KR102401828B1 - 발광소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
실시 예는, 발광소자; 상기 발광소자의 상면을 커버하고 제1파장변환입자를 포함하는 제1파장변환층; 및 상기 발광소자의 측면을 커버하고 제2파장변환입자를 포함하는 제2파장변환층을 포함하고, 상기 제1파장변환입자의 함량은 상기 제2파장변환입자의 함량보다 많은 발광소자 패키지를 개시한다.
Description
실시 예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Device, LED)는 전기에너지를 빛 에너지로 변환하는 화합물 반도체 소자로서, 화합물반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
질화물반도체 발광소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비 전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 갖고 있다. 따라서, 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.
CSP(Chip Scale Package) 타입의 발광소자 패키지는 발광소자에 직접 형광체층을 형성하여 제작할 수 있다. 그러나, 발광소자 패키지의 상부면과 측면에서 방출된 광의 색온도 편차가 커지는 문제가 있다.
실시 예는 상부면과 측면에서 방출된 광의 색온도 편차를 개선할 수 있는 발광소자 패키지를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 발광소자; 상기 발광소자의 상면을 커버하고 제1파장변환입자를 포함하는 제1파장변환층; 및 상기 발광소자의 측면을 커버하고 제2파장변환입자를 포함하는 제2파장변환층을 포함하고, 상기 제1파장변환입자의 함량은 상기 제2파장변환입자의 함량보다 많다.
상기 제1파장변환층의 광축 방향 두께와 상기 광축과 수직한 제2파장변환층의 폭의 비는 0.5:1 내지 1:1이고, 상기 제1파장변환층의 두께는 50㎛ 이상 100㎛일 수 있다.
상기 제1파장변환층과 제2파장변환층 사이의 경계면을 포함하고, 상기 경계면에 형성된 광 추출 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1파장변환층을 통해 방출된 광의 색온도와 상기 제2파장변환층을 통해 방출된 광의 색온도의 차는 500K이하일 수 있다.
상기 발광소자는, 제1반도체층, 활성층, 및 제2반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물의 일 측에서 상기 제2반도체층 및 활성층을 관통하여 제1반도체층과 전기적으로 연결되는 제1전극 패드; 및 상기 발광 구조물의 일 측에서 제2반도체층과 전기적으로 연결되는 제2전극 패드를 포함할 수 있다.
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실시 예에 따르면, 발광소자 패키지의 상부면과 측면에서 방출되는 광의 색온도 편차를 개선할 수 있다. 또한, 발광소자 패키지의 광속을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 개념도이고,
도 2는 도 1의 제1변형예이고,
도 3은 도 1의 제2변형예이고,
도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 색온도를 측정한 그래프이고,
도 5는 종래 발광소자 패키지의 개념도이고,
도 6은 종래 발광소자 패키지의 색온도차를 측정한 그래프이고,
도 7은 도 1의 발광소자의 개념도이고,
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1의 제1변형예이고,
도 3은 도 1의 제2변형예이고,
도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 색온도를 측정한 그래프이고,
도 5는 종래 발광소자 패키지의 개념도이고,
도 6은 종래 발광소자 패키지의 색온도차를 측정한 그래프이고,
도 7은 도 1의 발광소자의 개념도이고,
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 개념도이고, 도 2는 도 1의 제1변형예이고, 도 3은 도 1의 제2변형예이고, 도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 색온도를 측정한 그래프이다.
도 1을 참고하면, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(10)는 발광소자(100), 발광소자(100)의 상면을 커버하고 제1파장변환입자(P1)를 포함하는 제1파장변환층(210), 및 발광소자(100)의 측면을 커버하고 제2 파장변환입자(P2)를 포함하는 제2파장변환층(220)을 포함한다. 발광소자 패키지(10)는 CSP(Chip Scale Package)일 수 있다.
발광소자(100)의 상면에서 출사된 제1광(L1)은 제1파장변환층(210)에 의해 백색광으로 변환되고, 발광소자(100)의 측면에서 출사된 제2광(L2)은 제2파장변환층(220)에 의해 백색광으로 변환될 수 있다.
