KR102267476B1 - 발광 소자 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 소자 패키지는, 캐비티, 관통홀을 가지는 바닥부, 및 캐비티와 바닥부를 에워싸고 내측면에 경사가 형성된 측벽부를 포함하는 반사 구조체, 관통홀에 삽입되는 전극 패드, 캐비티 내부의 바닥부 상에 배치되고 전극 패드와 전기적으로 연결되는 발광 구조체 및 발광 구조체 상에 형성되는 형광체를 포함하는 발광 소자, 및 캐비티를 채우며 반사 구조체 상에 반구형으로 형성되는 렌즈 구조체를 포함한다.
Description
본 발명의 기술적 사상은 발광 소자 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반사 구조체를 포함하는 발광 소자 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광 소자 패키지는 발광 소자로부터 방출되는 광의 추출 효율을 향상시키기 위하여 발광 소자 주변에 배치되는 반사 구조체를 포함할 수 있다. 최근 발광 소자의 크기가 감소함에 따라, 광 추출 효율을 효과적으로 증가시킬 수 있는 안정적인 반사 구조체를 포함하는 발광 소자 패키지가 요구되고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 광 추출 효율을 효과적으로 개선할 수 있는 반사 구조체를 포함하는 칩 스케일의 발광 소자 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지는, 캐비티, 관통홀을 가지는 바닥부, 및 상기 캐비티와 상기 바닥부를 에워싸고 내측면에 경사가 형성된 측벽부를 포함하는 반사 구조체; 상기 관통홀에 삽입되는 전극 패드; 상기 캐비티 내부의 상기 바닥부 상에 배치되고, 상기 전극 패드와 전기적으로 연결되는 발광 구조체 및 상기 발광 구조체 상에 형성되는 형광체를 포함하는 발광 소자; 및 상기 캐비티를 채우며, 상기 반사 구조체 상에 반구형으로 형성되는 렌즈 구조체;를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 캐비티, 관통홀을 가지는 바닥부, 및 상기 캐비티와 상기 바닥부를 에워싸고 내측면에 경사가 형성된 측벽부를 포함하는 반사 구조체의 형상을 복수로 포함하도록 정의된 금형을 준비하는 단계; 상기 금형을 이용하여 복수의 반사 구조체들을 포함하는 반사 구조체 패널을 형성하는 단계; 상기 복수의 반사 구조체들의 바닥부에 형성된 관통홀에 전극 패드를 형성하는 단계; 상기 복수의 반사 구조체들의 바닥부 상에, 상기 전극 패드와 전기적으로 연결되는 발광 구조체 및 상기 발광 구조체 상에 형성된 형광체를 포함하는 발광 소자를 배치하는 단계; 및 상기 캐비티를 채우며, 상기 복수의 반사 구조체들 상에 마이크로 렌즈를 포함하는 렌즈 구조체를 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 발광 소자 패키지 제조 방법은 몰딩 방식에 의해 측벽부에 경사가 형성되고 바닥부에 관통홀을 가지는 반사 구조체를 용이하게 제조할 수 있다. 상기 반사 구조체를 적용한 본 발명에 따른 발광 소자 패키지는 반사 구조체의 경사각을 용이하게 조절함으로써 발광 소자 패키지의 광 추출 효율을 효과적으로 증가시킬 수 있다. 또한, 몰딩 방식을 이용하여 발광 소자 패키지에 포함되는 반사 구조체들을 패널 레벨로 한 번에 제조할 수 있으므로, 발광 소자 패키지의 효율적인 대량 생산이 가능할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 A1 부분의 확대도이다.
도 1c는 도 1a의 발광 구조체 및 그 주변부의 확대도이다.
도 1d 및 도 1e는 도 1a의 반사 구조체의 형상을 예시한 평면도들이다.
도 2a는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 A2 부분의 확대도이다.
도 3a는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 A3 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서를 나타낸 블록도이다.
도 5a 내지 도 5k는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 마이크로 렌즈 반경 및 휘도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛의 개략적인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 광원 모듈을 확대하여 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 디스플레이 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 평판 조명 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 18은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 간략하게 나타내는 분해 사시도이다.
도 19는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 바(bar) 타입의 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 20은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 구비하는 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 A1 부분의 확대도이다.
도 1c는 도 1a의 발광 구조체 및 그 주변부의 확대도이다.
도 1d 및 도 1e는 도 1a의 반사 구조체의 형상을 예시한 평면도들이다.
도 2a는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 A2 부분의 확대도이다.
도 3a는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 A3 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서를 나타낸 블록도이다.
도 5a 내지 도 5k는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 마이크로 렌즈 반경 및 휘도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛의 개략적인 사시도이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 광원 모듈을 확대하여 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 디스플레이 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 평판 조명 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 18은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 간략하게 나타내는 분해 사시도이다.
도 19는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 바(bar) 타입의 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 20은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 구비하는 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A)를 나타내는 단면도이다. 도 1b는 도 1a의 A1 부분의 확대도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 발광 소자 패키지(100A)는 캐비티(C1)를 가지는 반사 구조체(109), 상기 캐비티(C1) 내에 배치되는 발광 소자(119), 상기 캐비티(C1) 내부를 채우면서 상기 반사 구조체(109) 상에 반구형으로 형성된 렌즈 구조체(129)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 반사 구조체(109)는 바닥부(109G) 및 상기 바닥부(109G)를 에워싸고 내측면에 경사가 형성된 측벽부(109W)를 포함할 수 있다. 상기 바닥부(109G)는 전극 패드(103)가 관통하는 관통홀(H1)을 가질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 반사 구조체(109)는 금형을 사용하여 몰딩 공정에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 상기 반사 구조체(109)는 상기 금형이 정의하는 형상에 따라 그대로 구현될 수 있으므로, 목적하는 최종 구조를 안정적으로 확보할 수 있다.
예를 들어, 몰딩 공정에서 상기 캐비티(C1)를 정의하는 금형을 상기 발광 소자(119)의 크기에 대응하는 것으로 사용함으로써, 상기 캐비티(C1)의 사이즈가 용이하게 조절될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 바닥부(109G)의 너비(WG1)는 상기 발광 소자(119)의 너비(W119)보다 단면도 상에서 좌우측으로 소정의 간격만큼 더 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 반사 구조체(109)의 두께(T109)는 상기 바닥부(109G)의 두께(T109G) 및 상기 발광 소자(119)의 두께(T119)의 합과 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 상기 반사 구조체(109)의 너비(W109)는, 상기 발광 소자(119)의 너비(W119)의 두 배보다 작을 수 있다.
결과적으로, 상기 캐비티(C1)가 점유하는 공간을 최소화하면서 상기 반사 구조체(109)의 부피를 최소화함으로써, 상기 발광 소자 패키지(100A)를 소형화할 수 있다.
몰딩 공정에서 상기 측벽부(109W)의 내측면의 경사각(θ)을 정의하는 금형을 상기 발광 소자(119)에서 방출하는 광의 최대 광 추출 효율을 나타낼 수 있는 경사각에 대응하는 것으로 사용함으로써, 상기 반사 구조체(109)에 의한 광 반사 효율을 최대화할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 측벽부(109W)의 내측면의 경사각(θ)은 약 45° 내지 약 55°일 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 소자 패키지(100A)의 광 추출 효율을 최대화할 수 있다.
상기 반사 구조체(109)는 수지(107) 및 상기 수지(107) 내에 분산된 고반사성 분말(105)을 포함할 수 있다. 상기 고반사성 분말(105)은 상기 발광 소자(119)에서 발생한 광을 반사하여, 상기 발광 소자(119)의 측면에서 발생하는 광의 추출에 있어서, 광 손실을 억제하고 광 추출 효율을 높이는 역할을 수행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 고반사성 분말(105)은 고반사성을 가진 금속 분말, 예를 들어, Al 또는 Ag 등의 분말을 포함할 수 있다. 상기 금속 분말은 반사 구조체(109)가 절연물로서 유지되는 범위에서 적절히 함유될 수 있다. 또한, 상기 고반사성 분말(105)은 고반사성을 가진 세라믹 분말, 예를 들어, TiO2, Al2O3, Nb2O5, 또는 ZnO 등의 분말을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수지(107)는 반사율이 높은 화이트 색상의 에폭시 수지, 실리콘(Silicone) 수지, 또는 폴리에스테르 수지 등으로 이루어질 수 있다.
