KR102438437B1 - 발광 다이오드 패키지 및 그것을 갖는 디스플레이 장치 - Google Patents

발광 다이오드 패키지 및 그것을 갖는 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 패키지 및 그것을 갖는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩의 상면에 배치되고, 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 적어도 일부를 반사하는 반사부; 및 상기 발광 다이오드 칩 및 반사부의 상면 및 측면을 덮도록 배치된 몰딩부를 포함하는 발광 다이오드 패키지를 제공한다. 본 발명에 의하면, 디스플레이 장치에 이용되는 백라이트 유닛의 광원으로 발광 다이오드 칩 상에 반사부가 배치되고 몰딩부로 감싸진 발광 다이오드 패키지를 이용함으로써, 별도의 렌즈를 이용하지 않아도 직하형 백라이트 유닛으로 이용할 수 있다.

Description

발광 다이오드 패키지 및 그것을 갖는 디스플레이 장치
본 발명은 발광 다이오드 패키지 및 그것을 갖는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디스플레이 장치의 직하형 백라이트에서 광을 발산하는 발광 다이오드 패키지 및 그것을 갖는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근의 디스플레이 장치는 두께를 가급적 얇게 만들고자 하는 요구가 높아지고 있다. 그에 따라 디스플레이 장치 중 백라이트 유닛을 이용하는 LCD의 경우, 백라이트 유닛의 광원이 측면에 위치한 엣지형 백라이트 유닛이 많이 사용된다.
그런데, 상기와 같이, 엣지형 백라이트 유닛을 이용하는 경우, 사람이 실제 장면을 보는 느낌으로 표시장치에서 재현되는 HDR(high dynamic range)를 실현하는 것이 불가능하다. HDR를 실현하기 위해서는 디스플레이 화면에서 위치에 따라 디스플레이 장치를 통해 방출되는 광의 밝기 차이가 구현되어야 하는데, 엣지형 백라이트 유닛으로는 위치에 따른 광의 밝기 차이를 구현할 수 없기 때문이다.
그에 따라 직하형 백라이트 유닛을 이용하면서, 액티브 매트릭스(active matrix) 타입으로 구현하여 HDR를 실현하는 연구가 다양하게 진행되고 있다. 대한민국 공개특허 제10-2016-0051566호(2016.05.11, 이하, 선행문헌)도 그 중 하나이다. 그런데, 상기와 같은 선행문헌은 직하형 백라이트 유닛을 이용하여 제작하며, 발광 다이오드에서 방출된 광을 측면으로 분산시키기 위해 렌즈를 이용한다. 이렇게 렌즈를 사용함에 따라, 렌즈의 두께로 인해 디스플레이 장치의 두께를 줄이는데 한계가 있는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 직하형 백라이트를 채택하면서 디스플레이 장치의 두께를 감소시킬 수 있는 발광 다이오드 패키지 및 그것을 갖는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩의 상면에 배치되고, 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 적어도 일부를 반사하는 반사부; 및 상기 발광 다이오드 칩 및 반사부의 상면 및 측면을 덮도록 배치된 몰딩부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 몰딩부는 상기 반사부의 상면에서 상기 몰딩부의 상면까지의 두께가 상기 발광 다이오드 칩의 측면에서 상기 몰딩부의 측면까지의 너비보다 작을 수 있다.
여기서, 상기 몰딩부는 상기 발광 다이오드 칩의 측면에서 상기 몰딩부의 측면까지의 너비가 상기 반사부의 상면에서 몰딩부의 상면까지의 두께보다 1.5배 이상 4배 이하일 수 있다.
또한, 상기 몰딩부는 한 종류 이상의 형광체 및 광 확산제 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고 상기 반사부는, 분포 브래그 반사기(distributed bragg reflector)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 반사부는 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 투과율은 0% 내지 80%일 수 있다.
또한, 상기 몰딩부는, 상기 발광 다이오드 칩 및 반사부의 상면 및 측면을 덮는 제1 몰딩부; 및 상기 제1 몰딩부의 상면 및 측면을 덮는 제2 몰딩부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부 중 어느 하나 이상에 한 종류 이상의 형광체가 포함될 수 있다.
이때, 상기 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부에 각각 한 종류 이상의 형광체가 포함되면, 상기 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부에 포함된 형광체는 서로 다른 종류일 수 있다.
그리고 상기 제2 몰딩부는 상기 제2 몰딩부보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 반사부는, 상기 발광 다이오드 칩의 상면 일부에 배치된 제1 반사부; 및 상기 발광 다이오드 칩의 상면에 배치되며, 상기 제1 반사부를 둘러싸도록 배치된 제2 반사부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 반사부의 반사율과 상기 제2 반사부의 반사율은 서로 다를 수 있으며, 상기 제1 반사부의 반사율은 상기 제2 반사부의 반사율보다 작을 수 있다.
그리고 상기 몰딩부는 측면이 경사면일 수 있으며, 상기 경사면은 하향 경사진 면일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지는, 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩의 상면에 배치되고, 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 적어도 일부를 반사하는 반사부; 및 상기 발광 다이오드 칩의 측면에 배치된 몰딩부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 반사부는 상기 발광 다이오드 칩의 상면에서 외부로 노출될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 프레임; 상기 프레임 상에 규칙적으로 배치된 복수의 발광 다이오드 패키지; 상기 복수의 발광 다이오드 패키지 상부에 배치되고, 형광시트 및 광학시트 중 어느 하나 이상과 디스플레이 패널을 포함하는 광학부를 포함하고, 상기 발광 다이오드 패키지는, 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩의 상면에 배치되고, 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 적어도 일부를 반사하는 반사부; 및 상기 발광 다이오드 칩 및 반사부의 상면 및 측면을 덮도록 배치된 몰딩부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프레임과 광학부 사이의 거리는 1mm 이상 15mm 이하일 수 있다.
그리고 상기 몰딩부는 상기 반사부의 상면에서 상기 몰딩부의 상면까지의 두께가 상기 발광 다이오드 칩의 측면에서 상기 몰딩부의 측면까지의 너비보다 작을 수 있다.
이때, 상기 몰딩부는 상기 발광 다이오드 칩의 측면에서 상기 몰딩부의 측면까지의 너비가 상기 반사부의 상면에서 몰딩부의 상면까지의 두께보다 1.5배 이상 4배 이하일 수 있다.
또한, 상기 몰딩부는 한 종류 이상의 형광체 및 광 확산제 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고 상기 반사부는, 분포 브래그 반사기(distributed bragg reflector)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 반사부는 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 투과율은 0% 내지 80%일 수 있다.
또한, 상기 몰딩부는, 상기 발광 다이오드 칩 및 반사부의 상면 및 측면을 덮는 제1 몰딩부; 및 상기 제1 몰딩부의 상면 및 측면을 덮는 제2 몰딩부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부 중 어느 하나 이상에 한 종류 이상의 형광체가 포함될 수 있다.
이때, 상기 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부에 각각 한 종류 이상의 형광체가 포함되면, 상기 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부에 포함된 형광체는 서로 다른 종류일 수 있다.
그리고 상기 제2 몰딩부는 상기 제2 몰딩부보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 반사부는, 상기 발광 다이오드 칩의 상면 일부에 배치된 제1 반사부; 및 상기 발광 다이오드 칩의 상면에 배치되며, 상기 제1 반사부를 둘러싸도록 배치된 제2 반사부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 반사부의 반사율과 상기 제2 반사부의 반사율은 서로 다를 수 있으며, 상기 제1 반사부의 반사율은 상기 제2 반사부의 반사율보다 작을 수 있다.