발광소자(100)는 자외선 파장대의 광 또는 청색 파장대의 광을 방출할 수 있다. 발광소자(100)는 일 측에 n형 전극과 p형 전극이 배치된 플립칩 구조일 수 있다. 발광소자(100)의 구조에 대해서는 후술한다.
제1파장변환층(210)과 제2파장변환층(220)은 발광소자(100)의 상면과 측면을 각각 커버할 수 있다. 상면은 발광소자(100)의 주발광면일 수 있고 측면은 발광소자(100)의 두께 방향면일 수 있다.
제1파장변환층(210)과 제2파장변환층(220)은 고분자 수지로 제작될 수 있다. 고분자 수지는 광 투과성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 및 아크릴 수지 중 어느 하나 이상일 수 있다. 일 예로, 고분자 수지는 실리콘 수지일 수 있다.
제1파장변환층(210)에 분산된 제1파장변환입자(P1)와 제2파장변환층(220)에 분산된 제2파장변환입자(P2)는 발광소자(100)에서 방출된 광을 흡수하여 백색광으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 제1 파장변환입자(P1)와 제2 파장변환입자(P2)는 형광체, QD(Quantum Dot) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이하에서는 파장변환입자를 형광체로 설명한다.
제1형광체(P1)와 제2형광체(P2)는 YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 어느 하나의 형광물질이 포함될 수 있으나, 실시 예는 형광체의 종류에 제한되지 않는다.
YAG 및 TAG계 형광물질에는 (Y, Tb, Lu, Sc, La, Gd, Sm)3(Al, Ga, In, Si, Fe)5(O, S)12:Ce 중에서 선택하여 사용가능하며, Silicate계 형광물질에는 (Sr, Ba, Ca, Mg)2SiO4: (Eu, F, Cl) 중에서 선택 사용 가능하다.
또한, Sulfide계 형광물질에는 (Ca,Sr)S:Eu, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu 중에서 선택하여 사용가능하며, Nitride계 형광체는 (Sr, Ca, Si, Al, O)N:Eu (예, CaAlSiN4:Eu β-SiAlON:Eu) 또는 Ca-α SiAlON:Eu계인 (Cax,My)(Si,Al)12(O,N)16일 수 있다. 여기서 M 은 Eu, Tb, Yb 또는 Er 중 적어도 하나의 물질이며 0.05<(x+y)<0.3, 0.02<x<0.27 and 0.03<y<0.3을 만족하는 형광체 성분 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
적색 형광체는, N(예, CaAlSiN3:Eu)을 포함하는 질화물(Nitride)계 형광체이거나 KSF(K2SiF6) 형광체일 수 있다.
제1파장변환층(210)과 제2파장변환층(220) 사이에는 경계면(S)이 형성될 수 있다. 제1파장변환층(210)과 제2파장변환층(220)을 별도로 제작되기 때문이다.
도 2를 참고하면, 경계면에는 광 추출 패턴(S1)이 형성될 수 있다. 광 추출 패턴(S1)은 미세 요철 또는 광 산란 입자를 포함할 수 있다. 광 산란 입자는 TiO2와 같이 산란성이 높은 입자를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의해 제2파장변환층(220)에서 제1파장변환층(210)을 통과하는 광(L3)은 굴절 또는 반사되는 확률이 감소하여 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한, 미세 요철 구조에 의해 제1파장변환층(210)과 제2파장변환층(220)의 결합력이 향상될 수도 있다.
도 3을 참고하면, 제1파장변환층(210)의 두께는 측면으로 갈수록 얇아질 수 있다. 즉, 제1파장변환층(210)은 렌즈 형상일 수도 있다. 그러나, 제1파장변환층(210)은 일정한 두께를 갖는 필름 형태일 수도 있다.
다시 도 1을 참고하면, 제1형광체(P1)의 함량은 제2형광체(P2)의 함량보다 많을 수 있다. 일반적으로 발광소자 패키지(10)의 상부면에서 방출된 광의 색온도는 측면에서 방출된 광의 색온도보다 높을 수 있다. 형광체의 함량이 많아질수록 색온도는 낮아질 수 있다. 따라서, 실시 예는 제1형광체(P1)의 함량을 높임으로써 제1파장변환층(210)에 의해 변환된 백색광의 색온도와 제2파장변환층(220)에 의해 변환된 백색광의 색온도 편차를 줄일 수 있다. 이는 제1파장변환층(210)과 제2파장변환층(220)을 별도로 제작함으로써 가능해질 수 있다.