전극 패드(103)는 상기 반사 구조체(109)의 바닥부(109G)에 포함된 관통홀(H1) 내에 배치될 수 있다. 상기 전극 패드(103)의 저면은 상기 바닥부(109G)의 저면과 실질적으로 동일 평면에 형성된 구조이나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 전극 패드(103)는 다양한 형상으로 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 전극 패드(103)는 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, 또는 Au 등의 전도성 물질을 포함할 수 있으며, Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al, 또는 Ni/Ag/Pt 등과 같이 2층 이상의 구조로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 전극 패드(103)는 Ni 또는 Cr 등과 같은 금속 물질로 형성된 시드층 및 상기 시드층을 시드로 사용한 도금 공정을 통하여 Au 등과 같은 금속 물질로 형성된 전극 물질층을 포함할 수 있다.
발광 소자(119)는 상기 전극 패드(103)와 전기적으로 연결되는 발광 구조체(113), 상기 발광 구조체(113) 상에 형성되는 형광체(115), 및 상기 형광체(115) 상에 형성된 지지 기판(117)을 포함할 수 있다.
발광 구조체(113)는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 상기 발광 구조체(113)에 대하여는 후술하는 도 1c에서 자세히 설명하도록 한다.
형광체(115)는 상기 발광 구조체(113) 상에 형성될 수 있다. 상기 형광체(115)는 파장 변환 물질을 함유한 수지로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 파장 변환 물질은 형광 물질이고, 상기 수지는 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 그 혼합 수지일 수 있다. 상기 형광체(115)는 전기적으로 절연성을 가질 수 있다.
상기 형광체(115)는 서로 다른 파장의 광을 제공하는 2종 이상의 물질일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 형광체(115)는 녹색 형광성 분말과 적색 형광성 분말이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 형광체(115)는 복수의 파장 변환층이 적층된 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 형광체(115)는 녹색광을 출력하는 제1 파장 변환층 및 적색광을 출력하는 제2 파장 변환층이 적층된 구조일 수 있다. 이에 따라, 상기 형광체(115)는 상기 발광 구조체(113)에서 발생하는 광을 백색광 또는 특정 파장의 광으로 변환할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 형광체(115)의 최상면의 레벨은 상기 반사 구조체(109)의 최상면의 레벨보다 낮을 수 있다. 이와 같은 구조로 인하여, 상기 발광 구조체(113)로부터 발생하여 상기 형광체(115)를 통하여 출력된 광, 예를 들어, 백색광이 모두 상기 반사 구조체(109)를 통하여 반사되므로, 광 추출 효율이 증대될 수 있다.
일부 실시예들에서, 발광 구조체(113)의 측면 및 상기 형광체(115)의 측면은 실질적으로 동일 평면에 위치할 수 있다. 이는 발광 소자(119)의 제조 방법에 기인하는 구조적 특징으로서, 상기 발광 구조체(113) 상에 상기 형광체(115)가 형성된 상태에서 절삭 공정이 수행됨으로써 이러한 구조적 특징을 가질 수 있다. 즉, 발광 소자(119)의 제조 단계를 효율적으로 관리하여, 발광 소자 패키지(100A)의 대량 생산을 보다 용이하게 달성할 수 있다.
지지 기판(117)은 상기 형광체(115) 상에 형성될 수 있다. 상기 지지 기판(117)은 상기 형광체(115) 상에 배치되어 상기 발광 소자(119)를 지지할 수 있다. 상기 지지 기판(117)은 상기 형광체(115)를 통하여 상기 발광 구조체(113)로부터 발생한 열을 전달받을 수 있으며, 전달받은 열을 외부로 방출할 수 있다. 또한, 상기 지지 기판(117)은 광 투과적 성질을 가질 수 있다. 상기 지지 기판(117)은 광 투과성 물질을 사용하거나 또는 일정 두께 이하로 형성하는 경우 광 투과적 성질을 가질 수 있다.
상기 지지 기판(117)으로는 필요에 따라 절연성, 도전성 또는 반도체 기판이 사용될 수 있다. 상기 지지 기판(117)은, 예를 들어, Al2O3, GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, Ga2O3, LiGaO2, LiAlO2, 또는 MgAl2O4 등일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 지지 기판(117)으로는 Al2O3, Si, 또는 SiC 기판 등이 주로 사용되고 있다.
일부 실시예들에서, 상기 지지 기판(117)은 상기 발광 구조체(113)의 형성 전 또는 후에 발광 소자(119)의 광 특성 또는 전기적 특성을 향상시키기 위해 발광 소자(119) 제조 과정에서 완전히 또는 부분적으로 제거되는 경우도 있다.
지지 기판(117)의 제거는, 예를 들어, 상기 지지 기판(117)이 Al2O3 기판인 경우에는 레이저를 상기 지지 기판(117)을 통해 상기 형광체(115)와의 계면에 조사하여 지지 기판(117)을 제거할 수 있으며, 상기 지지 기판(117)이 Si 기판이나 SiC 기판인 경우에는 연마(polishing) 또는 식각 등의 방법에 의해 제거될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 지지 기판(117)이 Al2O3 기판의 경우, 육각-롬보형(Hexa-Rhombo) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a축 방향의 격자상수가 각각 13.001Å 및 4.758Å이고, C(0001)면, A(1120)면, 및 R(1102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C(0001)면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로서 주로 사용된다.
다른 일부 실시예들에서, 상기 지지 기판(117)이 Si 기판의 경우, 대구경화에 보다 적합하고 상대적으로 가격이 낮아 양산성이 향상될 수 있다. (111)면을 기판 면으로 갖는 Si 기판은 질화갈륨과의 격자 상수 차이가 약 17% 정도로, 격자 상수의 차이가 발생할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 발광 구조체(113)의 측면, 상기 형광체(115), 및 상기 지지 기판(117)의 측면은 실질적으로 동일 평면에 위치할 수 있다. 이는 발광 소자(119)의 제조 방법에 기인하는 구조적 특징으로서, 발광 소자 패키지(100A)의 대량 생산을 보다 용이하게 달성할 수 있다.
렌즈 구조체(129)는 상기 캐비티(C1) 내부에 형성되는 제1 영역(121) 및 상기 캐비티(C1) 외부에 형성되는 제2 영역(123)으로 구성될 수 있다.
상기 렌즈 구조체(129)의 제1 영역(121)은 투광성 물질로 구성될 수 있고, 상기 캐비티(C1) 내에서 상기 발광 소자(119)를 밀봉하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광 소자(119)의 상면 및 측면을 전부 덮도록 형성될 수 있다. 상기 투광성 물질은 상기 발광 소자(119)를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 형성될 수 있다. 상기 투광성 물질은, 예를 들어, 에폭시, 실리콘, 에폭시와 실리콘의 하이브리드 등의 투명 유기 소재일 수 있으며, 상기 투광성 물질을 가열, 광 조사, 시간 경과 등의 방식으로 경화하여 사용할 수 있다.
상기 렌즈 구조체(129)의 제2 영역(123)은 상기 반사 구조체(109) 상에 형성된 마이크로 렌즈일 수 있다. 상기 마이크로 렌즈는 반구 형상으로 형성되어 넓은 지향각을 나타낼 수 있다. 도 1a에서 상기 마이크로 렌즈는 반구 형상인 것으로 예시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 마이크로 렌즈는 상기 발광 소자 패키지(100A)에 요구되는 지향각에 대응하여, 다양한 표면의 형상으로 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 마이크로 렌즈는 오목, 볼록, 요철, 원뿔 등 다양한 기하학 구조를 가질 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈의 형상에 따라 배광 특성이 변형될 수 있다.
