KR20120045119A - 발광 소자 및 발광 소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
실시예는 기판, 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 구비하며, 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되는 발광 구조물, 상기 제2 도전형 반도체층 상의 전도층, 상기 노출되는 제1 도전형 반도체층 상의 제1 전극, 상기 전도층 상의 제2 전극, 및 상기 발광 구조물로부터 투사되는 빛을 반사시키거나 산란시키는 상기 기판 아래의 광학층을 포함한다.
Description
실시예는 발광 소자 및 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
실시예는 광 반사 효율을 향상시킬 수 있는 발광 소자 및 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시예에 따른 발광 소자는 기판, 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 구비하며, 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되는 발광 구조물, 상기 제2 도전형 반도체층 상의 전도층, 상기 노출되는 제1 도전형 반도체층 상의 제1 전극, 상기 전도층 상의 제2 전극, 및 상기 발광 구조물로부터 투사되는 빛을 반사시키거나 산란시키는 상기 기판 아래의 광학층을 포함한다.
상기 광학층은 폴리프탈아미드(Polyphthalamide, PPA), PA-9T, 또는 PA-6T로 이루어지거나, 열가소성 수지와 글라스 파우더에 Al2O3, ZnO, TiO2, AlN 또는 Zn2O3가 첨가된 물질일 수 있다. 상기 광학층은 열을 방출하는 요철 패턴을 가질 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 패키지 몸체, 상기 패키지 몸체에 배치되는 발광 소자, 상기 패키지 몸체 상에 이격하여 배치되는 제1 금속층 및 제2 금속층, 및 상기 발광 소자를 감싸는 봉지층을 포함하며, 상기 발광 소자는 기판, 상기 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층이 적층되며, 상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출하는 발광 구조물, 상기 제2 도전형 반도체층 상의 전도층, 상기 노출되는 제1 도전형 반도체층 상의 제1 전극, 상기 전도층 상의 제2 전극, 및 상기 발광 구조물로부터 투사되는 빛을 반사시키거나 산란시키는 상기 기판 아래의 제1 광학층을 포함한다.
상기 발광 소자 패키지는 상기 제1 광학층과 상기 제2 금속층 사이에 배치되는 접착 부재를 더 포함하며, 상기 접착 부재는 투명 에폭시 또는 실버 페이스트(silver paste)일 수 있다.
상기 패키지 몸체는 일측 영역에 캐버티를 가지며, 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층은 상기 캐버티 바닥의 일 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층 상의 제2 광학층을 더 포함하며, 상기 접착 부재는 상기 제2 광학층과 상기 제1 광학층 사이에 배치되어 상기 제1 광학층을 상기 제2 광학층에 부착시킬 수 있다.
상기 패키지 몸체는 도전성이며, 상기 패키지 몸체와 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층 사이에 배치되는 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층은 상기 패키지 몸체를 관통할 수 있다.
실시예는 광 반사 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 2는 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 3은 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 5는 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 6은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 7은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 8은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 2는 다른 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 3은 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 5는 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 6은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 7은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 8은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
이하 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자(100)를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 발광 소자(100)는 기판(110), 발광 구조물(120), 전도층(130), 제1 전극(142), 제2 전극(144), 및 광학층(150)을 포함한다.
기판(110)은 사파이어 기판(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, 도전성 기판, 그리고 GaAs 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 이러한 기판(110)의 상면에는 광추출 구조(lighting extraction structure)인 요철 패턴이 형성될 수 있다.
발광 구조물(120)은 기판(110) 상에 배치되며, 제1 도전형 반도체층(122), 활성층(124), 및 제2 도전형 반도체층(126)이 적층된 구조이다. 또한 발광 구조물(120)은 제1 도전형 반도체층(122)의 일부를 노출하도록 제2 도전형 반도체층(126), 활성층(124) 그리고 제1 도전형 반도체층(122)의 일부가 식각된다.
