KR101977276B1 - 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템 - Google Patents
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Abstract
실시예는 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체 상에 배치되고 기판과 발광 구조물을 포함하는 발광소자를 포함하고, 상기 기판은 상기 패키지 몸체와 접촉하는 영역에서 적어도 하나의 홈이 형성되고, 상기 홈의 가장 자리에는 반사층이 배치되고, 상기 반사층은 상기 홈과 상기 기판 사이에 배치된 발광소자 패키지를 제공한다.
Description
실시예는 발광소자 패키지와 이를 포함하는 조명시스템에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
발광소자는 제1 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출한다. 발광소자 패키지에는 발광소자에서 방출된 빛에 의하여 형광체가 여기되어 활성층에서 방출된 빛보다 장파장 영역의 빛을 방출할 수 있다.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
종래의 발광소자 패키지는 패키지 몸체(90) 위에 발광소자가 배치되는데, 발광소자는 비전도성 기판(10) 위에 버퍼층(30)을 사이에 두고 발광 구조물(40)이 배치된다. 발광 구조물(40)은 제1 도전형 반도체층(42)과 활성층(44)과 제2 도전형 반도체층(46)을 포함하며, 제1 도전형 반도체층(42)과 제2 도전형 반도체층(46) 위에 각각 제1 전극(60)과 제2 전극(70)이 배치된다.
도시된 바와 같이 활성층(44)에서 방출되는 빛은 발광소자의 윗 방향과 아랫 방향으로 모두 진행할 수 있는데, 아랫 방향으로 진행한 빛 중에 기판(10)이나 패키지 몸체(90)의 경계면에서 반사되어 다시 발광소자의 윗 방향으로 진행하기도 하나, 패키지 몸체(90)로 흡수되는 빛도 있어서 발광소자 패키지의 광효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 발광소자에서 방출되는 열은 패키지 몸체(90) 방향으로 전달되는데, 열이 발광소자 패키지 외부로 쉽게 방출되는 않아서 발광소자 패키지의 온도가 상승하는 문제점이 있다.
실시예는 발광소자 패키지의 광효율을 향상시키고자 한다.
실시예는 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체 상에 배치되고 기판과 발광 구조물을 포함하는 발광소자를 포함하고, 상기 기판은 상기 패키지 몸체와 접촉하는 영역에서 적어도 하나의 홈이 형성되고, 상기 홈의 가장 자리에는 반사층이 배치되고, 상기 반사층은 상기 홈과 상기 기판 사이에 배치된 발광소자 패키지를 제공한다.
홈의 밑면의 길이의 절반은 상기 홈의 밑면의 중앙지점에서 상기 홈의 높이까지의 길이보다 같거나 더 길게 형성될 수 있다.
홈의 밑면의 길이는 2 내지 40 마이크로 미터로 형성될 수 있다.
홈은 단면 형상이 반원, 곡면을 가지는 형상, 다각형 중 어느 하나의 형상을 이룰 수 있다.
홈은 스트라이프(stripe) 타입으로 배치되거나 도트(dot) 타입으로 배치될 수 있다.
반사층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 은 합금 및 알루미늄 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
반사층은 상기 기판과 접촉하는 면에 상기 홈 밑면 길이의 5 내지 15%의 두께로 코팅될 수 있다.
발광소자 패키지는 홈 내에 배치된 열방출층을 더 포함할 수 있다.
열방출층은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 구리합금, 알루미늄합금 및 금합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
삭제
발광소자 패키지는 열방출층과 상기 반사층 사이에 배치된 에어(air)층을 더 포함할 수 있다.
에어층은 상기 홈의 밑면의 길이의 5~15%의 두께로 배치될 수 있다.
발광소자 패키지는 반사층과 상기 기판 사이에 배치된 보호층을 더 포함할 수 있다.
보호층은 SiO2 또는 TiO2를 포함할 수 있다.
보호층은 상기 홈의 밑면 사이의 길이의 5 내지 15%의 두께로 배치될 수 있다.