그리고 상기 몰딩부는 측면이 경사면일 수 있으며, 상기 경사면은 하향 경사진 면일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 발광 다이오드 칩; 상기 발광 다이오드 칩의 상면에 배치되고, 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 적어도 일부를 반사하는 반사부; 및 상기 발광 다이오드 칩의 측면에 배치된 몰딩부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 반사부는 상기 발광 다이오드 칩의 상면에서 외부로 노출될 수 있다.
본 발명에 의하면, 디스플레이 장치에 이용되는 백라이트 유닛의 광원으로 발광 다이오드 칩 상에 반사부가 배치되고 몰딩부로 감싸진 발광 다이오드 패키지를 이용함으로써, 별도의 렌즈를 이용하지 않아도 직하형 백라이트 유닛으로 이용할 수 있다.
또한, 별도의 렌즈를 사용하지 않아 종래의 직하형 백라이트 유닛보다 상대적으로 얇은 두께를 가지는 직하형 백라이트를 제공할 수 있어, 디스플레이 장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
그리고 발광 다이오드 칩을 감싸는 몰딩부를 이중으로 형성하고, 이중의 몰딩부 중 어느 하나 이상이 한 종류 이상의 형광체를 포함하여, 발광 다이오드 패키지에서 방출된 광의 색 제어를 용이하게 할 수 있다. 특히, 발광 다이오드 패키지의 이중의 몰딩부 중 외부에 배치된 몰딩부에 한 종류 이상의 형광체가 포함되도록 하여 발광 다이오드 패키지의 열 특성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩의 상면 중앙에 배치된 제1 반사부와 제1 반사부를 둘러싸도록 배치된 제2 반사부를 포함하고, 제1 반사부와 제2 반사부의 반사율을 다르게 함으로써, 발광 다이오드 패키지에서 방출된 광이 측면 방향으로 분산효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또, 발광 다이오드 패키지의 몰딩부의 측면을 경사면으로 형성함으로써, 발광 다이오드 패키지에서 방출되는 광의 분산효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일례를 도시한 평면도이다.
도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일례를 도시한 배면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지에서 방출된 광을 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지에서 방출된 광이 균일하게 방출된 것을 나타낸 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지에서 반사부의 반사율 대비 광 지향 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6b는 도 6a의 광 지향 특성을 나타낸 그래프에서 반사부의 반사율에 따른 피크 값을 도시한 그래프이다.
도 6c는 도 6a의 광 지향 특성을 나타낸 그래프에서 반사부의 반사율에 따른 중심의 값을 도시한 그래프이다.
도 7a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 반사부의 반사율 대비 중심조도를 비교한 실제 이미지이다.
도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 반사부의 반사율 대비 중심조도를 비교한 그래프이다.
도 8a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 균일도를 설명하기 위해 발광 다이오드 칩만 배치되었을 때의 균일도를 나타낸 실제 이미지이다.
도 8b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 균일도를 설명하기 위해 발광 다이오드 칩만 배치되었을 때의 균일도를 나타낸 분포 이미지이다.
도 8c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 균일도를 설명하기 위해 발광 다이오드 칩만 배치되었을 때의 균일도를 나타낸 그래프이다.
도 9a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 균일도를 설명하기 위한 실제 이미지이다.
도 9b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 균일도를 설명하기 위한 분포 이미지이다.
도 9c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 균일도를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 중심부 광분포를 도시한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 중심부 광분포를 도시한 그래프이다.
도 18a는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 18b는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 사시도이다.
도 19는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 중심부 광분포를 도시한 그래프이다.
도 20은 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 21은 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 조도를 나타낸 그래프이다.
도 22는 본 발명의 제10 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도 및 배면도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도들이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(200)는, 발광 다이오드 패키지(100), 프론트 커버(230), 프레임(210) 및 광학부(220)를 포함한다. 발광 다이오드 패키지(100)는, 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114) 및 몰딩부(116)를 포함하고, 이에 대해서는 후술한다.
프론트 커버(230)는, 광학부(220)의 디스플레이 패널(227)의 측면 및 전면 중 일부를 덮을 수 있다. 그리고 프론트 커버(230)의 중앙은 비어 있으며, 프론트 커버(230)의 중앙에 디스플레이 패널(227)이 배치됨에 따라 디스플레이 패널(227)에 표시된 영상이 외부로 표시될 수 있다.
프레임(210)은, 디스플레이 장치(200)를 지지하며, 프론트 커버(230)와 일 측이 결합될 수 있다. 프레임(210)은 알루미늄 합금 등의 금속재질이나 합성수지 재질을 가질 수 있다. 그리고 프레임(210)은 광학부(220)와 소정의 거리가 이격될 수 있다. 광학부(220) 측으로 프레임(210) 상에 발광 다이오드 패키지(100)가 배치될 수 있다. 이때, 프레임(210)과 광학부(220) 사이의 이격된 거리는 발광 다이오드 패키지(100)에서 광학부(220)까지의 OD(optical distance)일 수 있다. 이때, 본 실시예에서 OD는 예컨대, 약 1mm 이상 15mm 이하일 수 있다.
그리고 프레임(210)은 상부에 발광 다이오드 패키지(100)가 전기적으로 연결되기 위한 기판(212)이 배치될 수 있다. 기판(212)은 발광 다이오드 패키지(100)에 전원을 공급하기 위해 구비된다.
광학부(220)는 프레임(210)의 상부에 배치되며, 형광시트(221), 확산판(223), 광학시트(225) 및 디스플레이 패널(227)을 포함한다.
형광시트(221)는 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광을 다른 파장의 광으로 변환하기 위해 구비된다. 형광시트(221)는 내부에 한 종류 이상의 형광체를 포함할 수 있으며, 한 종류 이상의 퀀텀닷(QD, quantum dot)을 포함할 수도 있다. 본 실시예에서 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출되는 광은 청색광 또는 자외선일 수 있고, 형광시트(221)를 통해 방출되는 광은 백색광일 수 있다.
확산판(223), 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광을 상부로 확산시키는 역할을 한다.
광학시트(225)는 확산판(223)의 상부에 배치될 수 있고, 상부에 디스플레이 패널(227)이 배치될 수 있다. 그리고 광학시트(225)는 서로 다른 기능을 가지는 복수의 시트를 포함할 수 있다. 일례로, 하나 이상의 프리즘 시트 및 확산시트를 포함할 수 있다. 확산시트는 확산판(223)을 통해 방출된 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하여 광의 휘도를 보다 균일하게 할 수 있다. 프리즘 시트는 확산시트를 통해 방출된 광을 집광하여 디스플레이 패널(227)로 수직하게 방이 입사되도록 할 수 있다.
디스플레이 패널(227)은 디스플레이 장치(200)의 전면에 배치되며, 영상이 표시될 수 있다. 디스플레이 패널(227)은 복수개의 픽셀을 포함하고, 각 픽셀 당 색상, 명도, 채도 등을 맞춰 영상을 출력할 수 있다.
발광 다이오드 패키지(100)는 도 1a에 도시된 바와 같이, 복수 개가 구비되고, 디스플레이 장치(200)의 넓음 면적에 걸쳐서 규칙적으로 배열될 수 있다. 일례로, 발광 다이오드 패키지(100)는 디스플레이 장치(200)에 평면적으로 행과 열을 따라 일정한 간격으로 이격된 상태로 배열될 수 있다.
도 1a는 복수의 발광 다이오드 패키지(100)가 규칙적으로 배열된 것을 예시적으로 도시한 것이다. 복수의 발광 다이오드 패키지(100)는 디스플레이 장치(200)에 가급적 많이 배치될수록 디스플레이 장치(200)의 HDR(high dynamic range)를 보다 높은 품질로 구현할 수 있다.