기판(110) 및 발광 구조물(120) 사이에는 2족 내지 6족 원소의 화합물 반도체를 이용한 층 또는 패턴, 예컨대, ZnO층(미도시), 버퍼층(미도시), 언도프드 반도체층(미도시) 중 적어도 한 층이 형성될 수 있다. 버퍼층 또는 언도프드 반도체층은 3족-5족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있으며, 버퍼층은 기판(110)과의 격자 상수의 차이를 줄여주게 되며, 언도프드 반도체층은 도핑하지 않는 GaN계 반도체로 형성될 수 있다. 제1 도전형은 n형이고, 제2 도전형은 p형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 도전형 반도체층(122)은 질화물계 반도체층, 예컨대, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, n형 도펀트(예: Si, Ge, Sn 등)가 도핑될 수 있다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)으로부터 제공되는 전자(electron)와 제2 도전형 반도체층(126)으로부터 제공되는 정공(hole)의 결합(recombination) 과정에서 발생하는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다.
활성층(124)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다. 활성층(124)이 양자우물구조로 형성된 경우 예컨데, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1 -a-bN (0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 갖을 수 있다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)은 질화물계 반도체층, 예컨대, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, p형 도펀트(예: Mg, Zn,Ca,Sr,Ba)가 도핑될 수 있다.
전도층(130)은 활성층(124)으로부터 제2 도전형 반도체층(126)으로 방출되는 빛의 추출 효율을 증가시키기 위하여 제2 도전형 반도체층(126) 상에 배치된다. 전도층은 투과율이 높은 투명한 산화물계 물질, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide), TO(Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), ATO(Aluminum Tin Oxide), GZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni,Ag,Ni/IrOx/Au 또는 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다.
제1 전극(142)은 식각에 의하여 노출되는 제1 도전형 반도체층(122) 상에 배치되며, 제2 전극(144)은 전도층(130) 상에 배치된다.
광학층(150)은 기판(110) 아래에 배치되며, 발광 소자(100)가 발광할 때, 발광 구조물(120)로부터 기판(110) 방향으로 투사되는 빛을 산란 또는 반사시킨다.
광학층(150)은 폴리프탈아미드(Polyphthalamide, PPA), PA-9T, PA-6T로 이루어질 수 있으며, 열가소성 수지와 글라스 파우더에 Al2O3, ZnO, TiO2, AlN 또는 Zn2O3가 첨가된 물질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 빛을 반사 또는 산란시킬 수 있는 금속층을 포함할 수 있다. 광학층(150)은 기판(110) 하면에 코팅될 수 있다. 예컨대, 광학층(150)은 열가소성 수지와 글라스 파우더를 혼합한 형태로 기판(110) 하면에 코팅될 수 있다. 또한 광학층(150)은 PPA, PA-9T, 및 PA-6T는 플레이트(plate) 형태로 투명 접착제에 의하여 기판(110) 하면에 본딩될 수 있다. 열가소성 수지와 글라스 파우더 형태로 코팅할 경우, 광학층(150)의 두께는 1um ~ 2um일 수 있다.
도 2는 다른 실시예에 따른 발광 소자(200)를 나타낸다. 도 1에 개시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 동일한 부분에 대해서는 그 내용이 동일하므로 중복을 피하기 위하여 설명을 생략한다.
도 2를 참조하면, 광학층(150-1)은 발광 소자(200)로부터 발생하는 열을 용이하게 방출하기 위하여 요철 패턴(170)을 구비한다. 도 1에 도시된 실시예와 비교할 때, 도 2에 도시된 광학층(150-1)은 요철 패턴(170)에 의하여 방열 면적이 크기 때문에 발광 소자(200)로부터 발생하는 열을 용이하게 방출할 수 있다.
예컨대, 광학층(150-1)은 패키지 몸체의 금속층(예컨대, leadfram), 또는 패키지 몸체의 바닥에 부착되는데, 요철 패턴(170)은 방열 면적이 크기 때문에 발광 소자로부터 발생하는 열을 패키지 몸체로 용이하게 전달하여 배출할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다. 도 1 및 도 2에 개시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 동일한 부분에 대해서는 그 내용이 동일하므로 중복을 피하기 위하여 설명을 생략한다.
도 3을 참조하면, 발광 소자 패키지(300)는 패키지 몸체(310), 제1 금속층(312), 제2 금속층(314), 발광 소자(320), 반사판(325), 제1 와이어(332), 제2 와이어(334) 및 봉지층(340)을 포함한다.