다른 실시예는 상술한 발광소자 패키지를 포함하는 조명 시스템을 제공한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 패키지 몸체와의 접촉면에서 기판에 반사층과 열방출층이 형성되어, 발광 구조물에서 방출되어 기판 방향으로 진행한 빛의 반사율을 높이고 기판으로 전달된 열을 패키지 몸체 방향으로 방출할 수 있다.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고,
도 2는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 'I'면에서 기판에 형성된 홈의 배열을 나타낸 도면이고,
도 4는 기판에 형성된 홈 형상의 일실시예들을 나타낸 도면이고,
도 5는 기판에 형성된 홈의 일실시예들을 나타낸 도면이고,
도 6은 기판에 형성된 홈의 작용을 나타낸 도면이고,
도 7은 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 8은 상술한 발광소자 패키지가 배치된 영상표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 2는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 'I'면에서 기판에 형성된 홈의 배열을 나타낸 도면이고,
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도 5는 기판에 형성된 홈의 일실시예들을 나타낸 도면이고,
도 6은 기판에 형성된 홈의 작용을 나타낸 도면이고,
도 7은 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 8은 상술한 발광소자 패키지가 배치된 영상표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 패키지 몸체(210)에 발광소자(100)가 배치된다. 발광소자(100)는 기판(110) 위에 버퍼층(130)을 배치하고 그 위에 발광 구조물(140)이 배치되고, 발광 구조물(140) 위에 투광성 도전층(150)이 배치되며, 발광 구조물(140)은 제1 도전형 반도체층(142)과 활성층(144)과 제2 도전형 반도체층(146)을 포함하고, 활성층(144)은 제1 도전형 반도체층(142)과 제2 도전형 반도체층(146) 사이에 배치되고, 제1 도전형 반도체층(142)에는 제1 전극(160)이 배치되고, 제2 도전형 반도체층(146)에는 제2 전극(170)이 배치될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 제1 전극(160)과 제2 전극(170)은 각각의 리드 프레임에 전기적으로 연결될 수 있으며, 발광소자(100)를 둘러싸고 형광체를 포함하는 몰딩부가 배치되어 발광소자(100)를 보호하고, 발광소자(100)에서 방출된 제1 파장 영역의 광을 보다 장파장인 제2 파장 영역의 광으로 변환할 수 있다.
기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 기판(110)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하며, 예컨대 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 기판(110)과 버퍼층(1300의 경계면에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 기판(110)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.
버퍼층(130)은, 기판(110)과 발광 구조물 사이의 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 상기 버퍼층(130)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(130) 위에는 언도프드(undoped) 반도체층이 형성될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제1 도전형 반도체층(142)의 일부 영역이 메사 식각되어 있는데, 사파이어 기판과 같이 절연성 기판의 하부에 전극을 형성할 수 없기 때문에, 상술한 식각된 영역에 제1 전극(160)을 배치할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(142)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(142)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제1 도전형 반도체층(142)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(142)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
활성층(144)은 제1 도전형 반도체층(142)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(146)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(144)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.
활성층(144)은 이중 접합 구조(Double Hetero Junction Structure), 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(144)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
활성층(144)의 우물층/장벽층은 예를 들어, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, InAlGaN/InAlGaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(144)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전형 클래드층은 활성층(144)의 장벽층이나 밴드갭보다 더 넓은 밴드갭을 가지는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조 등을 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(146)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(146)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
그리고, 제2 도전형 반도체층(146)의 표면에는 패턴 내지 요철이 형성되어 발광소자(100)의 광추출 효율을 높일 수 있다. 제1전극(160)과 제2 전극(170)는 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 제1 도전형 반도체층(142)는 p형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(146)은 n형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(146) 위에는 n형 또는 p형을 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광 구조물은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 어느 하나를 가질 수 있다.
제2 도전형 반도체층(146) 위에는 투광성 도전층(150)이 배치될 수 있는데, 투광성 도전층(150)은 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어져서 제2 도전형 반도체층(146)과 제2 전극(170)의 접촉특성을 향상시킬 수 있다.
패키지 몸체(210)와 접촉하는 면에서 기판(110)에는 홈(120)이 형성되어 있다. 기판(110)에 형성된 홈(120)은 도 2에서 3개가 도시되어 있으나, 2개 이하이거나, 4개 이상일 수 있다. 그리고, 각각의 홈(120)은 스트라이프(stripe) 타입으로 배치되거나 도트(dot) 타입으로 배치될 수도 있다.