그리고 복수의 발광 다이오드 패키지(100)에 전원을 공급하기 위한 복수의 전원공급부(250)가 구비될 수 있다. 전원공급부(250)는 하나 이상의 발광 다이오드 패키지(100)에 전원을 공급할 수 있으며, 본 실시예에서 하나의 전원공급부(250)를 통해 32개의 발광 다이오드 패키지(100)에 전원을 공급하는 것으로 설명한다. 전원공급부(250)를 통해 공급된 전원에 의해 복수의 발광 다이오드 패키지(100)는 발광될 수 있으며, 각 발광 다이오드 패키지(100)가 개별적으로 동작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)에 대해 자세히 설명한다. 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 패키지(100)는, 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114) 및 몰딩부(116)를 포함한다.
발광 다이오드 칩(112)은, n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 포함할 수 있고, n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층은 각각 III-V족 계열의 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 일례로, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다.
n형 반도체층은 n형 불순물(예컨대, Si)을 포함하는 도전형 반도체층일 수 있고, p형 반도체층은 p형 불순물(예컨대, Mg)을 포함하는 도전형 반도체층일 수 있다. 활성층은 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이에 개재되고, 다중 양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있다. 그리고 원하는 피크 파장의 광을 방출할 수 있게 조성비가 결정될 수 있다.
본 실시예에서 발광 다이오드 칩(112)은, 플립칩형 발광 다이오드 칩(112)일 수 있다. 그에 따라 발광 다이오드 칩(112)의 하부에 n형 반도체층과 전기적으로 연결된 n형 전극 및 p형 반도체층과 전기적으로 연결된 p형 전극이 배치될 수 있다.
발광 다이오드 칩(112)에서 방출되는 광은 발광 다이오드 칩(112)의 상부 및 측면을 통해 외부로 방출된다. 본 실시예에서, 발광 다이오드 칩(112)은 예컨대, 가로, 세로 및 두께는 각각 670um, 670um 및 250um일 수 있다.
반사부(114)는 발광 다이오드 칩(112)의 상부에 배치되며, 발광 다이오드 칩(112)의 상부 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 본 실시예에서 반사부(114)는 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광의 전체를 반사할 수 있으며, 또는, 발광 다이오드 칩(112)에서 방출되는 광의 일부를 투과시키고 광의 나머지를 반사할 수도 있다.
일례로, 반사부(114)는 분포 브래그 반사기(distributed bragg reflector, DBR)를 포함할 수 있다. 분포 브래그 반사기는 서로 다른 굴절률을 가지는 물질층들을 복수의 층으로 적층하여 형성될 수 있다. 분포 브래그 반사기는, 분포 브래그 반사기를 형성하는 물질층들의 수에 따라 발광 다이오드 칩(112)에서 방출되는 광의 전부를 반사할 수 있고, 일부의 광을 반사할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 반사부(114)는 분포 브래그 반사기가 아닌 금속이나 다른 물질이 이용될 수 있다. 예컨대, 반사부(114)의 광 투과율은 0% 내지 80%일 수 있다.
분포 브래그 반사기에 대해 보다 상세하게 설명하면, 분포 브래그 반사기는, 서로 다른 굴절률을 갖는 둘 이상의 유전체층이 교대로 배치된 구조일 수 있다. 둘 이상의 유전체층은 각각 Si, Zr, Ta, Ti 및 Al로 구성된 그룹에서 선택된 원소의 산화물 또는 질화물일 수 있고, 구체적으로 AlGaN, GaN, SiO2, SiN, Si3N4, SiOxNy, TiO2, TiN, TiAlN, TiSiN, AlN, Al2O3, ZrO2 및 MgO 중 서로 다른 어느 하나를 각각 포함할 수 있다.
그리고 둘 이상의 유전체층 각각은 λ/4n의 두께를 가질 수 있다. 이때, λ는 활성층에서 방출된 광의 파장이고, n은 유전체층의 굴절률을 나타낸다. 그에 따라 분포 브래그 반사기의 두께는 대략 300Å 내지 900Å 일 수 있다. 분포 브래그 반사기는 둘 이상의 유전체층이 2페어 내지 50페어로 형성될 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 본 실시예에서 반사부(114)의 광 투과율에 따라 둘 이상의 유전체층의 굴절률과 두께가 결정될 수 있다.
또한, 분포 브래그 반사기는 둘 이상의 유전체층이 교대로 적층된 구조이며, 내부에 광의 흡수가 일어나지 않도록 발광 다이오드 칩(112)에서 발광된 광의 에너지보다 밴드 갭 에너지가 클 수 있다. 그리고 둘 이상의 유전체층들 간의 굴절률 차이가 클수록 반사율이 증가할 수 있다.
분포 브래그 반사기는 일례로, SiI2/TiO2, SiO2/Ta2O2 또는 SiO2/HfO의 반복 적층으로 이루어질 수 있고, 청색광에 대해 분포 브래그 반사기는 SiO2/TiO2로 구성되는 것이 반사효율이 좋고, 자외선에 대해 분포 브래그 반사기는 SiO2/Ta2O2 또는 SiO2/HfO로 구성되는 것이 반사효율이 좋을 수 있다.
또한, 반사부(114)는 필요에 따라 전방향 반사기(ODR, omni-directional reflector)를 포함할 수 있다.
또한, 필요에 따라 반사부(114)는 분포 브래그 반사기 및 전방향 반사기를 모두 포함하는 복수의 층을 가질 수 있다. 브래그 분포 반사기는 수직 방향에 가까운 광일수록 반사율이 높고, 그 외의 광을 투과시킨다.
일례로, 두 매질의 경계면에 특정한 각도로 광이 입사하면 어떤 편광 성분의 광만 반사되고, 다른 편광 성분은 반사 없이 전부 투과될 수 있다. 이러한 특정 각도를 브루스터각이라고 하는데, 수직편광 및 수평편광을 고려할 때, 브루스터각으로 경계면에 수직편광 및 수평편광이 입사하면, 반사파와 투과파가 서로 90도 각도를 이루고 수직편광은 거의 전부 반사된다. 그리고 수평편광은 반사가 거의 되지 않고, 대부분 투과되는 각도가 존재할 수 있다. 이와 같이, 수평편광 성분의 반사계수가 0(zero)이 되는 각이 브루스터각이다. 브루스터각은 매질의 물성에 따라 달리질 수 있는데, 무편광된 광(일례로, 활성층에서 방출된 광)이 브루스터각으로 분포 브래그 반사기에 입사하면, 수직편광 성분은 거의 전부 반사되고, 수평편광 성분은 전부 투과된다.
이때, 분포 브래그 반사기는, 분자선 에피택시(molecular beam epitaxy), 전자빔 증착(E-beam evaporation), 이온빔 보조증착(ion-beam assisted deposition), 반응성 플라즈마 증착(reactive plasma deposition), 전자선 증착법(electron beam evaporation), 열 증착법(thermal evaporation), 스퍼터링(sputtering) 및 컨포멀 스터터링(conformal sputtering) 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
몰딩부(116)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부에 반사부(114)가 배치된 발광 다이오드 칩(112) 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 즉, 몰딩부(116)는 발광 다이오드 칩(112)의 하부에 배치된 n형 전극 및 p형 전극을 제외한 발광 다이오드 칩(112)의 측면과 상부를 덮도록 배치될 수 있다.
몰딩부(116)는 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광이 투과할 수 있는 투명한 소재를 가질 수 있으며, 예컨대, 실리콘(silicone)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 몰딩부(116)는 발광 다이오드 칩(112)을 덮도록 형성되고, 예컨대, 가로, 세로 및 두께가 각각 1500um, 1500um 및 420um 일 수 있다. 즉, 몰딩부(116)의 두께는 발광 다이오드 칩(112)의 두께(t)와 발광 다이오드 칩(112)의 상면에서 몰딩부(116) 상면까지의 두께(이하, 제1 두께, d1)를 합한 두께보다 크거나 같을 수 있다. 이때, 제1 두께(d1)는 발광 다이오드 칩(112)의 두께(t)보다 작거나 같을 수 있다(d1≤t).
