KR102608136B1 - 발광 장치 및 이를 포함하는 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광 장치 및 조명장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광 장치는 패키지 몸체; 상기 패키지 몸체 상에 배치되는 패키지 전극; 상기 패키지 전극 상에 배치되는 발광 소자; 및 상기 패키지 몸체 상에 배치되는 절연성 반사층;을 포함할 수 있다.
상기 절연성 반사층은, 상기 패키지 전극의 측면 및 상면 일부에 배치될 수 있다.

Description

발광 장치 및 이를 포함하는 조명 장치{LIGHT EMITTING APPARATUS AND LIGHTING APPARATUS}
실시예는 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자, 발광소자 패키지, 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 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 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. 뿐만 아니라, 광 검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용할 수 있다.
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 신호등 및 Gas나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표상에서 3족-5족의 원소 또는 2족-6족 원소가 화합되어 생성될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 자외선 발광 다이오드(UV LED)의 경우, 200nm~400nm의 파장 대에 분포되어 있는 빛을 발생하는 발광 다이오드로서, 상기 파장 대에서, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.
한편 종래기술에 의하면 발광소자는 소정의 패키지 상에 실장되어 발광 장치로 활용되고 있다.
그런데, 종래기술에서 발광소자가 패키지에 실장 되어 발광되는 경우, 발광 된 빛이 패키지에 의해 흡수되어 광속이 저하되는 기술적 문제가 있다.
또한 종래기술에서 발광소자가 패키지에 실장되는 경우, 발광소자의 전극과 패키지의 전극 간의 정밀도 제어의 어려움이 있으며 정밀도를 향상시키고자 하는 경우 추가적인 시간이 소요되거나 별도의 공정장비가 요구되므로 실장공정의 효율성이 저하되는 기술적 문제가 있다.
또한 종래기술에서 발광소자가 패키지에 실장된 후에, 패키지 전극과 발광소자의 전극 간의 결합이 제대로 유지되지 못하는 기술적 문제가 있다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 발광소자가 패키지에 실장되어 발광되는 경우 발광 된 빛이 패키지에 의해 흡수되어 광속이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 발광소자를 패키지에 실장하는 경우, 발광소자의 전극과 패키지의 전극 간의 정밀도 제의 어려움이 있으며 정밀도를 향상시키고자 하는 경우 시간이나 공정장비가 요구되므로 실장공정의 효율성이 저하되는 기술적 모순을 해결할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.
또한 실시예는 발광 소자의 패키지 전극 상에 실장 후 패키지 전극과 발광소자의 전극 간의 결합이 제대로 유지되지 못하는 기술적 문제를 해결할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.
실시예의 기술적 과제는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않으며, 명세서 전체의 기재를 통해 파악될 수 있다.
실시예에 따른 발광 장치는 패키지 몸체(210); 상기 패키지 몸체(210) 상에 배치되는 패키지 전극(230); 상기 패키지 전극(230) 상에 배치되는 발광 소자(100); 및 상기 패키지 몸체(210) 상에 배치되는 절연성 반사층(240);을 포함할 수 있다.
상기 절연성 반사층(240)은, 상기 패키지 전극(230)의 측면과 상면의 일부에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 조명장치는 상기 발광 장치를 구비하는 발광 유닛을 포함할 수 있다.
실시예는 발광소자가 패키지에 실장되어 발광되는 경우 발광 된 빛이 패키지에 의해 흡수되어 광속이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예는 발광소자를 패키지에 실장하는 경우, 발광소자의 전극과 패키지의 전극 간의 정밀도 제의 어려움이 있으며 정밀도를 향상시키고자 하는 경우 시간이나 공정장비가 요구되므로 실장공정의 효율성이 저하되는 기술적 모순을 해결할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예는 발광 소자의 패키지 전극 상에 실장 후 패키지 전극과 발광소자의 전극 간의 결합이 제대로 유지되지 못하는 기술적 문제를 해결할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
실시예의 기술적 효과는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않으며, 명세서 전체의 기재를 통해 파악될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광 장치의 단면 예시도.
도 2는 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도.
도 3은 실시예에 따른 발광 장치의 부분 확대도.
도 4는 실시예에 따른 발광 장치의 발광 예시도.