상기 제2 영역(123)을 구성하는 마이크로 렌즈 및 상기 제1 영역(121)을 구성하는 투광성 물질은 동일한 물질로, 동시에 일체형으로 형성될 수 있다. 상기 렌즈 구조체(129)는, 예를 들어, 압축 성형(compression molding) 방식으로 형성될 수 있다.
상기 제2 영역(123)을 구성하는 마이크로 렌즈의 반경(R123)은 상기 반사 구조체(109)의 너비(W109)의 절반일 수 있다. 상기 마이크로 렌즈의 중심점은 도면에서와 같이 발광 소자(119)의 상면에만 존재하는 것은 아니고, 발광 소자(119)의 상면과 이격되어 존재할 수도 있다. 상기 반경(R123) 및 상기 너비(W109)의 비율에 따라 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 소자 패키지(100A)의 휘도가 달라질 수 있으며, 가장 고휘도를 구현하기 위하여는 상기 반경(R123)이 상기 너비(W109)의 절반인 경우라는 것을 실험을 통하여 알 수 있었다. 상기 휘도에 대하여는 후술하는 도 6에서 자세히 설명하도록 한다.
도 1c는 도 1a의 발광 구조체(113) 및 그 주변부의 확대도이다.
도 1c를 참조하면, 발광 구조체(113)는 제1 도전형 반도체층(113A1), 활성층(113A2), 제2 도전형 반도체층(113A3)이 차례로 적층된 구조를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(113A1, 113A3)은 각각 p형 및 n형 불순물이 도핑된 반도체로 이루어질 수 있다. 이와 반대로, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(113A1, 113A3)은 각각 n형 및 p형 불순물이 도핑된 반도체로 이루어질 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(113A1, 113A3)은 질화물 반도체, 예를 들어, AlxInyGa(1-x-y)N(0<x<1, 0<y<1, 0<x+y<1)로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(113A1, 113A3)은 상기 질화물 반도체 외에도 GaAs계 반도체나 GaP계 반도체로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 도전형 반도체층(113A1), 상기 활성층(113A2), 및 상기 제2 도전형 반도체층(113A3)은 에피택셜층일 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(113A1, 113A3) 사이에 개재되는 상기 활성층(113A2)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 활성층(113A2)은 양자 우물층과 양자 장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자 우물 구조, 예를 들어, InGaN/GaN 또는 AlGaN/GaN 구조로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 활성층(113A2)은 단일 양자 우물 구조일 수 있다. 상기 발광 구조체(113)는 상기 발광 구조체(113)를 구성하는 화합물 반도체의 재질에 따라 청색, 녹색, 적색, 또는 자외선 등을 발광할 수 있다. 다만, 상기 발광 구조체(113) 상에 형성된 형광체(115, 도 1a 참조)에 의해, 상기 발광 구조체(113)로부터 발생하는 광의 파장이 변환되어 다양한 색의 광이 출력될 수 있다.
상기 발광 구조체(113)는 전극 패드(103)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(113A1, 113A3)은 제1 및 제2 전극 패드(103A1, 103A2)와 각각 연결될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(113A3) 및 상기 활성층(113A2)을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층(113A1)과 연결되도록 제1 전극(113A5)이 형성될 수 있다. 절연층(113A4)은 상기 제1 전극(113A5)의 외측벽 및 상기 제2 도전형 반도체층(113A3)의 저면에 형성되어, 상기 제1 전극 패드(103A1)와 상기 활성층(113A2) 사이의 직접적인 전기적 연결을 방지한다. 상기 제1 전극(113A5)은 상기 제1 전극 패드(103A1)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2 도전형 반도체층(113A3)의 저면에 형성된 절연층(113A4)을 관통하여 상기 제2 도전형 반도체층(113A3)과 연결되도록 제2 전극(113A6)이 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(113A6)은 상기 제2 전극 패드(103A2)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도면에서 상기 제1 도전형 반도체층(113A1), 상기 활성층(113A2), 상기 제2 도전형 반도체층(113A3), 상기 절연층(113A4), 상기 제1 전극(113A5), 및 상기 제2 전극(113A6)은 상기 발광 구조체(113)를 예시한 것으로, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 발광 구조체(113) 및 상기 전극 패드(103)의 전기적 연결 구조는 예시에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예들에서, 상기 발광 구조체(113)는 소정의 에너지를 갖는 광을 방출하는 임의의 소자이고, 상기 전극 패드(103)는 상기 발광 구조체(113)에 에너지를 전달하는 다양한 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 전극 패드(103A1, 103A2)는 다양한 형상으로 배치될 수 있다.
도 1d 및 도 1e는 도 1a의 반사 구조체(109)의 형상을 예시한 평면도들이다.
도 1d 및 도 1e를 참조하면, 도 1a의 발광 소자 패키지(100A)를 상측에서 보았을 때, 캐비티(C1)는 수평 단면이 원 형상의 캐비티(C1A) 또는 사각 형상의 캐비티(C1B)일 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 캐비티(C1)는 수평 단면이 꼭짓점이 라운드된 사각 형상 또는 직사각 형상 등 다양한 형상일 수 있다.
상기 원 형상의 캐비티(C1A)를 가지는 반사 구조체(109A)는 원 형상의 바닥부(109AG) 및 측벽부(109AW)로 구성되고, 상기 사각 형상의 캐비티(C1B)를 가지는 반사 구조체(109B)는 사각 형상의 바닥부(109BG) 및 측벽부(109BW)로 구성될 수 있다. 각각의 경우에도, 전극 패드(103, 도 1a 참조)가 삽입되는 관통홀(H1)의 형상은 동일할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100B)를 나타내는 단면도이다. 도 2b는 도 2a의 A2 부분의 확대도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 발광 소자 패키지(100B)는 도 1a 및 도 1b의 발광 소자 패키지(100A)와 유사하나, 전극 패드(103')의 저면이 상기 반사 구조체(109)의 저면으로부터 상기 관통홀(H1) 내부로 후퇴하여 위치하는 차이가 있다. 도 1a 및 도 1b와 동일한 참조 부호는 동일한 부재이며, 설명의 편의를 위하여 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
전극 패드(103')가 상기 관통홀(H1)에 삽입되도록 상기 반사 구조체(109) 내에 배치될 수 있다. 이 때, 상기 전극 패드(103')는 상기 관통홀(H1)의 일부 영역에만 삽입될 수 있다. 즉, 전극 패드(103')의 저면이 상기 반사 구조체(109)의 저면으로부터 상기 관통홀(H1) 내부로 후퇴하여 위치할 수 있다.
이와 같은 구조는, 상기 관통홀(H1)을 가지는 상기 반사 구조체(109)를 몰딩 방식에 의해 상기 전극 패드(103')의 배치에 앞서 미리 형성하는 제조 방법에 기인할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100B)를 제조하는 과정 중, 상기 전극 패드(103')의 저면과 상기 반사 구조체(109)의 저면 사이의 이격 거리(D1)를 유지함으로써 상기 발광 소자 패키지(100B)의 이동 및 배치 과정에서, 상기 전극 패드(103')가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100C)를 나타내는 단면도이다. 도 3b는 도 3a의 A3 부분의 확대도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 발광 소자 패키지(100C)는 도 1a 및 도 1b의 발광 소자 패키지(100A)와 유사하나, 발광 소자(119')에 지지 기판(117)을 포함하지 않으며, 발광 소자 패키지(100A)에 비하여 형광체(115')가 더 두꺼운 두께로 형성되는 차이가 있다. 도 1a 및 도 1b와 동일한 참조 부호는 동일한 부재이며, 설명의 편의를 위하여 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
형광체(115') 상에 존재하던 지지 기판은 전술한 제거 공정에 의하여 제거된 상태일 수 있다. 즉, 상기 지지 기판은 상기 발광 구조체(113)의 형성 전 또는 후에 발광 소자(119')의 광 특성 또는 전기적 특성을 향상시키기 위해 발광 소자(119') 제조 과정에서 완전히 제거될 수 있다.
