을 사용하도록 캡슐화된 발광 디바이스는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 내습성 층상 축광 구조를 통해 구현되며, 발광 반도체 다이, 패키징 구조 및 축광 구조를 포함한다. 패키징 구조는 리드 프레임 또는 서브 마운트 기판 및 광학 캐비티를 형성하기 위한 상기 리드 프레임을 부분적으로 커버하는 리플렉터(reflector)를 포함한다. 상기 광학 캐비티 내부에 배치되는 상기 발광 반도체 다이는 기계로 연결되고 전기로 상기 리드 프레임의 전극들에 연결된다. 상기 발광 반도체 다이 위이지만 상기 광학 캐비티 내부에 배치된 상기 축광 구조는 제2 축광층 및 상기 제2 축광층 위에 배치된 제1 축광층을 포함한다. 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 안에 분산된 제1 축광 물질(예를 들어, 감습성이 적은 축광 물질)을 포함하는 반면, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제2 축광 물질(예를 들어, 감습성 축광 물질)을 포함한다.

그러므로, 본 발명은 일부 실시예들에 따른 적어도 다음과 같은 기술 이점들을 제공한다. 감습성이 적은 축광 물질을 포함하는 상기 제1 축광층은 감습성 축광 물질을 포함하는 하부 제2 축광층을 주변 산소 및 수분으로부터 보호하는 장벽층의 기능을 한다. 반사 구조, 캡슐화 구조 및 패키징 구조 또한 감습성 축광 물질의 저하 프로세스를 상당히 감소시키도록 외부 산소 및 수분이 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 감습성이 적은 축광층은 하부 감습성 축광층을 위한 보호 장벽층과 더불어 광변환층(light-conversion layer) 기능을 한다.

구체적으로, 상기 제1 축광층에서, 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 감습성이 적은 축광 물질 모두 주변 산소 및 수분의 침투를 줄이거나 최소화시키도록 지정된다. 따라서, 패키징 두께를 크게 증가시키지 않고, 제1 축광층은 감습성 축광 물질을 포함하는 하부 제2 갑습성 축광층을 보호하기 위한 산소 및 수분 장벽층의 목적을 수행한다. 결과적으로, 내습성 구조로 형성된 발광 디바이스의 전체적인 패키징 크기는 작은 폼 팩터의 사양에 부합하기 위해 최소화된다.

더 나아가, 발광 디바이스는 내습성 구조와 함께 산소 및 수분 스캐빈저(scavenger) 기능을 하는 게터 물질(getter material)을 포함하는 게터층(getter layer)을 더 포함할 수 있으며, 감습성 축광 물질이 외부 산소 및 수분과 접촉하는 것을 더 방지한다.

본 발명의 다른 측면 및 실시예들 또한 고려된다. 앞서 기재된 요약 및 이하 상세한 설명은 본 발명을 특정 실시예에 한정하지 않으며 단지 본 발명의 일부 실시예들을 설명하는 위함이다.

도 1A, 도 1B, 도 1C 및 도 1D는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED들을 묘사하는 단면도의 개략도다.
도 1E 및 도 1F는 도 1C 및 도 1D에 도시된 LED들을 위한 패턴화된 축광 층들을 제조하기 위해 사용되는 쉐도우 마스크(shadow mask)의 개략도다.
도 2A, 도 2B, 도 2C, 도 2D, 도 2E 및 도 2F는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED들을 묘사하는 단면도의 개략도다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED를 묘사하는 단면도의 개략도다.
도 4A, 도 4B, 도 4C 및 도 4D는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED들을 묘사하는 단면도의 개략도다.
도 5A 및 도 5B는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED들을 묘사하는 단면도의 개략도다.

다음 정의는 본 발명의 일부 실시예에 대해 기재된 기술적 측면의 일부에 적용한다. 마찬가지로 이러한 정의는 본 설명에 따라 확대될 수 있다.

본 설명에 사용된 바와 같이 단수 용어 "한(a)", "일(an)" 그리고 "상기(the)"는 본문에서 명확하게 가리키지 않는 한 복수의 참조 대상을 포함한다. 그러므로 예를 들어 한 층(a layer)에 대한 언급은 본문이 명백하게 교시하지 않는 경우 여러 층들을 포함할 수 있다.

본 설명에 사용된 바와 같이 용어 "세트"는 하나 이상의 부품들의 집합을 가리킨다. 그러므로 예를 들어 층 세트는 하나의 층 또는 다수의 층들을 포함할 수 있다. 한 세트의 부품들 또한 해당 세트의 부재들을 언급하는 것일 수 있다. 한 세트의 부품들은 동일하거나 다를 수 있다. 일부 사례에서, 한 세트의 부품들은 하나 이상의 공통된 특징을 공유할 수 있다.

본 설명에 사용된 바와 같이 용어 "인접한"은 근처 또는 인접한 것을 가리킨다. 인접한 부품들은 서로 이형되거나 서로 실질적으로 또는 직접적으로 접촉할 수 있다. 일부 사례에서, 인접한 부품들은 서로 연결되거나 서로 일체형으로 형성될 수 있다. 일부 실시예의 설명에서 부품이 또 다른 부품 "위" 또는 "상부 위"에 제공되는 것은 전자 부품과 후자 부품 사이에 위치하는 하나 이상의 낀 부품들이 있는 경우뿐만 아니라 전자 부품이 직접적으로 후자 부품 위에 있는 (예를 들어 직접 물리적으로 접촉된) 경우를 포함한다. 일부 실시예의 설명에서 부품이 또 다른 부품 "아래"에 제공되는 것은 전자 부품과 후자 부품 사이에 하나 이상의 낀 부품들이 위치하는 경우뿐만 아니라 전자 부품이 직접적으로 후자 부품 아래에 있는 (예를 들어 직접 물리적으로 접촉된) 경우를 포함한다.

본 설명에 사용된 바와 같이 용어 "연결하다", "연결된" 그리고 "연결"은 운영상 결합 또는 연결된 것을 가리킨다. 연결된 부품들은 서로 직접적으로 연결되거나 또 다른 부품 세트들을 통한 것처럼 서로 간접적으로 연결될 수 있다.

본 설명에 사용된 바와 같이 용어 "약", "실질적으로" 그리고 "실질적인"은 상당 정도(considerable degree or extent)를 가리킨다. 사건 또는 상황과 관련하여 사용될 때 상기 용어들은 사건 또는 상황이 본 설명에 기재된 제조 동작의 전형적인 공차레벨을 설명하는 것과 같이 근사치가 발생하는 사례들 뿐만 아니라 사건 또는 상황이 정확하게 발생하는 사례들을 가리킬 수 있다. 예를 들어 수치와 관련되어 사용될 때, 상기 용어들은 수치가 ±5%보다 작거나 동일하고, ±4%보다 작거나 동일하고, ±3%보다 작거나 동일하고, ±2%보다 작거나 동일하고, ±1%보다 작거나 동일하고, ±0.5%보다 작거나 동일하고, ±0.1%보다 작거나 동일하고 또는 ±0.05%보다 작거나 동일한 것과 같이 수치가 ±10%보다 작거나 동일한 변동 범위를 포함할 수 있다. 예를 들어, "실질적으로 투명한"은 가시 스펙트럼의 적어도 일부 또는 전체에 걸쳐 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85% 또는 적어도 90%와 같이 적어도 70%인 광선 투과율을 가리킬 수 있다.

축광과 관련하여 본 설명에 사용된 바와 같이 용어 "효율" 또는 "양자 효율"은 입력 광자의 수에 대한 출력 광자 수의 비율을 가리킨다.

본 설명에 사용된 바와 같은 용어 "크기"는 특정 치수를 가리킨다. 구형의 물체(예를 들어, 입자)인 경우에는 해당 물체의 크기는 해당 물체의 직경을 가리킬 수 있다. 물체가 비구형인 경우, 비구형 물체의 크기는 상응하는 구형 물체의 직경을 가리킬 수 있으며, 상응하는 구형 물체는 비구형 물체와 실질적으로 동일한 목적하는 또는 측정가능한 특징들의 특정 세트를 나타내거나 포함한다. 특정 크기를 가진 물체 세트를 가리키는 경우, 물체들은 해당 크기 정도의 크기들의 분포를 포함할 수 있는 것으로 간주된다. 따라서, 본 설명에 사용된 바와 같이, 물체 세트의 크기는 평균 크기, 중간 크기 또는 최대 크기와 같이 크기의 분포 중 전형적인 크기를 가리킬 수 있다.

도 1A는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 디바이스(LED)(1)의 단면도의 개략도를 도시한다. LED(1)는 발광 반도체 다이(10), 축광 구조(20) 및 반사 구조(30)를 포함한다. 기술적인 내용은 다음과 같다.

발광 반도체 다이(10)는 바람직하게는 플립칩 유형(flip-chip type)의 발광 반도체 다이로서, 상면(11), 하면(12), 단면(13) 및 전극 세트(14)를 포함한다. 상면(11)과 하면(12)은 실질적으로 평행하게 형성되며 서로 마주한다. 단면(13)이 형성되고 상면(11)과 하면(12) 사이에서 연장되어 상면(11)의 외곽테와 하면(12)의 외곽테를 연결한다.

전극 세트(14) 또는 다수의 전극들은 하면(12)에 배치된다. 전기는 전계 발광이 발생되고 청색광 또는 자외선(UV)광과 같은 1차 광이 외부로 방출되도록 전극 세트(14)를 통해 발광 반도체 다이(10)에 연결된다. 발광 반도체 다이(10)에 의해 발생되는 다수의 광은 상면(11) 및 단면(13)을 통해 외부로 방사된다.

축광 구조(20)는 발광 반도체 다이(10)로부터 방출된 1차 광(예를 들어, 청색광 또는 UV광)의 일 부분을 흡수하여 더 긴 파장을 가진 2차 광(예를 들어, 적색, 황색, 녹색 또는 청색)으로 방사할 수 있다. 축광 구조(20)를 통과하는 1차 광의 일부는 축광 구조(20)에 의해 변환되는 2차 광(들)과 혼합되어 특정 상관 색온도(CCT)를 가진 백색광과 같이 목적하는 컬러 표현(color appearance)을 가진 광을 발생시킨다.