도 5는 종래기술에 따른 발광장치의 발광 예시도.
도 6은실시예에 따른 조명 장치의 사시도.
이하 상기의 과제를 해결하기 위한 구체적으로 실현할 수 있는 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
실시예의 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 두 개의 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 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
반도체 소자는 발광소자, 수광 소자 등 각종 전자 소자 포함할 수 있으며, 발광소자와 수광소자는 모두 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 반도체 소자는 발광소자일 수 있다. 발광소자는 전자와 정공이 재결합함으로써 빛을 방출하게 되고, 이 빛의 파장은 물질 고유의 에너지 밴드갭에 의해서 결정된다. 따라서, 방출되는 빛은 상기 물질의 조성에 따라 다를 수 있다.
(실시예)
도 1은 실시예에 따른 발광 장치(200)의 단면 예시도이다.
실시예에 따른 발광 장치(200)는 패키지 몸체(210), 패키지 전극(230), 발광 소자(100), 절연성 반사층(240)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 발광 장치(200)는 패키지 몸체(210)와, 상기 패키지 몸체(210) 상에 배치되는 패키지 전극(230)과, 상기 패키지 전극(230) 상에 배치되는 발광 소자(100) 및 상기 패키지 몸체(210) 상에 배치되는 절연성 반사층(240);을 포함할 수 있다.
우선, 도 1을 참조하여 실시예에 따른 발광 장치(200)의 전체적인 기술적 특징을 설명하기로 한다.
실시예에서 상기 패키지 몸체(210)는 열 방출 효율이 우수한 Al, Cu 등의 금속 물질 또는 실리콘(Si) 또는 질화 알루미늄(AlN) 등의 물질을 기반으로 단층 또는 다층으로 형성되어 방열 효율을 향상시킴으로써 전기적, 열적 신뢰성을 향상시켜 광도를 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에서의 패키지 몸체(210)는 발광 소자(100)에 의해 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성됨으로써 광속을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 패키지 몸체(210)는 수지계열의 절연물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 또는 상기 패키지 몸체(210)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지 재질에 금속 산화물이 첨가될 수 있으며, 상기 금속 산화물은 TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 패키지 몸체(210)는 실리콘 계열, 또는 에폭시 계열, 또는 플라스틱 재질을 포함할 수 있고, 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다.
또한 상기 패키지 몸체(210) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다.
상기 패키지 몸체(210)는 상면으로부터 소정 깊이로 함몰되며 상부가 오픈된 캐비티(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 캐비티는 오목한 컵 구조, 오픈 구조, 또는 리세스 구조와 같은 형태로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 캐비티는 위로 올라갈수록 점차 넓어지는 너비를 갖고 있어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
다음으로, 실시예는 상기 패키지 몸체(210) 상에 배치되는 패키지 전극(230)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 패키지 전극(230)은 복수의 패키지 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 패키지 전극(230)은 제1 패키지 전극(231), 제2 패키지 전극(232)을 포함할 수 있다.
상기 패키지 전극(230)은 패키지 몸체(210)의 캐비티의 바닥에 배치될 수 있으며, 상기 패키지 몸체(210)의 외측부는 상기 패키지 몸체(210)를 통해 적어도 한 측면으로 노출되어, 소정의 회로 기판(미도시) 상에 탑재되어 전원을 공급받을 수 있다.
상기 패키지 전극(230)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
이때, 실시예는 상기 패키지 몸체(210)와 상기 패키지 전극(230) 사이에 절연층(220)을 구비하여 패키지 몸체(210)가 도전층인 경우, 제1 패키지 전극(231)과 제2 패키지 전극(232) 간의 단락을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(220)은 SiO2 등의 산화물, SixNy 등의 질화물로 단층 또는 다층으로 형성됨으로써 제1 패키지 전극(231)과 제2 패키지 전극(232) 간의 단락을 방지할 수 있다.