패키지 몸체(310)는 일측 영역에 캐버티(cavity)가 형성된 구조이다. 이때 캐버티의 측벽은 경사지게 형성될 수 있다. 패키지 몸체(310)는 실리콘 기반의 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package), 실리콘 기판, 실리콘 카바이드(SiC), 질화알루미늄(aluminum nitride, AlN) 등과 같이 절연성 또는 열전도도가 좋은 기판으로 형성될 수 있으며, 복수 개의 기판이 적층되는 구조일 수 있다. 실시예는 상술한 몸체의 재질, 구조, 및 형상으로 한정되지 않는다.
제1 금속층(312) 및 제2 금속층(314)은 열 배출이나 발광 소자(320)의 장착을 고려하여 서로 전기적으로 분리되도록 패키지 몸체(310)의 표면에 배치된다. 예컨대, 제1 금속층(312)과 제2 금속층(314)은 캐비티의 바닥면 상에 서로 소정 간격 이격하여 배치될 수 있다.
이때 제1 금속층(312) 및 제2 금속층(314)은 금속 배선 및 반사층의 역할을 할 수 있다. 제1 금속층(312) 및 제2 금속층(314)은 Ag, Ni, Ti, Cu, Ni, 및 Al 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
발광 소자(320)는 패키지 몸체(310)의 캐버티의 바닥면에 실장된다. 예컨대, 발광 소자(320)는 제2 금속층(314)에 부착될 수 있다. 이때 발광 소자(320)는 도 1 또는 도 2에 도시된 발광 소자(100 또는 200)일 수 있다.
접착 부재(350)는 발광 소자(320)와 제2 금속층(314) 사이에 위치하며, 발광 소자(320)를 제2 금속층(314)에 접착시킨다. 예컨대, 접착 부재(350)는 투명 에폭시 또는 실버 페이스트(silver paste)일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 접착 부재(350)는 광학층(150)과 제2 금속층(314) 사이에 배치되어 광학층(150)을 제2 금속층(314)에 본딩(bonding)시킬 수 있다.
일반적으로 실버 페이스트를 사용하여 발광 소자를 패키지 몸체의 반사층(실시예의 제2 금속층(314)에 해당함)에 부착하는 경우에는, 실버 페이스트는 반사도가 낮기 때문에 발광 소자로부터 발생한 빛이 실버 페이스트에 반사되는 과정에서 광 손실이 크게 발생할 수 있다.
또한 투명 에폭시를 사용하여 발광 소자를 금속 반사판 기반의 패키지 몸체의 반사층에 부착하는 경우에는, 반사층에 의한 반사도 저하 및 산란 특성 악화로 인하여 발광 소자로부터 발생한 빛의 광 손실이 발생할 수 있다. 반사도 저하 및 산란 특성 악화는 도금 공정에 의하여 반사층의 표면은 거칠게 형성되기 때문이다.
그러나 접착 부재(350)가 실버 페이스트일 경우, 광학층(150, 150-1)이 실버 페이스트 상에 배치되어 제2 금속층(314)에 본딩되기 때문에, 발광 소자(100,200)로부터 발생한 빛은 광학층(150, 150-1)에 의하여 반사 및 산란이 동시에 일어난다. 따라서 실시예는 실버 페이스트에 기인하는 광 손실을 줄일 수 있다.
또한 접착 부재(350)가 투명 에폭시일 경우, 제2 전극층(314)이 아닌 광학층(150,150-1)에 의하여 발광 소자(100, 200)로부터 발생한 빛의 반사 및 산란이 동시에 일어나기 때문에 제2 전극층(314)에 기인하는 광 손실을 줄일 수 있다. 또한 도 2에 도시된 광학층(150-1)은 발열 면적을 크게 하여 발광 소자(200)로부터 발생한 열을 잘 배출할 수 있다.
발광 소자(100,200)는 제1 금속층(312) 및 제2 금속층(314)과 전기적으로 연결된다. 예컨대, 발광 소자(100,200)의 제1 전극(142)은 제1 와이어(332)의 일측과 본딩되고, 제1 와이어(334)의 타측은 제1 금속층(312)에 본딩될 수 있다. 또한 발광 소자(100 또는 200)의 제2 전극(144)은 제2 와이어(334)의 일측과 본딩되고, 제2 와이어(334)의 타측은 제2 금속층(314)에 본딩될 수 있다.