그리고 발광 다이오드 칩(112)의 측면에서 몰딩부(116)의 측면까지의 너비(이하, 제1 너비, d2)는 제1 두께(d1)보다 작을 수 있다. 본 실시예에서, 제1 너비(d2)는 제1 두께(d1)의 1.5배 이상 4배 이하일 수 있으며, 예컨대, 약 2.44배일 수 있다.
다시 말해, 몰딩부(116)는 발광 다이오드 칩(112)의 상부에 형성된 두께(d1)가 발광 다이오드 칩(112)의 측면에 형성된 너비(d2)보다 얇게 형성된다. 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광은 상부에 배치된 반사부(114)에 의해 차단되고, 발광 다이오드 칩(112)의 측면 방향으로 대부분 방출될 수 있다. 더욱이, 발광 다이오드 칩(112)에서 방출되는 광은 발광 다이오드 칩(112)의 상면 및 측면에 형성된 몰딩부(116)의 형상에 의해 측면 방향으로 가이드되어, 보다 측면 방향으로 잘 방출될 수 있다.
상기와 같이, 발광 다이오드 칩(112)을 덮도록 몰딩부(116)가 형성된 발광 다이오드 패키지(100)는 방출되는 광이 상부보다 상대적으로 측면으로 방출됨에 따라 디스플레이 장치(200)의 백라이트로 이용될 수 있다.
특히, 발광 다이오드 패키지(100)에서 측면 방향으로 광이 방출됨에 따라 광을 분사시키기 위한 렌즈를 생략할 수 있다. 별도의 렌즈를 사용하지 않기 때문에 발광 다이오드 패키지(100)를 디스플레이 장치(200)의 프레임(210)에 복수 개 설치하는 것으로, 백라이트 유닛을 대체할 수 있다. 또한, 별도의 렌즈를 사용하지 않기 때문에 디스플레이 장치(200)의 두께를 최소화할 수 있다.
또한, 몰딩부(116)는 투명한 소재만 이용될 수 있으며, 필요에 따라 내부에 한 종류 이상의 형광체나 광 확산성을 조절하기 위한 확산제가 포함될 수 있다. 본 실시예에서, 상기에 설명한 바와 같이, 광학부(220)에 형광시트(221)가 포함되기 때문에 몰딩부(116)에 별도의 형광체가 포함되지 않을 수 있다. 또는, 광학부(220)에 포함된 형광시트(221)를 통해 방출되는 광의 색재현성을 높이기 위해 몰딩부(116)에 한 종류 이상의 형광체가 포함될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지에서 방출된 광을 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광의 이미지와 지향각을 나타낸 그래프이다. 먼저, 도 4의 (a)를 보면, 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광에 대해 OD 0.4mm에서 촬영한 이미지, OD 4mm에서 촬영한 이미지 및 50cm에서의 배광분포 데이터(far field data)를 확인할 수 있다. 도 4의 (b)를 보면, 발광 다이오드 칩(112)의 상부에 반사부(114)를 배치한 상태에서 방출된 광에 대해 OD 0.4mm에서 촬영한 이미지, OD 4mm에서 촬영한 이미지 및 50cm에서의 배광분포 데이터를 확인할 수 있다. 그리고 도 4의 (c)를 보면, 반사부(114) 및 몰딩부(116)가 형성된 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광에 대해 OD 0.4mm에서 촬영한 이미지, OD 4mm에서 촬영한 이미지 및 50cm에서의 배광분포 데이터를 확인할 수 있다.
이렇게 이미지 및 배광분포 데이터를 통해 발광 다이오드 칩(112)에 반사부(114) 및 몰딩부(116)가 형성됨에 따라 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광이 균일하게 분산되는 것을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 다른 발광 다이오드 패키지에서 방출된 광이 균일하게 방출된 것을 나타낸 그래프이다.
도 5의 (a)를 보면, 형광시트(221) 및 광학시트(225)가 없이 복수의 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광에 대해 촬영한 이미지 및 출력 그래프를 확인할 수 있다. 이를 통해 광이 전반적으로 균일하게 방출되는 것을 확인할 수 있다. 도 5의 (a)에서 우측으로 갈수록 광의 출력이 떨어지는 것은 각 발광 다이오드 패키지(100)에 입력된 전류의 차이 때문이다.
도 5의 (b)를 보면, 복수의 발광 다이오드 패키지(100) 상부에 형광시트(221)를 배치한 상태에서 출력되는 광에 대해 촬영한 이미지 및 출력 그래프를 확인할 수 있다. 도 5의 (a)와 비교하여, 우측에 위치한 발광 다이오드 패키지(100)들의 출력이 다소 약하더라도 전체적으로 균일하게 광이 출력되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 5의 (c)를 보면, 복수의 발광 다이오드 패키지(100) 상부에 형광시트(221) 및 광의 확산을 위한 확산시트를 배치한 상태에서 출력되는 광에 대해 촬영한 이미지 및 출력 그래프를 확인할 수 있다. 디스플레이 장치(200)에서 출력되는 광은 평면상에서 균일하게 외부로 방출될 때, 전체 면적에 대비하여 균일하게 외부로 방출되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 도시된 그래프를 보면, 확산시트에 의해 보다 균일하게 광이 외부로 방출되는 것을 확인할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 반사부의 반사율 대비 광 지향 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6a는 본 실시예에서 반사부(114)의 반사율이 0%에서 100%까지 변화시킬 때의 광 지향 특성을 시뮬레이션한 결과를 도시한 그래프이다. 발광 다이오드 패키지(100)는 도 3에 도시된 것이 이용되었으며, 광 지향 분포는 50cm 위치에서의 결과이다.
도 6a에 나타난 바와 같이, 반사부(114)의 반사율이 높아질수록 중심에서의 광 세기가 작아지고, 광 세기의 최대값을 가지는 피크 각도가 커지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 광 세기의 최대값을 가지는 지점의 각도가 반사율이 높아질수록 커지는 것을 확인할 수 있다. 이때, 도 6a의 그래프에서 x축은 광 지향각을 나타낸다.
도 6a에 도시된 그래프를 통해 반사율이 90%인 것과 100%인 것의 그래프를 보면, 중심 각도에서 광의 세기가 작아지고 광 세기의 최대값을 가지는 피크 각도가 커진 것을 확인할 수 있다. 이를 바탕으로, 반사부(114)의 반사율 크기에 따라 광 지향 특성의 측면 분산 효율이 높아지는 각도를 확인하기 위해 도 6b 및 도 6c를 참조하여 설명한다.
도 6b는 도 6a의 약 60도 각도에서의 광 지향 특성 피크 값이 반사부(114)의 반사율에 따라 변하는 것을 도시한 도면이다. 도 6b를 참조하면, 반사부(114)의 반사율이 75%인 지점을 기준으로 피크 값이 급변하여 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 6c는 도 6a의 중심 각도에서의 광 지향 특성 피크 값이 반사부(114)의 반사율에 따라 변하는 것을 도시한 도면이다. 도 6c를 참조하면, 반사부(114)의 반사율이 75%인 지점을 기준으로 피크 값이 급변하여 감소하는 것을 확인할 수 있다.
도 6b 및 도 6c를 통해 반사부(114)의 반사율이 75%보다 큰 반사부(114)를 이용할수록 발광 다이오드 패키지(100)의 측면 분산 효율이 좋아지는 것을 확인할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 반사부의 반사율 대비 중심조도를 비교한 그래프이다.