도 3은 도 2의 'I'면에서 기판에 형성된 홈의 배열을 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)에서 기판에 형성된 홈(120)은 서로 나란하게 배치되고 있으며, 도 3의 (b)에서 기판에 형성된 홈은 소정 각도(θ) 만큼 기울어져 배치되고 있는데, 상술한 소정 각도는 기판의 가장 자리 면에 대한 기울기일 수 있다. 도 3의 (c)에서 기판에 형성된 홈(120)은 도트(dot) 형상으로 배치되고 있다. 기판에 형성된 홈(120)의 단면적이 넓으면 빛의 반사율이 넓어질 수 있다.
도 4는 기판에 형성된 홈 형상의 일실시예들을 나타낸 도면이다.
기판에 형성된 홈(120)의 단면은 도 4의 (a)와 같은 반원이나 도 4의 (b)와 같은 곡면을 가지는 형상 또는 도 4의 (c)와 같은 다각형의 형상일 수 있다.홈 밑면의 길이의 절반은 홈 밑면의 중앙지점에서 홈의 높이까지의 길이보다 같거나 더 길게 형성될 수 있다. 후술하는 바와 같이 홈(120)의 내부에는 여러 가지 재료가 채워지거나 에어(air)층이 배치될 수 있으며, 홈(120)과 기판(110)의 경계면은 외부에서 입사된 빛의 반사각도와 관련될 수 있다.
도 5는 기판에 형성된 홈의 일실시예들을 나타낸 도면이다. 도 4는 홈(120)의 단면의 실시예들을 나타내고 있으며, 도 5는 홈(120)의 내부 구조의 실시예들을 도시하고 있다.
도 5의 (a)에서 홈(120)의 가장 자리에는 반사층(120a)이 배치되고 있다. 반사층(120a)은 반사율이 우수한 재료로 이루어질 수 있으며, 구체적으로 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 또는 은이나 알루미늄의 합금으로 이루어질 수 있다.
반사층(120a)은 기설정된 두께(d1)로 홈(120)의 가장 자리에 코팅되어, 반사층(120a)이 기판(110)과 접촉하고 있다. 반사층(120a)과 패키지 몸체(210) 사이에는 에어층(120c)이 형성되고 있다.
도 5의 (b)에 도시된 실시예는 (a)에 도시된 실시예와 유사하나, 반사층(120a)과 기판(110)의 사이에 기설정된 두께(d3)로 보호층(120d)이 형성되고 있다. 보호층(120d)은 SiO2 또는 TiO2로 이루어질 수 있으며, 반사층(120a)이 기판(110)으로부터 전달되는 열로 인하여 변색되는 것을 방지할 수 있다.
도 5의 (c)에 도시된 실시예는 도 5의 (a)에 도시된 실시예와 유사하나, 에어층(120c)이 배치되지 않고 홈(120) 내부에 열방출층(120b)로 채워진다. 열방출층은(120b)은 열전도성이 뛰어난 금속으로 이루어질 수 있으며, 보다 상세하게는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 또는 금(Au) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
도 5의 (d)에 도시된 실시예는 도 5의 (c)에 도시된 실시예와 유사하나, 반사층(120a)과 기판(110)의 사이에 보호층(120d)이 형성되고 있으며, 보호층(120d)의 조성과 작용은 상술한 바와 같다.
도 5의 (e)에 도시된 실시예는 도 5의 (c)에 도시된 실시예와 유사하나, 열방출층(120b)과 반사층(120a)의 사이에 에어층(120c)이 형성되고 있다. 도 5의(f)에 도시된 실시예는 도 5의 (d)에 도시된 실시예와 유사하나, 열방출층(120b)과 반사층(120a)의 사이에 에어층(120c)이 형성되고 있다. 반사층(120a)과 패키지 몸체(210) 사이의 에어층(120c)는 기설정된 두께(d2)일 수 있다.