이 경우, 상기 형광체(115')는 상기 발광 소자(119')의 파장 변환층인 동시에 지지대로서의 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 형광체(115')가 지지대로서의 역할을 수행하기 위하여, 발광 소자 패키지(100A)에 비하여 더 두꺼운 두께로 형성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 소자 패키지(100C)에서 상기 반사 구조체(109)의 두께(T109)는 바닥부(109G)의 두께(T109G) 및 상기 발광 소자(119')의 두께(T119')의 합보다 클 수 있다. 즉, 상기 형광체(115')의 최상면의 레벨은 반사 구조체(109)의 최상면의 레벨보다 낮을 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(119')를 구성하는 발광 구조체(113) 및 상기 형광체(115')의 측면은 실질적으로 동일 평면에 위치할 수 있다. 이러한 구조적 특징으로 인한 효과는 전술한 바와 같다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서를 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법은 다음과 같은 공정 순서를 포함할 수 있다. 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
캐비티, 관통홀을 가지는 바닥부, 및 상기 캐비티와 상기 바닥부를 에워싸고 내측면에 경사가 형성된 측벽부를 포함하는 반사 구조체의 형상을 복수로 포함하도록 정의된 금형을 준비하는 S110 단계, 상기 금형을 이용하여 복수의 반사 구조체들을 포함하는 반사 구조체 패널을 형성하는 S120 단계, 상기 복수의 반사 구조체들의 바닥부에 형성된 관통홀에 전극 패드를 형성하는 S130 단계, 상기 복수의 반사 구조체들의 바닥부 상에, 상기 전극 패드와 전기적으로 연결되는 발광 구조체 및 상기 발광 구조체 상에 형성된 형광체를 포함하는 발광 소자를 배치하는 S140 단계, 및 상기 캐비티를 채우며, 상기 복수의 반사 구조체들 상에 마이크로 렌즈를 포함하는 렌즈 구조체를 형성하는 S150 단계를 포함할 수 있다.
상기 각각의 단계에 대한 기술적 특징은 후술하는 도 5a 내지 도 5k를 통하여 자세히 설명하도록 한다.
도 5a 내지 도 5k는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A)의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 캐비티를 복수로 가지는 반사 구조체 패널을 정의하는 금형(101)을 준비할 수 있다. 상기 금형(101)은 반사 구조체 패널의 바닥부의 저면을 정의하는 하부 금형(101B)과, 상기 하부 금형(101B) 상에서 복수의 캐비티를 가지는 반사 구조체 패널을 정의하는 상부 금형(101T)을 포함할 수 있다.
몰딩 공정 방식에 의해 형성되는 상기 반사 구조체 패널은, 상기 금형(101)이 정의하는 형상에 따라 그대로 구현될 수 있다. 따라서, 형성하고자 하는 상기 반사 구조체 패널에 따라 상기 금형(101)을 미리 제조할 수 있다.
상기 상부 금형(101T)은, 상기 캐비티의 내측면이 소정의 각도로 경사를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 금형(101T)은 전극 패드가 삽입될 수 있는 관통홀이 정의되도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 상부 금형(101T)은 몰딩 물질(M109)을 주입하기 위한 주입로(102S) 및 상기 금형(101) 내를 채운 나머지 몰딩 물질(M109)이 배출될 수 있는 배출로(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 금형(101) 내에 몰딩 물질(M109)을 주입할 수 있다. 상기 몰딩 물질(M109)은 수지(107) 및 상기 수지(107) 내에 분산된 고반사성 분말(105)을 포함할 수 있다. 상기 몰딩 물질(M109)은 고온 상태에서 상기 금형(101) 내로 주입되며, 상기 하부 금형(101B) 및 상기 상부 금형(101T)에 의해 정의되는 공간(S1)을 완전히 채울 때까지 주입될 수 있다.
상기 금형(101) 내에 상기 몰딩 물질(M109)을 주입하는 단계는 진공 상태에서 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 몰딩 물질(M109)이 상기 금형(101) 내에 용이하게 빈 공간 없이 주입될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 하부 금형(101B) 및 상기 상부 금형(101T)에 의해 정의되는 공간(S1, 도 5a 참조)에 상기 몰딩 물질(M109)이 모두 채워지면, 상기 몰딩 물질(M109)을 경화시킬 수 있다.
이에 따라, 복수의 캐비티를 가지는 반사 구조체 패널(P109)이 제조될 수 있다. 이 때, 상기 반사 구조체 패널(P109)은 경사각을 가지는 측벽부와 관통홀이 형성된 바닥부를 포함하는 반사 구조체를 복수로 포함할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 상기 금형(101)으로부터 상기 반사 구조체 패널(P109)을 분리할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 상기 반사 구조체 패널(P109)은 수지(107) 및 이에 분산된 고반사성 분말(105)로 이루어지므로, 소정의 유연성을 가질 수 있다. 즉, 상기 반사 구조체 패널(P109)이 캐비티를 복수로 가지는 대면적으로 형성되더라도, 상기 금형(101)과의 분리 단계에서 상기 반사 구조체 패널(P109)이 손상되는 문제가 억제될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법에 따르면 반사 구조체 패널(P109)의 효율적인 대량 생산이 가능할 수 있고, 이에 따라, 발광 소자 패키지의 양산성을 효율적으로 높일 수 있다.
도 5d를 참조하면, 도 5c의 A4 부분의 확대도로서, 상기 상부 금형(101T)의 형상에 따라 구현된 캐비티(C1) 및 관통홀(H1)의 형상이 구체적으로 도시되어 있다. 반사 구조체 패널(P109)의 내측면의 경사각(θ), 발광 소자가 배치되는 상기 캐비티(C1) 저면의 너비(WC1), 전극 패드가 배치될 관통홀(H1)의 깊이(DH1)는 상기 금형(101)의 형상에 의해 결정될 수 있다.
상기 상부 금형(101T)의 형상에 따라, 상기 반사 구조체 패널(P109)의 내측면의 경사각(θ)은 최대 광 반사 효율을 나타내는 약 45° 내지 약 55°일 수 있다.
또한, 상기 캐비티(C1) 저면의 너비(WC1)는 반사 구조체 패널(P109)의 부피 최소화를 위해 최소한의 너비를 가질 수 있다. 즉, 상기 캐비티(C1) 저면의 너비(WC1)는 상기 발광 소자의 너비보다 크되, 최소한의 간격만을 가지도록 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 관통홀(H1)의 깊이(DH1)는 상기 전극 패드의 두께와 동일하게 형성될 수 있다. 또는, 상기 관통홀(H1)의 깊이(DH1)는 상기 전극 패드의 두께보다 깊게 형성될 수 있다.
도 5e를 참조하면, 상기 반사 구조체 패널(P109)을 캐리어 기판(111) 상에 접착층(112)을 이용하여 부착할 수 있다. 상기 캐리어 기판(111)은 상기 반사 구조체 패널(P109)을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 캐리어 기판(111) 및 상기 반사 구조체 패널(P109)의 접착성을 높이기 위하여 접착층(112)을 이용할 수 있다. 상기 접착층(112)은 폴리머 계열의 물질일 수 있다. 예를 들어, 플루오르폴리머(Flurorpolymer), 폴리우레탄(polyurethane), 아크릴(acrylic), 에폭시(epoxy), 실리콘(Silicone), 스티렌(Styrene), 에틸렌(Ethylene), 부틸렌(Butylene), 또는 스티렌 블록 공중합체(Styrene block copolymer) 등의 물질일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 접착층(112)은 휘발성 접착 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 접착층(112)은 접착제 및 솔벤트를 포함할 수 있다. 상기 접착층(112)은 고온 공정의 수행에 따라 솔벤트의 일부가 휘발될 수 있다. 따라서, 상기 접착층(112) 내에 보이드(void)가 일부 발생할 수 있다. 상기 접착층(112)은 형성 공정에 의해 소정의 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 접착층(112)은 UV 접착층일 수 있다.
도 5f를 참조하면, 복수의 관통홀(H1)에 각각 전극 패드(103)를 형성할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 상기 관통홀(H1)의 깊이는 상기 전극 패드(103)의 두께와 동일하게 형성될 수 있다. 또는, 상기 관통홀(H1)의 깊이는 상기 전극 패드(103)의 두께보다 깊게 형성될 수 있다.