반사판(325)은 발광 소자(100 또는 200)에서 방출된 빛을 소정의 방향으로 지향하도록 패키지 몸체(310)의 캐버티 측벽에 형성된다. 반사판(325)은 광반사 물질로 이루어지며, 예컨대, 금속 코팅이거나 금속 박편일 수 있다.
봉지층(340)은 패키지 몸체(310)의 캐버티 내에 위치하는 발광 소자(320)를 포위하여 발광 소자(320)를 외부 환경으로부터 보호한다. 봉지층(340)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 무색 투명한 고분자 수지 재질로 이루어진다. 봉지층(340)은 발광 소자(320)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있도록 형광체가 포함될 수 있다. 예컨대, 청색, 황색, 및 녹색 형광체 중 적어도 하나가 봉지층(340) 내에 포함될 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지(400)를 나타낸다. 도 3에 개시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 동일한 부분에 대해서는 그 내용이 동일하므로 중복을 피하기 위하여 설명을 생략한다.
도 4를 참조하면, 발광 소자 패키지(400)는 캐버티의 바닥면에 배치되는 제2 광학층(410)을 포함한다. 제2 광학층(410)은 제1 금속층(312) 및 제2 금속층(314) 상에 배치된다. 제2 광학층(410)은 제1 금속층(312)과 제2 금속층(314)이 배치되지 않는 패키지 몸체의 바닥 부분(420)에는 배치되지 않을 수 있다.
접착 부재(350)는 제2 광학층(410)과 발광 소자(320)의 광학층(150, 이하 "제1 광학층"이라 한다.) 사이에 배치되어, 제1 광학층(150)을 제2 광학층(410)에 부착시킴으로써 발광 소자(320)를 패키지 몸체(310)에 부착시킨다. 제2 광학층(410)은 제1 광학층(150)과 동일한 재질일 수 있다.
제1 전극(142)은 제1 와이어(332)의 일측과 본딩되고, 제1 와이어(334)의 타측은 제1 금속층(312)에 본딩될 수 있다. 또한 제2 전극(144)은 제2 와이어(334)의 일측과 본딩되고, 제2 와이어(334)의 타측은 제2 금속층(314)에 본딩될 수 있다.
발광 소자 패키지(400)는 제1 광학층(150)의 반사 및 산란 작용에 의하여 접착 부재(350)에 기인하는 광 손실을 줄일 수 있으며, 또한 제1 광학층(150)의 반사 및 산란 작용에 의하여 제1 및 제2 금속층(312,314)에 의한 광 손실을 감소시킬 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지(500)를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 광 산란 접착 부재(510)에 의하여 발광 소자(320)가 제2 금속층(314)에 접착된다. 여기서 도 1 및 도 2에 도시된 발광 소자(100, 200)에서 광학층(150)이 생략된 것일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 발광 소자(320)는 도 1 및 도 2에 도시된 발광 소자(100, 200)일 수 있다.
발광 소자(320)의 기판(110)과 제2 금속층(314) 사이에 광 산란 접착 부재(510)가 배치되며, 광 산란 접착 부재는 기판(110)과 제2 금속층(314)을 접착시킨다. 또한 도 5에 도시된 실시예와 달리, 다른 실시예는 발광 소자(320)의 제1 광학층(150)과 제2 금속층(314) 사이에 광 산란 접착 부재(510)가 배치되며, 광 산란 접착 부재는 제1 광학층(150)과 제2 금속층(314)을 접착시킬 수 있다.
광 산란 접착 부재(510)는 광 산란체와 접착 부재를 혼합한 것은 접착제 역할 및 광 산란 역할을 동시에 한다. 광 산란 접착 부재(510)는 접착 부재와 광 산란재의 혼합 형태일 수 있다. 여기서 접착 부재는 투명 에폭시일 수 있으며, 광 산란재는 폴리프탈아미드(Polyphthalamide, PPA), PA-9T, PA-6T로 이루어질 수 있으며, 열가소성 수지와 글라스 파우더에 Al2O3, ZnO, TiO2, AlN 또는 Zn2O3가 첨가된 물질일 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지(600)를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 발광 소자 패키지(600)는 캐버티를 갖는 기판(610, 또는 패키지 몸체), 절연층(620), 제1 전극층(632), 제2 전극층(634), 접착 부재(350), 발광 소자(640), 제1 와이어(332), 제2 와이어(334) 및 봉지층(650)을 포함한다.