홈(120)의 내부에 채워진 열방출층(120b)은 기판(110)와 접촉하여, 발광소자로부터 방출된 열을 패키지 몸체(210) 방향으로 전달할 수 있다.
기판에 형성된 홈 밑면 길이는 보통 2 내지 40 마이크로 미터로 형성할 수 있다.
상술한 기설정된 두께(d1, d2, d3)는 홈 밑면 길이의 5 내지 15%의 두께로 각각 형성될 수 있으나, 각 두께는 일정하게 형성될 필요는 없다.
도 6은 기판에 형성된 홈의 작용을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 기판(110)에 형성된 홈(120)의 단면이 반원형을 이루고 홈의 내부에 반사층(120a)이 배치되어 발광 구조물(미도시)로부터 전달된 빛(점선으로 표시)을 반사하여 패키지 몸체(210) 방향으로 빛이 전달되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 반사층(120a)과 기판(110) 사이에 배치된 보호층(120d)은 기판(110)으로부터 전달되는 열에 의하여 반사층(120a)이 변색되는 것을 방지할 수 있다. 도 6에서 반사층(120a)과 에어층(120c) 및 보호층(120d)의 두께는 도 5에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
그리고, 홈(120)의 내부에 열방출층(120b)이 배치되어 기판(110)으로부터 전달되는 열(실선으로 표시)을 패키지 몸체(210)의 아래 방향으로 방출할 수 있다.
발광소자 패키지는 따른 발광소자 중 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 조명 장치와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 7은 발광소자 패키지가 배치된 조명장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 조명 장치는 광을 투사하는 광원(600)과 상기 광원(600)이 내장되는 하우징(400)과 상기 광원(600)의 열을 방출하는 방열부(500) 및 상기 광원(600)과 방열부(500)를 상기 하우징(400)에 결합하는 홀더(700)를 포함하여 이루어진다.
상기 하우징(400)은 전기 소켓(미도시)에 결합되는 소켓 결합부(410)와, 상기 소켓결합부(410)와 연결되고 광원(600)이 내장되는 몸체부(420)를 포함한다. 몸체부(420)에는 하나의 공기유동구(430)가 관통하여 형성될 수 있다.
상기 하우징(400)의 몸체부(420) 상에 복수 개의 공기유동구(430)가 구비되어 있는데, 상기 공기유동구(430)는 하나의 공기유동구로 이루어지거나, 복수 개의 유동구를 도시된 바와 같은 방사상 배치 이외의 다양한 배치도 가능하다.
상기 광원(600)은 회로 기판(610) 상에 복수 개의 상술한 발광소자 패키지(650)가 구비된다. 상기 발광소자 패키지(650)는 패키지 몸체와의 접촉면에서 기판에 반사층과 열방출층이 형성되어, 발광 구조물에서 방출되어 기판 방향으로 진행한 빛의 반사율을 높이고 기판으로 전달된 열을 패키지 몸체 방향으로 방출할 수 있다. 여기서, 상기 회로 기판(610)은 상기 하우징(400)의 개구부에 삽입될 수 있는 형상일 수 있다.
상기 광원의 하부에는 홀더(700)가 구비되는데 상기 홀더(700)는 프레임과 또 다른 공기 유동구를 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 상기 광원(100)의 하부에는 광학 부재가 구비되어 상기 광원(100)의 발광소자 패키지(150)에서 투사되는 빛을 확산, 산란 또는 수렴시킬 수 있다.
도 8은 발광소자 패키지를 포함하는 영상표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 영상표시장치(500)는 광원 모듈과, 바텀 커버(510) 상의 반사판(520)과, 상기 반사판(520)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 영상표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(540)과, 상기 도광판(540)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(550)와 제2 프리즘시트(560)와, 상기 제2 프리즘시트(560)의 전방에 배치되는 패널(570)과 상기 패널(570)의 전반에 배치되는 컬러필터(580)를 포함하여 이루어진다.
광원 모듈은 회로 기판(530) 상의 발광소자 패키지(535)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(530)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(535)는 도 상술한 바와 같다.
바텀 커버(510)는 영상표시장치(500) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 반사판(520)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(540)의 후면이나, 상기 바텀 커버(510)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
반사판(520)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(540)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(530)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도광판(540)이 생략되면 에어 가이드 방식의 표시장치가 구현될 수 있다.