상기 전극 패드(103)는 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, 또는 Au 등의 전도성 물질을 포함할 수 있으며, Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al, 또는 Ni/Ag/Pt 등과 같이 2층 이상의 구조로 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 전극 패드(103)를 형성하는 단계는, Ni 또는 Cr 등과 같은 금속 물질로 형성된 시드층을 형성하는 단계 및 상기 시드층 상에 도금 공정을 이용하여 Au 등과 같은 전극 물질을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 5g를 참조하면, 발광 소자(119)는 일련의 반도체 공정에 의하여 발광 구조체(113), 형광체(115), 및 지지 기판(117)을 포함하는 형태로 제공될 수 있다. 기계적 커터 또는 레이저 커터를 이용하여 절단선(CL)을 따라 절단함으로써 개별적으로 분리된 발광 소자(119)를 얻을 수 있다. 절단선(CL)은 발광 소자(119)를 개별적으로 분리하기 위한 가상의 선이다. 따라서, 상기 발광 구조체(113)의 측면, 형광체(115)의 측면, 및 지지 기판(117)의 측면은 실질적으로 동일 평면에 위치할 수 있다.
도 5h를 참조하면, 반사 구조체 패널(P109) 상에 복수의 발광 소자(119)를 각각 배치할 수 있다. 이 때, 상기 발광 소자(119)의 발광 구조체(113)가 전극 패드(103)와 전기적으로 연결되도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(119)의 발광 구조체(113)는 상기 캐비티의 저면 상에 배치될 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 상기 발광 소자(119)의 최상면의 레벨은 상기 반사 구조체 패널(P109)의 최상면의 레벨과 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 상기 형광체(115)의 최상면의 레벨은 상기 반사 구조체 패널(P109)의 최상면의 레벨보다 낮을 수 있다.
도 5i를 참조하면, 캐비티 내를 채우는 제1 영역(121) 및 반사 구조체 패널(P109) 상에 형성되는 마이크로 렌즈인 제2 영역(123)을 포함하는 복수의 렌즈 구조체(129)를 형성할 수 있다.
렌즈 구조체(129)의 제1 영역(121)을 구성하는 투광성 물질은 상기 발광 소자(119)를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 형성될 수 있다. 상기 투광성 물질은 상기 발광 소자(119)를 밀봉하도록 형성될 수 있다.
상기 렌즈 구조체(129)의 제1 영역(121) 및 제2 영역(123)은 설명의 편의를 위하여 각각을 나누어 설명하고 있으나, 상기 제1 영역(121) 및 제2 영역(123)은 동일 물질로 구성되고 한 번의 공정으로 형성된다. 예를 들어, 압축 성형 방식을 이용하여, 상기 렌즈 구조체(129)의 제1 영역(121) 및 제2 영역(123)을 동시에 일체형으로 형성할 수 있다.
상기 마이크로 렌즈는 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 소자 패키지에 요구되는 지향각에 대응하여, 다양한 표면의 형상으로 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 마이크로 렌즈는 오목, 볼록, 요철, 원뿔 등 다양한 기하학 구조를 가질 수 있으며, 상기 마이크로 렌즈의 형상에 따라 배광 특성이 변형될 수 있다.
또한, 서로 이웃하는 마이크로 렌즈는 소정의 간격만큼 이격되어 형성될 수 있다. 이는 후속하는 절삭 공정으로부터 상기 마이크로 렌즈의 형상이 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
도 5j를 참조하면, 대면적의 반사 구조체 패널(P109, 도 5i 참조)을 절삭 레인(DL)을 따라 절삭 공정을 수행하여, 각각의 반사 구조체(109)로 물리적으로 분리할 수 있다.
상기 절삭 공정은 소잉 블레이드(sawing blade)가 절삭 레인(DL)을 따라 지나가며 수행될 수 있다. 상기 절삭 공정은 상기 반사 구조체 패널(P109)만을 절삭할 수 있고, 접착층(102)의 일부까지 절삭할 수도 있다.
도 5k를 참조하면, 복수의 발광 소자 패키지(100A)를 캐리어 기판(111, 도 5j 참조)으로부터 분리한다. 상기 복수의 발광 소자 패키지(100A)를 캐리어 기판(111)으로부터 분리한 후, 반사 구조체(109)의 저면에 접착층(112, 도 5j 참조)의 잔사물이 남아있는 경우, 상기 잔사물을 제거하는 공정을 추가할 수 있다.
이와 같은 공정 단계를 거쳐, 발광 소자(119)를 포함하는 칩 스케일의 발광 소자 패키지(100A)를 제조할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 소자 패키지(100A)의 제조 방법은 몰딩 방식에 의해 측벽부에 경사가 형성되고 바닥부에 관통홀을 가지는 반사 구조체(109)를 용이하게 제조할 수 있다. 상기 반사 구조체(109)를 적용한 본 발명에 따른 발광 소자 패키지(100A)는 반사 구조체(109)의 경사각을 용이하게 조절함으로써 발광 소자 패키지(100A)의 광 추출 효율을 효과적으로 증가시킬 수 있다. 또한, 몰딩 방식을 이용하여 발광 소자 패키지(100A)에 포함되는 반사 구조체(109)들을 패널 레벨로 한 번에 제조할 수 있으므로, 발광 소자 패키지(100A)의 효율적인 대량 생산이 가능할 수 있다.
또한, 발광 소자 패키지(100B, 도 2a 참조)의 제조 공정의 경우, 대부분의 공정은 발광 소자 패키지(100A)의 제조 공정과 동일하나, 도 5f에서 설명하는 공정 단계에서 전극 패드(103)를 관통홀(H1)의 일부에만 채운다는 점이 다를 수 있다.
또한, 발광 소자 패키지(100C, 도 3a 참조)의 제조 공정의 경우, 대부분의 공정은 발광 소자 패키지(100A)의 제조 공정과 동일하나, 도 5g에서 설명하는 공정 단계에서 지지 기판(117)을 형성하지 않는다는 점이 다를 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 마이크로 렌즈 반경 및 휘도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 발광 소자 패키지의 휘도를 마이크로 렌즈 반경을 변경하면서 측정하였다.
발광 소자 패키지의 경우, 이를 광원으로 이용하기 위하여 높은 휘도 특성이 요구된다. 이에 본 발명의 발광 소자 패키지에서 마이크로 렌즈의 반경을 변경하면서 이를 반사 구조체의 너비와의 관계에서 휘도를 측정하였다.
상기 발광 소자 패키지의 휘도를 측정하기 위하여, 상기 발광 소자 패키지를 구성하는 반사 구조체의 너비는 약 1.6㎜로 고정하였으며, 마이크로 렌즈의 반경을 약 300㎛ 부터 약 1000㎛로 증가시키면서 발광 소자 패키지의 휘도를 측정하였다.
그 결과, 발광 소자 패키지의 휘도는 마이크로 렌즈의 반경이 반사 구조체 너비의 절반에 해당하는 약 800㎛에서 73.2㏐으로 가장 높게 측정되었다. 즉, 마이크로 렌즈가 구형에 가까울수록, 발광 소자 패키지의 휘도가 높아지는 것으로 측정되었다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 소자 패키지 제조 방법으로 반사 구조체의 너비를 최소화함으로써, 마이크로 렌즈의 반경도 최소화하여, 발광 소자 패키지를 더욱 소형화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛의 개략적인 사시도이다.
구체적으로, 백라이트 유닛(2000)은 도광판(2040) 및 도광판(2040) 양측면에 제공되는 광원 모듈(2010)을 포함할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(2000)은 도광판(2040)의 하부에 배치되는 반사판(2020)을 더 포함할 수 있다. 본 실시예의 백라이트 유닛(2000)은 에지형 백라이트 유닛일 수 있다. 실시예에 따라, 광원 모듈(2010)은 도광판(2040)의 일 측면에만 제공되거나, 다른 측면에 추가적으로 제공될 수도 있다. 광원 모듈(2010)은 인쇄회로기판(2001) 및 인쇄회로기판(2001) 상면에 실장된 복수의 광원(2005)을 포함할 수 있다. 광원(2005)은 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)일 수 있다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 나타내는 도면이다.