기판(610)은 도전성 기판일 수 있으며, 캐버티는 기판(610)의 일 영역이 식각되어 형성될 수 있으며, 내측면 및 바닥을 포함하며, 내측면은 바닥에 대하여 일정한 경사를 가질 수 있다. 이하 캐버티가 형성되는 기판(610)의 일 영역을 "제1 영역"이라 하고, 캐버티를 제외하는 기판(610)의 다른 일 영역을 "제2 영역"이라 한다.
절연층(620)은 기판(610) 표면을 덮는다. 예컨대, 절연층(620)은 캐버티의 측벽과 바닥(제1 영역) 및 캐버티를 제외한 기판(610)의 다른 영역(제2 영역) 상에도 배치될 수 있다. 여기서, 절연층(620)은 제1 전극층(632) 및 제2 전극층(634)이 기판(610)과 전기적으로 연결되는 것을 방지한다.
제1 전극층(632) 및 제2 전극층(634)은 절연층(620) 상에 서로 이격하여 배치된다. 이때 제1 전극층(632) 및 제2 전극층(634)은 제1 영역 및 제2 영역에 걸쳐 배치된다. 또한 제1 전극층(632) 및 제2 전극층(634)은 제1 영역에서 서로 이격하여 전기적으로 분리되고, 제2 영역에서 서로 이격하여 전기적으로 분리된다.
제1 전극층(632) 및 제2 전극층(634)은 발광 소자(640)에 제1 전원 및 제2 전원을 공급하기 위한 전극 역할 및 발광 소자(640)로부터 발생하는 빛을 반사하는 반사층의 역할을 할 수 있다. 제1 전극층(632) 및 제2 전극층(634)은 Ag, Ni, Ti, Cu, Ni, 및 Al 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 여기서 제1 전원 및 제2 전원은 발광 소자(640)를 동작시키기 위한 전원일 수 있다.
발광 소자(640)는 도 1 및 도 2에 도시된 발광 소자들(100,200) 중 어느 하나일 수 있다. 접착 부재(350)는 발광 소자(640)와 제2 전극층(634) 사이에 배치되며, 발광 소자(640)의 광학층(150, 150-1)을 제2 전극층(634)에 본딩시킨다. 상술한 바와 같이, 광학층(150,150-1)은 접착 부재(350)에 기인하는 광 손실을 감소시킬 수 있다.
제1 전극(142)은 제1 와이어(332)에 의하여 제1 전극층(632)에 본딩되고, 제2 전극(144)은 제2 와이어(334)에 의하여 제2 전극층(634)에 본딩된다.
봉지층(650)은 발광 소자(640)가 실장된 기판(610)의 캐버티를 채우며, 봉지층(650)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 무색 투명한 고분자 수지 재질 및 형광체 파우더를 혼합한 물질로 이루어질 수 있다.
도 6에서는 광학층(150, 150-1) 및 접착 부재(350)를 구분하였지만, 접착제 역할을 함과 동시에 광 산란과 반사의 역할을 하는 광 산란 접착 부재를 이용하여 발광 소자를 제2 전극층(634)에 본딩시킬 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지(700)를 나타낸다. 도 6에 개시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 동일한 부분에 대해서는 그 내용이 동일하므로 중복을 피하기 위하여 설명을 생략한다.
도 7을 참조하면, 발광 소자 패키지(700)는 캐버티를 갖는 기판(610), 절연층(620), 제1 전극층(632), 제2 전극층(634), 제1 광학층(660), 접착 부재(350), 발광 소자(640), 제1 와이어(332), 제2 와이어(334) 및 봉지층(650)을 포함한다.
제1 광학층(660)은 캐버티 내의 제1 전극층(632) 및 제2 전극층(634) 상에 배치된다. 예컨대, 제1 광학층(660)은 캐버티 바닥 상의 제1 전극층(632) 및 제2 전극층(634) 상에 배치될 수 있으며, 제1 전극층(632)과 제2 전극층(634)이 배치되지 않는 제1 영역의 절연층(620) 부분(670)은 배치되지 않을 수 있다.