다음으로, 상기 패키지 전극(230) 상에 발광 소자(100)가 배치될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)는 접합 부재(미도시)로 상기 패키지 전극(230) 상에 접착될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 발광 소자(100)는 기판(105), 발광구조물(110), 전극(120)을 구비할 수 있으며, 상기 전극(120)은 제1 전극(121)과 제2 전극(122)을 구비할 수 있고, 상기 제1 전극(121)은 상기 제1 패키지 전극(231) 상에 배치될 수 있고, 상기 제2 전극(122)은 상기 제2 패키지 전극(232) 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(112), 제2 도전형 반도체층(116)은 반도체 화합물, 예를 들어 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 각각 제1 도전형 도펀트와 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.
실시예에서 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 n형 반도체층으로, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(116) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조체(110)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 n형 반도체층인 경우, n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
또한 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3-족-5족 화합물 반도체 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다.
상기 활성층(114)은 단일 양자우물 구조, 다중 양자우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층(114)은 양자우물/양자벽 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(114)은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs, InGaP/AlGaP, GaP/AlGaP중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
실시예에서 상기 발광 소자(100)는 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 배치되는 제1 전극(121)과 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 배치되는 제2 전극(122)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(121)은 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2 전극(122)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 전극(121) 또는 제2 전극(122)은 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 합금으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
또한, 실시예에서 상기 제1 전극(121)과 상기 제1 패키지 전극(231), 상기 제2 전극(122)과 상기 제2 패키지 전극(232) 사이에 소정의 범프 전극(미도시)이 개재될 수 있다.
예를 들어, 상기 범프는 반사도가 80% 이상인 높은 금속 예컨대, Ag, Au 또는 Al 중 적어도 하나 또는 이들의 합금으로 형성되어 전극에 의한 광 흡수를 방지하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 범프는 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나 또는 이들의 선택적 합금으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 발광 장치(200)는 별도의 범프 없이 제1 전극(121)과 상기 제1 패키지 전극(231), 상기 제2 전극(122)과 상기 제2 패키지 전극(232) 간의 유테틱 본딩에 의해 실장될 수도 있다.
실시예는 상기 패키지 몸체(210)와 발광 소자(100) 상에 소정의 몰딩부(250)를 포함하고, 몰딩부(250)는 형광체(미도시)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 발광소자가 패키지에 실장되어 발광되는 경우 발광 된 빛이 패키지에 의해 흡수되어 광속이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 발광소자를 패키지에 실장하는 경우, 발광소자의 전극과 패키지의 전극 간의 정밀도 제어의 어려움이 있으며 정밀도를 향상시키고자 하는 경우 시간이나 공정장비가 요구되므로 실장공정의 효율성이 저하되는 기술적 모순을 해결할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.
또한 실시예는 발광 소자의 패키지 전극 상에 실장 후 패키지 전극과 발광소자의 전극 간의 결합이 제대로 유지되지 못하는 기술적 문제를 해결할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공하고자 함이다.
이하 도 2 내지 도 3을 참조하여, 상기 기술적 과제를 해결할 수 있는 실시예에 따른 발광 장치의 기술적 특징을 상술하기로 한다. 도 2는 실시예에 따른 발광 장치의 부분 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 실시예에 따른 발광 장치의 부분(A) 확대도이다.
우선, 도 2와 같이, 실시예에 따른 발광 장치(200)에서 절연성 반사층(240)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연성 반사층(240)은 제1 절연성 반사층(241), 제2 절연성 반사층(242), 및 제3 절연성 반사층(243)을 포함할 수 있으나 이에 한정된 것은 아니다.
실시예에 의하면, 발광소자가 패키지에 실장되어 발광되는 경우 발광 된 빛이 패키지에 의해 흡수되어 광속이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
예를 들어, 도 4는 실시예에 따른 발광 장치의 발광 예시도이며, 아래 표 1은 비교예와 실시예에 따른 발광 장치의 광 특성 데이터이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 발광 장치의 발광 소자(100)에서 발광되는 빛(L1)과 아울러 절연성 반사층을 통해 반사 된 빛(L2)에 의해 광도가 현저히 상승되었다.
예를 들어, 표 1에 의하면, 실시예에 따른 발광 장치의 광속은 약 7,631 lm으로, 비교예(종래 발광 장치)의 광속인 7,206 lm보다 현저히 증대되어 약 105.9% 상승하였다.