구체적으로, 백라이트 유닛(2100)은 광확산판(2140) 및 광확산판(2140) 하부에 배열된 광원 모듈(2110)을 포함할 수 있다. 또한, 백라이트 유닛(2100)은 광확산판(2140) 하부에 배치되며, 광원 모듈(2110)을 수용하는 바텀 케이스(2160)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예의 백라이트 유닛(2100)은 직하형 백라이트 유닛일 수 있다.
광원 모듈(2110)은 인쇄회로기판(2101) 및 인쇄회로기판(2101) 상면에 실장된 복수의 광원(2105)을 포함할 수 있다. 광원(2105)은 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)일 수 있다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 나타내는 도면이다.
구체적으로, 도 9는 직하형 백라이트 유닛(2200)에 있어서 광원(2205)의 배치의 일 예를 나타낸다. 광원(2205)은 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)일 수 있다.
본 실시 형태에 따른 직하형 백라이트 유닛(2200)은 기판(2201)상에 배열된 복수의 광원(2205)을 갖추어 구성된다. 광원(2205)들의 배열 구조는 행과 열로 배열된 매트릭스 구조로서 각각의 행과 열은 지그재그 형태를 갖는다. 이는, 복수의 광원(2205)이 일직선상에 행과 열로 배열된 제1 매트릭스의 내부에 동일한 형태의 제2 매트릭스가 배치된 구조로서 상기 제1 매트릭스에 포함된 인접한 4개의 광원(2205)이 이루는 사각형의 내부에 상기 제2 매트릭스의 각 광원(2205)이 위치하는 것으로 이해될 수 있다.
다만, 상기 직하형 백라이트 유닛에 있어서 휘도의 균일성 및 광효율을 보다 향상시키기 위해 필요에 따라서는, 상기 제1 및 제2 매트릭스는 그 배치 구조 및 간격을 서로 다르게 할 수도 있다. 또한, 이러한 복수의 광원 배치 방법 외에, 휘도 균일도를 확보할 수 있도록 인접한 광원 간의 거리(S1, S2)를 최적화할 수 있다. 이와 같이, 광원(2205)들로 구성된 행과 열을 일직선상에 배치하지 않고, 지그재그로 배치함에 따라, 동일한 발광 면적에 대하여 약 15% 내지 25% 정도 광원(2205)의 수를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10의 광원 모듈을 확대하여 도시한 도면이다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 백라이트 유닛(2300)은 광학시트(2320) 및 상기 광학시트(2320) 하부에 배열된 광원 모듈(2310)을 포함할 수 있다. 상기 광학시트(2320)는 확산시트(2321), 집광시트(2322), 보호시트(2323) 등을 포함할 수 있다.
광원 모듈(2310)은 회로 기판(2311), 회로 기판(2311) 상에 실장된 복수의 광원(2312) 및 상기 복수의 광원(2312) 상부에 각각 배치되는 복수의 광학 소자(2313)를 포함할 수 있다. 광원(2312)은 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)일 수 있다.
광학 소자(2313)는, 굴절을 통해 광의 지향각을 조절할 수 있으며, 특히 광원(2312)의 빛을 넓은 영역으로 확산시키는 광지향각 렌즈가 주로 사용될 수 있다. 이러한 광학 소자(2313)가 부착된 광원(2312)은 더 넓은 광 분포를 갖게 되기 때문에 백라이트, 평판 조명 등에 광원 모듈이 사용되는 경우, 동일 면적당 필요한 광원(2312)의 개수를 절약할 수 있다.
도 11에 도시한 바와 같이 광학 소자(2313)는 광원(2312) 상에 배치되는 바닥면(2313a)과, 광원(2312)의 광이 입사되는 입사면(2313b)과, 광이 외부로 방출되는 출사면(2313c)을 포함할 수 있다. 바닥면(2313a)은 광원(2312)의 광축(Z)이 지나는 중앙에 출사면(2313c) 방향으로 함몰된 홈부(2313d)가 구비될 수 있다. 홈부(2313d)는 그 표면이 광원(2312)의 광이 입사되는 입사면(2313b)으로 정의될 수 있다. 즉, 입사면(2313b)은 상기 홈부(2313d)의 표면을 이룰 수 있다.
바닥면(2313a)은 입사면(2313b)과 연결되는 중앙 영역이 상기 광원(2312)으로 부분적으로 돌출되어 전체적으로 비평판형 구조를 가질 수 있다. 즉, 바닥면(2313a) 전체가 평평한 일반적인 구조와 달리 상기 홈부(2313d) 둘레를 따라서 부분적으로 돌출된 구조를 가질 수 있다. 바닥면(2313a)에는 복수의 지지부(2313f)가 구비될 수 있으며, 상기 광학 소자(2313)가 상기 회로 기판(2311) 상에 장착되는 경우 상기 광학 소자(2313)를 고정 및 지지할 수 있다.
출사면(2313c)은 바닥면(2313a)과 연결되는 테두리로부터 상부 방향(광출사 방향)으로 돔 형태로 돌출되며, 상기 광축(Z)이 지나는 중앙이 상기 홈부(2313d)를 향해 오목하게 함몰되어 변곡점을 가지는 구조를 가질 수 있다. 출사면(2313c)에는 상기 광축(Z)에서 상기 테두리 방향으로 복수의 요철부(2313e)가 주기적으로 배열될 수 있다. 복수의 요철부(2313e)는 상기 광학 소자(2313)의 수평 단면 형상에 대응하는 링 형상을 가질 수 있으며, 상기 광축(Z)을 기준으로 동심원을 이룰 수 있다. 그리고 광축(Z)을 중심으로 상기 출사면(2313c)의 표면을 따라 주기적인 패턴을 이루며 방사상으로 확산되는 구조로 배열될 수 있다.
복수의 요철부(2313e)는 각각 일정한 주기(Pitch)로 이격되어 패턴을 이룰 수 있다. 이 경우, 복수의 요철부(2313e) 사이의 주기는 약 0.01㎜ 내지 약 0.04㎜ 사이의 범위를 가질 수 있다. 상기 복수의 요철부(2313e)는 광학 소자(2313)를 제조하는 과정에서 발생할 수 있는 미세한 가공 오차로 인하여 광학 소자들 간의 성능의 차이를 상쇄할 수 있으며, 이를 통해 광 분포의 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 직하형 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 백라이트 유닛(2400)은 회로기판(2401) 상에 광원(2405)이 실장되며, 그 상부에 배치된 하나 이상의 광학 시트(2406)를 구비한다. 광원(2405)은 적색 형광체를 함유한 백색 발광 장치일 수 있다. 광원(2405)이 회로기판(2401) 상에 실장된 모듈일 수 있다. 광원(2405)은 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)일 수 있다.
본 실시예에 채용된 회로기판(2401)은 메인 영역에 해당되는 제1 평면부(2401a)와 그 주위에 배치되어 적어도 일부가 꺾인 경사부(2401b)와, 상기 경사부(2401b)의 외측인 회로기판(2401)의 모서리에 배치된 제2 평면부(2401c)를 가질 수 있다. 제1 평면부(2401a) 상에는 제1 간격(d1)에 따라 광원(2405)이 배열되며, 경사부(2401b) 상에도 제2 간격(d2)으로 하나 이상의 광원(2405)이 배열될 수 있다. 상기 제1 간격(d1)은 상기 제2 간격(d2)과 동일할 수 있다. 상기 경사부(2401b)의 폭(또는 단면에서는 길이)은 제1 평면부(2401a)의 폭보다 작으며 제2 평면부(2401c)의 폭에 비해서는 길게 형성될 수 있다. 또한, 제2 평면부(2401c)에도 필요에 따라 적어도 하나의 광원(2405)이 배열될 수 있다.