도 7a는 OD가 2mm인 경우, 반사부(114)가 없이 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광, 반사율이 90%인 반사부(114)가 결합된 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광 및 반사율이 100%인 반사부(114)가 결합된 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광을 비교한 조도 이미지이다. 도 7a를 보면, OD 2mm에서 반사부(114)의 반사율이 90%일 때 광의 조도 이미지가 균일하게 분포되는 것을 확인할 수 있고, 반사율이 100%일 때 광의 조도 이미지는 중심부에서 일부 암점이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
이러한 반사부(114)의 반사율에 따른 중심조도의 상대값이 도 7b에 나타난다. 도 7b를 참조하면, 반사부(114)의 반사율이 높아질수록 중심 조도값이 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이렇게 반사부(114)의 반사율이 높아질수록 중심조도가 나자아짐에 따라 상대적으로 광이 발광 다이오드 패키지(100)의 측면 방향으로 분산되는 정도가 커지는 것을 확인할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 균일도를 설명하기 위해 발광 다이오드 칩만 배치되었을 때의 균일도를 나타낸 도면이다. 그리고 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 균일도를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 반사부(114) 및 몰딩부(116)가 없이 발광 다이오드 칩(112)을 배열하였을 때의 실제 이미지와 분포 이미지이고, 도 8c는 발광 다이오드 칩(112)이 배열된 상태의 균일도를 확인하기 위한 그래프이다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 이미지를 보면 각 발광 다이오드 칩(112)이 어느 위치에 배치되어 있는지, 몇 개의 발광 다이오드 칩(112)이 배치되어 있는지를 확인할 수 있을 정도로 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광의 균일도가 상대적으로 안 좋은 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 8c의 그래프를 통해 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광의 최대 밝기가 약 8000lux이고, 최저 밝기가 약 4600lux인 것을 확인할 수 있으며, 이를 바탕으로 균일도는 약 57.5%임을 확인할 수 있다.
이와 대비하여 도 9a 및 도 9b는 발광 다이오드 칩(112)의 상부에 반사부(114)가 배치되고 몰딩부(116)가 형성된 발광 다이오드 패키지(100)를 도 8a와 같이 배열하였을 때의 실제 이미지와 분포 이미지이다. 그리고 도 9c는 발광 다이오드 패키지(100)가 배열된 상태의 균일도를 확인하기 위한 그래프이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 이미지는 도 8a 및 도 8b에 도시된 이미지와 비교하여 상대적으로 전면에 광이 균일하게 분포된 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 9c의 그래프를 통해 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광의 최대 밝기가 약 210000lux이고, 최저 밝기가 약 175000lux인 것을 확인할 수 있으며, 이를 바탕으로 균일도는 약 83.3%임을 확인할 수 있다.
도 9c와 도 8c를 비교하면, 반사부(114) 및 몰딩부(116)가 적용된 발광 다이오드 패키지(100)가 발광 다이오드 칩(112)만 이용된 것에 비해 균일도가 약 25%이상 상승한 것을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
본 실시예에서, 디스플레이 장치(200)의 다른 구성은 제1 실시예에서와 동일하고, 발광 다이오드 패키지(100)의 구성만 차이가 있어, 이에 대해 도 10에 도시된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예에 대해 설명하면서, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다. 본 실시예에서 발광 다이오드 패키지(100)는, 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114) 및 몰딩부(116)를 포함한다.
본 실시예에서, 발광 다이오드 칩(112) 및 반사부(114)의 구성은 제1 실시예에서와 동일하여 그에 대한 설명은 생략하며, 몰딩부(116)는 제1 몰딩부(116a) 및 제2 몰딩부(116b)를 포함한다.
제1 몰딩부(116a)는 도 10에 도시된 바와 같이, 상부에 반사부(114)가 배치된 발광 다이오드 칩(112) 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 제1 몰딩부(116a)는 발광 다이오드 칩(112)의 하부에 배치된 n형 전극 및 p형 전극을 제외한 발광 다이오드 칩(112)의 측면과 상부를 덮도록 배치될 수 있다.
그리고 제2 몰딩부(116b)는 제1 몰딩부(116a) 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 2 몰딩부는 제1 몰딩부(116a)와 마찬가지로, 발광 다이오드 칩(112)의 하부를 제외하고 제1 몰딩부(116a)의 측면과 상부를 덮도록 배치될 수 있다. 이때, 제2 몰딩부(116b)의 두께는 제1 몰딩부(116a)의 두께와 같거나 다를 수 있으며, 제1 몰딩부(116a)의 두께보다 얇을 수 있다.
이때, 제1 몰딩부(116a) 및 제2 몰딩부(116b)는 각각 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광이 투과할 수 있게 투명한 소재가 이용될 수 있다.
본 실시예에서 제1 몰딩부(116a)와 제2 몰딩부(116b)는 투과하는 광의 굴절률이 서로 다를 수 있다. 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광이 외부로 방출되면서, 매질의 차이에 의해 발생되는 반사를 줄이기 위해 외측에 배치된 제2 몰딩부(116b)의 굴절률이 제1 몰딩부(116a)의 굴절률보다 작을 수 있다. 물론, 이에 한정되는 것은 않고, 제1 몰딩부(116a)의 굴절률이 제2 몰딩부(116b)의 굴절률보다 크거나 같을 수도 있다.
또한, 제1 몰딩부(116a)와 제2 몰딩부(116b)의 소재에 대한 연성 재질이 다를 수 있다. 제조 공정상에서 연성 재질의 차이에 의해 외부에 크랙(crack)이 발생할 수 있는데, 제1 몰딩부(116a)의 연성 재질에 의해 외부 크랙이 발생하는 경우를 방지하기 위해 외부에 제1 몰딩부(116a)의 재질보다 강한 재질을 갖는 제2 몰딩부(116b)를 형성하여 크랙을 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
본 실시예에서, 디스플레이 장치(200)의 다른 구성은 제1 실시예에서와 동일하고, 발광 다이오드 패키지(100)의 구성만 차이가 있어, 이에 대해 도 11에 도시된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예에 대해 설명하면서, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다. 본 실시예에서 발광 다이오드 패키지(100)는, 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114), 몰딩부(116) 및 파장변환부(117)를 포함한다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)의 구성 중 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114) 및 몰딩부(116)의 구성은 제1 실시예에서와 동일하여 그에 대한 설명은 생략한다.
파장변환부(117)는 도시된 바와 같이, 몰딩부(116) 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 파장변환부(117)는 몰딩부(116)와 같이, 발광 다이오드 칩(112)의 하부를 제외하고 몰딩부(116)의 측면과 상부를 덮도록 배치될 수 있다. 이때, 파장변환부(117)의 두께는 몰딩부(116)의 두께와 같거나 다를 수 있으며, 몰딩부(116)의 두께보다 얇을 수 있다.
파장변환부(117)는 몰딩부(116)를 이루는 소재와 동일한 소재가 이용되거나 다른 소재가 이용되더라도 투명한 소재가 이용될 수 있다. 그리고 내부에 한 종류 이상의 형광체가 포함될 수 있다. 그에 따라 파장변환부(117)는 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광을 파장 변환하여 다른 파장의 광을 외부로 방출시킬 수 있다.
본 실시예에서, 몰딩부(116) 외측에 파장변환부(117)가 배치됨에 따라 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광을 다른 파장의 광으로 파장 변환하는 것이 용이하여 발광 다이오드 패키지(100)의 색 제어가 용이할 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 파장변환부(117)와 발광 다이오드 칩(112) 사이에 몰딩부(116)가 배치됨에 따라 파장변환부(117)가 발광 다이오드 칩(112)과 직접적으로 접촉하지 않을 수 있다. 그에 따라 발광 다이오드 칩(112)에서 방생된 열이 파장변환부(117)에 직접 전달되지 않기 때문에 파장변환부(117)에 포함된 형광체가 발광 다이오드 칩(112)에서 발생된 열에 의해 열화되는 것을 최소화할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
본 실시예에서, 디스플레이 장치(200)의 다른 구성은 제1 실시예에서와 동일하고, 발광 다이오드 패키지(100)의 구성만 차이가 있다. 이에 대해 도 12에 도시된 도면을 참조하여 설명하며, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다. 본 실시예에서 발광 다이오드 패키지(100)는, 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114), 몰딩부(116) 및 파장변환부(117)를 포함한다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)의 구성 중 발광 다이오드 칩(112) 및 반사부(114)의 구성은 제1 실시예에서와 동일하여 그에 대한 설명은 생략한다.