디바이스 구조 관점에서, 층상 축광 구조(20)(이하 PL 구조(20)로 축약)는 상면(201), 하면(202) 및 단면(203)을 포함한다. 상면(201) 및 하면(202)은 서로 마주하도록 배치되고 단면(203)은 상면(201)과 하면(202) 사이에 형성되어 상면(201)의 외곽테와 하면(202)의 외곽테를 연결한다.

PL 구조(20)는 발광 반도체 다이(10) 위에 배치된다. 구체적으로, PL 구조(20)의 하면(202)은 발광 반도체 다이(10)의 하면(11)에 인접하여 하면(202)이 상면(11)을 커버한다. 다른 실시예들에서는, 하면(202)이 상면(11)에서 이형되어 스페이서(spacer) 또는 다른 구조들(도시되지 않음)이 PL 구조(20) 및 발광 반도체 다이(10) 사이에 배치될 수 있다. 또한 하면(202)의 크기는 바람직하게는 상면(11)의 크기보다 크지만, 이러한 기술적인 특징은 다른 형태의 실시예들에서는 생략되거나 다를 수 있다. 더 구체적으로, PL 구조(20)는 제1 축광층(이하 제1 PL층으로 축약)(21) 및 제2 축광층(이하 제2 PL층으로 축약)(22)을 포함하고 제1 PL층(21)은 제2 PL층(22)위에 배치된다. 제1 PL층(21)은 제2 PL층(22)에 인접하도록 부착될 수 있거나 제2 PL층(22)과 이형되어 스페이서 또는 기타 구조들을 그 사이에 배치할 수 있다.

제1 PL층(21)은 제1 폴리머 매트릭스 물질(211) 및 제1 축광 물질(212)(예를 들어, 감습성이 적은 축광 물질)(이하 감습성이 적은 PL 물질(212)로 축약)을 포함할 수 있다. 감습성이 적은 PL물질(212)은 제1 폴리머 매트릭스 물질(211) 내에 분산된다. 발광 반도체 다이(10)로부터 방출된 1차 광(예를 들어, UV광)에 의해 조사된 후, 감습성이 적은 PL물질(212)은 더 긴 파장(예를 들어, 적색, 녹색 또는 청색 광)을 가진 2차 광을 발생시킬 수 있다. 감습성이 적은 PL물질(212)이 형광 물질을 포함하는 경우, 그 물질은 일반적으로 산소 또는 수분에 감습성이 적은 금속 활성화제를 포함한다. 그러므로 감습성이 적은 PL물질(212)은 산소 또는 수분의 공격에 따른 산화로 인해 비활성화될 가능성이 더 낮다. 즉, 감습성이 적은 물질(212)은 산소 및 수분의 존재 하에 특정 광 밝기 및 바람직한 광 스펙트럼을 가진 바람직한 광 변환 성능(light-converting performance)을 유지할 수 있으므로 주변 환경에 덜 민감하다. 수분에 덜 민감한 물질(212)에는 황색 형광 물질인 이트륨 알루미늄 가넷(Yttiruim Aluminum Garnet, YAG)과 같은 무기 형광 물질 그리고 녹색 형광 물질인 베타-시알론(β-SiAlON)과 같은 질화물(Nitride) 형광체 또는 산질화물(Oxynitride) 형광체가 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

감습성이 적은 PL 물질(212)은 산소 및 수분에 덜 민감하므로 주변 산소 또는 수분의 침투에 저항하는 장벽층으로 제조될 수 있다. 표 1은 동일하게 2mm의 두께를 가진 두 개의 층들의 투습도(WVTR)의 측정 결과를 나타낸다. 실리콘 물질로만 구성된 A 필름에 대해 설명하자면, WVTR은 10.51g/m²/일 이다. 실리콘 물질 및 실리콘 물질 내에 분산된 중량 백분율(wt.%) 60%인 감습성이 적은 축광 물질로 구성된 B 필름에 대해 설명하자면, WVTR은 8.31g/m²/일까지 감소된다. 명백하게 증명된 바와 같이 제1 PL층(21)은 더 낮은 WVTR을 가지므로 감습성이 적은 PL물질(212)이 제1 폴리머 매트릭스 물질(211) 내부에 포함될 때 더 향상된 내습성 장벽 특성을 포함한다.

표 1: 실리콘 박막들의 WVTR 측정 결과

	A 필름	B 필름
구성	실리콘	실리콘 내 분산된 YAG 형광체(60wt.%)
투습도(g/m²/일)	10.51	8.31

감습성이 적은 PL물질(212)의 중량 백분율이 더 높은 패키징 밀도층 구조를 형성하기 위해 증가될 때, 제1 PL층(21)은 더 개선된 산소 및 수분 장벽 특성을 가질 수 있다. 이러한 결과는 무기 물질의 WVTR이 일반적으로 유기 폴리머 물질의 WVTR보다 낮은 여러 차수들(orders)이라는 사실 때문이다. 따라서, 바람직하게는 제1 PL층(21)의 총 중량에 대한 감습성이 적은 PL 물질(212)의 중량 백분율은 약 50% 이상, 약 60% 이상 또는 약 70% 이상이다. 감습성이 적은 PL 물질(212)의 더 높은 패키징 밀도를 확보하기 위해, 감습성이 적은 PL 물질(212)의 형광 입자들의 중간 입자 크기(D30)는 바람직하게는 약 30μm이하, 약 20μm 이하 또는 약 10μm 이하다.

더 나아가, 감습성이 적은 PL물질(212) 및 제1 폴리머 매트릭스 물질(211) 둘 다 주변 산소 또는 수분의 침투에 저항하는 역할을 할 수 있다. 제1 폴리머 매트릭스 물질(211)은 수분 장벽 특성을 증가시키기 위해 WVTR이 더 낮은, 예를 들어 두께가 2mm인 층에서 측정된 약 10g/m²/일 이하인 폴리머 물질들에서 선택될 수 있다. 제1 폴리머 매트릭스 물질(211)의 예시들에는 실리콘 물질과 같은 수지 물질이 포함되지만, 그에 한정하지 않는다.

결과적으로, 제1 폴리머 매트릭스 물질(211) 및 감습성이 적은 PL물질(212)을 포함하는 제1 PL층(21)은 수분의 침투에 저항하기 위한 산소 및 수분 장벽층 역할을 수행할 수 있으므로, 제2 PL층(22)이 주변 산소 또는 수분에 노출되는 위험을 최소화 또는 감소시킬 수 있다. 제2 PL층(22)은 제2 폴리머 매트릭스 물질(221) 및 상이한 제2 축광 물질(222)(예를 들어, 감습성 축광 물질)(이하 감습성 PL 물질(222)로 축약)을 포함할 수 있다. 감습성 PL물질(222)은 제2 폴리머 매트릭스 물질(221) 내에 분산되어 단단하게 고정된다. 발광 반도체 다이(10)에서 방출된 1차 광(예를 들어, UV광)에 의해 조사되면서, 감습성 PL 물질(222)은 바람직하게는 더 좁은 FWHM(예를 들어, 적색, 녹색 또는 청색 광)을 가진 더 긴 파장을 포함하는 2차 광을 발생시킬 수 있다. 감습성 PL 물질(222)의 특징은 감습성이 적은 PL 물질(212)의 축광에 비해 더 좁은 FWHM을 포함하는 것이다.

감습성 PL물질(222)의 예시들에는 반응 물질에 활성화되는 형광 물질들이 포함되며 산소 또는 수분이 존재하는 경우 산화되는 경향이 있다. 감습성 PL 물질(222)의 다른 예시들에는 수분의 존재로 가수분해 될 가능성이 더 많으며 YAG 형광 물질에 비해 더 낮은 안정성을 나타내는 규산(Silicate) 형광체가 포함된다. 감습성 PL물질(222)의 다른 예시들에는 반도체 나노 결정 물질(예를 들어, 양자점)이 포함된다. 양자점은 더 높은 에너지 1차 광에 의해 조사되는 경우 특정 스펙트럼들을 방출하는 축광 물질일 수 있다. 방출되는 광의 스펙트럼은 양자점들의 입자 크기, 형태 및 물질 구성 변경에 의해 정확하게 조정될 수 있다. 그러나 산소 또는 수분이 존재하는 경우, 양자점의 조사는 광산화(photo-oxidation)로 인해 축광 강도를 크게 감소시킬 수 있다. 더 나아가, 양자점의 광산화는 방출되는 광의 스펙트럼을 더 짧은 파장 스펙트럼, 즉, 축광 스펙트럼의 "청색 시프팅"(blue shifting)으로 변환시킬 수 있다.

그러므로, 산소 또는 수분은 감습성 PL 물질(222)의 특정 파장 변환 성능을 상실시킬 수 있다. 따라서 특정 축광 강도 또는 스펙트럼 시프팅은 지정된 동작 수명 동안 점차적으로 저하된다. 감습성 물질(222)에 도달하는 산소 또는 수분의 양을 감소시키기 위해, 제1 PL층(21)은 주변 산소 또는 수분의 관통 및 침투에 저항하는 장벽층의 역할을 하도록 지정된다. 따라서, 하부 감습성 물질(222)의 동작 수명은 연장된다. 더 나아가, 제2 폴리머 매트릭스 물질(221) 또한 더 낮은 WVTR을 가진 폴리머 물질들(예를 들어, 낮은 WVTR을 가진 실리콘 물질과 같은 수지 물질)에서 선택될 수 있으며 감습성 PL 물질(222)에 도달하는 산소 또는 수분의 양을 더 감소시킬 수 있다.