상기 경사부(2401b)의 기울기는 제1 평면부(2401a)를 기준으로 0°보다는 크며 90°보다는 작은 범위 안에서 적절하게 조절할 수 있다. 회로기판(2401)은 이러한 구조를 취함으로써 광학 시트(2406)의 가장자리 부근에서도 균일한 밝기를 유지할 수 있다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 백라이트 유닛들(2500, 2600, 2700)은 파장 변환부(2550, 2650, 2750)가 광원(2505, 2605, 2705)에 배치되지 않고, 광원(2505, 2605, 2705)의 외부에서 백라이트 유닛들(2500, 2600, 2700) 내에 배치되어 광을 변환시킬 수 있다. 광원(2505, 2605, 2705)은 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)일 수 있다.
도 13의 백라이트 유닛(2500)은 직하형 백라이트 유닛으로, 파장 변환부(2550), 상기 파장 변환부(2550)의 하부에 배열된 광원 모듈(2510) 및 상기 광원 모듈(2510)을 수용하는 바텀 케이스(2560)를 포함할 수 있다. 또한, 광원 모듈(2510)은 인쇄회로기판(2501) 및 상기 인쇄회로기판(2501) 상면에 실장된 복수의 광원(2505)을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(2500)에서는, 바텀 케이스(2560) 상부에 파장 변환부(2550)가 배치될 수 있다. 따라서, 광원 모듈(2510)로부터 방출되는 광의 적어도 일부가 파장 변환부(2550)에 의해 파장 변환될 수 있다. 상기 파장 변환부(2550)는 별도의 필름으로 제조되어 적용될 수 있으나, 도시되지 않은 광확산판과 일체로 결합된 형태로 제공될 수 있다.
도 14 및 도 15의 백라이트 유닛(2600, 2700)은 에지형 백라이트 유닛으로, 파장 변환부(2650, 2750), 도광판(2640, 2740), 상기 도광판(2640, 2740)의 일 측에 배치되는 반사부(2620, 2720) 및 광원(2605, 2705)을 포함할 수 있다. 광원(2605, 2705)에서 방출되는 광은 상기 반사부(2620, 2720)에 의해 상기 도광판(2640, 2740)의 내부로 안내될 수 있다. 도 14의 백라이트 유닛(2600)에서, 파장 변환부(2650)는 도광판(2640)과 광원(2605)의 사이에 배치될 수 있다. 도 15의 백라이트 유닛(2700)에서, 파장 변환부(2750)는 도광판(2740)의 광 방출면 상에 배치될 수 있다.
파장 변환부(2550, 2650, 2750)에는 통상적인 형광체가 포함될 수 있다. 특히, 광원으로부터의 열 또는 수분에 취약한 양자점의 특성을 보완하기 위하여 양자점 형광체를 사용할 수 있다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 디스플레이 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
구체적으로, 디스플레이 장치(3000)는, 백라이트 유닛(3100), 광학시트(3200) 및 액정 패널과 같은 화상 표시 패널(3300)을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(3100)은 바텀 케이스(3110), 반사판(3120), 도광판(3140) 및 도광판(3140)의 적어도 일 측면에 제공되는 광원 모듈(3130)을 포함할 수 있다. 광원 모듈(3130)은 인쇄회로기판(3131) 및 광원(3132)을 포함할 수 있다.
특히, 광원(3132)은 광방출면에 인접한 측면으로 실장된 사이드뷰 타입 발광 소자일 수 있다. 광원(3132)은 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)일 수 있다. 시트, 프리즘시트 또는 보호시트와 같은 여러 종류의 시트를 포함할 수 있다.
화상 표시 패널(3300)은 광학시트(3200)를 출사한 광을 이용하여 영상을 표시할 수 있다. 화상 표시 패널(3300)은 어레이 기판(3320), 액정층(3330) 및 컬러 필터 기판(3340)을 포함할 수 있다. 어레이 기판(3320)은 매트릭스 형태로 배치된 화소 전극들, 상기 화소 전극에 구동 전압을 인가하는 박막 트랜지스터들 및 상기 박막 트랜지스터들을 작동시키기 위한 신호 라인들을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(3340)은 투명기판, 컬러 필터 및 공통 전극을 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터는 백라이트 유닛(3100)으로부터 방출되는 백색광 중 특정 파장의 광을 선택적으로 통과시키기 위한 필터들을 포함할 수 있다. 액정층(3330)은 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극 사이에 형성된 전기장에 의해 재배열되어 광투과율을 조절할 수 있다. 광투과율이 조절된 광은 컬러 필터 기판(3340)의 상기 컬러 필터를 통과함으로써 영상을 표시할 수 있다. 화상 표시 패널(3300)은 영상 신호를 처리하는 구동회로 유닛 등을 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 디스플레이 장치(3000)에 따르면, 상대적으로 작은 반치폭을 가지는 청색광, 녹색광 및 적색광을 방출하는 광원(3132)을 사용하므로, 방출된 광이 컬러 필터 기판(3340)을 통과한 후 높은 색순도의 청색, 녹색 및 적색을 구현할 수 있다.
도 17은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 평판 조명 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
구체적으로, 평판 조명 장치(4100)는 광원 모듈(4110), 전원 공급 장치(4120) 및 하우징(4030)을 포함할 수 있다. 광원 모듈(4110)은 발광 소자 어레이를 광원으로 포함할 수 있다. 광원 모듈(4110)은 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)를 광원으로서 포함할 수 있다. 전원 공급 장치(4120)는 발광 소자 구동부를 포함할 수 있다.
광원 모듈(4110)은 발광 소자 어레이를 포함할 수 있고, 전체적으로 평면 현상을 이루도록 형성될 수 있다. 발광 소자 어레이는 발광 소자 및 발광 소자의 구동정보를 저장하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
전원 공급 장치(4120)는 광원 모듈(4110)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 하우징(4130)은 광원 모듈(4110) 및 전원 공급 장치(4120)가 내부에 수용되도록 수용 공간이 형성될 수 있고, 일 측면에 개방된 육면체 형상으로 형성되나 이에 한정되는 것은 아니다. 광원 모듈(4110)은 하우징(4130)의 개방된 일 측면으로 빛을 발광하도록 배치될 수 있다.
도 18은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 간략하게 나타내는 분해 사시도이다.
구체적으로, 조명 장치(4200)는 소켓(4210), 전원부(4220), 방열부(4230), 광원 모듈(4240) 및 광학부(4250)를 포함할 수 있다. 광원 모듈(4240)은 발광 소자 어레이를 포함할 수 있고, 전원부(4220)는 발광 소자 구동부를 포함할 수 있다.
소켓(4210)은 기존의 조명 장치와 대체 가능하도록 구성될 수 있다. 조명 장치(4200)에 공급되는 전력은 소켓(4210)을 통해서 인가될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전원부(4220)는 제1 전원부(4221) 및 제2 전원부(4222)로 분리되어 조립될 수 있다. 방열부(4230)는 내부 방열부(4231) 및 외부 방열부(4232)를 포함할 수 있고, 내부 방열부(4231)는 광원 모듈(4240) 및/또는 전원부(4220)와 직접 연결될 수 있고, 이를 통해 외부 방열부(4232)로 열이 전달되게 할 수 있다. 광학부(4250)는 내부 광학부(미도시) 및 외부 광학부(미도시)를 포함할 수 있고, 광원 모듈(4240)이 방출하는 빛을 고르게 분산시키도록 구성될 수 있다.
광원 모듈(4240)은 전원부(4220)로부터 전력을 공급받아 광학부(4250)로 빛을 방출할 수 있다. 광원 모듈(4240)은 하나 이상의 발광 소자 패키지(4241), 회로 기판(4242) 및 컨트롤러(4243)를 포함할 수 있고, 컨트롤러(4243)는 발광 소자 패키지(4241)의 구동 정보를 저장할 수 있다. 발광 소자 패키지(4241)는 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)를 포함할 수 있다.
도 19는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 바(bar) 타입의 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
구체적으로, 조명 장치(4400)는 방열 부재(4401), 커버(4427), 광원 모듈(4421), 제1 소켓(4405) 및 제2 소켓(4423)을 포함한다. 방열 부재(4401)의 내부 및/또는 외부 표면에 다수개의 방열 핀(4409, 4410)이 요철 형태로 형성될 수 있으며, 방열 핀(4409, 4410)은 다양한 형상 및 간격을 갖도록 설계될 수 있다. 방열 부재(4401)의 내측에는 돌출 형태의 지지대(4413)가 형성되어 있다. 지지대(4413)에는 광원 모듈(4421)이 고정될 수 있다. 방열 부재(4401)의 양 끝단에는 걸림 턱(4411)이 형성될 수 있다.