파장변환부(117)는 도 12에 도시된 바와 같이, 상부에 반사부(114)가 배치된 발광 다이오드 칩(112) 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 파장변환부(117)는 발광 다이오드 칩(112)의 하부에 배치된 n형 전극 및 p형 전극을 제외한 발광 다이오드 칩(112)의 측면과 상부를 덮도록 배치될 수 있다.
파장변환부(117)는 내부에 한 종류 이상의 형광체를 포함할 수 있다. 그에 따라 파장변환부(117)는 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광을 파장 변환하여 다른 파장의 광을 외부로 방출시킬 수 있다.
그리고 몰딩부(116)는 파장변환부(117) 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 몰딩부(116)는 파장변화부와 같이, 발광 다이오드 칩(112)의 하부를 제외하고 몰딩부(116)의 측면과 상부를 덮도록 배치될 수 있다. 이때, 몰딩부(116)의 두께는 파장변환부(117)의 두께와 같거나 다를 수 있으며, 파장변환부(117)의 두께보다 얇을 수 있다.
또한, 파장변환부(117)는 내부에 한 종류 이상의 형광체를 포함하되, 몰딩부(116)와 동일한 소재가 이용되거나 다른 소재가 이용되더라도 투명한 소재가 이용될 수 있다. 즉, 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광은 파장변환부(117)를 통해 파장 변환된 다음, 몰딩부(116)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
이렇게 발광 다이오드 칩(112)에 접하도록 파장변환부(117)가 배치됨에 따라 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광을 다른 파장의 광으로 파장 변환하는 것이 용이하여 발광 다이오드 패키지(100)의 색 제어가 용이할 수 있다.
그리고 파장변환부(117)가 발광 다이오드 칩(112)에 인접하게 배치됨에 따라 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광에 대한 파장변환 효율이 상승하여 발광 다이오드 패키지(100)의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
본 실시예에서, 디스플레이 장치(200)의 다른 구성은 제1 실시예에서와 동일하고, 발광 다이오드 패키지(100)의 구성만 차이가 있다. 이에 대해 도 13에 도시된 도면을 참조하여 설명하고, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다. 본 실시예에서 발광 다이오드 패키지(100)는, 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114) 및 파장변환부(117)를 포함한다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)의 구성 중 발광 다이오드 칩(112) 및 반사부(114)의 구성은 제1 실시예에서와 동일하여 그에 대한 설명은 생략한다.
파장변환부(117)는 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 파장변환부(117a) 및 제2 파장변환부(117b)를 포함한다.
제1 파장변환부(117a)는 상부에 반사부(114)가 배치된 발광 다이오드 칩(112) 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 제1 파장변환부(117a)는 발광 다이오드 칩(112)의 하부에 배치된 n형 전극 및 p형 전극을 제외한 발광 다이오드 칩(112)의 측면과 상부를 덮도록 배치될 수 있다. 그리고 내부에 한 종류 이상의 형광체를 포함할 수 있다.
제2 파장변환부(117b)는 제1 파장변환부(117a) 전체를 덮도록 배치될 수 있다. 제2 파장변환부(117b)는 제1 파장변환부(117a)와 같이, 발광 다이오드 칩(112)의 하부를 제외하고 제1 파장변환부(117a)의 측면과 상부를 덮도록 배치될 수 있다. 이때, 제2 파장변환부(117b)의 두께는 제1 파장변환부(117a)의 두께와 같거나 다를 수 있으며, 제1 파장변환부(117a)의 두께보다 얇을 수 있다. 그리고 제2 파장변환부(117b)는 내부에 한 종류 이상의 형광체를 포함할 수 있다.
제1 파장변환부(117a)에 포함된 형광체와 제2 파장변환부(117b)에 포함된 형광체는 서로 같은 종류이거나 다른 종류일 수 있다. 또한, 제1 파장변환부(117a)와 제2 파장변환부(117b)에 포함된 형광체의 종류가 같은 경우에 제1 파장변환부(117a)와 제2 파장변환부(117b)에 포함된 형광체의 양이 달라질 수 있다. 그에 따라 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광이 제1파장변환부 및 제2 파장변환부(117b)를 통해 외부로 방출되는 광이 파장 변환되어 방출될 수 있다. 이렇게 제1 파장변환부(117a) 제2 파장변환부(117b)를 배치함으로써, 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출되는 광의 색 제어가 용이할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이고, 도 15는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 중심부 광분포를 도시한 그래프이다.
본 실시예에서, 디스플레이 장치(200)의 다른 구성은 제1 실시예에서와 동일하고 발광 다이오드 패키지(100)의 구성만 차이가 있다. 이에 대해 도 14에 도시된 도면을 참조하여 설명하고, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
본 실시예에서 발광 다이오드 패키지(100)는, 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114) 및 몰딩부(116)를 포함한다. 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 도 3에 도시된 제1 실시예에서와 동일한 형상을 가지는 것으로 보이나, 본 실시예에서 반사부(114)의 반사율이 100%인 분포 브래그 반사기가 이용된 것이다. 그리고 반사부(114)는 발광 다이오드 칩(112) 상부 전체를 덮도록 배치될 수 있다.
그에 따라 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 도 15에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 패키지(100)의 중심부 광 분포를 가질 수 있다. 이때, 도 15에 도시된 중심부 광 분포는 OD 1mm에서의 이미지이다. 도 15의 하부에 도시된 조도 그래프를 보면, 중심부의 광 분포가 주변보다 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 이는 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광이 측면 방향으로 분산이 잘 이루어지고 있는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 이미지가 OD 1mm에서의 이미지인 것을 고려할 때, OD가 1mm보다 작은 경우, 측면으로의 분산효율이 좋아 발광 다이오드 칩(112)의 상면에 반사율이 100%인 분포 브래그 반사기를 이용할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이고, 도 17은 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 중심부 광분포를 도시한 그래프이다.
본 실시예에서, 디스플레이 장치(200)의 다른 구성은 제1 실시예에서와 동일하고 발광 다이오드 패키지(100)의 구성만 차이가 있다. 이에 대해 도 16에 도시된 도면을 참조하여 설명하고, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
본 실시예에서 발광 다이오드 패키지(100)는, 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114) 및 몰딩부(116)를 포함한다. 도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 도 3에 도시된 제1 실시예에서와 동일한 형상을 가지는 것으로 보이나, 본 실시예에서 반사부(114)의 반사율이 25%인 분포 브래그 반사기가 이용된 것이다. 그리고 반사부(114)는 발광 다이오드 칩(112) 상부 전체를 덮도록 배치될 수 있다.
도 17에 도시된 도면은 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)의 중심부 광 분포가 OD 1mm에서의 이미지와 조도 그래프이다. 이를 통해 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 중심부의 광 분포가 주변보다 높은 것을 확인할 수 있다. 그에 따라 본 실시예에의 발광 다이오드 패키지(100)는 OD가 1mm보다 큰 경우에 이용할 수 있는 장점이 있다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)를 도시한 단면도 및 사시도이고, 도 19는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)의 중심부 광분포를 도시한 그래프이다.
도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114) 및 몰딩부(116)를 포함한다. 그리고 본 실시예에서, 디스플레이 장치(200)의 다른 구성은 제1 실시예에서와 동일하여 그에 대한 설명은 생략한다.