일부 실시예들에서, 감습성 물질(222)의 예시에는 적색 플루오리드 형광 물질이 포함될 수 있으며, 다음 중 적어도 하나를 포함한다. : (A) A₂[MF₆]:M⁴⁺의 경우, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH₄ 및 그 중 둘 이상의 결합물 중에서 선택된다; M은 Ge, Si, Sn, Ti, Zr 및 그 중 둘 이상의 결합물들에서 선택된다; (B) E[MF₆]:M⁴ ⁺의 경우, E는 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn 및 그 중 둘 이상의 결합물에서 선택되고; M은 Ge, Si, Sn, Ti, Zr 및 그 중 둘 이상의 결합물에서 선택된다; (C) Ba_0.65Zr_0.35F_2.70:M⁴⁺ 또는 (D) A₃[ZrF₇]:M⁴⁺의 경우, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH₄ 및 그 중 둘 이상의 결합물에서 선택된다.

감습성 물질(222)의 또 다른 예시는 양자점들을 포함하며 II-VI기 화합물, III-V기 화합물, IV-VI기 화합물, 및 IV기 화합물의 반도체 나노 결정 물질들에서 선택될 수 있으나 그것에 한정하지 않는다. 예를 들어, II-VI기 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HggZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 등을 포함할 수 있다; III-V기 화합물은 AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs, InAlPAs 등을 포함할 수 있다; IV-VI기 화합물은 PbS, PbSe, PbTe, SnS, SnSe, SnTe, SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe 등을 포함할 수 있다; 그리고 IV기 화합물은 SiC, SiGe 등을 포함할 수 있다.

제1 PL층(21) 및 제2 PL층(22)은 스프레이 코팅, 주입, 인쇄, 몰딩 등과 같은 방법들을 사용하여 제조될 수 있다. 제PL층(21)을 형성하는 단계의 일 예시에 대한 설명은 다음과 같다. 우선, 적은 감습성 PL 물질(212)은 가공되지 않은 제1 폴리머 매트릭스 물질(211) 내부에서 혼합된다. 둘째, 슬러리 혼합물은 기판 등 위에 배치된다(도시되지 않음). 셋째, 폴리머 매트릭스 물질(211)을 경화시키고(예를 들어, 응고시키기) 기판에서 들어올린 후에 제1 PL층(21)이 형성된다.

제1 PL층(21)이 상기 기재된 방법들을 통해 형성될 수 있더라도, 적은 감습성 PL 물질(212)을 포함하는 높은 패키징 밀도의 제1 PL층(21)을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 제1 PL층(21) 내부의 느슨하게 패키징된 적은 감습성 PL 물질(212)은 적은 내습력으로 인해 주변 산소 및 수분에 취약한 저항층이 될 수 있다. 바람직하게는, 축광 물질(212)이 형광 입자들을 포함하는 경우, 제1 PL층(21)은 내용 전체가 참조 자료로 통합된 미국 특허 공개 공보 US 2010/0119839에 공개된 방법을 통해 형성될 수 있다. 이와 같은 방법은 제1 PL층(21)이 균일한 두께를 가질 수 있도록 형광 입자들을 균일하게 배치시킨다. 더 나아가, 이와 같은 방법은 제1 PL층(21)에 대한 적은 감습성 물질(212)의 중량 백분율이 약 50% 이상, 약 60% 이상 또는 약 70% 이상으로, 더 향상된 내습성 장벽층을 가질 수 있도록 형광 입자들을 빽빽하게 배치시킬 수 있다.

더 나아가, 일부 실시예들에서, 제1 PL층(21) 및 제2 PL층(22)은 단일 프로세스에서 형성되기 보다는 순차적으로 형성되어 제2 PL층(22)의 감습성 물질(222)이 제1 PL층(21)의 제1 폴리머 매트릭스 물질(211)에 혼합되는 것을 방지한다.

발광 반도체 다이(10)와 PL구조(20)를 감싸는 반사 구조(30)는 발광 반도체 다이(10)에서 방출되는 1차 광 및 PL구조(20)에서 방사되는 2차 파장 변환 광을 반사하도록 지정된다. 즉, 해당 광은 주로 또는 오직 PL구조(20)의 상면(201)에서 외측으로 방사될 수 있다. 바람직하게는, 반사 구조(30)는 발광 반도체 다이(10)의 단면(13) 및 PL구조(20)의 단면(203)을 직접 커버할 수 있다.

반사 구조(30)는 또한 감습성 PL 물질(222)에 도달하기 위해 침투하는 산소 또는 수분의 양을 감소시키는 또 다른 장벽층의 역할을 할 수 있다. 반사 구조(30)는 제3 폴리머 매트릭스 물질(31) 내 분산된 광 산란 입자들(32)을 포함한다. 적절한 내습성 장벽 특성을 달성하기 위해, 바람직하게는 제3 폴리머 매트릭스 물질(31)이 낮은 WVTR을 가진 폴리머 물질들, 예를 들어, 두께가 2mm인 층에서 측정되는 WVTR이 약 10g/m²/일 이하인 실리콘 물질과 같은 수지 물질에서 선택될 수 있다. 또한, 반사 구조(30)의 총 중량에 대한 광 산란 입자들(32)의 중량 백분율은 약 30% 이상이다. 광 산란 입자들(32)의 예시들에는 TiO₂, BN, SiO₂, Al₂O₃, 또는 또 다른 산화물, 질화물 또는 기타 세라믹 물질들이 포함되지만 그에 한정되지 않는다.

반사구조(30)는 주입, 인쇄, 몰딩 등과 같은 방법들을 활용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 반사구조(30)의 조성물을 형성하기 위해 우선 광 산란 입자들(32)이 제3 폴리머 매트릭스 물질(31) 내에 분산될 수 있다. 그리고 상기 조성물은 주입, 인쇄, 몰딩 등을 통해 발광 반도체 다이(10) 및 PL 구조(20)를 감싸도록 배치될 수 있다. 마지막으로 경화 프로세스 후에 반사 구조(30)가 형성된다.

도 1B는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED의 단면도의 또 다른 개략도를 도시한다. 선택적으로, LED(1)는 기판(40)을 더 포함하며, 발광 반도체 다이(10)는 상기 기판(40) 위에 배치된다. 기판(40)의 예시들에는 세라믹 기판, 유리 기판, 인쇄 회로 기판 또는 금속 코어 인쇄 회로 기판이 포함될 수 있으나 그에 한정되지 않는다. 도 1B에 도시된 LED(1)는 공융 결합(eutectic bonding), 리플로우 솔더링(reflow soldering) 등과 같은 제조 프로세스들을 활용하여 도 1A에 도시된 LED(1)를 기판(40) 위에 기계로 결합하고 LED(1)의 전극들을 기판(40)의 본딩 패드들(bonding pads)에 전기로 연결하여 제조될 수 있다.

도 1C는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED의 단면도의 또 다른 개략도를 도시한다. LED(1)는 표면 영역에 크기가 서로 다른 제1 PL층(21) 및 제2 PL층(22)을 포함한다. 구체적으로, 상면도에 나타난 바와 같이, 연장부(213)를 포함하는 제1 PL층(21)의 상부 표면 영역의 크기는 제2 PL층(22)의 영역의 크기보다 크다. 그러므로 제1 PL층(21)은 제2 PL층(22)을 완전히 커버하는 반면, 제1 PL층(21)의 연장부(213)는 반사 구조(30)를 커버한다. 이와 같은 배치에서, 제2 PL층(22)은 제1 PL층(21) 및 반사 구조(30)에 의해 제대로 캡슐화되어 보호되되, 제1 PL층(21)의 연장부(213)는 외부 산소 또는 수분을 막는 수분 장벽층 기능을 한다.

표면 영역의 크기가 다른 제1 PL층(21) 및 제2 PL층(22)을 제조하기 위해, 층 배치의 패턴을 규정하도록 미국 특허 공개 공보 US2010/0119839에 공개된 배치 방법이 도 1E 및 도 1F에 각각 도시된 쉐도우 마스크들(90 및 90')과 함께 사용될 수 있다. 도 1E에 도시된 쉐도우 마스크(90)의 구멍 크기는 도 1F에 도시된 쉐도우 마스크(90')의 구멍 크기보다 크다는 점을 인지한다. 연장부(213)를 가진 제1 PL층(21)을 제2 PL층(20) 위에 형성하는 단계의 일 예시는 다음과 같이 설명된다. 우선, 쉐도우 마스크(90)는 기판 등 위에 배치된다(도시되지 않음). 그리고 나서 적은 감습성 PL 물질(212) 및 제1 폴리머 매트릭스 물질(211)이 구멍(91)을 통해 기판 위에 선택적으로 배치될 수 있다. 그 다음, 쉐도우 마스크(90)는 제거된다. 그리고 제1 폴리머 매트릭스 물질(211)을 경화시킨 후에 제1 PL층(21)이 제조된다. 표면 영역 크기가 작은 제2 PL층(22) 또한 더 작은 구멍(91')을 가진 마스크(90')를 이용하여 선택적인 배치를 통해 제조될 수 있다.

도 1D는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED의 단면도의 또 다른 개략도를 도시한다. LED 디바이스(1)의 제2 PL층(22)은 반사 구조(30)를 커버하고 제2 PL층(22)의 남아있는, 중앙부를 감싸는 연장부(223)도 포함할 수 있다. 따라서, 제1 PL층(21) 및 제2 PL층(22)은 표면 영역 내 크기가 실질적으로 동일할 수 있다. 그러나 제2 PL층(22)의 연장부(223)에는 제2 PL층(22)의 중앙부에 포함된 감습성 PL 물질(222)이 포함되지 않거나 실질적으로 아예 없고 오직 제2 폴리머 매트릭스 물질(221)만 포함된다. 이와 같은 배치에서, 감습성 PL 물질(222)은 주변 산소 또는 수분에 대한 노출이 줄어들 것이다. 따라서, 제2 폴리머 매트릭스 물질(221)을 포함하는 연장부(223)는 산소 및 수분 장벽층의 기능도 할 수 있다.