　 광속[lm] 전압[V] 전류[mA] 색온도[K]
비 교예 7,206 55.6 1,000 5,771
실시예 7,631 55.5 1,000 5,966
비고 105.9% 증가 - - -
반면, 도 5는 종래기술에 따른 발광장치의 예시로서, 종래기술의 발광장치는 소정의 패키지 몸체(10)와, 상기 패키지 몸체(10) 상에 배치된 전극(30), 반사층(40)과 상기 전극(30) 상에 배치된 발광소자(60)를 구비한다. 종래기술에 따른 발광장치에서는 활성층에서 발광된 빛 중 상측이나 측면방향으로 발광된 제1 빛(L1)에 비해, 하측방향으로 발광되는 제3 빛(L3) 중 상당부분이 패키지 몸체(10)나, 패키지 몸체(10) 상에 배치된 절연층(미도시)에 흡수되어 광속이 저하되고 있다.
다시 도 2를 참조하면, 실시예에서 절연성 반사층(240)은 열경화성 수지조성물, 감광성 수지 조성물 등을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 산화티탄 등의 광 반사물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 절연성 반사층(240)은 열결화성 수지조성물로 가열에 의해 경화하여 전기 절연성을 나타내는 수지를 이용할 수 있고, 이러한 열경화성 수지로서는 에폭시(Epoxy) 화합물, 계 (fluorine-based-resin), 실리콘 수지, 아크릴계 수지, 옥세탄 화합물, 멜라민 수지 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 절연성 반사층(240)은 분자 내에 카르복실기, 페놀성 수산기 등이 존재하고, 알칼리성의 현상액에 중화하여 용해하는 알칼리 현상형 감광성 수지 조성물일 수 있다.
실시예에서 절연성 반사층(240) 형성 공정을 설명하면, 우선 도 2와 같이, 제1 패키지 전극(231)과 제2 패키지 전극(232)이 형성된 후에, 절연성 반사층(240) 형성공정이 진행될 수 있으나 이에 한정 되는 것은 아니다.
실시예에 의하면, 패키지 몸체(210)의 절연층(220) 상에 감광성 수지 조성물을 이용하여 제1 절연성 반사층(241)과 제2 절연성 반사층(242)을 형성할 수 있다. 이를 통해, 실시예에 의하면 상기 절연성 반사층(240)은 상기 패키지 전극(230)의 측면 및 상면 일부에 배치됨에 따라, 발광 소자(100)에서 발광되는 빛과 아울러 절연성 반사층을 통해 반사 된 빛에 의해 광도가 현저히 상승될 수 있다.
또한 도 1과 같이, 실시예에서 상기 패키지 전극(230)은 상호 이격된 제1 패키지 전극(231)과 제2 패키지 전극(232)을 포함하고, 상기 제1 절연성 반사층(241)과 상기 제2 절연성 반사층(242)은 상기 제1 패키지 전극(231)과 상기 제2 패키지 전극(232) 사이에도 배치됨에 따라, 발광 소자(100)에서 발광 되는 빛의 외부로의 반사효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
도 3은 도 2에서 실시예에 따른 발광 장치의 부분(A) 확대도이며, 도 3을 참조하면, 실시예에서 상기 절연성 반사층(240)은, 상기 패키지 몸체(210) 상에 배치되는 제1 절연성 반사층(241)과, 상기 제1 절연성 반사층(241) 및 상기 패키지 전극(230)의 상면 일부에 배치되는 제2 절연성 반사층(242)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2 절연성 반사층(242)은 상기 패키지 전극(230), 예를 들어 제1 패키지 전극(231)의 상면으로 연장되는 돌출부(242P)를 포함할 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 제2 절연성 반사층(242)이 패키지 전극(230)의 상면으로 연장되는 돌출부(242P)를 구비함으로써 노출되는 패키지 전극(230)에 흡수되거나 패키지 몸체(210)로 흡수될 수 있는 빛 들을 외부로 반사시킴으로써 광속을 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 상기 제2 절연성 