상기 제1 프리즘 시트(550)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(560)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(550) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(570)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(550)과 제2 프리즘시트(560)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패널(570)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(560) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(570)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
상기 패널(570)의 전면에는 컬러 필터(580)가 구비되어 상기 패널(570)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
실시예에 따른 영상표시장치 내에 배치된 발광소자 패키지는, 패키지 몸체와의 접촉면에서 기판에 반사층과 열방출층이 형성되어, 발광 구조물에서 방출되어 기판 방향으로 진행한 빛의 반사율을 높이고 기판으로 전달된 열을 패키지 몸체 방향으로 방출할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 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.
10, 110 : 기판 30, 130 : 버퍼층
40, 140 : 발광 구조물 42, 142 : 제1 도전형 반도체층
44, 144 : 활성층 46, 146 : 제2 도전형 반도체층
60, 160 : 제1 전극 70, 170 : 제2 전극
100 : 발광소자 120 : 홈
120a : 반사층 120b : 열방출층
120c : 에어층 120d : 보호층
400 : 하우징 500 : 방열부
600 : 광원 700 : 홀더
800 : 표시장치 810 : 바텀 커버
820 : 반사판 830 : 회로 기판 모듈
840 : 도광판 850, 860 : 제1,2 프리즘 시트
870 : 패널 880 : 컬러필터
40, 140 : 발광 구조물 42, 142 : 제1 도전형 반도체층
44, 144 : 활성층 46, 146 : 제2 도전형 반도체층
60, 160 : 제1 전극 70, 170 : 제2 전극
100 : 발광소자 120 : 홈
120a : 반사층 120b : 열방출층
120c : 에어층 120d : 보호층
400 : 하우징 500 : 방열부
600 : 광원 700 : 홀더
800 : 표시장치 810 : 바텀 커버
820 : 반사판 830 : 회로 기판 모듈
840 : 도광판 850, 860 : 제1,2 프리즘 시트
870 : 패널 880 : 컬러필터
Claims (16)
- 패키지 몸체; 및
상기 패키지 몸체 상에 배치되고 기판과 발광 구조물을 포함하는 발광소자를 포함하고,
상기 기판은 상기 패키지 몸체와 접촉하는 영역에서 적어도 하나의 홈이 형성되고,
상기 홈의 내부에는 상기 패키지 몸체로부터 상기 기판 방향으로 차례대로 열방출층과 에어층 및 반사층이 배치되는 발광소자 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 홈의 밑면의 길이의 절반은, 상기 홈의 밑면의 중앙지점에서 상기 홈의 높이까지의 길이보다 같거나 더 길게 형성된 발광소자 패키지. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 반사층은 상기 기판과 접촉하는 면에 상기 홈 밑면 길이의 5 내지 15%의 두께로 코팅된 발광소자 패키지. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 열방출층은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 구리합금, 알루미늄합금 및 금합금 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자 패키지. - 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 에어층은 상기 홈의 밑면의 길이의 5~15%의 두께로 배치된 발광소자 패키지. - 제1항 또는 제2 항에 있어서,
상기 반사층과 상기 기판 사이에 배치된 보호층을 더 포함하는 발광소자 패키지. - 제13 항에 있어서,
상기 보호층은 SiO2 또는 TiO2를 포함하는 발광소자 패키지. - 제13 항에 있어서,
상기 보호층은 상기 홈의 밑면 사이의 길이의 5 내지 15%의 두께로 배치된 발광소자 패키지. - 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020110138392A KR101977276B1 (ko) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020110138392A KR101977276B1 (ko) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템 |
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| KR20130071076A KR20130071076A (ko) | 2013-06-28 |
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| KR1020110138392A KR101977276B1 (ko) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템 |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101229830B1 (ko) * | 2006-04-14 | 2013-02-04 | 서울옵토디바이스주식회사 | 교류용 발광다이오드 및 그 제조방법 |
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- 2011-12-20 KR KR1020110138392A patent/KR101977276B1/ko active IP Right Grant
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| AMND | Amendment | ||
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) |