감습성 PL물질(222)을 포함하지 않는 제2 PL층(22)의 연장부(223)를 제조하기 위해, 쉐도우 마스크들(90 및 90')을 사용하는 선택적인 배치가 활용될 수 있다. 구체적으로, 감습성 PL물질(222)은 더 작은 구멍(91') 있는 쉐도우 마스크(90')를 활용하여 선택적으로 배치될 수 있는 반면, 제2 폴리머 매트릭스 물질(221)은 더 큰 구멍(91)이 있는 쉐도우 마스크(90)를 사용해서 (또는 어떠한 쉐도우 마스크도 사용하지 않고) 선택적으로 배치될 수 있다. 그러므로, 감습성 PL물질(222)이 없는 연장부(223)가 제조될 수 있다.

상기 상세한 설명에 따라, LED(1)는 적어도 다음과 같은 기술적인 특징들을 나타낸다.

광학 스펙트럼들 관점에서, 제1 PL층(21) 및 제2 PL층(22)은 청색광과 같이 발광 반도체 다이(10)에서 방출되는 1차 광에 의해 조사되어 서로 다른 파장을 가진 2차 변환 광(예를 들어, 녹색광 및/또는 적색광)을 발생시킨다. 그리고 서로 다른 파장들로 구성된 광은 서로 혼합되어 특정 CCT를 가진 백색광과 같이 특정 스펙트럼을 가진 광을 발생시킨다.

추가적으로, 제1 PL층(21)은 파장 변환층 기능을 하며 또한 주변 산소 및 수분이 감습성 PL물질(222)을 포함하는 제2 PL층(22)으로 투과 및 침투하는 것을 감소시키는 산소 및 수분 장벽층 역할도 한다. 반사 구조(30)도 PL층들(21 및 22)의 단면에서 측면으로 침투하는 주변 산소 및 수분을 감소시킨다. 또한 무기 물질로 구성된 발광 반도체 다이(10)는 산소 및 수분이 더 낮은 표면(12)에서 수직으로 통과하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 감습성 PL 물질(222)을 포함하는 제2 PL층(22)은 외부 산소 또는 수분에 의해 발생하는 유해한 영향으로부터 제2 PL층(22)의 감습성 PL 물질(222)이 제대로 보호되도록 근접 밀봉식 캡슐화(near hermetic encapsulation)를 형성하기 위해 제1 PL층(21), 반사 구조(30) 및 발광 반도체 다이(10)와 같은 구성 요소들에 의해 실질적으로 완전히 밀폐된다. 바람직하게는, 제1 폴리머 매트릭스 물질(211), 제2 폴리머 매트릭스 물질(221) 및 제3 폴리머 매트릭스 물질(31)은 감습성 PL 물질(222)을 더 잘 보호하기 위한 산소 및 수분 장벽 특성을 더 향상시키기 위해 낮은 WVTR을 가진 폴리머 물질들에서 선택된다.

더 나아가, 제1 PL층(21)의 제1 폴리머 매트릭스 물질(211) 및 적은 감습성 PL 물질(212) 모두 주변 산소 또는 수분의 침투를 줄이기 위한 역할을 할 수 있으므로, 제1 폴리머 매트릭스 물질(211)의 두께는 산소 및 수분 장벽층을 목적으로 크게 증가될 필요는 없다. 적은 감습성 PL 물질(212)의 중량 백분율이 더 높은 것이 바람직하지만 제1 폴리머 매트릭스 물질(211)의 두께가 그에 비례하여 증가되지 않도록 적은 감습성 PL 물질(212)은 더 작은 입자 크기를 가지거나 제1 PL층(21) 내부에 더 높은 패키징 밀도를 형성하도록 지정될 수 있는 것으로 이해한다. 일반적으로 제1 폴리머 매트릭스 물질(211)의 양은 적은 감습성 PL 물질(212)의 중량 백분율이 증가함에 따라 약간 증가할 수 있다. 그러므로, 제1 PL층(21)은 상대적으로 낮은 WVTR을 가진 최소 두께를 유지할 수 있다. 결과적으로, LED 디바이스(1)의 전체적인 패키징 크기는 알맞은 산소 및 수분 장벽 특성들을 유지하면서 작은 폼 팩터의 사양에 계속 부합할 수 있다.

마지막으로, 반사 구조(30)가 제2 PL층(22)에 충분한 캡슐화를 제공하지 않는 경우, LED(1)의 단면으로부터 제2 PL층(22)까지 측면으로 더 개선된 장벽 특성을 확보될 수 있도록 제2 PL층(22)의 표면 영역은 제1 PL층(21)의 표면 영역보다 작게 지정될 수 있다.

상기 언급된 문단들은 LED(1)에 관한 실시예들의 상세한 설명이다. 본 발명에 따른 LED들의 다른 실시예들의 상세한 설명은 다음과 같이 설명될 것이다. LED들의 다음 실시예들에서 나타나는 특징들 및 이점들의 일부 상세한 설명은 LED(1)의 설명과 유사하므로 간결성을 목적으로 생략되는 것으로 이해한다.

도 2A 내지 도 2F는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED(2)를 묘사하는 단면도의 개략도다. 도 2A에 도시된 바와 같이, LED(2)와 LED(1)의 차이점은 LED(2)는 발광 반도체(10), PL 구조(20) 및 반사 구조(30)와 같은 LED(1)를 구성하는 요소들 외에 투명한 장벽층(30)을 더 포함한다는 것이다.

구체적으로, 투명한 장벽층(50)은 반사 구조(30)를 커버하기 위해 외측으로 연장되는 PL 구조(20) 위에 배치된다. 대안으로, 투명 장벽층(50)은 PL 구조(20)를 선택적으로 커버하도록 배치될 수 있고 투명한 장벽층(50)의 단면은 반사 구조(30)에 의해 감싸지고 커버된다(도시되지 않음). 투명한 장벽층(50)은 광학적으로 실질적으로 투명하여 빛은 통과시키지만 주변 산소 및 수분의 침투는 감소시켜서 감습성 PL 물질(222)에 존재하는 주변 산소 및 수분을 감소시킨다. 투명한 장벽층(50)의 예시들에는 투명한 무기층(예를 들어, 유리) 또는 WVTR이 낮은 폴리머층 (예를 들어, WVTR이 낮은 에폭시 또는 실리콘)이 포함될 수 있으나 그에 한정되지 않는다. 도 2A에 도시된 바와 같이 LED(2)를 제조하기 위해, 투명한 장벽층(50)은 LED(2)를 형성하기 위해 접착제를 사용하여 LED(1) 위에 적층(laminated)될 수 있다.

도 2B에 도시된 바와 같이, LED(2)의 PL 구조(20)는 광학적으로 실질적으로 투명한 게터층(getter layer)(24)을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 게터층(24)은 제1 PL층(21)과 제2 PL층(22) 사이에 배치되어 끼워질 수 있다. 적어도 다량의 주변 산소 및 수분이 투명 장벽층(50) 및/또는 제1 PL층(21)에 의해 차단되지만 여전히 미세한 양의 산소 및 수분이 이와 같은 수분 장벽 구조들을 통과할 수 있다. 게터층(24)은 산소 또는 수분의 잔여량을 흡착, 흡수 또는 그것에 반응하는 산소 또는 수분 스캐빈저로 지정된다. 그러므로, 제2 PL층(22)의 산소 및 수분에 민감한 PL 물질(222)은 서술된 실시예들에서 더 보호된다.

게터층(24)은 게터 물질(242)이 투명한 폴리머 물질(241)과 혼합되도록 실질적으로 투명한 폴리머 물질(241)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명한 폴리머 물질(241)은 실리콘 물질, 고무 물질, 플라스틱 물질 등과 같은 수지 물질을 포함하며, 바람직하게는 LED(2)의 동작 중에 과도한 저하가 없는 내열성 물질이다. 게터 물질(242)은 비석(zeolite), 비석 점토(zeolitic clays), 산화칼슘, 산화바륨, 알루미늄, 칼슘, 바륨, 티타늄, 금속합금, 수분 흡수 산화물(water absorbing oxides), 활성탄, 흡수 유기 물질(absorptive organic materials), 흡수 무기 물질(absorptive inorganic materials), 또는 그 중 둘 이상의 결합물과 같은 다수의 나노 입자들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 게터 물질(242)의 나노 입자들의 크기(예를 들어, 직경)는 가시광선의 4분의 1 파장 미만으로, 예를 들어, 약 200nm 또는 약 100nm 미만일 수 있다. 제조 방법에 대해 설명하자면, 게터층(24)은 주입, 인쇄, 몰딩, 스프레이 코팅 등과 같은 프로세스들에 의해 형성될 수 있다.

게터층(24)은 또한 게터 입자들을 함유하지 않고 형성될 수 있다. 예를 들어, 게터층(24)은 투명한 액상 게터 물질(transparent liquid-phase getter material)을 응고시켜서 형성될 수 있다. 무 입자(particle-free) 게터층(24)의 일 예시는 미국 특허 공개 공보 US 2013/0181163의 내용을 참조할 수 있다.

도 2C에 도시된 바와 같이, 게터 물질(242)은 LED(2)의 제1 PL층(21) 및/또는 제2 PL층(22) 내부에 포함될 수 있다. 예를 들어, 게터 물질(242)은 제1 폴리머 물질(211) 및/또는 제2 폴리머 물질(221) 내부에 직접 분산된다. 유사하게, 도 2D에 도시된 바와 같이, 게터 물질(242)은 반사 구조(30) 내부에 포함될 수 있다. 예를 들어, 게터 물질(242)은 제3 폴리머 매트릭스 물질(31) 안에 분산된다. 따라서, 제1 폴리머 물질(211), 제2 폴리머 물질(221) 및/또는 제3 폴리머 매트릭스 물질(31)에 침투하는 주변 산소 또는 수분은 감습성 PL 물질(222)이 더 밀봉되도록 게터 물질(242)에 의해 흡착, 흡수 또는 반응될 수 있다.