반사층(242)이 상기 패키지 전극(230)의 상면으로 연장되는 돌출부(242P)를 구비함으로써, 제2 절연성 반사층(242)이 패키지 전극(230)의 측면과 상면 일부를 지지함으로써 발광 장치의 기계적, 전기적 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한 도 2와 도 3을 참조하면, 상기 제2 절연성 반사층(242)이 상기 패키지 전극(230)의 상면으로 연장되는 돌출부(242P)를 구비함으로써, 제2 절연성 반사층(242)의 돌출부(242P) 사이에 소정의 리세스(R) 구조가 형성될 수 있고, 이러한 제2 절연성 반사층(242)의 리세스(R) 구조에 의해, 향후 실장되는 발광 소자의 전극(120)의 측면에 대한 지지기능에 따라 발광 장치의 기계적, 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이를 통해, 실시예는 제2 절연성 반사층(242)이 패키지 전극(230)의 상면으로 연장되는 돌출부(242P)를 구비함으로써, 발광소자를 패키지에 실장하는 경우, 발광소자의 전극과 패키지의 전극 간의 정밀도 제어의 어려움이 있으며 정밀도를 향상시키고자 하는 경우 시간이나 공정장비가 요구되므로 실장공정의 효율성이 저하되는 기술적 모순을 해결할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예는 제2 절연성 반사층(242)이 패키지 전극(230)의 상면으로 연장되는 돌출부(242P)를 구비함으로써, 발광 소자의 패키지 전극 상에 실장 후 패키지 전극과 발광소자의 전극 간의 결합이 제대로 유지되지 못하는 기술적 문제를 해결할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
도 3을 참조하면, 실시예에서 제2 절연성 반사층(242)이 패키지 전극(230)의 상면으로 연장되는 돌출부(242P)의 수평 폭(W)은 약 200 이상일 수 있으며, 상기 돌출부(242P)의 수평 폭(W)이 약 200 미만인 경우, 패키지 전극(230) 상면으로 연장되는 길이가 충분하지 못하여 광 반사 효율에 기여도가 낮을 수 있다.
또한 실시예에서 절연성 반사층(240)은 상기 제2 절연성 반사층(242) 상에 배치되는 제3 절연성 반사층(243)을 포함할 수 있으며, 상기 제3 절연성 반사층(243)은 그 일단이 라운드 형상(243R)을 구비함으로써 반사효율을 현저히 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 절연성 반사층(243)은 열결화성 수지조성물일 수 있으며, 가열에 의해 경화하여 그 일단에 라운드 형상(243R)을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 절연성 반사층(243)은 에폭시(Epoxy) 화합물, 불소계 수지 (fluorine-based-resin), 실리콘 수지, 아크릴계 수지, 옥세탄 화합물, 멜라민 수지 등일 수 있다. 제3 절연성 반사층(243)의 일단의 형상은 단면이 라운드 형상 이외에도 기울어진 직선 형태나 계단형상일 수도 있으며 이에 한정하지 않는다.
실시예 의하면, 절연성 반사층(240)이 복수의 층으로 형성됨에 따라 반사효율이 증대되는 효과가 있다. 예를 들어, 제1 절연성 반사층(241)만 존재하는 경우 반사율 증대는 약 84%의 개선된 반사율(총 184%)을 나타내며, 제2 절연성 반사층(242)까지 존재하는 경우 반사율 증대는 약 91%의 개선된 반사율(총 191%)을 나타내며, 제3 절연성 반사층(243)까지 존재하는 경우 반사율 증대는 약 93%의 개선된 반사율(총 193%)을 나타낼 수 있다.
또한 실시예와 같이, 절연성 반사층(240)이 제1 절연성 반사층(241) 내지 제3 절연성 반사층(243)을 포함함과 아울러, 상기 제2 절연성 반사층(242)이 패키지 전극(230)의 상면으로 연장되는 돌출부(242P)를 구비하고, 상기 제3 절연성 반사층(243)의 일단이 라운드 형상(243R)을 구비하는 경우 반사효율을 현저히 향상됨에 따라 광속 증대가 극대화될 수 있다.