본 실시예에서, 반사부(114)는 제1 반사부(114a) 및 제2 반사부(114b)를 포함한다. 제1 반사부(114a)와 제2 반사부(114b)는 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 칩(112)의 상면에 동일한 평면상에 배치된다. 제1 반사부(114a)는 발광 다이오드 칩(112)의 중앙에 배치되고, 제2 반사부(114b)는 제1 반사부(114a)를 둘러싸는 형상으로 배치된다. 그에 따라 도 18b에 도시된 바와 같이, 제1 반사부(114a)는 제2 반사부(114b) 내에 배치될 수 있다.
그리고 본 실시예에서, 도 18a를 참조하면, 제1 반사부(114a)의 너비(w1)는 제2 반사부(114b)의 너비(w2)에 비해 약 30% 내지 45%일 수 있다. 제1 반사부(114a)의 너비(w1)는 발광 다이오드 칩(112)의 상면 중앙에 배치될 수 있고, 제1 반사부(114a)의 반사율에 따라 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광의 일부를 반사하고, 나머지를 투과시킬 수 있다.
본 실시예에서 제1 반사부(114a)의 반사율은 제2 반사부(114b)의 반사율과 다를 수 있으며, 제1 반사부(114a)의 반사율이 제2 반사부(114b)의 반사율보다 작을 수 있다.
본 실시예에서 발광 다이오드 패키지(100)는 디스플레이 장치(200)의 백라이트 유닛으로 이용되므로 측면으로의 분산 효율을 높이기 위한 것으로 제2 반사부(114b)의 반사율이 제1 반사부(114a)의 반사율보다 큼에 따라 측면으로의 분산 효율을 높이고, 발광 다이오드 칩(112)의 중심부에서의 출광 효율을 높일 수 있다.
이에 대해 시뮬레이션 결과가 도 19에 도시된다. 도 19의 상부에 배치된 이미지는 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광의 분포를 나타낸 이미지이고, 하부의 그래프는 조도 그래프이다.
도 19에 도시된 시뮬레이션 결과는 OD 1mm에서의 결과이며, 제1 반사부(114a)의 반사율이 25%이고, 제2 반사부(114b)의 반사율이 100%일 때의 결과이다. 이를 통해 본 실시예에서와 같이, 제1 반사부(114a)와 제2 반사부(114b)를 배치함으로써, 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출되는 광이 중심부와 측면부가 보다 균일하게 외부로 방출되는 것을 확인할 수 있다.
본 실시예는 제1 반사부(114a)와 제2 반사부(114b)의 반사율을 설정하여 시뮬레이션한 결과에 한정되지 않으며, 필요에 따라 제1 반사부(114a)와 제2 반사부(114b)의 반사율은 변경될 수 있다. 즉, 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광을 균일하게 외부로 방출되도록 하기 위해 제1 반사부(114a) 및 제2 반사부(114b)의 반사율은 달라질 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(200)에 발광 다이오드 패키지(100)를 배치한 상태에서 외부로 균일한 광이 방출될 수 있게 제1 반사부(114a) 및 제2 반사부(114b)의 반사율이 달라질 수 있으며, 또, 제1 반사부(114a) 및 제2 반사부(114b)의 너비(w1, w2)에 대한 비율도 달라질 수 있다.
도 20은 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이고, 도 21은 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 조도를 나타낸 그래프이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114) 및 몰딩부(116)를 포함한다. 그리고 본 실시예에서, 디스플레이 장치(200)의 다른 구성은 제1 실시예에서와 동일하여 그에 대한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는, 발광 다이오드 칩(112)의 상부에 반사부(114)가 배치되며, 발광 다이오드 칩(112)과 반사부(114)를 덮도록 몰딩부(116)가 배치된다. 몰딩부(116)는 발광 다이오드 칩(112)의 하부에 배치된 n형 전극 및 p형 전극을 제외한 측면과 상면을 덮도록 배치된다.
그리고 몰딩부(116)는 측면이 경사면(inc)을 가질 수 있다. 몰딩부(116)의 측면 경사면(inc)은 몰딩부(116)의 상면에서 하향 경사진 방향으로 형성될 수 있으며, 몰딩부(116)의 모든 측면이 동일한 경사 각도를 가질 수 있다. 본 실시예에서 몰딩부(116)는 직육면체 형상인 것에 대해 설명함에 따라 몰딩부(116)의 네 개 측면이 각각 하향 경사면(inc)이며, 그에 따라 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광이 경사면(inc)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
도 21에 도시된 그래프는 발광 다이오드 패키지(100)의 측면이 수직면인 경우(ref.)와 발광 다이오드 패키지(100)의 측면이 50도 각도의 하향 경사면(inc)인 경우를 나타낸 조도 그래프이다. 도 21을 참조하면, 측면이 하향 경사면(inc)인 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광이 측면 방향으로 상대적으로 넓게 분산되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 중심점에서 2mm 이상의 위치들에서 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광의 조도가 상대적으로 높게 나타나는 것을 확인할 수 있어, 측면 방향으로 분산효율이 향상될 수 있다.
본 실시예에서 발광 다이오드 패키지(100)의 몰딩부(116) 측면 경사가 50도인 것에 대해 시험하였지만, 하향 경사면(inc)의 경사 각도는 필요에 따라 달라질 수 있다. 몰딩부(116)의 경사면(inc) 각도를 조정함에 따라 측면 방향으로의 분산효율을 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는, 상대적으로 광이 측면 방향으로 분산됨에 따라 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출된 광의 중심 조도가 상대적으로 작아지는 것을 확인할 수 있다. 그에 따라 중심부에서 핫스팟이 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점도 있다.
도 22는 본 발명의 제10 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 22를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 발광 다이오드 칩(112), 반사부(114) 및 몰딩부(116)를 포함한다. 그리고 본 실시예에서, 디스플레이 장치(200)의 다른 구성은 제1 실시예에서와 동일하여 그에 대한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는, 발광 다이오드 칩(112)의 상부에 반사부(114)가 배치되며, 발광 다이오드 칩(112)과 반사부(114)의 측면을 둘러싸도록 몰딩부(116)가 배치된다. 몰딩부(116)는 반사부(114)가 배치된 발광 다이오드 칩(112)의 상면은 덮지 않고, 발광 다이오드 칩(112)과 반사부(114)의 측면만 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(112)의 하부에 배치된 n형 전극 및 p형 전극을 덮지 않을 수 있다.