도 2E에 도시된 바와 같이, 투명한 장벽층(50)이 유리 기판과 같은 근접 밀봉식 밀폐성을 가진 무기물을 포함하는 경우, LED(2)의 제1 PL층(21)과 제2 PL층(22)의 접착 순서가 바뀔 수 있다. 즉, 감습성 PL 물질(222)을 포함하는 제2 PL층(22)이 투명한 장벽층(50)에 인접하게 배치되도록 제2 PL층(22)은 제1 PL층(21) 위에 접착된다. 이와 같은 배치에서, 주변 산소 또는 수분은 근접 밀봉식 투명 장벽층(50)을 통과할 수 없으므로, 반사 구조(30)의 하면에서 감습성 PL물질(222)에 도달하는 주변 산소 또는 수분의 이동 거리가 증가된다. 그러므로, 외부 산소 또는 수분으로부터의 감습성 PL 물질(222) 보호는 더 향상된다.

LED(2)의 다른 실시예들은 도 2F에 도시된 바와 같이 제2 PL층(22)이 투명한 장벽층(50)과 제1 PL층(21) 사이에 끼이도록 구성되며 제2 PL층(22)의 하면(224) 및 단면(225)은 제1 PL층(21)에 의해 실질적으로 완전히 커버된다. 즉, 제2 PL층(22)은 투명한 장벽층(50) 및 제1 PL층(21) 둘 다에 의해 실질적으로 완전히 캡슐화된다. 이와 같은 배치에서, 감습성 PL 물질(222)은 반사 구조(30)의 단면을 침투하는 외부 산소 또는 수분으로부터 더 잘 보호될 수 있다.

요약하자면, 투명한 장벽층(50), 게터층(24) 및/또는 게터 물질(242)을 통합하는 단계와 같이 LED(2)의 다양한 실시예들이 기재된다. 더 나아가, 투명한 장벽층(50)이 근접 밀봉식인 경우, 감습성 축광 물질(222)을 포함하는 제2 PL층(22)이 투명한 장벽층(50) 및 제1 PL층(21)에 의해 실질적으로 완전히 캡슐화되도록 제1 PL층(21)과 제2 PL층(22)의 접착 순서가 바뀔 수 있다. 이와 같은 기술적 특징들을 가진 실시예들은 주변 산소 및 수분의 해로운 영향으로부터 감습성 PL 물질(222)을 더 잘 보호할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED(3)를 묘사하는 단면도의 개략도를 도시한다. LED(3)와 LED(2)의 차이점은, 도 2A에 도시된 바와 같이, LED(3)는 반사 구조(30)를 감싸는 수분 장벽 반사 구조(60)를 더 포함한다는 것이다.

더 나은 산소 및 수분 장벽 역할을 하기 위한 반사 구조(30)를 형성하기 위해 WVTR이 낮은 폴리머 물질이 사용되는 것이 바람직하다. 그러나 WVTR이 낮은 폴리머 물질은 저하되고 청색광 또는 UV광과 같은 LED 반도체 다이(10)에서 방출되는 고 에너지 1차 광의 조사에 따른 황화(yellowing) 또는 암화(darkening)에 민감한 경향이 있을 수 있다. 또한 이와 같은 물질들은 열기에 대한 내열성이 부족할 수 있다. 그러므로, WVTR이 낮은 폴리머 물질들이 특정 고성능 LED 응용들에 사용되는 것은 적합하지 않을 수 있다. 예를 들어, 페닐기 실리콘 물질들은 메틸기 실리콘 물질들보다 더 낮은 WVTR을 가지지만, 메틸기 실리콘 물질들은 페닐기 실리콘 물질들보다 내열성이 더 좋다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, LED(3)는 반사 구조(30)의 외부 표면을 감싸고 커버하는 추가적인 수분 장벽 반사 구조(60)를 더 포함하도록 지정된다. 이와 같은 배치에서, 반사 구조(30)는 뜨거운 발광 반도체 다이(10)에 인접하므로, 이와 같은 물질들의 WVTR이 더 높더라도 더운 환경 및 청색/UV 광의 조사 중에 더 열적으로 안정적인 물질들을 사용하도록 지정될 수 있다. 즉, 반사 구조(30)의 주요 기능은 발광 반도체 다이(10)에서 방출되는 청색 또는 UV광에 리플렉터를 제공하는 것이다. 반면, 수분 장벽 반사 구조(60)는 산소 또는 수분 장벽층 기능을 하도록 WVTR이 낮은 폴리머 물질들을 사용하도록 지정될 수 있다. 서술된 실시예들에서, LED(3)는 발광 반도체 다이(10)에서 발생되는 열기 및 조사에 반하는 적절한 내열성을 포함하며 또한 주변 산소 또는 수분에 반하는 근접 밀봉식 캡슐화를 제공한다. 대안으로, 디바이스 구조에서, 투명한 장벽층(50)은 상면으로부터의 산소 및 수분 침투를 줄이기 위해 수분 장벽 반사 구조(60)를 커버하도록 좌우로 연장될 수 있다.

바람직하게는, 수분 장벽 반사 구조(60)는 낮은 WVTR을 가진 제4 폴리머 매트릭스 물질(61)을 포함하되, 예를 들어 두께가 2mm인 층에서 측정되는 경우 10g/m²/일 이하다. 제4 폴리머 매트릭스 물질(61)의 예시들에는 실리콘 물질과 같은 수지 물질이 포함될 수 있지만, 그에 한정되지 않는다. 수지 또는 실리콘 물질들은 WVTR을 낮추기 위해 고 농도의 페닐기와 같은 특정 기능기를 포함할 수 있다.

수분 장벽 반사 구조(60)는 제4 폴리머 매트릭스 물질(61) 내에 분산된 광 산란 입자들(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 수분 장벽 반사 구조(60)의 총 중량에 대한 광 산란 입자들의 중량 백분율은 약 10% 이상이다. 따라서, 수분 장벽 반사 구조(60)는 내부 반사 구조(30)를 통해 통과하는 빛을 다시 반사시키는 리플렉터의 역할도 할 수 있으므로 LED 디바이스(3)의 네 개의 주변 단면들로부터 빠져 나오는 잠재적인 청색광 누설을 감소시킬 수 있다. 추가적으로, 수분 장벽 구조(60)는 더 나은 산소 및 수분 장벽 특성들을 달성하기 위해 광 산란 입자들을 내부에 포함시킴으로써 WVTR을 더 감소시킬 수 있다.

반면, 반사 구조(30)는 적어도 발광 반도체 다이(10)에서 방출되는 다량의 1차 광(특히 청색 또는 UV 광) 및 PL 구조(20)에서 방사되는 2차 광을 반사시키도록 지정된다. 그러므로, 내부 반사 구조(30)를 투과한 후에 외부 수분 장벽 반사 구조(60)에 의해 감지되는(experienced) 누설광(leakage light)의 강도는 상당히 감소된다. 따라서, 물질들이 열적으로 덜 안정적이더라도, 청색광 또는 UV광의 조사로 인해 발생되는 수분 장벽 반사 구조(60)의 물질 저하는 심각하지 않다. 또한, 수분 장벽 반사 구조(60)는 반사 구조(30)가 사이에 끼어있는 경우, 발광 반도체 다이(10)의 열원과 직접 접촉하지 않으므로 열기를 덜 감지할(experience) 것이다. 그러므로 열기에 의해 발생되는 물질 저하 또한 심각하지 않다. 게다가, 열기 또는 청색 또는 UV광의 조사로 인해 발생되는 반사 구조(30)의 물질 저하를 방지 또는 감소시키기 위해, 반사 구조(30)의 제3 폴리머 매트릭스 물질은 메틸기 실리콘 물질과 같이 내열성이 더 높아서 청색광 또는 UV광의 조사 중에 더 견딜 수 있는 수지 또는 실리콘 물질에서 지정될 수 있다.

LED(3)의 제조 방법에 대해 설명하자면, 수분 장벽 반사 구조(60)는 주입, 인쇄, 몰딩등과 같은 유사한 제조 프로세스들을 활용하여 제조될 수 있다. 대표적인 제조 프로세스를 설명하면 다음과 같다. 우선, LED(30)의 반사 구조(30)는 상기 기재된 바와 같이 LED(1)의 반사 구조(30)를 제조하는 방법과 유사하게 형성된다. 그 다음, 수분 장벽 반사 구조(60)는 주입, 인쇄 또는 몰딩 프로세스들을 통해 반사 구조(30)를 감싸도록 수분 장벽 반사 구조(60)의 슬러리 물질을 배치하여 형성된다. 그리고 제조 절차를 끝내기 위해 경화 프로세스를 진행한다. 더 나아가, 투명한 장벽층(50)은 수분 장벽 반사 구조(60) 및 투명한 장벽층(50)이 특징인 LED(30)의 서술된 실시예들의 제조 프로세스를 완료하기 위해 수분 장벽 반사 구조(60)를 형성하기 전 또는 후에 PL 구조(20) 위에 배치될 수 있다.

요약하자면, 수분 장벽 반사 구조(60) 및 반사 구조(30)로 형성된 LED(3)는 고성능 응용들에 더 적합한데, 바람직하게는 감습성 PL 물질(222)이 사용된다.

본 발명에 따라 공개된 LED들(1 내지 3)은 CSP LED들의 산소 또는 수분 장벽 특성들을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 그러나 이러한 디바이스들은 광을 방출하는 상면, 즉, 주로 또는 오직 CSP LED 디바이스의 상면에서 방사하는 것으로 특정되므로, 더 작은 시야각을 포함하는 응용들에 더 적합하다. 본 발명에 따른 알맞은 산소 및 수분 장벽 특성들을 포함하는 층상 축광 구조들 또한 5면 방출(five-surface emitting) CSP LED 디바이스, 즉 빛이 CSP LED 디바이스의 상면 및 네 개의 주변 단면들에서 방사되는 광에 포함될 수 있다. 따라서, 감습성 PL 물질을 포함하는 5면 방출 CSP LED 디바이스는 큰 시야각을 포함하는 응용들에 사용될 수 있다.