색온도가 5000K 이상인 쿨 화이트(Cool white) 발광소자 패키지를 제작하는 경우, 제1형광체(P1)의 함량은 고분자 수지 100wt%을 기준으로 120wt% 내지 140wt%일 수 있다. 또한, 제2형광체(P2)의 함량은 고분자 수지 100wt%을 기준으로 80wt% 내지 120wt%일 수 있다. 파장변환층(200)에서 형광체의 함량은 고분자 수지의 함량보다 높을 수 있다.
색온도가 5000K 이하인 웜 화이트(Warm white) 발광소자 패키지를 제작하는 경우, 제1형광체(P1)의 함량은 고분자 수지 100wt%을 기준으로 220wt% 내지 240wt%일 수 있다. 또한, 제2형광체(P2)의 함량은 고분자 수지 100wt%을 기준으로 180wt% 내지 220wt%일 수 있다.
제1파장변환층(210)의 광축 방향 두께(D1)는 50㎛ 이상 100㎛일 수 있다. 제1파장변환층(210)의 두께(D1)가 50㎛미만인 경우에는 CIE 색좌표상 백색광을 구현하기 어려운 문제가 있으며, 100㎛를 초과하는 경우에는 광속이 감소하는 문제가 있다. 광축과 수직한 제2파장변환층(220)의 폭(W1)은 100㎛일 수 있다. 따라서, 제1파장변환층(210)의 광축 방향 두께(D1)와 제2파장변환층(220)의 폭(W1)의 비는 0.5:1 내지 1:1일 수 있다.
도 4를 참고하면, 발광소자 패키지의 상부면에서 방출된 광과 측면에서 방출된 광의 색온도는 거의 유사한 것을 알 수 있다. 구체적으로 제1파장변환층을 통해 방출된 광(예: 광축 0도를 기준으로 ±50도 이하의 각도를 갖는 광)의 색온도와 제2파장변환층을 통해 방출된 광(예: 광축 0도를 기준으로 ± 50도 내지 ± 90도의 각도를 갖는 광)의 색온도의 차는 500K이하일 수 있다.
도 5는 종래 발광소자 패키지의 개념도이고, 도 6은 종래 발광소자 패키지의 색온도차 및 광속 변화를 측정한 그래프이다.
도 5를 참고하면, 종래 발광소자 패키지는 발광소자(100)의 상면과 측면에 동시에 파장변환층(20)을 형성할 수 있다. 즉, 파장변환층(20)에는 동일한 함량의 형광체가 분산된다.
도 5의 (a)를 참고하면 실험예 1의 발광소자 패키지는 파장변환층(20) 상면의 두께(D2)가 100㎛이고 측면의 폭(W2)이 200㎛이고, 도 5의 (b)를 참고하면 실험예 2의 발광소자 패키지는 파장변환층 상면의 두께(D3)가 200㎛이고 측면의 폭(W3)이 200㎛이고, 도 5의 (c)를 참고하면 실험예 3의 발광소자 패키지는 파장변환층 상면의 두께(D4)가 300㎛이고 측면의 폭(W4)이 200㎛이다.
하기 표 1은 실험예 1 내지 3의 색온도차(△CCT) 및 광속(Lm)을 측정한 결과이다. 여기서, 색온도차란 파장변환층의 상부면에서 출사된 광의 색온도와 측면에서 출사된 광의 색온도의 편차로 정의할 수 있다.
| △CCT | Lm | |
| 실험예 1 | 1909 | 156.7 |
| 실험예 2 | 1191 | 148.7 |
| 실험예 3 | 367 | 143.4 |
표 1, 도 5, 및 도 6을 참고하면, 실험예 1의 경우 광속은 높으나 색온도차가 큼을 알 수 있다. 실험예 3의 경우 색온도차는 개선되었으나 광속이 감소하였음을 알 수 있다.