도 7에서는 캐버티의 바닥 상의 제1 전극층(632) 및 제2 전극층(634)에만 제1 광학층(660)이 배치되는 것을 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 광학층(660)은 캐버티의 바닥 및 측벽 상의 제1 전극층(632) 및 제2 전극층(634) 상에 배치될 수도 있다.
접착 부재(350)는 제1 광학층(660) 및 발광 소자(640)의 제1 광학층(150) 사이에 배치되며, 제1 광학층(150)을 제1 광학층(660)에 본딩시킨다. 제1 광학층(150)은 접착 부재(350)에 기인하는 광 손실을 감소시킬 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다. 도 8을 참조하면, 발광 소자 패키지(800)는 기판(710), 절연층(720), 제1 전극층(712), 제2 전극층(714), 발광 소자(730), 반사컵(740), 제1 와이어(332), 제2 와이어(334) 및 봉지층(750)을 포함한다.
기판(710)은 실리콘 기판일 수 있다. 반사컵(740)은 기판(710) 상에 배치된다. 제1 전극층(712) 및 제2 전극층(714)은 반사컵(740) 내의 기판(710) 표면 및 내부에 배치된다.
제1 전극층(712)은 기판(710) 상면 상(on)의 제1 부분과 기판(710) 하면 상의 제2 부분, 및 기판(710)을 관통하여 제1 부분과 제2 부분을 연결하는 제3 부분으로 구분된다. 또한 제2 전극층(714)은 기판(710) 상면 상(on)의 제4 부분과 기판(710) 하면 상의 제5 부분, 및 기판(710)을 관통하여 제4 부분과 제5 부분을 연결하는 제6 부분으로 구분된다.
이때 제1 전극층(712)의 제1 부분과 제2 전극층(714)의 제3 부분은 서로 이격하여 전기적으로 분리된다. 또한 제1 전극층(712)의 제2 부분과 제2 전극층(714)의 제5 부분은 서로 이격하여 전기적으로 분리된다.
절연층(720)은 기판(710)과 제1 전극층(712) 사이, 및 기판(710)과 제2 전극층(714) 사이에 배치되어 제1 전극층(712)과 기판(710) 사이 및 제2 전극층(714)과 기판(710) 사이를 절연시킨다.
발광 소자(730)는 제2 전극층(714)의 제4 부분 상에 배치된다. 이때 발광 소자(730)는 실시예에 따른 발광 소자(100 또는 200)일 수 있다.
접착 부재(350)는 발광 소자(730)와 제2 전극층(714) 사이에 배치되어 발광 소자(730)를 제2 전극층(714)에 본딩시킨다. 접착 부재(350)는 광학층(150)과 제2 전극층(714) 사이에 배치되어 광학층(150)을 제2 전극층(714)에 본딩시킨다. 광학층(150)은 접착 부재(350)에 기인하는 광 손실을 감소시킬 수 있다.
제1 와이어(332)의 일단은 발광 소자(730)의 제1 전극(142)에 본딩되고, 다른 일단은 제1 전극층(712)에 본딩되며, 제2 와이어(334)의 일단은 발광 소자(730)의 제2 전극(144)에 본딩되고, 다른 일단은 제2 전극층(714)에 본딩된다. 봉지층(750)은 반사컵(740) 내부를 채우며, 에폭시 또는 실리콘과 같은 무색 투명한 고분자 수지 재질 및 형광체 파우더를 혼합한 물질로 이루어질 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다.
또 다른 실시예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110, 610,710 : 기판 120 : 발광 구조물
122: 제1 도전형 반도체층 124 : 활성층
126: 제2 도전형 반도체층 130 : 전도층
142: 제1 전극 144 : 제2 전극
150: 광학층 310: 패키지 몸체
312: 제1 금속층 314: 제2 금속층
320: 발광 소자 325: 반사판
332,334: 제1, 제2 와이어 340,650,750: 봉지층
350: 접착 부재 410,660: 제1 광학층
510: 광 산란 접착 부재 620,720: 절연층
632,634,712,714: 제1, 제2 전극층 740: 반사컵.