도 4A 내지 도 4D는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED(4)를 도시하는 단면도의 개략도다. 도 4A에 도시된 바와 같이, LED(4)는 발광 반도체 다이(10), PL 구조(20') 및 캡슐화 구조(70')를 포함하되, PL 구조(20')는 상기 언급된 실시예들(예를 들어, 도 1A에 도시된 PL 구조(20))의 PL 구조(20)와 형태가 다르다. 기하학적 관점에서, PL 구조(20)는 발광 반도체 다이(10)의 상면(11)을 커버하고 인접하는 실질적으로 평면층인 반면 PL구조(20')는 발광 반도체 다이(10)의 단면(13)뿐만 아니라 상면(11)에 일치하게(conformally) 커버하며 인접하고 있다.

구체적으로, PL 구조(20')는 상부(201'), 단부(202') 및 연장부(203')를 포함한다. 상부(201')는 발광 반도체 다이(10)의 상면(11)을 커버하도록 배치되고, 단부(202')는 발광 반도체 다이(10)의 단면(13)을 커버하기 위해 아래쪽으로 연장되는 상부(201')와 연결된다. 단부(202')의 하면은 발광 반도체 다이(10)의 하면(12)과 수평일 수 있다. 연장부(203')는 단부(202')에서 좌우로 연장되는 단부(202')에 연결된다. 층상 PL 구조(20')는 제2 PL층(22)과 제2 PL층(22) 위에 배치된 제1 PL층(21)을 포함한다. 따라서, 상부(201'), 단부(202') 및 연장부(203')는 제1 PL층(21) 및 제2 PL층(22)의 층들 모두 포함한다.

투명한 캡슐화 구조(70)는 상부(201')의 상면, 단부(202')의 단면 그리고 연장부(203')의 상면을 커버하는 PL 구조(20') 위에 배치된다. 투명한 캡슐화 구조(70)의 단면은 연장부(203')의 단면(203)과 수직으로 일치할 수 있다. 다른 실시예들에서(도시되지 않음), 투명한 캡슐화 구조(70)는 PL 구조(20')를 위해 개선된 밀봉을 형성하기 위해 연장부(203')의 단면(203)도 커버할 수 있다. 투명한 캡슐화 구조(70)는 주변 산소 및 수분의 투과 및 침투에 저항하기 위해 바람직하게는 WVTR이 낮은 실질적으로 투명한 폴리머 물질(71)을 포함한다.

도 4B에 도시된 바와 같이, 층상 PL 구조(20')는 발광 반도체 다이(10), 하부 제1 PL층(21) 및 제2 PL층(22) 위에 배치된 제3 축광층(23)(이하 제3 PL층(23))으로 축약)을 더 포함할 수 있다. 즉, 산소 또는 수분에 민감한 축광 물질(222)을 포함하는 제2 PL층(22)은 제1 PL층(21)과 제3 PL층(23) 사이에 있다. 제3 PL층(23)은 제4 폴리머 매트릭스 물질(231) 내에 분산된 제3 축광 물질(예를 들어, 적은 감습성 축광 물질)(232)(이하 적은 감습성 PL 물질(232)로 축약)을 포함한다. 두 구성 요소들의 기술적 사양들은 상기 기재된 바와 같이, 제1 PL층(21)의 제1 폴리머 매트릭스 물질(211) 및 적은 감습성 PL 물질(212)의 사양들일 수 있다.

그러므로, 발광 반도체 다이(10) 및 PL 구조(20')에 의해 방출된 광은 LED(4)의 상면 및 네 개의 단면들에서도 외측으로 방사될 수 있다; 즉, LED(4)는 5면 방출 CSP LED로 특정된다. 그러므로, LED(4)는 더 큰 시야각을 가질 수 있다. 게다가, 제1 PL층(21), 제3 PL층(23) 및 투명한 캡슐화 구조(70)는 주변 산소 또는 수분이 감습성 PL 물질(222)을 포함하는 제2 PL층(22)에 도달하여 투과 또는 침투하는 것을 감소시키기 위해 WVTR이 낮게 지정된다.

감습성 PL 물질(222)을 포함하는 제2 PL층(22)이 잘 보호되더라도, 특히 LED(4)의 단면(203)에서 투과하는 산소 또는 수분에 의한 공격의 경미한 위험이 아직 존재할 수 있다. 이와 같이 잠재적인 위험요소를 해결하기 위해, 도 4C에 도시된 바와 같이, 5면 방출 CSP LED의 추가적인 실시예들이 설명된다. 도 1C에 도시된 LED(1)의 PL 구조(20)와 유사하게, LED(4)의 PL 구조(20')의 제1 PL층(21) 및 제2 PL층(22)은 커버 영역들의 크기가 다르게 지정된다. 구체적으로, 상면도에 나타난 바와 같이, 제2 PL층(22) 위에 배치된 제1 PL층(21)은 감습성 PL 물질(222)을 포함하는 제2 PL층(22)이 실질적으로 완전히 캡슐화되도록 더 큰 커버 영역을 포함한다. 바람직하게는, 제1 PL층(21)의 연장부(213)는 제2 PL층(22)의 연장부(223)의 단면(225)을 실질적으로 완전히 커버하기 위해 외측으로 연장되도록 지정된다. 이와 같은 배치를 통해, 산소 및 수분에 덜 민감한 축광 물질(212)을 포함하는 제1 PL층(21)은, 특히 측단 방향으로, 산소 및 수분에 민감한 축광 물질(222)을 포함하는 제2 PL층(22)으로 침투하는 산소 또는 수분을 더 최소화시킬 수 있다.

도 4D에 도시된 바와 같이, LED(4)는 발광 반도체 다이(10) 위에 그리고 제1 PL층(21)과 제2 PL층(22) 밑에 배치된 제3 PL층(23)을 더 포함할 수 있다; 즉, 제2 PL층(22)은 제1 PL층(21)과 제3 PL층(23) 사이에 끼어 있다. 제2 PL층(22)은 제1 PL층(21)과 제3 PL층(23) 내부에 캡슐화되도록 더 작은 커버 영역을 포함하도록 지정된다. 그러므로, 산소 및 수분 장벽 특성들이 더 향상된다.

LED(4)를 제조하기 위한 제조 절차에 대해 설명하자면, 일 예시는 미국 특허 공개 공보 US2010/0119839에 공개된 방법에 의해 발광 반도체 다이(10) 위에 층상 PL 구조(20')를 형성하는 것이다. 더 구체적으로, 제3 PL층(23), 제2 PL층(22) 및 제2 PL층(21)이 순서대로 배치된다. 그 다음, 투명한 캡슐화 구조(70)는 주입, 인쇄 또는 몰딩 프로세스를 통해 LED(4)의 제조 프로세스를 완료하기 위해 PL 구조(20') 위에 형성될 수 있다. 더 나아가, 제1 PL층(21), 제2 PL층(22) 또는 제3 PL층(23)의 선별적인 배치가 지정되는 경우, 커버 영역들의 크기가 다른 상응하는 PL층들을 제조하기 위해 구멍 크기가 서로 다른 쉐도우 마스크들이 사용될 수 있다. 쉐도우 마스크들을 사용하는 PL층들의 선별적인 배치 프로세스들은 도 1E, 도 1F 및 상응하는 문단들에 기재된 기술 설명들을 참조할 수 있다.

본 발명에 따른 알맞은 산소 및 수분 장벽 특성들을 가진 층상 축광 구조는 또한 감습성 PL 물질들을 포함하는 리드 프레임 유형 LED 디바이스들의 실시예들을 위해 사용될 수 있다. 도 5A 및 도 5B는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 LED(5)를 묘사하는 단면도의 개략도다. 도 5A에 도시된 바와 같이, LED(5)는 발광 반도체 다이(10'), 패키징 구조(80) 및 PL 구조(20)를 포함한다. 발광 반도체 다이(10')는 플립칩 발광 반도체 다이, 수직 발광 반도체 다이 또는 수평(페이스-업(face up)) 발광 반도체 다이일 수 있다.

패키징 구조(80)는 리드 프레임(81) 및 리플렉터(82)를 포함한다. 서로에게서 전기로 고립되는 제1 전극(811) 및 제2 전극(812)을 포함하는 리드 프레임(81)은 펀칭 프로세스(punching process)를 통해 형성될 수 있다. 리플렉터(82)는 리드 프레임(81) 위에 배치되거나 형성된다. 제1 전극(811) 및 제2 전극(812)의 적어도 부분들은 발광 반도체 다이(10')의 전극들(14)에 전기로 연결하기 위해 노출된다. 제1 및 제2 전극들(811 및 812)의 노출 영역들은 또한 와이어 본딩(wire bonding) 또는 발광 반도체 다이(10')에 다른 전기 연결 방식을 위한 본딩 패드들로 사용될 수 있다.

바람직하게는, 리플렉터(82)는 반사 광학 캐비티(821)를 형성하기 위해 리드 프레임(81) 위에 배치된다. 리플렉터(82)의 물질 구성은 폴리머 물질 내에 분산된 광 산란 입자들과 같이 도 1A에 도시된 반사 구조(30)의 물질 구성과 동일하거나 유사할 수 있다. 그러므로 리플렉터(82)도 WVTR이 낮을 수 있다. 리플렉터(82)를 형성하기 위해 사용되는 물질의 예시들에는 폴리프탈아미드(PPA), 폴리사이클로핵실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCT), 에폭시 몰딩 화합물(EMC), 또는 실리콘 몰딩 화합물(SMC)이 포함되지만 그에 한정되지 않는다.

발광 반도체 다이(10')는 광학 캐비티(821) 내에 배치되고 제1 전극(811) 및 제2 전극(812)에 전기로 연결된다. PL 구조(20)는 발광 반도체 다이(10')를 커버하도록 광학 캐비티(821) 내부에 배치된다. 그러므로, 발광 반도체 다이(10')에서 방출되는 1차 광 및 PL 구조(20)에 의해 변환되는 2차 광은 단독 또는 주로 상면(201)에서 외측으로 방사될 수 있다. 도 5A에 도시된 바와 같이 일부 실시예들에 따라, PL 구조(20)는 패키징 구조(80) 안의 발광 반도체 다이(10') 및 PL 구조(20) 사이에 배치된 실질적으로 투명한 고분자 물질(83)을 포함함으로써 발광 반도체 다이(10')에서 이형된다. 따라서, 발광 반도체 다이(10')의 상면(11) 위에 추가 공간은 와이어 본딩을 통한 반도체 다이(10')와 리드 프레임(91)의 전극들(811 및 812)의 전기 연결을 가능하게 한다.