실험 결과, 파장변환층의 상부면 두께가 증가할수록 투과율이 감소하여 광속이 저하되는 문제가 있음을 알 수 있다. 또한, 광속 저하를 방지하기 위해 상부면의 두께를 얇게 하면 상부면과 측면에서의 색온도차(△CCT)가 커지는 문제가 있음을 확인할 수 있다.
즉, 파장변환층의 상부면과 측면을 동시에 제작하는 경우 형광체의 함량이 동일하기 때문에, 광속과 색온도 편차를 동시에 개선하기 어려움을 알 수 있다. 이에 반해, 실시 예는 상부면과 측면의 형광체 양을 다르게 제작하므로 상부면의 두께를 줄여 광도를 유지 또는 향상시키면서도 색온도차를 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 7은 도 1의 발광소자의 개념도이다.
실시 예의 발광소자(100)는 기판(110)의 하부에 배치되는 발광 구조물(150), 발광 구조물(150)의 일 측에 배치되는 한 쌍의 전극 패드(171, 172)를 포함한다.
기판(110)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함한다. 기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼일 수 있다. 기판(110)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 필요에 따라 기판(110)은 제거될 수 있다.
제1반도체층(120)과 기판(110) 사이에는 버퍼층(미도시)이 더 구비될 수 있다. 버퍼층은 기판(110) 상에 구비된 발광 구조물(150)과 기판(110)의 격자 부정합을 완화할 수 있다.
버퍼층은 Ⅲ족과 Ⅴ족 원소가 결합된 형태이거나 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층에는 도펀트가 도핑될 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.
버퍼층은 기판(110) 상에 단결정으로 성장할 수 있으며, 단결정으로 성장한 버퍼층은 제1반도체층(120)의 결정성을 향상시킬 수 있다.
발광 구조물(150)은 제1반도체층(120), 활성층(130), 및 제2반도체층(140)을 포함한다. 일반적으로 상기와 같은 발광 구조물(150)은 기판(110)과 함께 절단하여 복수 개로 분리될 수 있다.
제1반도체층(120)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1반도체층(120)에 제1도펀트가 도핑될 수 있다. 제1반도체층(120)은 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제1도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제1도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제1도펀트가 도핑된 제1반도체층(120)은 n형 반도체층일 수 있다.
활성층(130)은 제1반도체층(120)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2반도체층(140)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(130)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(130)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(130)의 구조는 이에 한정하지 않는다.
제2반도체층(140)은 활성층(130) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2반도체층(140)에 제2도펀트가 도핑될 수 있다. 제2반도체층(140)은 Inx5Aly2Ga1 -x5- y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2도펀트가 도핑된 제2반도체층(140)은 p형 반도체층일 수 있다.
활성층(130)과 제2반도체층(140) 사이에는 전자 차단층(EBL)이 배치될 수 있다. 전자 차단층은 제1반도체층(120)에서 공급된 전자가 제2반도체층(140)으로 빠져나가는 흐름을 차단하여, 활성층(130) 내에서 전자와 정공이 재결합할 확률을 높일 수 있다. 전자 차단층의 에너지 밴드갭은 활성층(130) 및/또는 제2반도체층(140)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다.
전자 차단층은 Inx1Aly1Ga1 -x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
발광 구조물(150)은 제2반도체층(140)에서 제1반도체층(120) 방향으로 형성된 관통홀(H)을 포함한다. 절연층(160)은 발광 구조물(150)의 측면 및 관통홀(H) 상에 형성될 수 있다. 이때, 절연층(160)은 제2반도체층(140)의 일면을 노출할 수 있다.
전극층(141)은 제2반도체층(140)의 일면에 배치될 수 있다. 전극층(141)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다.
또한, 전극층(141)은 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi 중에서 선택된 금속층을 더 포함할 수 있다.
제1전극패드(171)는 제1반도체층(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로 제1전극패드(171)는 관통홀(H)를 통해 제1반도체층(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전극패드(171)는 제1솔더범프(181)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2전극패드(172)는 제2반도체층(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로 제2전극패드(172)는 절연층(160)을 관통하여 전극층(141)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2전극패드(172)는 제2솔더범프(182)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
발광소자 패키지의 제조방법은, 복수 개의 발광소자(100)의 측면에 제2파장변환층(220)을 형성하는 단계와, 복수 개의 발광소자(100) 및 제2파장변환층(220)의 상면에 제1파장변환층(210)을 형성하는 단계, 및 제2파장변환층(220)을 절단하여 복수 개의 발광소자 패키지(10)를 형성하는 단계를 포함한다.