122: 제1 도전형 반도체층 124 : 활성층
126: 제2 도전형 반도체층 130 : 전도층
142: 제1 전극 144 : 제2 전극
150: 광학층 310: 패키지 몸체
312: 제1 금속층 314: 제2 금속층
320: 발광 소자 325: 반사판
332,334: 제1, 제2 와이어 340,650,750: 봉지층
350: 접착 부재 410,660: 제1 광학층
510: 광 산란 접착 부재 620,720: 절연층
632,634,712,714: 제1, 제2 전극층 740: 반사컵.
Claims (10)
- 기판:
제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 구비하며, 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되는 발광 구조물;
상기 제2 도전형 반도체층 상의 전도층;
상기 노출되는 제1 도전형 반도체층 상의 제1 전극;
상기 전도층 상의 제2 전극; 및
상기 발광 구조물로부터 투사되는 빛을 반사시키거나 산란시키는 상기 기판 아래의 광학층을 포함하는 발광 소자. - 제1항에 있어서, 상기 광학층은,
폴리프탈아미드(Polyphthalamide, PPA), PA-9T, 또는 PA-6T로 이루어지거나, 열가소성 수지와 글라스 파우더에 Al2O3, ZnO, TiO2, AlN 또는 Zn2O3가 첨가된 물질인 발광 소자. - 제1항에 있어서, 상기 광학층은,
열을 방출하는 요철 패턴을 갖는 발광 소자. - 패키지 몸체;
상기 패키지 몸체에 배치되는 발광 소자;
상기 패키지 몸체 상에 이격하여 배치되는 제1 금속층 및 제2 금속층; 및
상기 발광 소자를 감싸는 봉지층을 포함하며,
상기 발광 소자는,
기판;
상기 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층이 적층되며, 상기 제1 도전형 반도체층의 일부를 노출하는 발광 구조물;
상기 제2 도전형 반도체층 상의 전도층;
상기 노출되는 제1 도전형 반도체층 상의 제1 전극;
상기 전도층 상의 제2 전극; 및
상기 발광 구조물로부터 투사되는 빛을 반사시키거나 산란시키는 상기 기판 아래의 제1 광학층을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제4항에 있어서, 상기 패키지 몸체는,
일측 영역에 캐버티를 가지며,
상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층은 상기 캐버티 바닥의 일 영역에 배치되는 발광 소자 패키지. - 제4항에 있어서, 상기 발광 소자 패키지는,
상기 제1 광학층과 상기 제2 금속층 사이에 배치되는 접착 부재를 더 포함하며, 상기 접착 부재는 투명 에폭시 또는 실버 페이스트(silver paste)인 발광 소자 패키지. - 제5항에 있어서,
상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층 상의 제2 광학층을 더 포함하며,
상기 접착 부재는 상기 제2 광학층과 상기 제1 광학층 사이에 배치되어 상기 제1 광학층을 상기 제2 광학층에 부착시키는 발광 소자 패키지. - 제5항에 있어서,
상기 패키지 몸체는 도전성이며,
상기 패키지 몸체와 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층 사이에 배치되는 절연층을 더 포함하는 발광 소자 패키지. - 제5항에 있어서,
상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층은 상기 패키지 몸체를 관통하는 발광 소자 패키지. - 제4항에 있어서, 상기 제1 광학층은,
폴리프탈아미드(Polyphthalamide, PPA), PA-9T, 또는 PA-6T로 이루어지거나, 열가소성 수지와 글라스 파우더에 Al2O3, ZnO, TiO2, AlN 또는 Zn2O3가 첨가된 물질인 발광 소자 패키지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100106454A KR20120045119A (ko) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100106454A KR20120045119A (ko) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120045119A true KR20120045119A (ko) | 2012-05-09 |
Family
ID=46264634
Family Applications (1)
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| KR1020100106454A KR20120045119A (ko) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR20120045119A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110556466A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-10 | 江门江雷光电科技有限公司 | 一种具有反光杯的led灯珠 |
-
2010
- 2010-10-29 KR KR1020100106454A patent/KR20120045119A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110556466A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-10 | 江门江雷光电科技有限公司 | 一种具有反光杯的led灯珠 |
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