LED 디바이스(5)를 제조하는 방법에 대해 설명하자면, 대표적인 제조 프로세스에 대한 설명은 다음과 같다. 우선, 발광 반도체 다이(10')는 기계로 리드 프레임(81)에 결합되고 전기로 전극들(811 및 812)에 연결된다. 그 다음, PL 구조(20)는 바람직하게는 미국 특허 공개 공보 US2010/0119839에 공개된 방법에 따라 형성되어 PL 구조(20)의 하면(202)이 발광 반도체 다이(10')의 상면(11)에 인접하도록 발광 반도체 다이(10') 위에 배치된다. 대안으로, 다른 실시예들에 따른 LED(5)를 형성하기 위해 실질적으로 투명한 폴리머 물질(83)이 PL 구조(20)가 부착되기 전에 발광 반도체 다이(10') 위에 스페이서를 형성하기 위해 배치될 수 있다.

반면, 비교 대상인 감습성 리드 프레임 유형 LED 디바이스의 경우, 실리콘 오버층(silicon over-layer)이 주변 수분의 침투를 최소화 하기 위해 리드 프레임 유형 LED의 상면을 커버하도록 배치되어 감습성 축광 물질들의 저하를 방지한다. 그러나 본 발명에서 서술된 실시예들에 따른 LED(5)는 제1 폴리머 매트릭스 물질(211) 내에 분산된 적은 감습성 PL 물질(212)을 포함하는 제1 PL층(21)으로 실리콘 오버층을 대체하도록 구성된다. 이와 같은 배치를 통해, 수분 장벽층은 감습성 PL 물질(222)을 포함하는 제2 PL층(22)을 더 잘 보호하기 위한 제1 PL층(21)이 된다. 따라서, LED(5)의 서술된 실시예들은 부득이하게 전체적인 폼 팩터를 늘리는 수분 장벽층인 상대적으로 더 두꺼운 실리콘 오버층을 생략할 수 있다. 더 소형화된 LED는 더 얇고 더 소형화된 폼 팩터를 포함하는 전자 제품들과 같은 응용들에 더 적합하다.

도 5B에 도시된 바와 같이, LED(5)는 PL 구조(20)에 배치된 투명한 장벽층(50)을 더 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 투명한 장벽층(50)은 리플렉터(82)의 상면을 더 커버할 수 있다. 게다가, 게터 물질(242)은 PL 구조(20) 내부(예를 들어, 게터층(24) 내부) 및/또는 투명한 폴리머 물질(83) 안에 포함될 수도 있다.

요약하자면, 본 발명의 실시예들에 따른 LED들은 산소 및 수분 장벽 특성들을 향상시키기 위한 다양한 수분 저항 구조들을 포함한다. 예를 들어, 층상 PL 구조, 반사 구조, 투명한 장벽층, 수분 장벽 반사 구조, 게터층, 패키징 구조 등과 같은 내습성 구조의 다양한 실시예들은 산소 및 수분이 감습성 PL 물질에 닿는 것을 방지 또는 감소시키도록 지정되되, LED의 전체적인 폼 팩터는 크게 커지지 않도록 한다.

본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 기재되었으나, 통상의 기술자들이 다양하게 변경할 수 있으며, 첨부된 청구항에 의해 정의된 본 발명의 진정한 이상 및 범위에서 벗어나지 않는다면 그에 대응하는 것으로 대체될 수 있다. 또한 본 발명의 목적, 이상 및 공개 범위에 특정 상황, 재료, 물질의 구성, 방법 또는 프로세스를 맞추기 위해 다양하게 수정될 수 있다. 그와 같은 모든 수정들은 첨부된 청구항 범위 내에서 실시된다. 특히, 여기에 공개된 방법이 특정 순서로 실시되는 특정 동작들을 참조하여 기재되었지만, 본 발명의 교시 내용에서 벗어나지 않는다면 이러한 동작들은 이러한 동작들이 결합, 세부 분할 또는 재배열될 수 있는 것을 이해한다. 따라서 구체적으로 본 명세서에 기대되지 않는 한 동작의 순서 및 분류는 본 발명에 한정하지 않는다.