또한 도 1을 참조하면, 실시예에서 상기 제3 절연성 반사층(243)이 상기 발광 소자(100)의 활성층(114) 보다 낮게 배치됨으로써 제3 절연성 반사층(243)에서의 광 반사 효율을 극대화할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 실시예에서, 상기 제3 절연성 반사층(243)은 상기 전극(120)으로부터 이격될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 절연성 반사층(243)은 상기 발광 소자(100)와 상하간에 중첩되지 않음으로써 발광 소자(100)에서 방출 되는 빛이 제3 절연성 반사층(243)에서 차단되는 것을 방지하여 광속을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 절연성 반사층(243)은 제1 패키지 전극(231)으로부터 이격된 거리(D)가 약 100㎛ 이상일 수 있으며, 그 미만인 경우 발광 된 빛이 일부 차단될 수 있으므로, 100㎛ 이상으로 이격시킬 수 있다.
또한 실시예에서 상기 제3 절연성 반사층(243)은 상기 제2 절연성 반사층(242)의 돌출부(242P)와 상하간에 중첩되지 않도록 형성시킴으로써 제3 절연성 반사층(243)에서의 빛의 차단 이슈를 최소할 수 있다.
실시예에 의하면, 발광소자가 패키지에 실장되어 발광되는 경우 발광 된 빛이 패키지에 의해 흡수되어 광속이 저하되는 문제를 해결할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 발광소자를 패키지에 실장하는 경우, 발광소자의 전극과 패키지의 전극 간의 정밀도 제어의 어려움이 있으며 정밀도를 향상시키고자 하는 경우 시간이나 공정장비가 요구되므로 실장공정의 효율성이 저하되는 기술적 모순을 해결할 수 있는 기술적 효과가 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 발광 소자의 패키지 전극 상에 실장 후 패키지 전극과 발광소자의 전극 간의 결합이 제대로 유지되지 못하는 기술적 문제를 해결할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 조명장치를 제공할 수 있다.
실시예에 따른 발광 장치는 백라이트 유닛, 조명 유닛, 디스플레이 장치, 지시 장치, 램프, 가로등, 차량용 조명장치, 차량용 표시장치, 스마트 시계 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 실시예에 따른 조명시스템의 분해 사시도이다.
실시예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광 장치(200)를 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다. 상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)를 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다. 상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 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 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
패키지 몸체(210), 패키지 전극(230),
제1 패키지 전극(231), 제2 패키지 전극(232)
발광 소자(100), 절연성 반사층(240), 제1 절연성 반사층(241),
제2 절연성 반사층(242), 제3 절연성 반사층(243)

Claims (11)

  1. 패키지 몸체;
    상기 패키지 몸체 상에 배치되는 패키지 전극;
    상기 패키지 전극 상에 배치되는 발광 소자; 및
    상기 패키지 몸체 상에 배치되는 절연성 반사층;을 포함하며,
    상기 절연성 반사층은,
    상기 패키지 몸체 상에 배치되는 제1 절연성 반사층, 및
    상기 제1 절연성 반사층의 상면 및 상기 패키지 전극의 상면 일부에 배치되는 제2 절연성 반사층을 포함하고,
    상기 제1 절연성 반사층 및 상기 제2 절연성 반사층은 상기 패키지 전극의 측면에 배치되는 발광 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 절연성 반사층은
    상기 패키지 전극의 상면으로 연장되는 돌출부를 포함하는 발광 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 절연성 반사층은,
    상기 제2 절연성 반사층 상에 배치되는 제3 절연성 반사층을 포함하는 발광 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제3 절연성 반사층은,
    상기 패키지 전극으로부터 이격된 발광 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제3 절연성 반사층은
    그 일단이 라운드 형상을 포함하는 발광 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제3 절연성 반사층은
    상기 발광 소자와 상하간에 중첩되지 않는 발광 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 제3 절연성 반사층은
    상기 제2 절연성 반사층의 돌출부와 상하간에 중첩되지 않고,
    상기 돌출부는 상기 패키지 전극의 상면까지 연장되는 발광 장치.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 제3 절연성 반사층은
    상기 발광 소자의 활성층 보다 낮게 배치되는 발광 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 패키지 전극은,
    상호 이격된 제1 패키지 전극과 제2 패키지 전극을 포함하고,
    상기 제1 절연성 반사층과 상기 제2 절연성 반사층은 상기 제1 패키지 전극과 상기 제2 패키지 전극 사이에도 배치되는 발광 장치.
  11. 제1 항, 제3항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치를 구비하는 발광유닛을 포함하는 조명장치.
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