도 8a를 참고하면, 제2파장변환층을 형성하는 단계는, 접착 테이프(30) 상에 복수 개의 발광소자(100)를 이격 배치한다. 이후, 복수 개의 발광소자(100) 사이에 제2형광체가 분산된 고분자 수지를 충진하고 이를 경화시켜 제2파장변환층(220)을 형성할 수 있다.
색온도가 5000K 이하인 웜 화이트(Warm white) 발광소자 패키지를 제작하는 경우, 제2형광체의 함량은 고분자 수지 100wt%을 기준으로 180wt% 내지 220wt%일 수 있다.
필요에 따라 제2파장변환층(220)의 상면에 요철 패턴을 형성하거나 광 산란 입자를 분사할 수도 있다.
도 8b를 참고하면, 제1파장변환층을 형성하는 단계는, 복수 개의 발광소자(100) 및 제2파장변환층(220)의 상면에 제1파장변환층(210)을 형성한다. 제1파장변환층(210)은 제1형광체가 분산된 고분자 수지를 충진하고 이를 경화시켜 제작할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 형광체 필름을 부착하여 제조할 수도 있다.
색온도가 5000K 이하인 웜 화이트(Warm white) 발광소자 패키지를 제작하는 경우, 제1형광체의 함량은 고분자 수지 100wt%을 기준으로 220wt% 내지 240wt%일 수 있다.
제1파장변환층(210)을 형성한 후, 접착 테이프(30)는 박리할 수 있다.
도 8c를 참고하면, 발광소자 패키지를 형성하는 단계는, 제2파장변환층(220)을 절단하여 복수 개의 발광소자 패키지(10)를 제작할 수 있다.
실시 예의 발광소자 패키지는 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등의 광학 부재를 더 포함하여 이루어져 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또한, 실시 예의 발광소자 패키지는 표시 장치, 조명 장치, 지시 장치에 더 적용될 수 있다.
이 때, 표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출한다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치된다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다.
그리고, 조명 장치는 기판과 실시 예의 발광 소자를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열부 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 더욱이 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명 실시 예는 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명 실시 예가 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 발광소자
210: 제1파장변환층
220: 제2파장변환층
210: 제1파장변환층
220: 제2파장변환층
Claims (8)
- 발광소자;
상기 발광소자의 상면을 커버하고 제1파장변환입자를 포함하는 제1파장변환층;
상기 발광소자의 측면을 커버하고, 상기 발광소자의 상면과 동일한 높이에서 상기 발광소자의 측면 외측에서만 상기 제1파장변환층과 경계면을 공유하며, 제2파장변환입자를 포함하는 제2파장변환층; 및
상기 발광소자의 측면에서 방출되는 광을 굴절시켜 상기 제1파장변환층을 통과시키도록 상기 경계면에 형성되는 광 추출 패턴을 포함하고,
상기 제1파장변환입자의 함량은 상기 제2파장변환입자의 함량보다 많으며,
상기 제1파장변환층의 두께는 50㎛ 이상 100㎛ 이하인 발광소자 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 제1파장변환층의 광축 방향 두께와 상기 광축과 수직한 제2파장변환층의 폭의 비는 0.5:1 내지 1:1인 발광소자 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 광 추출 패턴은 미세 요철 또는 광 산란 입자를 포함하는 발광소자 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 제1파장변환층을 통해 방출된 광의 색온도와 상기 제2파장변환층을 통해 방출된 광의 색온도의 차는 500K이하인 발광소자 패키지.
- 제1항에 있어서,
상기 발광소자는,
제1반도체층, 활성층, 및 제2반도체층을 포함하는 발광 구조물;
상기 발광 구조물의 일 측에서 상기 제2반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1반도체층과 전기적으로 연결되는 제1전극 패드; 및
상기 발광 구조물의 일 측에서 상기 제2반도체층과 전기적으로 연결되는 제2전극 패드를 포함하는 발광소자 패키지.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| AMND | Amendment | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) |