Claims

상면, 단면, 하면 및 상기 하면에 인접하여 배치된 전극 세트를 포함하는 발광 반도체 다이;
상기 반도체 다이 위에 배치되고 제2 축광층, 상기 제2 축광층 위에 배치된 제1 축광층을 포함하되, 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제1 축광 물질을 포함하고, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제2 축광 물질을 포함하는 축광 구조; 및
적어도 상기 발광 반도체 다이의 상기 단면을 커버하되, 제3 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제3 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 광 산란 입자들을 포함하는 반사 구조를 포함하며,
상기 제1 축광 물질은 적은 감습성 축광 물질로, 상기 제1 축광층에 대한 제1 축광 물질의 백분율이 60% 이상이고,
상기 제2 축광 물질은 감습성 축광 물질이며,
상기 제1 폴리머 매트릭스 물질의 투습도는 두께가 2mm인 층에서 측정 시 10g/m²/일 이하인 발광 디바이스.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제1 축광 물질의 중간 입자 크기는 30μm 이하인, 발광 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 반사 구조에 대한 상기 광 산란 입자들의 중량 백분율이 30% 이상인, 발광 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 제3 폴리머 매트릭스 물질의 투습도는 두께가 2mm인 층에서 측정 시 10g/m²/day 이하인, 발광 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 제1 축광 물질은 무기 형광 물질을 포함하고, 상기 제2 축광 물질은 반응 물질 또는 반도체 나노 결정 물질과 활성화되는 형광 물질을 포함하는, 발광 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 제1 축광 물질은 산질화물 형광체를 포함하고; 상기 제2 축광 물질은 망간과 활성화되는 플루오라이드 형광체를 포함하는, 발광 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 제1 축광층의 표면 영역은 상기 제2 축광층의 표면 영역보다 크고 상기 제1 축광층은 상기 반사 구조를 더 커버하는, 발광 디바이스.
제1 항에 있어서,
상기 제2 축광층은 중앙부와 상기 중앙부를 감싸는 연장부를 더 포함하여 상기 제2 축광 물질이 상기 연장부에서 떨어진 상기 중앙부에 선택적으로 포함되는, 발광 디바이스.
제1 항, 제3 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축광 구조 위에 배치되는 수분 장벽층을 더 포함하는, 발광 디바이스.
제10 항에 있어서,
상기 수분 장벽층은 실질적으로 투명한 무기층 또는 실질적으로 투명한 폴리머층인, 발광 디바이스.
제10 항에 있어서,
상기 수분 장벽층은 상기 반사 구조를 커버하는, 발광 디바이스.
제1 항, 제3 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축광 구조는 상기 제1 축광층과 상기 제2 축광층 사이에 배치된 실질적으로 투명한 게터층을 더 포함하는, 발광 디바이스.
제1 항, 제3 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 축광층 또는 상기 제2 축광층 중 적어도 하나는 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 또는 상기 제2 폴리머 매트릭스 물질 내 분산된 게터 물질을 더 포함하는, 발광 디바이스.
제1 항, 제3 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사 구조는 상기 제3 폴리머 매트릭스 물질 내 분산된 게터 물질을 더 포함하는, 발광 디바이스.
제1 항, 제3 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사구조를 감싸고 커버하는 수분 장벽 반사 구조를 더 포함하되, 상기 수분 장벽 반사 구조는 두께가 2mm 인 층에서 측정되는 투습도가 10g/m²/day 이하인 제4 폴리머 매트릭스 물질을 포함하는, 발광 디바이스.
제16 항에 있어서,
상기 수분 장벽 반사 구조는 상기 제4 폴리머 매트릭스 물질 내 분산된 광 산란 입자들을 더 포함하고, 상기 수분 장벽 반사 구조에 대한 광 산란 입자들의 중량 백분율은 10% 이상인, 발광 디바이스.
제1 항, 제3 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
기판을 더 포함하되, 상기 발광 반도체 다이 및 상기 반사 구조는 상기 기판 위에 배치되는, 발광 디바이스.
상면, 단면, 하면 및 상기 하면에 인접하게 배치된 전극 세트를 포함하는 발광 반도체 다이;
상기 발광 반도체 다이 위에 배치되되, 제2 축광층 및 상기 제2 축광층 위에 배치되는 제1 축광층을 포함하고, 각각의 상기 제 1 및 제2 축광층들은 상기 반도체 다이의 상면을 커버하는 상부, 상기 상부와 연결되고 상기 발광 반도체 다이의 단면을 커버하는 단부 및 상기 단부에서 외측으로 연장되는 연장부를 포함하는 축광 구조; 및
상기 축광 구조 위에 배치되는 캡슐화 구조를 포함하되;
상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제1 축광 물질을 포함하고; 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제2 축광 물질을 포함하고; 상기 캡슐화 구조는 실질적으로 투명한 폴리머 물질을 포함하며,
상기 제1 축광 물질은 적은 감습성 축광 물질로, 상기 제1 축광층에 대한 제1 축광 물질의 백분율이 60% 이상이고,
상기 제2 축광 물질은 감습성 축광 물질이며,
상기 제1 폴리머 매트릭스 물질의 투습도는 두께가 2mm인 층에서 측정 시 10g/m²/일 이하인 발광 디바이스.
제19 항에 있어서,
상기 제2 축광층의 상기 연장부는 상기 제1 축광층에 의해 커버되고 캡슐화되는 단면을 포함하는, 발광 디바이스.
제19 항에 있어서,
상기 축광 구조는 제4 폴리머 매트릭스 물질과 상기 제4 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제3 축광 물질을 포함하는 제3 축광층을 더 포함하고, 상기 제3 축광 물질은 상기 제2 축광 물질과 상이하며, 상기 제2 축광층은 상기 제1 축광층과 상기 제3 축광층 사이에 배치되는, 발광 디바이스.
제21 항에 있어서,
상기 제2 축광층의 상기 연장부는 상기 제1 축광층에 의해 커버되고 캡슐화되는 단면을 포함하는, 발광 디바이스.
삭제
제19 항에 있어서,
상기 제1 축광물질의 중간 입자 크기는 30μm 이하인, 발광 디바이스.
제19 항에 있어서,
상기 캡슐화 구조 내에 포함된 상기 실질적으로 투명한 폴리머 물질의 투습도는 두께가 2mm인 층에서 측정 시 10g/m²/day 이하인, 발광 디바이스.
제19 항 내지 제22 항, 제24 항, 및 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
기판을 더 포함하되, 상기 발광 반도체 다이 및 상기 축광 구조는 상기 기판 위에 배치되는, 발광 디바이스.
발광 반도체 다이;
제1 전극, 제2 전극 및 위에 리플렉터가 배치된 리드 프레임을 포함하되, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 부분적으로 전기 연결을 위해 노출되고 광학 캐비티는 상기 리드 프레임 및 상기 리플렉터에 의해 형성되는 패키징 구조; 및
상기 발광 반도체 다이를 커버하기 위해 상기 광학 캐비티 내부에 배치되고 제2 축광층 및 상기 제2 축광층 위에 배치되는 제1 축광층을 포함하되, 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제1 축광 물질을 포함하고, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 내에 분산된 제2 축광 물질을 포함하는 축광 구조를 포함하되;
상기 발광 반도체 다이는 상기 패키징 구조의 상기 광학 캐비티 내부에 배치되어 기계로 결합되고 상기 리드 프레임의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 전기로 연결되며,
상기 제1 축광 물질은 적은 감습성 축광 물질로, 상기 제1 축광층에 대한 제1 축광 물질의 백분율이 60% 이상이고,
상기 제2 축광 물질은 감습성 축광 물질이며,
상기 제1 폴리머 매트릭스 물질의 투습도는 두께가 2mm인 층에서 측정 시 10g/m²/일 이하인 발광 디바이스.
삭제
제27 항에 있어서,
상기 제1 축광 물질의 중간 입자 크기는 30μm 이하인, 발광 디바이스.
제27 항에 있어서,
상기 패키징 구조는 상기 축광 구조가 상기 발광 반도체 다이와 직접 접촉하지 않도록 스페이서를 형성하기 위해 상기 발광 반도체 다이 및 상기 축광 구조 사이에 배치된 실질적으로 투명한 폴리머 물질을 더 포함하는, 발광 디바이스.
제27 항에 있어서,
상기 축광 구조 위에 배치되는 실질적으로 투명한 수분 장벽층을 더 포함하는, 발광 디바이스.
제27 항. 제29 항 내지 제31 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축광 구조 또는 상기 패키징 구조 중 적어도 하나는 게터 물질을 더 포함하는, 발광 디바이스.
상면, 단면, 하면, 상기 하면에 인접하게 배치된 전극 세트를 포함하는 발광 반도체 다이;
상면, 단면 및 상기 발광 반도체 다이에 배치된 하면을 포함하고 제1 축광층 및 상기 제1 축광층 위에 배치된 제2 축광층을 더 포함하되, 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 적은 감습성 축광 물질을 포함하며, 상기 제1 축광층에 대한 적은 감습성 축광 물질의 백분율이 60% 이상이고, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 감습성 축광 물질을 포함하며, 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질의 투습도는 두께가 2mm인 층에서 측정 시 10g/m²/일 이하인 축광 구조;
상기 발광 반도체 다이의 상기 단면 및 상기 축광 구조의 상기 단면을 감싸고 커버하되, 제3 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제3 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 광 산란 입자들을 포함하는 반사 구조; 및
상기 축광 구조를 커버하도록 배치된 실질적으로 투명한 수분 장벽층을 포함하는, 발광 디바이스.
제33 항에 있어서,
상기 제1 축광층의 표면 영역은 상기 제2 축광층의 표면 영역보다 크고, 상기 제2 축광층은 상기 제1 축광층에 의해 커버되고 캡슐화되는 하면 및 단면을 포함하는, 발광 디바이스.
상면, 단면, 하면 및 상기 하면에 인접하여 배치된 전극 세트를 포함하는 발광 반도체 다이;
상기 반도체 다이 위에 배치되고 제2 축광층, 상기 제2 축광층 위에 배치된 제1 축광층을 포함하되, 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제1 축광 물질을 포함하고, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제2 축광 물질을 포함하며, 상기 제1 축광 물질은 적은 감습성 축광 물질이고, 상기 제2 축광 물질은 감습성 축광 물질인 축광 구조; 및
적어도 상기 발광 반도체 다이의 상기 단면을 커버하되, 제3 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제3 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 광 산란 입자들을 포함하는 반사 구조를 포함하며,
상기 제1 축광층의 표면 영역은 상기 제2 축광층의 표면 영역보다 크고 상기 제1 축광층은 상기 반사 구조를 더 커버하는, 발광 디바이스.
상면, 단면, 하면 및 상기 하면에 인접하여 배치된 전극 세트를 포함하는 발광 반도체 다이;
상기 반도체 다이 위에 배치되고 제2 축광층, 상기 제2 축광층 위에 배치된 제1 축광층을 포함하되, 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제1 축광 물질을 포함하고, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제2 축광 물질을 포함하며, 상기 제1 축광 물질은 적은 감습성 축광 물질이고, 상기 제2 축광 물질은 감습성 축광 물질인 축광 구조; 및
적어도 상기 발광 반도체 다이의 상기 단면을 커버하되, 제3 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제3 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 광 산란 입자들을 포함하는 반사 구조를 포함하며,
상기 제2 축광층은 중앙부와 상기 중앙부를 감싸는 연장부를 더 포함하여 상기 제2 축광 물질이 상기 연장부에서 떨어진 상기 중앙부에 선택적으로 포함되는, 발광 디바이스.
상면, 단면, 하면 및 상기 하면에 인접하여 배치된 전극 세트를 포함하는 발광 반도체 다이;
상기 반도체 다이 위에 배치되고 제2 축광층, 상기 제2 축광층 위에 배치된 제1 축광층을 포함하되, 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제1 축광 물질을 포함하고, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제2 축광 물질을 포함하는 축광 구조; 및
적어도 상기 발광 반도체 다이의 상기 단면을 커버하되, 제3 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제3 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 광 산란 입자들을 포함하는 반사 구조를 포함하며,
상기 제1 축광 물질은 산질화물 형광체를 포함하고; 상기 제2 축광 물질은 망간과 활성화되는 플루오라이드 형광체를 포함하는, 발광 디바이스.
상면, 단면, 하면 및 상기 하면에 인접하게 배치된 전극 세트를 포함하는 발광 반도체 다이;
상기 발광 반도체 다이 위에 배치되되, 제2 축광층 및 상기 제2 축광층 위에 배치되는 제1 축광층을 포함하고, 각각의 상기 제 1 및 제2 축광층들은 상기 반도체 다이의 상면을 커버하는 상부, 상기 상부와 연결되고 상기 발광 반도체 다이의 단면을 커버하는 단부 및 상기 단부에서 외측으로 연장되는 연장부를 포함하는 축광 구조; 및
상기 축광 구조 위에 배치되는 캡슐화 구조를 포함하되;
상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제1 축광 물질을 포함하고; 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제2 축광 물질을 포함하고; 상기 제1 축광 물질은 상기 제2 축광 물질과 상이하며; 상기 캡슐화 구조는 실질적으로 투명한 폴리머 물질을 포함하고,
상기 제1 축광 물질은 산질화물 형광체를 포함하고; 상기 제2 축광 물질은 망간과 활성화되는 플루오라이드 형광체를 포함하는, 발광 디바이스.
발광 반도체 다이;
제1 전극, 제2 전극 및 위에 리플렉터가 배치된 리드 프레임을 포함하되, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 부분적으로 전기 연결을 위해 노출되고 광학 캐비티는 상기 리드 프레임 및 상기 리플렉터에 의해 형성되는 패키징 구조; 및
상기 발광 반도체 다이를 커버하기 위해 상기 광학 캐비티 내부에 배치되고 제2 축광층 및 상기 제2 축광층 위에 배치되는 제1 축광층을 포함하되, 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 제1 축광 물질을 포함하고, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 내에 분산된 제2 축광 물질을 포함하는 축광 구조를 포함하되;
상기 발광 반도체 다이는 상기 패키징 구조의 상기 광학 캐비티 내부에 배치되어 기계로 결합되고 상기 리드 프레임의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 전기로 연결되며,
상기 제1 축광 물질은 산질화물 형광체를 포함하고; 상기 제2 축광 물질은 망간과 활성화되는 플루오라이드 형광체를 포함하는, 발광 디바이스.
상면, 단면, 하면, 상기 하면에 인접하게 배치된 전극 세트를 포함하는 발광 반도체 다이;
상면, 단면 및 상기 발광 반도체 다이에 배치된 하면을 포함하고 제1 축광층 및 상기 제1 축광층 위에 배치된 제2 축광층을 더 포함하되, 상기 제1 축광층은 제1 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제1 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 적은 감습성 축광 물질을 포함하며, 상기 제2 축광층은 제2 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제2 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 감습성 축광 물질을 포함하는 축광 구조;
상기 발광 반도체 다이의 상기 단면 및 상기 축광 구조의 상기 단면을 감싸고 커버하되, 제3 폴리머 매트릭스 물질 및 상기 제3 폴리머 매트릭스 물질 내에 분산된 광 산란 입자들을 포함하는 반사 구조; 및
상기 축광 구조를 커버하도록 배치된 실질적으로 투명한 수분 장벽층을 포함하고,
상기 제1 축광 물질은 산질화물 형광체를 포함하고; 상기 제2 축광 물질은 망간과 활성화되는 플루오라이드 형광체를 포함하는, 발광 디바이스.