그에 따라 발광 다이오드 칩(112)의 측면에서 방출된 광은 몰딩부(116)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
여기서, 반사부(114)는 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광의 전체 또는 일부를 반사할 수 있다. 반사부(114)의 반사율이 100%이면, 발광 다이오드 칩(112)에서 방출된 광은 측면을 통해서만 외부로 방출되며, 이렇게 방출된 광은 몰딩부(116)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 그리고 반사부(114)의 반사율이 100% 미만이면, 발광 다이오드 칩(112)에서 상부로 방출되는 광 중 일부는 반사부(114)를 통해 외부로 방출될 수 있고, 나머지 광은 측면에 배치된 몰딩부(116)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
상기와 같이, 몰딩부(116)가 발광 다이오드 칩(112)의 측면에만 배치됨에 따라 발광 다이오드 패키지(100)의 높이가 제1 실시예에서보다 작아질 수 있다. 그에 따라 OD가 상대적으로 작은 디스플레이 장치(200)에 별도의 렌즈를 사용하지 않으면서, 직하형의 백라이트 유닛을 대체할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 발광 다이오드 패키지
112: 발광 다이오드 칩
114: 반사부 114a: 제1 반사부
114b: 제2 반사부
116: 몰딩부 116a: 제1 몰딩부
116b: 제2 몰딩부
117: 파장변환부 117a: 제1 파장변환부
117b: 제2 파장변환부
200: 디스플레이 장치 210: 프레임
212: 기판 220: 광학부
221: 형광시트 223: 확산판
225: 광학시트 227: 디스플레이 패널
230: 프론트 커버 250: 전원공급부
inc: 경사면

Claims (35)

  1. 발광 다이오드 칩;
    상기 발광 다이오드 칩의 상면에 배치되고, 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 적어도 일부를 반사하는 반사부; 및
    상기 발광 다이오드 칩 및 반사부의 상면 및 측면을 덮도록 배치된 몰딩부를 포함하며,
    상기 반사부는 분포 브래그 반사기(distributed bragg reflector)를 포함하고,
    상기 반사부는 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광의 투과율이 0% 내지 80%이며,
    상기 몰딩부는 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부를 포함하며,
    상기 제1 몰딩부는 상기 발광 다이오드 칩 및 반사부의 상면 및 측면을 덮도록 형성되고,
    상기 제2 몰딩부는 상기 제1 몰딩부의 적어도 측면을 덮도록 형성되며,
    상기 제2 몰딩부는 상기 제1 몰딩부보다 강한 재질인 발광 다이오드 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰딩부는 상기 반사부의 상면에서 상기 몰딩부의 상면까지의 두께가 상기 발광 다이오드 칩의 측면에서 상기 몰딩부의 측면까지의 너비보다 작은 발광 다이오드 패키지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 몰딩부는 상기 발광 다이오드 칩의 측면에서 상기 몰딩부의 측면까지의 너비가 상기 반사부의 상면에서 몰딩부의 상면까지의 두께보다 1.5배 이상 4배 이하인 발광 다이오드 패키지.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰딩부는 한 종류 이상의 형광체 및 광확산제 중 어느 하나 이상을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부 중 어느 하나 이상에 한 종류 이상의 형광체가 포함된 발광 다이오드 패키지.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부에 각각 한 종류 이상의 형광체가 포함되면, 상기 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부에 포함된 형광체는 서로 다른 종류인 발광 다이오드 패키지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 몰딩부는 상기 제1 몰딩부보다 얇은 두께를 가지는 발광 다이오드 패키지.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사부는,
    상기 발광 다이오드 칩의 상면 일부에 배치된 제1 반사부; 및
    상기 발광 다이오드 칩의 상면에 배치되며, 상기 제1 반사부를 둘러싸도록 배치된 제2 반사부를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 반사부의 반사율과 상기 제2 반사부의 반사율은 서로 다른 발광 다이오드 패키지.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 반사부의 반사율은 상기 제2 반사부의 반사율보다 작은 발광 다이오드 패키지.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰딩부는 측면이 경사면인 발광 다이오드 패키지.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 경사면은 하향 경사진 면인 발광 다이오드 패키지.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7771482B1 (en) 2000-05-09 2010-08-10 Ben-Zion Karmon Method for tissue expansion and regeneration using bioresorbable inflatable devices
WO2018088705A1 (ko) * 2016-11-14 2018-05-17 서울반도체주식회사 디스플레이 장치 및 그의 백라이트 유닛
US10948163B2 (en) * 2017-12-08 2021-03-16 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Backlight unit
CN108682729A (zh) * 2018-05-04 2018-10-19 惠州市华瑞光源科技有限公司 Csp led的封装方法及csp led的封装结构
CN108767100A (zh) * 2018-05-04 2018-11-06 惠州市华瑞光源科技有限公司 背光模组及其制作方法
GB2589243B (en) 2018-07-12 2023-05-10 Seoul Semiconductor Co Ltd Light emitting device, light emitting diode package, backlight unit, and liquid crystal display
TW202129867A (zh) * 2020-01-20 2021-08-01 大陸商光寶光電（常州）有限公司 封裝結構與封裝結構的製作方法
KR20220086802A (ko) * 2020-12-17 2022-06-24 삼성전자주식회사 엘이디 칩 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
TWI767594B (zh) * 2021-03-03 2022-06-11 達運精密工業股份有限公司 顯示裝置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003046140A (ja) * 2001-07-26 2003-02-14 Matsushita Electric Works Ltd 発光装置およびその製造方法
JP2006352037A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Rohm Co Ltd 白色半導体発光素子およびその製法
JP2008004948A (ja) * 2006-06-09 2008-01-10 Philips Lumileds Lightng Co Llc 低プロファイルの側面放射ｌｅｄ

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4077170B2 (ja) * 2000-09-21 2008-04-16 シャープ株式会社 半導体発光装置
US7250715B2 (en) * 2004-02-23 2007-07-31 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Wavelength converted semiconductor light emitting devices
JP2009164423A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Nichia Corp 発光素子
KR101521260B1 (ko) 2008-11-25 2015-05-18 삼성전자주식회사 발광 다이오드 패키지 및 이의 제조방법
JP2010232050A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
KR20110061421A (ko) * 2009-12-01 2011-06-09 엘지디스플레이 주식회사 발광 다이오드 패키지 및 이를 구비한 액정표시장치
CN102130267A (zh) * 2010-01-14 2011-07-20 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管的封装结构
KR101659357B1 (ko) * 2010-05-12 2016-09-23 엘지이노텍 주식회사 발광소자패키지
JP5977233B2 (ja) * 2010-07-07 2016-08-24 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 封止構造を含む有機発光素子
WO2013051437A1 (ja) 2011-10-03 2013-04-11 シャープ株式会社 照明装置、表示装置、及びテレビ受信装置
JP5897862B2 (ja) 2011-10-13 2016-04-06 シチズン電子株式会社 半導体発光装置
JP2013246897A (ja) * 2012-05-23 2013-12-09 Yazaki Corp レバー式コネクタ
KR20140028964A (ko) * 2012-08-31 2014-03-10 일진엘이디(주) 발광 분포가 우수한 반도체 발광소자
JP6097084B2 (ja) * 2013-01-24 2017-03-15 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
KR101578760B1 (ko) * 2013-10-28 2015-12-18 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛 및 조명 장치
JP6273124B2 (ja) 2013-11-08 2018-01-31 シチズン電子株式会社 Ｌｅｄ照明装置
KR20150064463A (ko) * 2013-12-03 2015-06-11 삼성디스플레이 주식회사 발광다이오드 패키지 및 이를 광원으로 갖는 표시장치
KR101547548B1 (ko) * 2013-12-26 2015-08-26 주식회사 루멘스 형광체 봉지형 발광 소자 패키지와, 백라이트 유닛과, 조명 장치 및 형광체 봉지형 발광 소자 패키지의 제조 방법
KR20150095430A (ko) * 2014-02-13 2015-08-21 삼성전자주식회사 발광다이오드 패키지 및 이를 이용한 발광소자
KR20160005827A (ko) * 2014-07-07 2016-01-18 일진엘이디(주) 측면 발광형 질화물 반도체 발광 칩 및 이를 갖는 발광 소자
EP2988340B1 (en) * 2014-08-18 2017-10-11 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting diode package and manufacturing method thereof
KR20160034534A (ko) * 2014-09-19 2016-03-30 삼성전자주식회사 반도체 발광 소자
KR102426038B1 (ko) 2014-10-31 2022-07-27 엘지전자 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
JP6730017B2 (ja) * 2014-11-10 2020-07-29 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 発光素子パッケージ、及びこれを含む照明システム
KR20160065349A (ko) * 2014-11-28 2016-06-09 일진엘이디(주) 질화물 반도체 발광 칩 및 이를 갖는 발광 소자

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003046140A (ja) * 2001-07-26 2003-02-14 Matsushita Electric Works Ltd 発光装置およびその製造方法
JP2006352037A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Rohm Co Ltd 白色半導体発光素子およびその製法
JP2008004948A (ja) * 2006-06-09 2008-01-10 Philips Lumileds Lightng Co Llc 低プロファイルの側面放射ｌｅｄ

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Publication number Publication date
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