커버(4427)에는 걸림 홈(4429)이 형성되어 있으며, 걸림 홈(4429)에는 방열 부재(4401)의 걸림 턱(4411)이 후크 결합 구조로 결합될 수 있다. 걸림 홈(4429)과 걸림 턱(4411)이 형성되는 위치는 서로 바뀔 수도 있다.
광원 모듈(4421)은 발광 소자 어레이를 포함할 수 있다. 광원 모듈(4421)은 인쇄회로기판(4419), 광원(4417) 및 컨트롤러(4415)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(4415)는 광원(4417)의 구동 정보를 저장할 수 있다. 인쇄회로기판(4419)에는 광원(4417)을 동작시키기 위한 회로 배선들이 형성되어 있다. 또한, 광원(4417)을 동작시키기 위한 구성 요소들이 포함될 수도 있다. 광원(4417)은 앞서 설명한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)를 포함할 수 있다.
제1 및 제 2 소켓(4405, 4423)은 한 쌍의 소켓으로서 방열 부재(4401) 및 커버(4427)로 구성된 원통형 커버 유닛의 양단에 결합되는 구조를 갖는다. 예를 들어, 제1 소켓(4405)은 전극 단자(4403) 및 전원 장치(4407)를 포함할 수 있고, 제2 소켓(4423)에는 더미 단자(4425)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 소켓(4405) 또는 제2 소켓(4423) 중의 어느 하나의 소켓에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 예를 들어, 더미 단자(4425)가 배치된 제2 소켓(4423)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 다른 예로서, 전극 단자(4403)가 배치된 제1 소켓(4405)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수도 있다.
도 20은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 구비하는 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 조명 장치(4500)에서 도 18에서 개시하는 조명 장치(4200)와의 차이점은 광원 모듈(4240)의 상부에 반사판(4310) 및 통신 모듈(4320)이 포함되어 있다. 반사판(4310)은 광원으로부터의 빛을 측면 및 후방으로 고르게 퍼지게 하여 눈부심을 줄일 수 있다.
반사판(4310)의 상부에는 통신 모듈(4320)이 장착될 수 있으며 상기 통신 모듈(4320)을 통하여 홈-네트워크(home-network) 통신을 구현할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(4320)은 지그비(Zigbee), 와이파이(WiFi) 또는 라이파이(LiFi)를 이용한 무선 통신 모듈일 수 있으며, 스마트폰 또는 무선 컨트롤러를 통하여 조명 장치의 온(on)/오프(off), 밝기 조절 등과 같은 가정 내외에 설치되어 있는 조명을 컨트롤 할 수 있다. 또한, 상기 가정 내외에 설치되어 있는 조명 장치의 가시광 파장을 이용한 라이파이 통신 모듈을 이용하여 TV, 냉장고, 에어컨, 도어락, 자동차 등 가정 내외에 있는 전자 제품 및 자동차 시스템의 컨트롤을 할 수 있다. 상기 반사판(4310)과 통신 모듈(4320)은 커버부(4330)에 의해 커버될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100A, 100B, 100C: 발광 소자 패키지
101: 금형, 103: 전극 패드
109: 반사 구조체, 113: 발광 구조체
115: 형광체, 117: 지지 기판
119: 발광 소자, 129: 렌즈 구조체
101: 금형, 103: 전극 패드
109: 반사 구조체, 113: 발광 구조체
115: 형광체, 117: 지지 기판
119: 발광 소자, 129: 렌즈 구조체
Claims (20)
- 캐비티, 관통홀을 가지는 바닥부, 및 상기 캐비티와 상기 바닥부를 에워싸고 내측면에 경사가 형성된 측벽부를 포함하는 반사 구조체;
상기 관통홀에 삽입되는 전극 패드;
상기 캐비티 내부의 상기 바닥부 상에 배치되고, 상기 전극 패드와 전기적으로 연결되는 발광 구조체 및 상기 발광 구조체 상에 형성되는 형광체를 포함하는 발광 소자; 및
상기 캐비티를 채우며, 상기 반사 구조체의 편평한 상부 상에 반구형으로 마이크로 렌즈가 형성되는 렌즈 구조체;
를 포함하고,
상기 렌즈 구조체에서 상기 캐비티를 채우는 물질 및 상기 마이크로 렌즈를 형성하는 물질은 동일 물질인 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 형광체의 최상면의 레벨은 상기 반사 구조체의 최상면의 레벨보다 낮은 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 발광 구조체의 측면 및 상기 형광체의 측면은 동일 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 형광체 상에 형성된 지지 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지. - 제4항에 있어서,
상기 발광 구조체의 측면, 상기 형광체의 측면 및 상기 지지 기판의 측면은 동일 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 렌즈 구조체는 상기 발광 소자의 상면 및 측면을 전부 덮는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 렌즈 구조체 중 상기 캐비티 내부에 형성되는 제1 영역은 투광층이고,
상기 렌즈 구조체 중 상기 캐비티 외부에 형성되는 제2 영역은 마이크로 렌즈인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지. - 제7항에 있어서,
상기 제2 영역의 반경은 상기 반사 구조체의 너비의 절반인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 전극 패드의 저면은 상기 반사 구조체의 저면과 동일 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 전극 패드의 저면은 상기 반사 구조체의 저면으로부터 상기 관통홀 내부로 후퇴하여 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지. - 캐비티, 관통홀을 가지는 바닥부, 및 상기 캐비티와 상기 바닥부를 에워싸고 내측면에 경사가 형성된 측벽부를 포함하는 반사 구조체의 형상을 복수로 포함하도록 정의된 금형을 준비하는 단계;
상기 금형을 이용하여 복수의 반사 구조체들을 포함하는 반사 구조체 패널을 형성하는 단계;
상기 복수의 반사 구조체들의 바닥부에 형성된 관통홀에 전극 패드를 형성하는 단계;
상기 복수의 반사 구조체들의 바닥부 상에, 상기 전극 패드와 전기적으로 연결되는 발광 구조체 및 상기 발광 구조체 상에 형성된 형광체를 포함하는 발광 소자를 배치하는 단계; 및
상기 캐비티를 채우며, 상기 복수의 반사 구조체들 상에 마이크로 렌즈를 포함하는 렌즈 구조체를 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 렌즈 구조체를 형성하는 단계에서 상기 캐비티를 채우는 물질 및 상기 마이크로 렌즈를 형성하는 물질은 동일 물질인 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 반사 구조체 패널을 형성하는 단계는,
진공 상태에서 상기 금형 내에 수지 및 상기 수지 내에 분산된 고반사성 분말을 포함하는 몰딩 물질을 주입하는 단계; 및
상기 몰딩 물질을 경화시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 반사 구조체 패널을 형성하는 단계에서,
상기 관통홀의 깊이는 상기 전극 패드의 두께와 같거나 더 큰 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 반사 구조체 패널을 형성하는 단계 후,
상기 반사 구조체 패널을 캐리어 기판 상에 접착층을 사용하여 고정시키는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 발광 소자를 배치하는 단계에서,
상기 형광체의 최상면의 레벨은 상기 반사 구조체의 최상면의 레벨보다 낮은 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 발광 소자를 배치하는 단계에서,
상기 발광 구조체의 측면 및 상기 형광체의 측면은 동일 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 발광 소자를 배치하는 단계에서,
상기 발광 소자는 상기 형광체 상에 형성된 지지 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 삭제
- 제11항에 있어서,
상기 렌즈 구조체를 형성하는 단계에서,
상기 마이크로 렌즈의 반경은 상기 반사 구조체의 너비의 절반인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 렌즈 구조체를 형성하는 단계 후,
상기 반사 구조체 패널을 복수의 반사 구조체들로 각각 절삭하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
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